Liberdade de Pensar

Na N:.A:.O:. defende-se a existência de um Criador Supremo que dispõe de uma Força Superior, o  G:.A:.D:.U:.

Esta referência suporta muito daquilo que aqui vimos fazer e é um pressuposto da nossa condição.

Não negligenciamos qualquer crença religiosa sendo homens livres, defensores da moral e dos bons costumes e todos serão aceites em pé de igualdade independentemente das suas convicções de qualquer índole.

Mas por vezes não temos a real noção de quão avançado é este conceito de Liberdade, e quanto sofrimento foi necessário para chegarmos aqui! A Liberdade em todas as suas vertentes e, sobretudo, a liberdade de pensamento sem restrições de qualquer índole pode fazer toda a diferença entre as trevas e a Luz.

E é isso que aqui tento abordar. Conceitos como a abstracção, a livre imaginação, a ruptura com o Dogma, no fundo, o livre pensamento sem constrangimentos, o foco da nossa eterna luta!

Coloquemos uma questão e tentemos responder-lhe numa das perspectivas possível, a evolução da Física/Química ao longo do Tempo. E a pergunta é:

Que contributo a Ciência tem dado para a percepção que temos sobre aquilo que nos envolve, sobre a origem de tudo, como pode ela condicionar o nosso entendimento da vida e, consequentemente, qual o nosso papel nesta ordem Cósmica e como isso pode afectar o nosso comportamento?  

E a resposta a esta pergunta pode ter uma resposta muito ampla, tão vasto é o conhecimento e, em simultâneo, tão clara começa a ser a percepção que temos da dimensão da nossa ignorância.

Mas recuemos um pouco até ao período em que o Homem começou a interrogar-se sobre a sua natureza e sobre a natureza de tudo o que o envolve.

E como não podia deixar de ser comecemos pela Mitologia Chinesa para ficarmos a saber que no princípio o Deus menino P’an Ku habitou durante uma eternidade um ovo cósmico que flutuava num mar de Caos. Quando finalmente o ovo se partiu cresceu tão rapidamente que a parte superior da casca se transformou no Céu e a parte inferior se transformou na Terra e, após 18 000 Anos, Pán Ku, morreu, para dar origem ao Mundo. O seu sangue transformou-se nos rios, os seus olhos no Sol e na Lua, e a sua voz no Trovão.

Já para os Budistas e certas formas de Hinduísmo, diz o Mahapurana “Se Deus criou o Mundo, onde estava Ele antes da Criação?....Fica a saber que o Mundo não foi criado e, tal como o tempo, não tem princípio nem fim”.

Para os Egipcios há de novo um acto de criação, um acto Divino cria um líquido cósmico que dá origem a um ser primordial chamado Nun. O Ser objectivo de Nun é Áton que pode transformar-se a si mesmo, dando origem a Rá o Sol da Manhã. Rá cria dois seres Divinos, Tefnut a Deusa da água e Shu o Deus do Ar, que por sua vez criam Nut- O Céu e Geb – a Terra, que sendo criados juntos se separam, mas antes disso, criam Osíris que cria a vida após a morte, Ísis que cuida de tudo o que tem vida, Seth o Deus do mal e Néftis que guia os mortos.

Para os Gregos, no princípio era também o Caos, mas de súbito surgiu Erebus, o lugar desconhecido onde a morte mora, e Nix, a noite. Tudo era silêncio e vazio. Então, nasceu Eros, e com ele a ordem, e fez-se Luz, e a terra (Gaia) aparece. Erebus e Nix geram Éter, a luz celestial, e Dia, a luz terrena. Gaia, por si só, gera Urano, o céu. Urano torna-se o esposo de Gaia e a envolve. Da união de Urano e Gaia surgem todas as criaturas, Titãs, Ciclopes e Hecatonquiros.

S. Tomás de Aquino fala num Grande Arquiteto do Universo quando menciona DEUS. João Calvino comentando o Salmo 19, na Bíblia, refere-se a Deus como o Grande Arquiteto do Universo.

Durante todo o período Medieval, a Geometria e a Astronomia sempre estiveram ligadas ao Divino.

Mas para os Hermetistas há uma perspetiva metafórica para Grande Arquitecto porque cada um tem o potencial Divino de criar a sua própria realidade e através da mente ser o Criador.

Por aqui vemos como a Mitologia e, posteriormente, a Religião, criaram conceitos que além de reflectirem sobre a génese de tudo, vieram posteriormente a ser utilizados para imporem uma visão que enquadrava uma forma de poder. E esta forma de utilização do conhecimento teve um momento marcante na nossa História Ocidental, o Concílio de Niceia.

Na actual cidade de Iznik, na Turquia, no Ano 325 da era Cristã, 318 Bispos vão condicionar a vida na Terra durante mais de 1 200 Anos, ao definirem um conjunto de Dogmas que estarão na origem do Direito Canónico e plasmadas no Credo Niceno.

Ouçamos um pequeno extracto do Credo Niceno:

E quem quer que diga que houve um tempo em que o Filho de Deus não existia, ou que antes que fosse gerado ele não existia, ou que ele foi criado daquilo que não existia, ou que ele é de uma substância ou essência diferente (do Pai), ou que ele é uma criatura, ou sujeito à mudança ou transformação, todos os que falem assim, são anatematizados pela Igreja Católica.

De facto, a partir daqui seria muito difícil estudar de forma descomprometida qualquer tema que resultasse em algo que pudesse ir contra esta visão da Igreja Católica.

