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Situado na base da realidade cotidiana
existe um mundo deslumbrante,
onde muito do que percebemos sobre o Universo
está errado.
O físico e autor Brian Greene leva você
em uma viagem que quebra as regras da experiência humana.
Por que nunca vemos eventos acontecerem em ordem inversa?
De acordo com as leis da Física, isso pode acontecer.
É um mundo que se revela
à medida que pesquisamos os mais extremos reinos do cosmos,
dos buracos negros ao Big ***
até o verdadeiro coração da própria matéria.
Eu quero o mesmo que ele.
Aqui, o espaço vazio vibra com atividade furiosa.
O mundo tridimensional pode ser apenas uma ilusão,
e não há distinção
entre passado, presente e futuro.
Mas como pode ser isso?
Como poderíamos estar tão errados sobre algo tão familiar?
Será que isso nos incomoda?
Com certeza.
Não há princípio
construído sobre as leis da natureza
que diga que os físicos teóricos tem que ser felizes.
É uma mudança de perspectiva
que abre todo um novo mundo de possibilidades.
Se novos Universos nascem o tempo todo
então o Big *** não é um evento único,
e a nossa for uma de muitas realidades paralelas?
Em algum lugar, há uma duplicata de você e de mim
e de todos os outros.
Estamos em um Universo ou em um Multiverso?
Agora na NOVA.
Legendas por: E.A.P.M. [2012] opensubtitles.org
O Tecido do Cosmos
Universo ou Multiverso?
Nova Iorque.
Dizem não há nenhum lugar como este,
o lar de oito milhões de pessoas, incontáveis estruturas, monumentos
e pontos de referência, cada um deles único.
Ou assim pensamos.
Exclusividade é uma idéia tão familiar,
que nunca sequer a questionamos.
A experiência nos diz que só há uma pessoa e um objeto de cada.
Por que outro motivo visitamos museus e colecionamos grandes obras-primas?
No entanto, uma nova imagem do Cosmos
está nascendo, e nela nada é único.
Não é que as grandes obras primas do mundo sejam falsas.
Em vez disso, estou falando de algo muito mais profundo:
uma nova imagem do Cosmos
que desafia a própria noção de exclusividade,
em que duplicatas são inevitáveis.
E isso é só o começo.
Pode haver duplicatas não apenas de objetos,
mas de você, de mim e de todos os outros.
Mas se esta nova imagem está correta,
onde estão essas duplicatas
e por que nunca as vemos?
A resposta pode estar fora do nosso Universo.
Houve um tempo em que a palavra "Universo"
significava "tudo o que existe", tudo mesmo.
A noção de mais de um Universo,
mais do que um "tudo", parecia impossível.
Mas, talvez, se pudéssemos ir além do nosso sistema solar,
além da Via Láctea, até mesmo além de galáxias distantes,
após o fim do Universo observável,
veremos que há mais, muito mais,
e que o nosso Universo não está sozinho.
Pode haver outros Universos.
Na verdade, pode haver novos nascendo o tempo todo.
Podemos realmente viver
num oceano que se expande com a multiplicação de Universos:
um "Multiverso".
Se pudéssemos visitar esses outros Universos,
descobriríamos que alguns podem ter suas propriedades básicas
tão estranhas que a matéria que conhecemos não poderia existir.
Outros podem ter galáxias, estrelas, até mesmo um planeta
com aparência familiar, mas com algumas diferenças inusitadas.
E se há um número infinito de Universos
no Multiverso, em algum lugar haverá um
onde quase tudo é idêntico ao nosso
exceto por alguns detalhes mínimos.
Talvez um outro Brian Greene
com um trabalho diferente.
Se o Multiverso for de fato infinito,
então alguns terão uma série de características
que são muito difíceis de imaginar.
Em alguns lugares haverá "Alan Guth's"
que parecerão, pensarão e agirão exatamente como eu,
bem como muitos onde os "Alan Guth's" parecerão e pensarão
quase igual a mim, mas com algumas pequenas diferenças.
Isso é Ciência?
É uma parte da Metafísica?
É apenas filosofia?
É religião?
Os físicos tendem a não fazer essas perguntas.
Eles apenas dizem "vamos seguir a lógica."
E a lógica parece apontar para essa direção.
Apesar de quão desconhecido e estranho o Multiverso possa parecer,
cada vez mais cientistas acham que pode ser o passo final
de uma longa linha de revisões radicais
da nossa imagem do Cosmos.
Houve um tempo que pensávamos que a Terra
estava no centro do Cosmos
e que todo o resto girava em torno de nós.
Então vieram cientistas como Galileu e Copérnico,
e nos mostraram
que é o Sol, não a Terra,
que está no centro do nosso sistema solar.
E o nosso sistema solar?
É apenas um pequeno bairro
na periferia de uma gigantesca galáxia.
E a nossa galáxia?
É uma das centenas de bilhões de galáxias
que compõem o nosso Universo.
Todas essas ideias soaram ultrajantes
quando foram propostas,
mas hoje não as questionamos mais.
A ideia do Multiverso pode ser parecida.
