Há uma batalha acontecendo na borda do universo, mas está sendo travada bem aqui na terra. Com raízes que vem desde os antigos gregos, aos olhos dos Campeões em ambos os lados, esta luta é um concurso por nada menos do que o futuro da ciência. É um conflito que envolve as maiores questões cósmicas humanas e que podem requerer métodos que usamos — ou podemos usar — para obtermos respostas para essas perguntas.
A Cosmologia é o estudo do universo como um todo: sua estrutura, sua origem e seu destino. A Física fundamental é o estudo de entidades de base da realidade e suas interações. Com estas descrições... não é nenhuma surpresa que a cosmologia e física fundamental compartilhem um vasto território. Você não consegue entender como o universo evolui após o Big Bang (uma questão cosmológica) sem entender como a matéria, energia, espaço e tempo interagem (uma questão da física fundamental). Recentemente, no entanto, algo notável aconteceu em ambos estes campos que está fazendo polêmica entre alguns cientistas. Como os físicos George Ellis e Joseph Silk recentemente colocaram na Nature :
"Este ano, debates nos círculos de física tomaram um rumo preocupante. Confrontados com dificuldades na aplicação de teorias fundamentais para o universo observado, alguns pesquisadores foram chamados para uma mudança na física teórica e como ela é feita. Eles começaram a discutir — explicitamente — que se uma teoria é suficientemente elegante e explicativa, ela não precisa ser testada experimentalmente, rompendo com séculos de tradição filosófica de definir conhecimento científico como empírico."
A raiz do problema depende de duas idéias/teorias agora centrais para alguns cosmólogos (mesmo se eles permanecerem problemáticos para os físicos como um todo). A primeira é a teoria das cordas, que postula que o mundo é composto não de partículas pontuais, mas de pequenas cordas vibrantes. Teoria das cordas só funciona se o universo tiver muitas dimensões "extras" no espaço que não sejam as três que nós experimentamos no dia a dia. A segunda ideia é do então chamado Multiverso, que, na sua forma mais popular, afirma que mais de um universo distinto emergiu do Big Bang. Em vez disso, os adeptos afirmam que pode haver um quase infinito (se não verdadeiramente infinito) número "universos" paralelos, cada um com sua própria versão física.
Tanto a teoria das cordas quanto o Multiverso são grandes reformulações ousadas do que queremos dizer quando usamos as palavras "realidade física". Isso é motivo suficiente para que sejam temas polêmicos em círculos científicos. Mas na busca dessas ideias, algo novo emergiu. Ao invés de focar apenas em questões sobre a natureza do cosmos, os novos desenvolvimentos levantam perguntas críticas sobre as regras básicas da ciência quando aplicadas a algo no universo como um todo.
Aqui está o problema: tanto a teoria das cordas e o Multiverso postulam entidades que podem, em princípio e na prática, serem não-observáveis. Evidências para as dimensões extras são necessárias para resolverem a teoria das cordas e são prováveis de requererem um acelerador de partículas de proporções astronômicas. E os outros universos que compõem o Multiverso podem estar permanentemente sobre nosso "Horizonte", tal que nunca teremos observações diretas de sua existência. É este aspecto específico das teorias que cientistas como Ellis e seda tem ficado tão preocupados. Como eles dizem:
"Estas hipóteses improváveis são muito diferentes daquelas que se relacionam diretamente ao mundo real e que são verificáveis através de observações — tais como o modelo padrão da física de partículas e a existência de matéria escura e energia escura. Como vemos, riscos da física teórica estão se tornando uma terra de ninguém entre a matemática, física e filosofia que verdadeiramente não satisfazem os requisitos de qualquer um."
O que eles e outros, acham particularmente preocupante é a alegação de que nossas tentativas de adiar as fronteiras da cosmologia e física fundamental tomaram-se um novo domínio onde há necessidade de novas regras da ciência. Alguns chamam esta ciência de "pós-empírica".
Recentemente, por exemplo, o filósofo da física Richard Dawid argumentou que apesar do fato de que nenhuma evidência para a teoria das cordas existe (mesmo após três décadas de intenso estudo), deve ainda ser considerada o melhor candidato para um caminho a frente. Como Dawid coloca, tais argumentos incluem "ninguém encontrou-se uma boa alternativa para a teoria das cordas. Outro [motivo para aceitar a teoria das cordas é] usa a observação de que as teorias sem alternativas tenderam a serem viáveis no passado. "
Sean Carroll, um altamente respeitado e filosoficamente astuto físico, tem uma abordagem diferente de Dawid. Para Carroll, é o conceito de falseabilidade, que era a filosofia científica central do famoso Karl Popper, que é demasiado limitada para os campos onde encontramos nós mesmos usando-a. Como Carroll escreve:
"Se estamos ou não podendo observar [dimensões extras ou outros universos] diretamente, as entidades envolvidas nestas teorias são reais ou não são. Recusando-se a contemplar a sua possível existência em razão de algum princípio a priori, mesmo que eles possam desempenhar um papel crucial de como o mundo funciona, é tanto não-científico quanto impossível."
Assim, para Carroll, mesmo se uma teoria prediz entidades que não podem ser observadas diretamente, se não houver consequências indiretas da sua existência pode confirmar e, em seguida, essas teorias (e essas entidades) devem ser incluídas nas nossas considerações.
Outros cientistas, no entanto, não estão convencidos. O físico de Altas Energias Sabine Hossenfelder chamou o tipo de ciência pós-empírica de Dawid de uma ciência "oxímora." Mais importante ainda, para os cientistas como Paul Steinhardt e colaboradores, as novas idéias estão se tornando "pós-modernas."
Esta é a possibilidade que preocupa Ellis e Silk, acima de tudo:
"Em nossa opinião, a questão resume-se a esclarecer uma questão: que potencial evidência observacional ou experimental poderia nos convencer que a teoria está errada e levar-nos a abandoná-la? Se não houver nenhuma, então pode ser considerada uma teoria científica."
A Teoria das cordas e o Multiverso são ideias excitantes entre si mesmos. Se qualquer uma fosse verdade, teria consequências revolucionárias para nossa compreensão do cosmos. Mas, como debates sobre ciência pós-empírica e falseabilidade demonstram, críticos destas teorias não testadas temem que podem estar colocando-as sob um difícil — e, finalmente, prejudicial — caminho. É por isso, de uma maneira ou outra, que estas podem ser as mais perigosas ideias da ciência.
Texto original de Adam Frank.
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