E infelizmente para a Humanidade, a descrição do Universo adoptada pelo Direito Canónico, baseava-se nos trabalhos de Cláudio Ptolomeu, que morreu cerca de 160 Anos antes do Concílio de Niceia, e que elaborou um conjunto de cálculos a partir das tabelas de observação Babilónicas, e deu corpo ao Universo de Aristóteles e Platão.

Durante 1 200 Anos o Universo foi uma Grande esfera, onde estavam penduradas as Estrelas e tinha no seu interior, esferas mais pequenas, que suportavam os Planetas conhecidos, Mercúrio, Vénus, Marte, Júpiter e Saturno, além do Sol, estando a Terra no Centro de tudo, estática, e girando tudo à sua volta.

Esta visão Geocêntrica era comummente aceite pelas várias civilizações, excepto se considerarmos aquilo que podemos designar por Escola Jónica, que analisou a Natureza, muito antes de Niceia, sem qualquer preconceito Divino.

Situada na Costa Ocidental da actual Turquia e, sobretudo, centrada na antiga cidade Grega de Mileto, a Sul de Éfeso e próximo da Ilha de Samos, teve como figuras principais Tales, Anaximandro, Anaximenes, Heráclito, Anaxágoras, Arquelau e Diógenes.

Pode ainda agregar-se a este grupo Pitágoras de Samos e Empédocles de Agrigento. Não são de facto uma Escola Filosófica de pensamento homogéneo, mas a designação que lhes foi dada por Aristóteles “aqueles que discursavam sobre a Natureza” pode suportar a afirmação que estamos perante um Grupo de Pensadores, mais de 6 Séculos A.C. , que são os predecessores dos Cientistas modernos.  

Para Tales a água era a matéria primordial fecundada pelo espírito, o arquê, que a animava. Para Anaximandro o principio era infinito e imaterial, o apeiron origem do arché (a Matéria). Para Heraclito o principio era um fogo criador e destruidor que subjaz ao devir que caracteriza a Natureza.

E ouçamos Heráclito:

Tudo escorre, tudo se move, nada é imóvel ou fixo, tudo está em constante mudança e alteração. Um homem jamais se banhará duas vezes no mesmo Rio, porque na segunda vez, nem o rio nem o homem, serão os mesmos.

Para Pitágoras os números são o princípio, a fonte e a raiz de todas as coisas. A harmonia encontrada na música é como a ordem encontrada no Cosmos. Arché é o princípio de tudo e os números são iguais à matéria. 1 é um ponto, 2 é uma recta, 3 é uma superfície e 4 uma figura geométrica. 1,2,3 e 4 constroem e geram tudo, e 10 é o número perfeito porque é a soma dos quatro.

Não sabemos, e não podemos especular o que seria o Mundo hoje se “aqueles que discursavam sobre a Natureza” tivessem sido a corrente Filosófica prevalecente.

No entanto, é possível afirmar que não avançámos no conhecimento sobre a natureza das coisas durante quase 1 600 Anos porque, primeiro, após os Jónicos, o caminho foi outro, e chegados a Niceia, a investigação Científica como hoje a conhecemos teve que esperar mais 1 200 anos.

E tudo começou pela mão de um Padre Polaco que publicou o seu 1º trabalho sob anonimato.

Seu nome, Nicolau Copérnico, nascido em 1 473 em Torun, na Polónia, publica apenas no Ano da sua morte, 1543, a sua Obra principal “das Revoluções das Esferas Celestes” onde defende a Teoria Heliocêntrica, as órbitas circulares dos Planetas, e aborda mesmo a rotação da Terra e a inclinação do seu Eixo. Tudo temas perigosos para a altura.

21 Anos após a morte de Copérnico nasce em Pisa, Galileu Galilei, e de novo tudo volta a ser posto em causa.

Mesmo estando na iminência de ser lançado à fogueira por dizer alto o que Copérnico já escrevera, e que verificou com experiências que realizou, Galileu acabou por nos legar vários instrumentos de optica e estudo do movimento dos corpos que ainda hoje nos surpreendem. No seu Livro Diálogos vai postular algo que vai influenciar o pensamento Científico na busca de uma explicação para a Gravidade mais de 350 Anos após a sua morte.

Sete anos após o nascimento de Galileu, em 1571, nasce Johannes Kepler perto da actual cidade Alemã de Estugarda. Mais um contributo para o avanço da razão mas, tal como Copérnico, sempre limitado pela concepção Ptolomaica. Este Luterano levou grande parte da sua vida a tentar adaptar o Modelo Heliocêntrico aos cânones Bíblicos, mas foi avançando, e mostrou que a órbita dos Planetas era Elíptica e que o Sol ocupava um dos focos. Também deu um grande contributo à óptica melhorando substancialmente as capacidades de observação celestes. Finalmente, corrigindo dados de trabalhos do seu amigo Tycho Brae, e de outros astrónomos, vai publicar uma obra fundamental com o título em Latim “Astronomia Nova”. Ao longo de 650 páginas explica os novos conceitos, mas sempre afirmando que não quer dar a impressão de cultivar qualquer novidade. Ali formula as 3 Leis de Kepler e introduz conceitos como aquele que afirma que o Sol é o motor que move os Planetas e postula que a velocidade de translacção dos Planetas varia com a distância ao Sol. E, surpreendentemente diz que o Sol emite uma espécie de física, análoga à luz, que empurra os Planetas para órbitas à volta do Sol. Mas sempre dizendo que o conteúdo destas ideias não se destina a alterar qualquer dogma Físico e deve ser entendido espiritualmente. E é neste quadro, e sobretudo com a refutação matemática da terceira lei de Kepler, no período da contra-reforma Cristã, sem se deixar condicionar pelo estaticismo Aristotélico, que garantia que havendo atracção entre dois corpos celestes, esta atracção era constante, independentemente da distância, aliás como Galileu e Copérnico que, 50 Anos depois, leva a que se faça Luz.