Ela simplesmente pode exigir uma alteração drástica
na nossa perspectiva cósmica.
Por outro lado,
alguns cientistas pensam que o Multiverso
nada mais é do um beco sem saída para a Física.
Fico muito desconfortável com o Multiverso.
Para se tornar uma Ciência sólida, ainda precisa de muita coisa.
Ele existe do mesmo modo que
os anjos podem existir.
Temos que fazer nossas apostas,
e acho que, nesse momento, o Multiverso é uma boa aposta.
Acho que há uma boa chance de que o Multiverso seja real
e que daqui a cem anos
as pessoas podem estar convencidas de que é real.
Então, de onde surgiu esta ideia
e qual é a evidência para ela?
Bem, várias descobertas surpreendentes sugerem
que realmente podemos ser parte de um Multiverso.
A primeira destas descobertas
tem a ver com o modo que geralmente aceitamos a teoria
da origem do nosso Universo: o Big ***.
De acordo com esta teoria,
nosso Universo começou há 14 bilhões de anos atrás
numa violenta explosão.
Ao longo de bilhões de anos, o Universo esfriou e coagulou,
permitindo a formação de estrelas, planetas e galáxias.
Como resultado dessa explosão,
o Universo continua expandindo até hoje.
Mas se pudéssemos ver a história de nosso Universo no sentido contrário,
tudo voltaria para o início,
e você perceberia que a teoria do Big *** não nos diz nada
sobre o que o que causou a explosão inicial.
É chamada teoria do Big ***,
mas a única coisa sobre a qual ela não nos diz nada
é a explosão em si.
Não diz nada sobre o que explodiu,
por que explodiu ou o que aconteceu antes da explosão.
Então, o que alimentou essa violenta explosão?
Que força poderia ter lançado tudo para longe?
Na tentativa de descobrir tal força, os cientistas se viram
frente a frente com o Multiverso.
Um dos físicos cujo trabalho
tem ajudado a estabelecer as bases
para a ideia do Multiverso é Alan Guth.
Atualmente ele é professor no MIT.
Mas, em 1979, Guth e um colega, Henry Tye,
estavam pesquisando uma nova ideia sobre como as partículas poderiam ter se formado
no início do Universo.
Henry sugeriu que talvez devêssemos perguntar
se o processo que estávamos pensando poderia ou não
influenciar a taxa de expansão do Universo.
Guth e Tye não tinham pensado em investigar
a taxa de expansão do Universo
nos primeiros momentos após o Big ***.
Mas a pergunta de Henry Tye
fez Guth rever seus cálculos mais uma vez.
Eu fiquei até muito tarde naquela noite
e revi os cálculos com muito cuidado
tentando fazer com que tudo ficasse certo.
Conforme a noite avançava,
Guth descobriu algo extraordinário nas equações
que descreviam a formação das partículas
no início do Universo.
Cheguei a uma conclusão chocante
de que estas novas teorias de partículas
teriam um efeito tremendo
na taxa de expansão do Universo.
O tipo de processo de que Henry e eu estávamos conversando
levaria o Universo
a um período de expansão incrivelmente rápida.
O que Guth encontrou na Matemática era uma evidência de que,
no ambiente extremo dos primeiros momentos do Universo,
a gravidade poderia agir em sentido inverso.
Em vez de puxar as coisas para perto,
esta "gravidade repulsiva" iria repelir tudo ao seu redor,
causando uma grande expansão.
Fiquei imediatamente muito animado com isso
e escrevi o cálculo no meu caderno,
e depois, no final, escrevi "realização espetacular"
com uma caixa dupla em torno,
porque percebi que, se estivesse certo,
poderia ser muito importante.
Ao descobrir esta "gravidade repulsiva",
Alan Guth involuntariamente lançou luz
para o verdadeiro início do Big ***.
Descrita matematicamente, esta força era tão poderosa
que poderia levar um espaço tão minúsculo como uma molécula
e explodi-lo para o tamanho da Via Láctea
em menos de um bilionésimo de bilionésimo de bilionésimo
de um piscar de olhos.
Após esta incrivelmente rápida explosão,
o espaço continuaria a expandir mais lentamente e esfriar,
permitindo a formação de estrelas e galáxias,
exatamente como na teoria do Big ***.
Guth chamou esta rápida explosão de "inflação"
e ele acreditava que tinha explicado
o que definiu a expansão inicial do Universo.
O poderosa e repulsiva gravidade da inflação
foi o "***" do Big ***.
Mas, apesar de ter feito um avanço importante,
Alan Guth teve mais uma preocupação.
Eu não tinha ideia do que meu emprego significava.
Eu estava procurando um trabalho mais permanente.
O cenário do Universo inflacionário parece muito excitante.
Então eu fiz uma viagem muito longa,
dando palestras sobre isso.
De repente a ideia pegou.
Conversas sobre a inflação eram comuns entre pessoas
de todas as áreas da Física.
Muitos astrofísicos teóricos,
inclusive eu, ficaram muito entusiasmados.
Foi um momento muito, muito emocionante.
