Se você ficar acordado à noite pensando no sentido do universo, provavelmente acabará em um manicômio. Por que o espaço, as estrelas, os planetas, nós existimos? Qual o objetivo de tudo isso?
Eis uma pergunta que tem as mais variadas respostas – geralmente filosóficas. Sob a ótica científica, no entanto, há uma teoria interessante que dá uma espécie de “razão de ser” para o nosso universo e todos os objetos que flutuam nele. Se ela for verdade, significa que ele não passa de um gerador de buraco negro, ou um meio de produzir quantos universos bebês for possível.
A teoria, chamada de Seleção Natural Cosmológica (Cosmological Natural Selection), foi conjurada por Lee Smolin, pesquisador do Instituto Perimeter de Física Teórica e professor adjunto de física da Universidade de Waterloo, ambos no Canadá.
A ideia proposta por Smolin gira em torno do fato de que os processos darwinianos se aplicam mesmo à extrema macroescala do universo e a entidades não biológicas. Como o universo é uma potencial unidade de replicação, o cientista sugere que é sujeito a pressões seletivas. Por conseguinte, quase tudo o que o universo faz é voltado para a replicação.
“É um cenário que explica como as leis da natureza são escolhidas”, disse Smolin. “Se a minha teoria for verdade, esses parâmetros no nosso universo são voltados para maximizar o número de buracos negros feitos”.
Os buracos negros e suas singularidades cosmológicas são centrais para a teoria de Smolin. Estas são regiões do espaço-tempo nas quais as quantidades utilizadas para medir os campos gravitacionais ou de temperatura tornam-se infinitas, e a relatividade geral deixa de ser útil.
A relatividade geral clássica diz que uma singularidade existe dentro de cada buraco negro. Mas tanto a teoria das cordas quanto a gravidade quântica sugerem que as singularidades de buracos negros podem ser eliminadas – e quando isso acontece, pode ser possível descrever a evolução futura da região do espaço-tempo dentro dele.
“Tudo o que cai em um buraco negro não atinge a singularidade cosmológica e para de evoluir, de modo que o tempo simplesmente chega ao fim – o tempo continua e tudo o que caiu no buraco negro teria um futuro, e essa região é o que chamamos de um universo bebê”, explica Smolin.
Estes universos bebês são imunes a tudo o que acontece nos “universos pais”, incluindo inflação eterna e sua morte térmica. E, como a teoria de Darwin sobre a variação e seleção, Smolin também supõe que universos bebês são um pouco diferentes dos pais. Por sua vez, essa “mutação” cosmológica – em que os parâmetros da natureza foram ligeiramente modificados – pode resultar em um novo universo que é melhor ou pior em termos de capacidade de replicação.
Por exemplo, se a constante cosmológica e velocidade da luz forem um pouco diferentes, ou se a lei da gravidade se tornar muito fraca ou forte, o novo universo poderia ser subótimo em sua capacidade de fazer grandes quantidades de estrelas de grande massa. Em tal universo, a matéria pode não ser capaz de fundir-se em estrelas, ou pode ser incapaz de formar galáxias.
Neste modelo, um universo “adequado”, portanto, seria um que evoluísse de tal forma que a sua capacidade de produzir buracos negros fosse otimizada. E isso pode explicar porque observamos um universo que produz estrelas gigantes – cada uma é uma tentativa de fazer um universo bebê.
A ideia da variação cosmológica, no entanto, é pura conjectura. “É uma hipótese”, admite Smolin.
Mas a teoria das cordas pode ser um mecanismo potencial para explicá-la. “Ela descreve uma paisagem de diferentes parâmetros cosmológicos, transições de fase diferentes, e isso é quase exatamente o tipo de exemplo que eu tinha em mente quando tentei explicar a variação das constantes”, disse.
Smolin também não sabe quantos universos bebês cada buraco negro é capaz de produzir, mas suspeita que seja um por buraco negro. “A resposta vai depender da teoria quântica da gravidade”, explica.
Vida humana: acidente?
Se o propósito do universo é criar o máximo de universos bebês possível, a vida humana é apenas um acidente? Os seres humanos e todos os outros organismos são um mero epifenômeno, um espetáculo à parte de um processo muito maior?
“Se a hipótese da seleção natural cosmológica for verdadeira, então a vida – e o universo sendo amigável à vida – é uma consequência do universo ser bem adequado para a produção de buracos negros, produzindo muitas, muitas estrelas massivas”, disse Smolin, com ênfase no “se”.