“Nature and Nature´s Laws lay hid in night; God said “Let Newton be” and all was light”

A 31 de Março de 1727, Alexander Pope escreveu este epitáfio, após a morte daquele que nos fez retornar à escola Jónica e, livre de preconceitos, arquitetou uma Mecânica que era válida tanto para o Céu como para a Terra, Sir Isaac Newton. De facto é com Newton, mais de 1700 Anos após o nascimento de Jesus Cristo, que a Revolução Científica tem o seu início, e que nos seguintes 400 Anos nos vai trazer o pouco que hoje sabemos. Nascido em 1643 durante o Reinado de Jaime VI da Escócia, Jaime I de Inglaterra, vai ingressar no Trinity Colledge da Universidade de Cambridge em 1661, com 18 Anos, já durante a República de Cromwell. Ali vai despertar a atenção de Isaac Barrow professor que ocupava a cátedra Lucasiana de Matemática daquela Universidade. Esta cátedra, que se destinava às mentes mais brilhantes na área da Matemática, fora instituída por Henry Lucas, político e representante da Universidade de Cambridge no Parlamento, que vem a falecer em 1663. Ainda em vida, doou os seus 4 000 Livros, que incluíam o “Diálogo” de Galileu, e uma área de terra que garantia uma renda de 100 Libras por Ano. O Professor para ali designado, além de ter de ter um saber único, não poderia ter qualquer relação com a Igreja. Naturalmente que Newton depois de revolucionar todo o conhecimento científico que perdurou 300 Anos no “Céu” e perdurará para sempre na Terra, vai ocupar esta cátedra a partir de 1669, com 26 Anos. Enquanto Fellow do Trinity College, tinha que ter uma relação de dependência da Igreja Anglicana. Por isso precisou de uma autorização especial de Carlos II, Rei de Inglatera, para o libertar dessa dependência e cumprir as condições impostas pelo fundador da Cátedra.

A argumentação do Rei fundava-se no princípio que deveria ser dispensado das suas obrigações para com a Igreja para que tivesse mais tempo para se dedicar à Ciência.Vai escrever uma das Obras Cíentificas, reconhecida por todos até hoje, como uma das mais importantes da história da humanidade e que designou por “Philosophiae Naturalis Principia Matematica”. Ali vai registar todo o seu trabalho onde descreve os princípios da Gravitação Universal, o desenvolvimento de “Series and Fluxions” uma nova ferramenta Matemática que está na origem do actual cálculo diferencial e integral, a influência da Lua na dimensão das marés (já sugerida e não explicada por Kepler) e utiliza de forma muito natural as séries de potências e a sua reversão, polinómios de terceiro grau com duas variáveis, o conhecido binómio de Newton, estudos de balística, etc.,etc. Na óptica regista o que na altura considerou ser a natureza corpuscular da luz, a conjunção e a desagregação de frequências, a construção do Telescópio de reflexão (Telescópio de Newton) e muitos outros activos do conhecimento científico que a sua obra nos legou. Presidente da Royal Society em 1703 e Associado da Académie des Sciences Francesa, é agraciado pela Rainha Ana, com o Grau de Cavaleiro em 1705.Em fases tardias da sua vida interessou-se pela alquimia e pelo esoterismo, tendo tido contactos e estudando a filosofia dos Cavaleiros Rosa-Cruz. Em 1890, Jhon Maynard Keynes, seu grande admirador, dele disse: Foi o primeiro Cientista racionalista e o último Feiticeiro.

Mas Newton apenas começou uma Revolução que nos levaria da mais pequena partícula ao início de tudo, a Teoria do Big Bang. Para ali chegarmos e tornar a por tudo em questão, foi preciso o contributo de muitos. È impossível mencionar tantos, mas pelo trabalho na área da Termodinâmica e do Campo Eletromagnético que levaram a outra Revolução, a Revolução Relativistica de Albert Einstein, deixo aqui nota para o Inglês Robert Boyle, 16 Anos mais velho que Newton, o Francês Sadi Carnot, o Alemão Rudolf Clausius, o Austriaco Ludwig Boltzman  e o Holandês Hewdrik Lorentz. Estes Físicos nascidos entre 1627, Robert Boyle, e 1853, Hewdrik Lorentz, deram um contributo imenso para que tudo mudasse.

No entanto, sobre dois nomes que não coloco na lista anterior, mas cujas imagens, na companhia da de Isaac Newton, figuravam na parede do gabinete de Einstein, o escocês James Clerk Maxwell, e o Inglês Michal Faraday, merecem uma menção especial.Michael Faraday, nascido em 1791 no Surrey, perto de Londres, era filho de um pobre ferreiro. Apenas pode fazer a escola primária e estudar a trigonometria elementar e geometria Euclidiana, porque aos 13 Anos começou a trabalhar. George Ribeau, fugido de França em 1805, precisava de um moço para transportar livros e ajudar na sua Gráfica. Contratou Faraday e a curiosidade do jovem lendo os livros que encadernava e a ajuda de Ribeau levou a que Faraday se interessasse muito por electricidade começando desde logo a imaginar e fazer algumas experiências simples.