Se você tem uma boa ideia
que permite que outras pessoas levem o campo para a frente,
elas irão prestar atenção.
Senti uma sensação incrível
quando percebi que tinha atravessado essa lacuna,
de um doutorando desconhecido
para um dos grandes pesquisadores,
e foi muito difícil de absorver, mas certamente me senti bem.
Uma razão para a inflação ser tão emocionante
foi que ela fez previsões
que poderiam ser testadas através da observação.
Os cientistas perceberam que, se a teoria estivesse correta,
as evidências disso poderiam ser encontradas no céu noturno.
Imagine que pudéssemos desligar o Sol
e tirar todas as estrelas.
Se os nossos olhos pudessem detectar
o resto da energia que ainda está lá,
veríamos um brilho quente em todo o Cosmos.
Este mar de radiação é chamado radiação cósmica de fundo.
São os últimos resquícios do calor gerado pelo Big ***.
A teoria previu que a expansão violenta do espaço
durante a inflação deixaria uma “marca” nesta radiação.
Estas "impressões digitais" formariam um padrão preciso
de variações de temperatura
– manchas ligeiramente mais quentes e manchas ligeiramente mais frias –
que ficaria parecido com isto.
Mas levaria cerca de dez anos
até a tecnologia ficar sensível o suficiente
para testar esta previsão.
Então, em 1989,
a NASA lançou o COBE (Cosmic Background Explorer),
seguido por um segundo satélite, WMAP, em 2001,
que iriam poder testar a inflação.
Eles mediram a radiação
com grande precisão, e os resultados foram impressionantes.
As variações de temperatura encontradas no Cosmos
corresponderam quase que exatamente
com as previsões da teoria da inflação.
É apenas uma teoria, Matemática no papel,
até fazer previsões que possam ser confirmadas.
O WMAP encontrou o que a Matemática da inflação previu.
Isso é extremamente convincente.
Assim, a teoria da inflação poderia estar errada.
Ela fez previsões, os dados vieram,
e a inflação foi maravilhosamente confirmada.
O trabalho de Guth sobre a inflação, junto com os de outros físicos,
foi aclamado como um marco
para a compreensão da origem do Universo.
No processo, ele expande...
Logo depois, dois físicos russos descobririam
que as equações da inflação guardavam um segredo chocante:
o nosso Universo pode não estar sozinho.
Um destes físicos era Andrei Linde,
que já tinha feito contribuições cruciais
para a teoria inflacionária.
O outro foi Alex Vilenkin,
que frequentou uma das palestras de Alan Guth
durante sua viagem.
Ele deu uma palestra maravilhosa.
Eu nunca o encontrei antes,
mas o que eu ouvi foi bastante inesperado.
De uma vez, a inflação explicou muito bem
muitas características do Big ***
e isso foi bastante notável.
...por que o Universo é do jeito que é.
Então fui para casa muito impressionado.
Alex Vilenkin ficou tão impressionado que, durante meses,
não conseguia parar de pensar sobre a inflação.
Normalmente eu penso durante o banho,
que tendem a durar muito tempo.
Quanto mais Vilenkin pensada no processo de inflação,
mais ele se perguntava sobre o que a teria parado.
Como seria uma região do espaço no final da inflação?
O que exatamente poderia acontecer no momento em que termina a inflação?
A conclusão a que cheguei foi de que o fim da inflação
não aconteceu em todos os lugares de uma só vez.
Vilenkin logo percebeu
que se a inflação não termina em todos os lugares ao mesmo tempo,
então sempre haverá alguma parte do espaço
onde ela ainda está acontecendo.
Assim, neste quadro,
o Big *** não é um evento único.
Houve vários Big Bangs que aconteceram antes do nosso
e haverá inúmeras outros Big Bangs
que acontecerão no futuro.
Foi uma nova e inesperada imagem
em que a inflação pararia em algumas regiões,
mas sempre continuaria em algum outro lugar.
Novos Big Bangs estão sempre ocorrendo
e novos Universos estão sempre nascendo,
em uma eterna expansão do Multiverso
Linde e Vilenkin, em particular,
colocaram a ideia de que a inflação pode nunca terminar,
de que este processo de inflação
poderia acontecer de novo e de novo
criando um Universo após outro, após outro.
Isso foi uma revolução na Ciência
ou é apenas uma teoria cheia de buracos?
A ideia tornou-se conhecida como "inflação eterna",
e você pode imaginá-la parecida com isto.
Imagine que este bloco de queijo é todo o espaço
antes da formação de estrelas e galáxias.
De acordo com a inflação,
o espaço é preenchido uniformemente com uma quantidade enorme de energia,
e esta energia faz o espaço se expandir a uma velocidade enorme.
Quando isso acontece, aqui e ali a energia descarrega
como uma espécie de faísca elétrica.
Mas isto é como eletricidade estática em escala cósmica,
e quando ela descarrega
toda a energia é rapidamente transformada em matéria
sob a forma de pequenas partículas.
Esse processo é o nascimento de um novo Universo,
que temos tradicionalmente chamado de "Big ***".
Dentro destes novos Universos,
que são como buracos no queijo,
o espaço continua a se expandir, mas muito mais lentamente.