Outros cientistas argumentam, inversamente, que o universo é assustadoramente biofílico, ou seja, que as leis da natureza parecem ser orientadas para a vida. Alguns até sugerem que essa é a finalidade do universo – gerar organismos biológicos (a hipótese do biocosmo).
Da mesma forma, os filósofos trazem à tona o Princípio Antrópico – a noção de que qualquer análise do universo e do que acontece dentro dele PRECISA levar em conta a presença de observadores (ou seja, vida inteligente). Sob essa ótica, estamos sujeitos a um efeito de seleção observacional, argumentam eles, o que significa que só podemos observar um universo que é amigável à vida.
Smolin, por outro lado, deixa essas linhas de argumentação de lado, dizendo que os cosmólogos devem estudar e compreender as propriedades do universo de uma forma que não o conecte a vida.
Segundo ele, o Princípio Antrópico é incapaz de fazer uma previsão falsificável para qualquer tipo de experimento testável (uma teoria só é científica se existe a possibilidade de serem concebidos testes que provem que é falsa, ou seja, se é falsificável), enquanto a seleção natural cosmológica é capaz exatamente disso.
Além do mais, as leis do universo podem ser explicadas sem referência alguma a vida. Não é uma coincidência que vivemos em um mundo que tem muito carbono e oxigênio, segundo Smolin: a presença destes elementos aparentemente adequados à vida tem uma explicação perfeitamente boa fora do paradigma biofílico. Esses, por exemplo, criam as condições necessárias para a formação eficiente de estrelas suficientemente grandes que formam buracos negros.
Críticas
A teoria de Smolin parece extraordinária, mas não passou longe das críticas de outros cientistas.
O cosmólogo Joe Silk, por exemplo, diz que o universo que observamos está longe de ser um produtor ideal de buracos negros. Ele especula que outras “versões” de universo poderiam fazer um trabalho muito melhor nisso.
Da mesma forma, Alexander Vilenkin argumenta que a taxa de formação de buracos negros pode ser melhorada através do aumento do valor da constante cosmológica. Segundo ele, Smolin está errado em teorizar que os valores atuais de todas as constantes da natureza são perfeitamente ajustados para maximizar a produção de buracos negros.
Já Ruediger Vaas reclama que o primeiro erro de Smolin foi fazer analogias com processos darwinianos. A aptidão dos universos de Smolin não é limitada pelo ambiente, mas pelo número de buracos negros. Além disso, embora os universos de Smolin tenham taxas de replicação diferentes, elas não competem entre si, o que ele considera um componente crucial de qualquer processo darwiniano.
Segundo o professor de física teórica da Universidade de Stanford (EUA) Leonard Susskind, Smolin acredita que as constantes da natureza são determinadas pela sobrevivência do mais forte – o mais apto a se reproduzir -, que as propriedades que levam a maior taxa de reprodução dominarão a população de universos, e que a probabilidade esmagadora é que vivemos em tal universo – mas essa lógica pode levar a conclusões ridículas. No caso da inflação eterna, levaria à previsão de que nosso universo tem a constante cosmológica máxima possível, já que a taxa de reprodução não é nada a não ser a taxa de inflação.
Smolin conhece essas objeções e disse que muitas dessas preocupações foram abordadas em seu livro, “A Vida do Cosmos” (publicado no Brasil pela editora UNISINOS), e que seu próximo livro, “Time Reborn: From the Crisis in Physics to the Future of the Universe” (em tradução livre, algo como “Tempo de renascer: da crise na física ao futuro do universo”), vai também enfrentar muitas dessas questões.
“Minha impressão é que minha ideia ainda não foi refutada, embora várias pessoas tenham tentado”, disse. “Isso não significa que é verdadeira, mas que resistiu a tentativas de falsificá-la”.
De acordo com Smolin, a parte mais importante da sua reivindicação é que é um argumento científico. “A ideia em si não é a coisa mais importante. Ela instancia uma reivindicação geral de que, se você quiser explicar o universo, uma das coisas que você vai ter que explicar é por vemos certas leis da natureza, e não outras. A alegação que estou fazendo é que esta questão pode ser de fato respondida cientificamente – uma alegação que vai nos levar em direção a uma maneira de fazer previsões para ver se as leis da natureza não são fixas, mas evoluem. Esse é o ponto chave para mim”, conclui.[io9,
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