A sua curiosidade foi aumentando e à medida que lia cada vez mais e se deslocava a várias palestras sobre Ciência. Entre os eventos a que assistia estavam os da Royal Society, onde ouvia Sir Humphry Davy, químico Inglês e Presidente da Royal Society. Após assistir a variadas palestras, ao longo de meses, compilou as notas que ia tirando e enviou um caderno de 300 páginas com as suas anotações para Davy. Este chamou-o imediatamente. É a partir daí, subindo degrau a degrau, graças ao seu génio, que nos deixou o Benzeno, as Leis da Electrólise, os novos termos, electrodo, ânodo ou cátodo, a indução eléctrica, a indução magnética, o diamagnetismo, etc. É sem dúvida um dos maiores génios que a Ciência já viu. Mas Faraday não tinha formação Matemática e sempre foi um fantástico expermintalista, embora ao longo da sua vida tenha adquirido profundos conhecimentos teóricos, mas esta sua limitação só veio a ser colmatada por outro fantástico Físico, James Clerk Maxwell de seu nome, nascido em  Edimburgo, em 1831. 

Maxwell era o oposto de Faraday, a sua origem tinha laços familiares nobiliárquicos e tinha uma sólida formação Teórica. Na época Vitoriana as mães tinham um papel muito forte na educação dos filhos, e até à morte, vítima de cancro do abdómen, a sua mãe exerceu uma forte influência na sua formação. Mas Edimburgo e, de novo, como Newton, o Trinity Colledge em Cambridge, levam Maxwell para o reconhecimento como grande Matemático. Maxwell vai publicar as Equações do Campo Elétrico, que vão ser fundamentais para Einstein nos dar a sua concepção do Campo Gravítico, e revolucionar, mais uma vez, todas as concepções que existiam sobre o Universo, e sobre os corpos que nele coexistem. De facto, até Albert Einstein havia ainda uma grande dependência da percepção sensorial quando se tentavam explicar fenómenos. Ele próprio diria, “ Com a ajuda das Teorias Físicas, experimentamos encontrar caminho através do nevoeiro dos factos observados, de modo a ordenar e compreender o mundo das nossas impressões sensoriais”.

Felizmente que tivemos alguém que se conseguiu libertar desses constrangimentos e postulou de forma, quase extra terrestre, aquilo que agora conseguimos começar a compreender. Na altura, por volta de 1935, um jornalista Americano escreveu que a diferença de percepção do Universo que separava Einstein do Homem comum, era muito maior que aquela que separava o homem comum do macaco.  

Façamos aqui um ponto de situação:

A partir do momento em que Ciência se libertou de visões dogmáticas mais ou menos oportunistas, passou a ficar crescentemente dependente da tecnologia. Ou seja, postulado um princípio matematicamente demonstrado, a sua confirmação ficaria sempre dependente da existência de tecnologia suficientemente capaz de lidar com duas variáveis muito importantes, a dimensão, a muito pequena e a muito grande, e a velocidade, sobretudo, a muito elevada. E é aqui que tudo se joga ainda hoje. Mas avancemos agora para o desconhecido, e introduzamos os conceitos relativísticos.Primeiro há que dizer que Einstein também cometeu erros. A famosa Constante Universal, que o profundo respeito por Newton o levou a considerar, primeiro erro. E a negação da Mecânica Quântica que terá levado à frase, a ele atribuída mas não comprovada factualmente, “Deus não joga aos dados” Mas o seu legado é quase inexplicável à luz da inteligência humana comum, tal foi aquilo que nos deixou. Mas tentemos entender, nós pobres mortais, aquilo que nos deixou.

A 30 de Junho de 1905 Einstein dá a conhecer um artigo na prestigiada publicação Annalen der Physik, intitulado “Sobre a Eletrodinâmica dos corpos em movimento”.

É uma Revolução!

O tempo deixa de ser absoluto. A medição e simultaneidade passam a ser relativas, e as medições no espaço, distância e comprimento passam a ser relativas. Invariante é o Espaço-tempo e a velocidade da Luz. Em 27 de Setembro de 1905, Einstein publica, de novo na mesma publicação, um artigo intitulado “ A inércia de um corpo depende do seu conteúdo de Energia”. Até à publicação destes artigos, já Einstein tinha formulado uma revolucionária teoria dos quanta de energia para a natureza da Luz, e tinha explicitado o movimento Browniano. Mas com estes dois artigos Einstein vem criar um novo conceito de Espaço-Tempo e funde o conceito de Massa e Energia.

Só faltava a Gravidade.

E Einstein continuou a procurar, sobretudo, duas coisas:

1-    Como é que um Campo Gravitacional atua na matéria dizendo-lhe como se mover

2-    Como é que a matéria gera Campos Gravitacionais no Espaço-Tempo dizendo-lhe como se curvar

Quem o vai ajudar é o seu amigo Matemático, Marcel Grossman, sugerindo-lhe, e ajudando-o, a recorrer à Geometria não Euclidiana formulada por Bernard Riemman distinto aluno de Gauss. É com recurso aos Tensores Métricos de Riemman, que Einstein consegue obter uma solução matemática que permite saber a distância entre dois pontos num Espaço curvo, qualquer que seja a variação de curvatura, e a direção em que se mede. E assim, a 25 de Novembro de 1915, na Biblioteca Estatal da Prússia, em Berlim, Einstein apresenta as equações co-variantes que ficam designadas pelas “equações de Campo da Gravitação”. Se a publicação de 1905 ficou designada por Teoria da Relatividade Restrita (ou especial), esta de 1915 é a conhecida Teoria da Relatividade Geral. E o Mundo nunca mais foi o mesmo.