E, às vezes, galáxias, estrelas e planetas se formam,
de maneira parecida com o que vemos hoje no nosso Universo.
Enquanto isso, fora desses novos Universos,
o resto do espaço ainda está cheio de energia não descarregada
e ainda está em expansão a enorme velocidade.
E mais espaço expandindo
significa mais lugares onde a energia pode descarregar
em mais Big Bangs e criar mais Universos.
Isso significa que este processo poderia continuar para sempre.
Em outras palavras, quando se trata da inflação eterna,
o queijo é mais como queijo suíço,
em que novos Universos estão infinitamente se formando, criando o Multiverso.
O Multiverso – uma profunda implicação
da inflação eterna.
Mas, como Alex Vilenkin logo percebeu,
tal ideia não seria facilmente aceita.
Achei que tinha descoberto algo importante
sobre o Universo,
e queria compartilhar isso com meus colegas físicos,
e um dos primeiros, é claro, tinha que ser Alan Guth.
Agora, sabemos que as flutuações quânticas no campo escalar
são diferentes em diferentes regiões no espaço.
Eu pensei que ele ficaria animado com isso.
Como resultado, em algumas regiões...
Mas este encontro não saiu como planejado.
...a inflação durará mais do que em outras.
O tempo de inflação...
Quando eu estava descrevendo para ele minha nova imagem do Universo,
as regiões em inflação e assim por diante,
...expansão.
notei que Alan estava começando
a cochilar um pouco.
É claro que fiquei muito triste com aquilo,
então pensei que era melhor ir embora.
Um problema com o conceito de um Multiverso
era que parecia não haver nenhuma forma de detectá-lo.
Não era só cada Universo que estaria em expansão,
mas também o espaço entre eles.
Isso significa que nada, nem mesmo a luz,
poderia viajar de qualquer um dos outros Universos até nós.
Os físicos realmente não responderam muito bem
a esta ideia de inflação eterna.
Uma vez eu disse que lhes diria
algo sobre as coisas além do nosso horizonte
que não podem, em princípio, ser observadas,
a maioria deles perdeu o interesse ali mesmo.
Alex Vilenkin achava que tinha descoberto algo grande,
mas os outros estavam céticos.
Então Vilenkin relutantemente tentou
esquecer seu trabalho da eterna inflação.
Quem quer falar sobre um Universo
que você nunca verá?
O Multiverso não pode fazer previsões, não pode ser testado.
Você poderia admitir que não é Ciência de fato.
Como você pode acreditar nele
se não consegue ver outras partes do Multiverso?
Só podemos ver nosso pequeno remendo,
nossa pequena nuvem em expansão de galáxias.
Como poderemos saber?
Você não pode provar que o Multiverso existe.
Não está errado.
Não se pode provar que ele não existe.
Então por que devemos acreditar?
Alex Vilenkin tentou parar de pensar sobre o Multiverso.
Sem provas para apoiá-lo,
a ideia parecia ter atingido um beco sem saída.
Muitas pessoas pensaram que não é Ciência
falar de coisas que não se pode observar.
Então eu não voltei a falar no assunto por quase dez anos.
Enquanto isso, o colega russo de Vilenkin, Andrei Linde
manteve a chama viva.
Ele tinha criado de forma independe
sua própria versão da inflação eterna,
mas, ao contrário Vilenkin, não seria dissuadido.
Talvez eu seja um pouco mais arrogante.
Quando tive a ideia para este Multiverso,
entendi que poderia ser a coisa mais importante
que fiz na minha vida.
E se alguém não quiser ouvir sobre isso
é problema dele.
Linde publicou mais de uma dúzia de artigos,
mas seu trabalho se encontraria uma recepção igualmente fria.
Parecia que ninguém queria ouvir sobre a ideia de um Multiverso.
Se as equações da inflação eterna
fossem as únicas pistas apontando para o Multiverso,
a história poderia ter acabado aí.
Mas a ideia do Multiverso ganharia apoio inesperado
de duas áreas completamente diferentes da Ciência.
Uma delas era uma ideia chamada Teoria das Cordas,
concebida para explicar como o Universo funciona
nas menores escalas.
A outra foi uma descoberta surpreendente
feita por astrônomos ao explorar o Universo
nas maiores escalas,
uma descoberta que é profundamente misteriosa
se houver apenas um Universo.
Mas, se somos parte de um Multiverso,
a história é diferente.
Tem a ver com a expansão do Universo,
e é fácil de explicar usando uma bola de beisebol.
Agora, se eu jogar esta bola para cima,
todos sabemos o que vai acontecer.
À medida que ela sobe, vai mais devagar devido à gravidade.
Os astrônomos sabiam que o Universo estava se expandindo,
e assumiram que a expansão seria mais lenta
devido ao fato da gravidade puxar as estrelas e galáxias,
assim como a gravidade da Terra puxa a bola.
Mas quando fizeram as medições
encontraram algo tão surpreendente
que abalou os fundamentos da Física.
Eles verificaram que o ritmo da expansão não está diminuindo.