Até aqui o genial Newton tinha definido uma Mecânica que assentava em corpos, partículas que atuavam entre si. E isso para as nossa velocidades na Terra e para as massas que conhecíamos, chegava. Newton definiu conceitos que quantificavam e dependiam da Gravidade, mas nunca abordou a natureza da própria Gravidade.Einstein vem dizer que o Universo é Energia, que onde há maior concentração de Energia há massa, e que a gravidade é um encurvamento do Espaço-Tempo provocado por concentrações de Energia.

Não admira a observação Einstein-Homem comum, Homem comum-Macaco. Estávamos em 1915.  Convirá aqui lembrar que só em 1924 é que Edwin Hubble, já a trabalhar em Pasadena, no Observatório do Monte Wilson, começa a postular que o Universo era muito mais que a Via Láctea. De facto, até aos trabalhos de Hubble, que no início passaram despercebidos, só em 1929, é que este notável Astrónomo vai publicar a Teoria do Redshift em que demonstra que, não só a Via Láctea é uma Galáxia entre milhares de milhões, mas todas elas se estão a afastar umas das outras a velocidade crescente. É a partir desta constatação, do avanço significativo na compreensão da Teoria da Relatividade, num ambiente científico que leva a inovação crescente, como é o início de avanços na Mecânica Quântica, que George Gamow, em 1946, vai postular a Teoria do Big Bang.

Isto para confirmar que embora os trabalhos de Maxwell, Lorentz e muitos outros, que antecederam Einstein, foram cruciais e já muito inovadores, o salto dado por Einstein está, se isto se pode dizer, para além da ruptura de Newton. Em 1905, nada fazia pressentir que Matéria, Energia, Espaço e Tempo tivessem a relação que postulou e que, com o crescente avanço tecnológico, tem vindo a ser sistematicamente validada.

E é a tecnologia que vem confirmar a genialidade de Einstein que também vem demonstrar que se enganou ao não considerar relevante a “nova” Mecânica Quântica, porque nos últimos 60 Anos dá-se outra revolução. Einstein morre em 1955 e sempre duvidou, ou melhor, nunca deu muita atenção, aos trabalhos que desde 1927 Werner Heinsenberg, Erwin Shrodinger e outros publicaram. E a Mecânica Quântica ou a Eletrodinâmica Quântica vem dar respostas fundamentais para a física do infinitamente pequeno que a Física clássica das partículas nunca permitiria.

E na sua génese, como não podia deixar de ser, estiveram os quantas de Luz e a natureza partícula/onda do electrão, previstas por Einstein. No entanto, ao contrário de Paul Dirac, Planck, Pauli, Feynman e outros, Einstein nunca lhe dedicou muita atenção.Mas para juntar a Teoria do Infinitamente Grande e a Teoria do Infinitamente Pequeno faltavam as Teorias quânticas, e um salto gigantesco de Tecnologia, para que tudo se voltasse a complicar.

As perguntas inquietantes eram:

•        Se as Galáxias divergem a velocidade crescente, então já devem ter estado juntas num único ponto, de massa Infinita, como postularia George Gamow  

•        Se as partículas do núcleo de um átomo têm todas carga positiva ou neutra, que força as mantém unidas?

•        Com Openhaimer percebe-se que a força que mantinha unidas estas cargas era muito forte, tão forte como a destruição de Hiroshima e Nagasaki, mas qual a natureza desta força?

•        Estas forças seriam do mesmo tipo da força da gravidade?

•        E voltando aos Antigos Gregos, qual é a partícula fundamental da matéria, o electrão, o protão, o neutrão, e mais tarde, como Einstein previu, haverá um gravitão?!

•        Quantas forças diferentes existem?

•        Quantas partículas fundamentais existem?

E tudo a Tecnologia arrasou.

À medida que conseguíamos aceleradores de partículas mais potentes, as partículas fundamentais nasciam como cogumelos e as forças iam sendo classificadas.

E por volta de 1970, surgiu o Modelo Padrão. Ou seja toda a matéria passava a ter como elementos fundamentais 18 Quarks e 6 Leptões. E as forças, eletromagnética, nuclear forte e nuclear fraca eram as que regiam todas as interacções, para além da Gravidade claro. E, por exemplo, na interacção electromagnética entre partículas carregadas o que sucedia era a emissão e absorção de fotões. O que Faraday daria para ter sabido isto! Já na interacção forte a troca passou a ser de gluões, e passaram a existir três cargas distintas, Red, Green and Blue. 

E na interacção fraca as partículas W+, W- e Z0passaram a ser os “agentes” transmissores de duas cargas distintas. E o nosso velho Protão transformou-se em 2 quark Up e 1 Quark Down, e o nosso querido Neutrão afinal eram 2 Quarks Down e 1 Quark Up. E eu nunca mais acabaria se continuasse no Modelo Padrão e na GUT, Great Unified Theory, o passo intermédio a caminho da Teoria de Tudo, porque lhe junta a nossa dor de cabeça maior, a famosa Gravidade.    Este Modelo Padrão é uma Teoria Quântica do Campo, consistente com a Relatividade Geral e a Teoria Quântica. É um caminho tentativo para o grande desafio que enfrenta a Física actual, preencher o vazio que ainda existe entre a Relatividade Geral e a Teoria Quântica que está a ser tentado pela Teoria M, a sempre perseguida Teoria de tudo.

E aqui voltamos ao homem comum e ao macaco.

Quando no Liceu aprendíamos o Átomo de Rutherford, bem comportado, como se fosse uma espécie de Sistema Solar em miniatura, nas nossas costas andavam a demonstrar que só estávamos a aprender coisas que nunca poderiam ser estáveis neste nosso Universo, porque se fossem como nos ensinavam, toda a matéria colapsaria. É verdade que rapidamente evoluímos para o átomo de Bohr, mas andámos sempre atrás do Tempo. Isto só dá uma medida da velocidade a que tudo mudou nos últimos 60 Anos. Mas para não me alongar demasiado, voltemos ao nosso querido Universo e tentemos perceber o ponto em que estamos. O desenvolvimento tecnológico tem-nos permitido compreender e validar cada vez mais conhecimento teórico. Longe dos trabalhos de Henri Becquerel e daquilo que veio muito mais tarde a designar-se por tubo de Raios catódicos, já andámos muito no que respeita a aceleradores de partículas, e o melhor é passarmos já para a maior máquina alguma vez construída pelo homem e que se designa por Large Hadron Colider, LHC, que está a cerca de 100 m de profundidade na fronteira Franco-Suiça, num anel de 27 Km e que em Maio 2016, atingiu um novo record, ao gerar Energias de cerca de 13 TeV (Tera electrão-volt). Na calha, está já o seu sucessor, o Future Circular Colider, FCC, que terá cerca de 90 Km, e como o LHC será arrefecido para trabalhar a temperaturas próximas de 2 Grau Kelvin (-271º C) e terá 392 imãs quádruplos, de 7 metros, para focagem de feixe.

Isto aproxima-nos das condições da “Criação”. Já estamos muito para lá de Newton e podemos “observar” aquilo a que chamamos matéria, perante condições próximas das quantidades de Energia que se supõem ter existido imediatamente após um qualquer instante inicial, o que quer que isso seja. WMAP, Wilkinson Microwave Anisotropy Probe. Sucede à sonda Cobe e orbita o ponto L2 de Lagrange, a mais de 1,5 Milhões de Km da Terra, ponto esse que se caracteriza por uma estabilidade gravítica assinalável e por um “desimpedimento” de perspectiva fundamentais para a leitura, a cada seis meses, que consegue fazer do Espaço Profundo. Tem dois detectores esféricos que permitem uma observação de 360º de todo o Universo. A radiação de Micro-Ondas que recebe nos seus radiómetros diferenciais de Micro-Ondas é “medida” com grande rigor. O Mapa que criou com as medições que fez a partir de 2003, e que foram publicados em 2006, é um dos Documentos mais importantes produzidos nos últimos Anos. É o Mapa do Universo entre 100 000 e 300 000 Anos após a sua criação e feito a partir da detecção da radiação produzida há cerca de 13 500 Milhões de Anos, a Radiação Cósmica de Fundo. Esta radiação Cósmica de fundo foi prevista por George Gamow, em 1948, e veio a ser observada por dois Engenheiros da Bell, Arno Penzias e Robert Wilson, que não percebiam o ruido difuso que recebiam nas suas gigantescas Antenas, qualquer que fosse a direcção para onde as apontavam. Depois de despistarem tudo, inclusive a hipótese de sujidade provocada pela caca de pombo, perceberam o fenómeno, também alertados por colegas da Universidade de Princeton que procuravam este sinal há algum tempo, vindo a publicar um trabalho intitulado “Medição de excesso de temperatura de Antena em 4 080 MHz” que lhes valeu o Prémio Nobel em 1978. Esta descoberta, para a Astrofísica, está num patamar semelhante ao das descobertas de Edwin Hubble. Entretanto já se prepara o Lançamento da sonda Plank, que terá mais resolução que a WMAP.

E com esta tecnologia começamos a perceber como tudo terá ocorrido num instante inicial em que num ponto de densidade infinita se dá uma quebra de simetria devido a uma flutuação quântica. É uma explosão de dimensões que dificilmente interiorizamos porque está muito para lá da nossa experiência Terrena e a nossa imaginação não consegue supor. Com o Modelo que actualmente temos e com o trabalho de muita computação, eis uma hipótese daquilo que se passou após esta inimaginável explosão.Ilustremos o sucedido em 8 Fases, que sucedem imediatamente a explosão inicial:

1.    10-43s – Universo de Planck – Temperaturas Infinitas e espaço quase zero. A bolha que apresenta esta flutuação quântica aleatória era do tamanho de um Planck 10 -33cm.

2.    10 -43s – Universo de GUT – A inflação - A Gravidade Liberta-se das outras 3 forças, electromagnética, nuclear forte e nuclear fraca, a Temperatura atingia os 10 32 Graus e de modo instantâneo (se a medida for o tradicional conceito de Tempo) o Universo aumenta 10 50 vezes

3.    10 -34 s – Fim da Inflação – A Temperatura desce para 10 27 Graus e o Universo é um caldo de plasma de quarks livres, gluões e leptões. Este Universo tinha a dimensão que agora tem o Sistema Solar

4.    3 minutos – Formação dos núcleos dos átomos. A Temperatura desce o suficiente para que o Hidrogénio se funda com o Hélio dando origem à atual proporção que encontramos no Universo, 75% Hidrogénio e 25% Hélio. Não há ainda condições para a formação de elementos com mais de 5 particulas agregadas. O Universo era opaco porque os fotões eram todos capturados pelos electrões livres.