Está acelerando.
É como se, quando eu jogo esta bola de beisebol,
em vez de desacelerar, ela fosse cada vez mais rápido.
Se vermos uma bola fazer isso,
podemos assumir que há alguma força invisível,
oposta à gravidade, que empurra a bola,
fazendo com que ela aumente a velocidade cada vez mais.
Os astrônomos chegaram à mesma conclusão sobre o Universo:
que algum tipo de energia no espaço
deve estar empurrando todas as galáxias para longe,
fazendo com que o ritmo da expansão acelere.
Como não podemos ver esta energia,
os astrônomos a chamaram de "energia escura".
Ela está entre as mais importantes descobertas experimentais
já feitas na história da Ciência.
Muitos de nós ficaram completamente surpresos.
Ainda estamos tentando compreender isso.
A descoberta de que a energia escura
está empurrando cada galáxia em nosso Universo
para longe das outras em ritmo acelerado
foi muito chocante.
Ainda mais surpreendente foi a potência da energia escura.
Por mais de uma década, os cientistas foram incapazes de explicar
porque existe tanta energia no espaço vazio.
Mas esse mistério parece mais fácil de resolver
se formos parte de um Multiverso muito maior.
A ideia de que o espaço
contém alguma energia em si próprio soa estranho.
Mas a nossa teoria das pequenas coisas, como moléculas e átomos,
a teoria chamada Mecânica Quântica,
nos diz que há muita atividade
no reino microscópico,
atividade que pode contribuir para a energia do espaço.
E, de acordo com a Matemática,
a quantidade de energia gerada pela atividade microscópica
é enorme.
O problema é que, quando os astrônomos mediram a quantidade de energia
que há realmente lá fora,
a quantidade de energia necessária para forçar as galáxias a se distanciarem
à taxa de aceleração que foi observada,
ela recebe um número como este:
uma vírgula decimal seguida por 122 zeros, e depois um.
Uma quantidade incrivelmente pequena, muito próxima de zero,
e nada parecida com o que prediz a teoria.
Na verdade, é trilhões e trilhões
e trilhões e trilhões de vezes menor,
uma incompatibilidade colossal.
Já tentamos de tudo
para explicar por que a energia escura é tão pequena.
Já tentamos de tudo, e tudo falhou.
Sem esperança!
Uma vez chamei esta de “a pior falha
“de estimativa de magnitude”
“na história da Ciência.”
Será que isso nos incomoda?
Com certeza.
O fato da quantidade de energia no espaço
ser muito menor do que a nossa teoria prediz
não é apenas um problema acadêmico.
A força exata dessa gravidade repulsiva
tem profundas implicações para todos nós.
Por exemplo,
se eu aumentasse a força da energia escura
apenas um pouco, apagando quatro ou cinco dessas zeros,
ainda seria um número minúsculo
mas o Universo seria radicalmente diferente.
Isso porque reforçando um pouco a energia escura
ela empurraria tudo para longe tão rápido
que as estrelas, planetas e galáxias
nunca teriam se formado.
E isso significa que nós simplesmente não existiríamos.
Mas nós estamos aqui.
Então, por que é a quantidade da energia escura
é muito menor do que a nossa teoria prediz
mas também é a correta para permitir a formação
de galáxias, estrelas, planetas e da vida?
Nós simplesmente não sabemos.
A incompatibilidade entre as previsões teóricas
da energia escura e aquela que os astrônomos observaram
é um dos grandes mistérios que a Ciência enfrenta hoje.
Mas considere isto:
Se vivemos em um Multiverso, então o mistério da energia escura
pode não ser tão misterioso afinal.
De fato, se somos parte de um Multiverso,
o valor da energia escura que medimos
pode realmente fazer sentido.
Oi.
Reserva para Greene.
Para ver como o Multiverso poderia resolver o enigma da energia escura,
imagine que você está entrando em um hotel
e terá um número de quarto como este:
dez milhões e um.
Obrigado.
Aproveite a sua estadia.
Dez milhões e um
pareceria número de quarto muito estranho.
Ter um número de quarto como esse seria surpreendente,
tanto quanto o valor da energia escura em nosso Universo.
É um número que os cientistas acharam surpreendente.
Mas o caso é o seguinte:
Se o hotel tiver um grande número de quartos
quer dizer, bilhões e bilhões,
então obter o número de quarto 10 milhões e um
não seria tão surpreendente.
Em um hotel deste tamanho, você espera encontrar um quarto com esse número.
Da mesma forma, se somos parte de um Multiverso
com um número enorme de Universos,
cada um com um valor diferente da energia escura,
então podemos esperar que um
tenha o valor tão pequeno como o que medimos.
Se pensarmos em cada um desses quartos como um Universo,
e que cada Universo tem um valor diferente
para a energia escura,
então a maioria destes Universos não seria hospitaleiro
para a vida como a conhecemos.
A razão é que o valor da energia escura não permitiria
a formação de galáxias, estrelas e planetas.
Universos com muito menos energia escura do que o nosso
entrariam em colapso sobre si mesmos.
E Universos com muito mais energia escura do que o nosso
iriam expandir tão rápido que a matéria nunca teria a chance
de se aglutinar e formar estrelas e planetas.
É claro que estamos em um Universo
em que o valor da energia escura é hospitaleiro para a vida.
Caso contrário, não estaríamos aqui para falar sobre isso.
Se somos parte de um Multiverso,
o mistério da energia escura acaba ficando não tão misterioso.
Mas há uma parte do quebra-cabeça faltando.
Como poderemos saber se há diversidade suficiente dentro do Multiverso
para que cada valor para a energia escura,
incluindo o valor estranho que observamos no nosso Universo,
possa ser encontrado em algum lugar?
A resposta viria
de uma área totalmente diferente da Física.
Estou falando sobre uma teoria inovadora
que pode investigar o Universo
nas menores escalas.
Sabemos que no interior dos átomos há pedaços ainda menores da matéria,
prótons e nêutrons,
que são feitos de partículas ainda menores quarks.
Mas os físicos perceberam
que este pode não ser o fim da linha.
Estas partículas subatômicas
podem ser feitas de algo ainda menor
– minúsculos fios vibrantes de energia chamados cordas.
Este conjunto de ideias, chamado Teoria das Cordas,
diz que tudo o que existe
é feito com um único tipo de ingrediente.
Assim, como uma única corda de um violoncelo
pode produzir muitas notas diferentes dependendo de como ela vibra,
as cordas podem assumir propriedades diferentes
dependendo de como elas vibram,
criando muitos tipos de partículas.
Esta teoria gerou uma promessa de simplicidade elegante:
uma única equação mestre que poderia explicar tudo o que vemos
no mundo à nossa volta.
A Teoria das Cordas seria bonita, seria elegante,
e os cálculos desta teoria muito simples
produziria o mundo tal como a conhecemos.
Mas para esta bela teoria funcionar, havia um problema.
A Matemática da Teoria das Cordas
requeria algo que desafia o senso comum,
um recurso que abriria a porta para o Multiverso:
dimensões extras do espaço.
Estamos todos familiarizados com três dimensões do espaço:
altura, largura e profundidade.
Mas a Matemática da Teoria das Cordas
diz que estas não são as únicas dimensões.
A Matemática só funciona se as cordas moverem e vibrarem,
não apenas nas três direções que vemos,
mas nestas e em mais seis
– nove dimensões espaciais no total.
Se a Teoria das Cordas estiver correta,
onde estão estas dimensões extras,
e por que não podemos vê-las?
Pense no cabo de apoio de um semáforo.
De longe, parece que é uma linha, unidimensional.
Mas se você pudesse encolher para o tamanho de uma formiga,
você encontraria uma outra dimensão,
uma dimensão circular que se enrola à volta do cabo.
E a Teoria das Cordas diz que, se pudéssemos encolher
bilhões de vezes o tamanho de uma formiga,
encontraríamos pequenas dimensões extras como esta
que são enroladas em todo lugar no espaço.
Em cada ponto do espaço,
há dimensões extras de espaço
que são enroladas em nós minúsculos
que não podemos ver porque são muito pequenas.
É a forma dessas dimensões extras
que determina as características fundamentais do nosso Universo.
Da mesma foram que o ar que percorre
um instrumento como uma trompa
adquire padrões de vibração
que são determinados pela forma do instrumento,
a forma das dimensões extras
determina como as pequenas cordas vibram.
Esses padrões de vibração determinam as propriedades das partículas.
Então todas as características fundamentais do nosso Universo
podem ser determinada pela forma destas dimensões extras.
A forma como essas dimensões extras de espaço são unidas
é, em muitos aspectos, como o DNA do Universo.
Elas determinam como o Universo vai se comportar,
exatamente da mesma maneira
que o DNA determina a maneira que um animal vai parecer.
O problema que a maioria dos teóricos das cordas percebeu
seria como as dimensões extras
poderiam ser enroladas.
A Matemática não forneceu pistas
de qual forma seria a certa
para o nosso Universo.
Eu acho que o consenso agora
é a de que esse número parece ser astronômico.
Há trabalhos publicados
sugerindo números acima de 10 elevado a 500 (10 ^ 500)
– que é 1 seguido por 500 zeros –
de diferentes formas possíveis.
“10 ^ 500” diferentes formas possíveis
para as dimensões extras, cada uma parecendo igualmente válida.
Parecia um absurdo.
Especialmente para uma teoria
que estava à procura de uma equação mestre única
para descrever nosso Universo.
Mas então ocorreu a alguns teóricos das cordas
que talvez houvesse uma forma diferente
de olhar para o problema, e essa perspectiva diferente
iria dar novo fôlego para a ideia do Multiverso.
“10 ^ 500” diferentes teorias de cordas.
Isso soou como um desastre completo.
O que pode haver de bom em uma teoria
que tem “10 ^ 500” soluções?
Não se pode encontrar nada nela.
Isso deixou os teóricos das cordas
um pouco infelizes, um pouco deprimidos.
Minha reação a isto no momento foi: "Isso é ótimo”.
"Isso é fantástico”.