5.    380 000 Anos – Aparecimento dos átomos – A Temperatura desce para 3 000 Graus. Com esta temperatura os electrões agregam-se aos núcleos e os fotões movem-se livremente. O Universo passa a ser transparente e já temos Tecnologia para ver como era nesta altura graças à Cobe, ao WMAP e à Planck, que vem a caminho.

6.    1 000 Milhões de Anos – Condensação das Estrelas - A Temperatura passa para os 18 Graus. Quasares, Galáxias e Enxames de Galáxias começam a condensar-se. Nas Estrelas começam a fabricar-se os elementos leves. Colapsos dessas Estrelas despejam jactos no espaço de elementos vários. É aqui que aprecem os primeiros elementos pesados. Até aqui o Telescópio Hubble ainda vê.

7.    6 500 Milhões de Anos – Expansão de de Sitter – A expansão do Universo entra numa fase de aceleração conduzida por uma misteriosa força de antigravidade para a qual não existe ainda explicação

8.    A actualidade - 13 700 Milhões de Anos – Vemos um Universo que continua a acelerar descontroladamente, vemos Galáxias, Estrelas e Planetas e a Temperatura desceu para aquela que se tenta criar no LHC, 2,7 Graus Kelvin.

Existem já dados que mostram, muito graças ao WMAP, que o Universo é apenas composto de 4% de Energia e Matéria como a conhecemos. Mas mais surpreendente é que destes 4% a maior parte é Hidrogénio e Hélio, ficando para o Ferro, Carbono, Estanho, Etc., os elementos pesados, apenas 0,05%. Isto pressupõe, com todo o cuidado que temos que ter nestas adaptações fraseológicas, que possamos afirmar que, no Universo, os Elementos pesados são uma excepção, e não uma regra. E concomitantemente a nossa existência é um feliz acaso. E mais misterioso é o facto de mais de 73% do Universo ser composto por uma Energia, ou Matéria Negra, que nunca ninguém viu, nem sabe o que é. Será ela a responsável pela aceleração desenfreada que se detecta na expansão do Universo e na aceleração crescente a que se afastam as Galáxias?! Ninguém pode afirmar com certeza. Existem indícios dos seus efeitos mas não há provas nem da sua existência concreta e muito menos da sua natureza.Este Quadro de hipótese é uma conjugação de deduções, descobertas e algumas confirmações, ainda poucas. 

Foram muitos os que contribuíram para aqui chegarmos e como o tempo é limitado assim como a vossa paciência não falámos aqui de Stephen Hawkins, Professor Lucasiano como Newton, e que juntamente com Roger Penrose abordou a Gravidade Quântica e as singularidades do campo. Os seus trabalhos sobre Buracos Negros e os avanços que significam para a compreensão do nosso Universo, e eventualmente de outros Universos, são um legado imprescindível. Numa entrevista disse "há uma diferença fundamental entre a Religião e a Ciência. A Religião baseia-se na autoridade, enquanto a Ciência se baseia na observação, e na razão. A ciência vai ganhar, porque ela funciona". Não falámos de Richard Feynman, falecido em 1988, mas mencionámos o termo Electrodinamica Quântica. E isto é parte da sua Obra com trabalhos revolucionários nesta área da Física Teórica. Ou termos como Nanotecnologia, ou a sua investigação para a criação dos futuros Computadores quânticos.

Não falámos do Barão Rees, John Martin Rees, atual Astrónomo Real Britânico, cargo que ocupa desde 1995. Este astrofísico que foi Presidente da Royal Society entre 2005 e 2010 é o Autor de um conjunto de postulações que defendem a existência de Múltiplos Universos. Para Sir Martin Rees, simplificando muito e usando uma imagem muito terrena, há uma imensa geleia de Energia em que surgem bolhas que se expandem e depois colapsam. Estas bolhas têm histórias diversas e cada uma cria condições diferentes. Umas com mais buracos negros a formarem-se quando se expandem, libertando forças de intensidade diferentes que geram interacções diferentes, outras que se expandem e depois se contraem. E cada bolha desta imagem, é um Big Bang. Poderão existir Universos como o nosso e muitos outros muito diferentes do nosso. E, um dia, talvez possamos emigrar para outro Universo, se o nosso se continuar a expandir, a arrefecer e, provavelmente, morrer.  E sobretudo não falámos da Teoria das Cordas e da Teoria M que tenta agregar a Relatividade Geral e a Teoria Quântica. Não falámos porque estamos num patamar de abstracção que a Tecnologia disponível não permite validar. Chegámos a um ponto que só a Matemática nos permite postular novas Teorias e entre 1883 e 1920 viveu um homem SRINIVASA RAMANUJAN que sonhava com problemas Matemáticos. Infelizmente faleceu demasiado novo e ainda hoje se tentam decifrar muitas das notas que nos deixou.