"Isso é exatamente o que os cosmólogos estão procurando:”
"Enorme diversidade de possibilidades.”
"Não fique triste com isso.”
"Isto diz que a Teoria das Cordas”
"se encaixa muito bem com a Cosmologia”
e com todas as interessantes ideias sobre Multiversos ".
Transformando o que parecia um vício em uma virtude,
alguns teóricos das cordas se convenceram
de que as várias soluções da Teoria das Cordas
poderiam representar, cada uma, um Universo real e muito diferente.
Em outras palavras, a Teoria das Cordas estava descrevendo um Multiverso
– e de forma extremamente diversificada.
Para surpresa de todos,
a Teoria das Cordas pode descrever muito facilmente
um grande número de diferentes tipos de soluções,
cada uma das quais corresponde a um Universo possível.
Portanto pegamos este Multiverso de graça.
Tanto na Teoria das Cordas como na da inflação,
existem esses Universos que são produzidos.
Esses diferentes Universos têm naturalmente
quantidades diferentes de energia escura.
Na verdade, de acordo com a Matemática, a quantidade de energia escura
abrange uma vasta faixa de valores de Universo para Universo
e a quantidade estranha que medimos com certeza irá mudar.
A Teoria das Cordas, sem querer, resolveu o problema.
Mais de uma década depois que Linde e Vilenkin
vieram com suas ideias sobre inflação eterna,
o Multiverso foi revivido.
Agora há três linhas de raciocínio apontando
para a mesma conclusão:
inflação eterna, energia escura e Teoria das Cordas.
Assim como três pernas podem apoiar um banco,
estas três ideias em conjunto apoiam o argumento
de que vivemos em um Multiverso.
Quando diferentes linhas de investigação convergem para uma mesma ideia,
não significa que esteja certa,
mas, quando todos os raios de uma roda estão apontando para uma ideia,
essa ideia se torna bastante convincente.
Hoje, o Multiverso é muito debatido.
Há ainda muitos críticos.
David Grace nos diz: "Não, não, não."
Mas os defensores do Multiverso
como Alex Vilenkin, Alan Guth e Andrei Linde
já não estão sozinhos.
A maré parece estar virando.
Agora essas ideias são aceitas em um grau muito maior.
O gênio saiu da garrafa.
Você não pode colocá-lo de volta.
Então, como seria?
Se pudéssemos viajar para alguns desses outros Universos,
o que veríamos?
Alguns podem ser muito diferentes do nosso,
com propriedades diferentes de tudo o que já vimos.
Na verdade, alguns Universos no Multiverso
podem não ter luz ou matéria ou qualquer coisa reconhecível.
E pode haver outros Universos com características
não tão diferentas das que conhecemos,
mas onde a vida pode ser completamente diferente,
talvez se comunicando de formas que acharíamos totalmente bizarras.
E a Matemática mostra
que, se fôssemos capazes de visitar um número suficiente destes Universos,
poderíamos, eventualmente, encontrar um como o nosso,
com uma galáxia Via Láctea, um sistema solar e uma Terra.
Mas com algumas pequenas diferenças.
Em um deles, talvez o asteroide
que matou os dinossauros 65 milhões de anos atrás, não caiu,
e a evolução traçou um novo curso.
Em outro, pode haver uma Terra
com pessoas semelhantes a nós
só que melhores em multitarefa.
Mas há algo ainda mais estranho.
Em algum lugar lá fora,
deveremos encontrar cópias exatas do nosso Universo
com duplicatas de tudo e de todos.
Como pode ser isso?
Como poderia haver duplicatas exatas de nós mesmos
lá fora, no Multiverso?
Para ver como, peguemos este baralho de cartas.
Ele é composto de 52 cartas diferentes,
e se eu distribuí-las, cada um terá uma mão diferente.
Mas depois de muitas e muitas rodadas,
eventualmente, algumas das combinações
começarão a se repetir.
Isso porque, com 52 cartas,
há um número limitado de mãos diferentes que podem se distribuídas.
Então, se as cartas forem distribuídas um número infinito de vezes,
a repetição das mãos será inevitável.
Um princípio semelhante se aplica ao Multiverso.
Isso porque, de acordo com com as leis da natureza,
os ingredientes fundamentais da matéria, ou partículas,
são parecidos com um baralho de cartas:
em qualquer região do espaço, eles só podem ser dispostas
em um número finito de maneiras diferentes.
Então, se o espaço é infinito,
e se há uma número infinito de Universos,
os arranjos possíveis fatalmente se repetirão.
E como cada um de nós
é apenas um arranjo específico de partículas,
em algum lugar há uma duplicata de você e de mim
e todos os outros.
Isso pode ser chocante.
Pode ser que a em outro Universo
Eu seja uma estrela do rock e minha vida seja muito melhor.
Ou muito pior, dependendo sua opinião sobre estrelas do rock.
Isso significa que todas as coisas que nunca tive tempo para fazer
talvez estejam sendo feitas por algumas cópias de mim em outro lugar.
Fiquei bastante deprimido, na verdade.
Esta imagem rouba a nossa exclusividade.