Por vezes diz-se que a Matemática não se inventa, apenas existem mentes que de vez em quando descodificam aquilo que sempre existiu e que essa descodificação nos leva à compreensão da dimensão em que existimos. E Pitágoras vem-nos à memória, como muitos outros ao longo da História, mas este homem, RAMANUJAN, é um exemplo acabado daqueles que descodificam o que nos envolve. Como Faraday, com uma origem social miserável teve que apender sozinho Matemática complexa. Vai para a escola com 5 Anos e ganha uma bolsa de Estudos para o Liceu. Ali aos 15 Anos já calcula facilmente polinómios de 3º e 4º graus e os seus colegas conseguem que a Biblioteca lhe empreste um livro de um Professor de Cambridge em que estão mais de 5 000 teoremas que descreviam muito do conhecimento Matemático da época. Demonstrou-os a todos mas, apesar disso, acaba por perder a bolsa por causa do seu mau Inglês e da pouca inclinação para as Artes.

 A partir daí vai estudar e investigar sozinho porque não tinha dinheiro para comprar livros. Quando Geoffrey Hardy o convida para ir a Cambridge, depois de receber mais de 120 Teoremas demonstrados por Ramanujan, já este tinha 26 Anos e sabia quase tudo sobre a Matemática naquela época. E ao chegar a Inglaterra, ao fim de 5 Anos, foi convidado para membro da  Royal Society e tornou-se professor no Trinity Colledge. Foi este ser, quase sobrenatural, que deixou a Função Modular Elíptica que, em 24 dimensões, apresenta soluções surpreendentes. E este legado é uma das ferramentas, entre outras, de suporte da Teoria das Cordas, da Teoria das Supercordas e da Teoria M, esta já apresentada em 1995 e que tenta agregar as anteriores. A teoria M postula que existem filamentos unidimensionais, alguns com dimensões gigantescas, formando membranas, ou Branas, ou PBranas. E podem existir infinitas Branas em que cada uma pode ter as características que observamos no nosso Universo. E nada liga estas Branas excepto a Gravidade que sendo uma corda fechada não está prisioneira em cada Brana e pode gravitar entre elas, tentando encontrar-se aqui uma explicação para a menor intensidade da Gravidade quando comparada com a das outra forças, dadas as dimensões que atravessa.

E nesta visão, “cada” Universo tem 11 dimensões e tem uma infinita quantidade de filamentos do tamanho de um Planck, 10-33 cm que, isoladamente, ou em agregações várias, vibram. Conforme a vibração, assim veremos uma entidade Física diferente, que pode ser partícula, que pode ser onda, etc. Mais, no fundo, como Pitágoras afirmava, “A harmonia encontrada na música é como a ordem encontrada no Cosmos” , mas é uma música que ainda não temos instrumentos para tocar, e por isso não conseguimos ouvir.Como poderão compreender é impossível abordar este Tema em 3 ou 4 linhas, tal é a sua complexidade e nível de abstracção. Onze dimensões em que três mais uma, o Tempo, fazem parte do nosso Universo perceptivel e as restantes estão enroladas e têm dimensões muito pequenas ou muito grandes e por isso não nos são directamente acessíveis. Ou dizer que o choque de duas branas pode explicar a explosão apocalíptica a que chamamos Big-Bang só mostra que por mais que nos afastemos do Macaco, mais o conhecimento mais avançado se afasta de todos nós dando até a ideia que o Macaco se está a aproximar. Não tenhamos dúvidas, navegamos num Mar desconhecido, muito teórico, que está ainda a alguns Anos da Tecnologia necessária para confirmar alguma desta dedução, ou para nos desiludir totalmente, e termos que começar quase tudo de novo. É caso para dizer, na Terra chega-nos Newton, no Céu logo veremos, se temos um G.A.D.U., ou dos Universos ou do Universo antrópico, porque se existirem muitos, este contém as condições necessárias para que existamos e se tivermos que mudar de Universo ainda é cedo para começarmos a fazer as malas. É um caminho gigantesco que se deve a muitos, mas assalta-nos uma dúvida legítima.

Em 400 A.C. afirmava Demócrito:

Por convenção, o doce é doce; por convenção, o amargo é amargo; por convenção o quente é quente; por convenção a cor é cor. Mas na realidade só há átomos e vácuo. Isto é, os objectos que os nossos sentidos sentem só supostamente são reais. Só o Átomo e o vácuo têm realidade.

Passaram 2 400 Anos.

Onde estaríamos se não tivéssemos sido obrigados a parar de pensar?! A Igualdade e a Fraternidade são o nosso alicerce, mas é a Liberdade que nos mantém de pé. Há 500 Anos um Povo mostrou que havia muito mais Mundo que aquele que se pensava, mas só em 1928 é que foram feitos os primeiros voos sobre o Pólo Norte e Pólo Sul. A partir daí o homem passou a ter um conhecimento global do Planeta que habitava. Desde Vasco da Gama, tivemos que esperar 428 Anos para conhecermos o nosso minúsculo Planeta, mas nesses anos também sabemos mais sobre a dimensão da nossa ignorância, e sobre a origem de tudo. De Galileu/Newton a Einstein/Feynman andámos muito depressa para saber tão pouco. Temos que cumprir o nosso desígnio e lutar pela Liberdade para que nunca mais seja possível condicionar o pensamento. 

A nossa obrigação é tudo fazer para promover o estudo, o rigor e a razão.

Mas termino socorrendo-me de uma frase de um ilustre tremendista, Sigmund Freud.

“O que dá estabilidade e significado à nossa mente, é o trabalho e o Amor”

Isaac Newton,  M.'.M.'. 

(R:. L:. Salvador Allende)