É uma consequência das ideias,
e as ideias parecem estar muito bem embasadas.
Entretanto, os críticos argumentam
que o Multiverso é apenas uma explicação muito conveniente
por coisas que não entendemos,
como o pequeno valor da energia escura no Universo
e o elevado número de formas possíveis
para as dimensões extras na Teoria das Cordas.
O problema com esse tipo de raciocínio
é que ele não explica
porque a energia escura é do jeito que é.
Ele apenas diz que é obra do acaso.
Eu não acho isso satisfatório.
Você pode aplicar este tipo de raciocínio
em qualquer coisa que não tenha uma explicação melhor.
Por outro lado, os defensores do Multiverso
salientam que, às vezes, uma explicação melhor, ou mais profunda
para a forma como as coisas são, simplesmente não existe.
Pegue, por exemplo, a Terra órbita ao redor do Sol.
Estamos a uma distância de 150 milhões de quilômetros,
perfeita para a vida.
Se estivéssemos mais perto do Sol,
nosso planeta seria muito quente para a vida como conhecemos existir.
E se estivéssemos mais longe do Sol,
seria muito frio para a vida.
Então, por que estamos neste ponto ideal?
Bem, a partir no final da década de 1500,
o famoso astrônomo Johannes Kepler fez essa pergunta,
e passou anos tentando encontrar alguma razão física,
alguma lei da natureza,
que diga a Terra tenha que estar a 150 milhões de quilômetros do Sol.
Mas Kepler nunca encontrou, porque ela não existe.
Não há qualquer lei da Física exigindo a Terra esteja
a 150 milhões de quilômetros do Sol.
É apenas uma possibilidade de muitas que podemos encontrar
em um Universo que sabemos que é cheio de sistemas solares.
Você poderia pensar que foi um acaso extraordinário.
Não foi.
É que há muitos planetas lá fora.
Da mesma forma, alguns sugerem que a verdadeira explicação
para muitas das características fundamentais do nosso mundo
irão nos iludir se não considerarmos a possibilidade
de que vivemos em um Multiverso.
É evidente que se tivéssemos uma boa razão física,
isso seria ótimo e gostaríamos de entendê-la.
Seríamos muito mais felizes.
Mas temos que conviver com isso.
Não há princípio construído dentro das leis da natureza
que diga que os físicos teóricos tenham que ser felizes.
É uma hipótese.
É a principal hipótese
porque ninguém tem outra hipótese
que faça mais sentido.
Multiverso, uma possibilidade tentadora.
Mas sem evidência experimental devemos acreditar nele?
Não devemos acreditar em qualquer coisa
até há haja suporte experimental ou na observação.
Mas o que temos percebido ao longo dos últimos séculos
é que a Matemática fornece um guia seguro
para a natureza das coisas
que ainda não somos capazes de ver, observar ou experimentar.
A Matemática previu coisas como buracos negros
e certas partículas subatômicas
muito antes que pudéssemos observá-las.
E Matemática está sugerindo
que pode haver esses outros Universos.
Não quer dizer que isso esteja certo, mas muitas vezes ela nos levou
a uma compreensão mais profunda da realidade.
Se você não quiser acreditar, tem todo o direito,
porque não lhe demos nenhuma evidência ainda,
e uma das coisas maravilhosas sobre a Ciência
é que é ela aceita provas, mas não aceita crenças.
Alguns cientistas acham que podemos ser capazes
de encontrar estas evidências.
Eles propõem que, se o nosso Universo e algum outro
nasceram muito perto,
os dois poderiam colidir.
Esta colisão poderia ter deixado algum sinal
sob a forma de um padrão nas diferenças de temperatura
que talvez possamos detectar na radiação cósmica de fundo,
o calor que sobrou do Big ***.
Meu palpite é que sim, que em 100 anos
saberemos, de um jeito ou de outro, se essas ideias estão certas.
Os próximos 100 anos
podem ser um divertido episódio histórico.
Nós não sabemos.
Mas se você só trabalhar com coisas
que já estão estabelecidas,
você nunca participará das coisas mais excitantes.
Se verificarmos que o Multiverso existe, isso iria mudar a nossa perspectiva
tanto quanto Copérnico fez 500 anos atrás, quando mostrou
que a Terra não é o centro do Cosmos.
E alguns dirão que, se o nosso Universo é apenas um de muitos,
nossa saída do centro de tudo estaria completa.
Independente disso, acho que é mais importante
o fato de sermos tão afortunados a ponto de poder entender o Universo.
Eu acho que é uma grande viagem,
e eu acho que é realmente bom para a Física
o fato de termos essa tensão.
Eu não sei de onde vamos parar.
Então, o que isso tudo significa?
Há infinitas duplicatas
de você e de mim e de tudo o mais existindo agora
em um número infinito de outros Universos?
Será o Multiverso a próxima revolução copernicana?
Não sabemos, ao menos não ainda.
Mas se a ideia de que vivemos num Multiverso for verdade,
estaríamos presenciando uma das mais emocionantes
e dramáticas reviravoltas
na nossa compreensão do Tecido do Cosmos.