ARLA/CLUSTER: Off Topic: O que é cosmologia?

[João Costa > CT1FBF]

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*Entrevista para TV UFMG em 11/novembro/2013 TEMA: A visão do cosmos do
ponto de vista da ciência, especificamente da cosmologia Prof. Domingos
Soareshttp://www.fisica.ufmg.br/~dsoares/
<http://www.fisica.ufmg.br/~dsoares/> 1- O que é cosmologia na física? A
cosmologia é a ciência do universo (cf. Cosmology, the science of the
universe, Edward Harrison, 2000), uma ramificação da física e da
astronomia, ou seja, da astrofísica. Os cosmólogos são, em geral, físicos e
astrônomos. O universo é abordado na história da humanidade em dois
enfoques distintos: a) Mitos e lendas: subjetividade, “cada cabeça uma
sentença�, imposição ou consenso social. b) Teorias científicas:
objetividade, “avaliação por pares�, consenso da comunidade científica deve
ser encontrado. Como os mitos e lendas, a cosmologia pretende responder as
questões básicas sobre o cosmos: (i) de onde viemos, (ii) para onde vamos e
(iii) onde estamos. O universo pode ser estudado cientificamente como um
conjunto de pontos onde cada ponto é uma galáxia. 2- Existe alguma
definição de como surgiu o universo? O “Modelo Padrão da Cosmologia� (MPC),
a explicação física atual para o universo, é um modelo em expansão. Então,
se retrocedermos no tempo eventualmente atingiremos um estado de altíssimas
temperatura e densidade (infinitas, em teoria) e de tamanho zero. Esta é a
singularidade inicial, o evento de formação do espaço e do tempo, o Big
Bang ou, em bom português, o Estrondão (cf. A tradução de Big Bang
<http://www.fisica.ufmg.br/~dsoares/aap/bgbg.htm>). Este é o início do
universo. Mas não é bem assim. O início do universo teórico, na realidade,
é extremamente hipotético, pois a singularidade inicial marca nada mais do
que o “desconhecimento total�, o colapso final das leis da física
conhecidas. No Estrondão a física que governa os fenômenos ainda não é
conhecida. Sendo assim, não se sabe o que pode ter sido este possível
evento de formação do universo. Muito provavelmente ele não existiu. A
natureza, de certa forma, rejeita as singularidades, e o universo, mesmo se
o MPC for o modelo prevalecente, pode não ter tido um início. Ele pode ser
oscilante — como em alguns mitos hindus e na Teoria do Estado Quase
Estacionário de Fred Hoyle e colaboradores. Neste caso, o universo seria,
em princípio, eterno. 3- Como o cientista deve lidar com sua crença pessoal
na hora de estudar um assunto tão difícil como este? Rigorosamente o método
científico não tem lugar para crenças pessoais. Na prática, é um pouco
diferente. Sempre há uma — pequena ou grande — dose de fé na construção das
teorias científicas. Uma fé que não é claramente explicitada e que deve ser
necessariamente provisória. Os cientistas sempre a reconhecem, em qualquer
teoria, apesar de nem sempre o declararem. No caso específico do MPC esta
fé é enorme: a crença de que 99,5% do conteúdo de matéria-energia do
universo, cuja existência é desconhecida mas necessária para a sustentação
teórica do MPC, serão um dia identificados e descobertos. Com base nesta
fé, projetos de pesquisa são formulados e enormes fortunas são gastas em
pesquisas e equipamentos de toda a natureza, e prêmios são atribuídos
(e.g., os prêmios Nobel de física de 2006 e 2011). A crença pessoal, de
natureza não científica, não deve aparecer explicitamente em qualquer
trabalho científico apesar da influência que certamente ela exercerá no
posicionamento do cientista frente às teorias e experimentos. Alguns
exemplos desta situação: a) Georges Lemaître, cosmólogo e padre católico,
foi um dos criadores do MPC que indica a possibilidade de um evento de
criação ou de origem do universo. Visões superficiais do ideário católico
levaram ao preconceito contra Lemaître. b) Fred Hoyle, cosmólogo britânico,
desde o início da proposição do MPC considerou a ideia de um início dos
tempos e das coisas como simplista e mesmo repugnante. Este preconceito
subjetivo levou-o a ser um dos proponentes das mais famosas teorias
contrárias ao MPC, teorias estas de universos infinitos temporalmente. 4-
Você poderia nos explicar um pouco qual e a principal teoria existente
hoje? A principal teoria hoje é o MPC, que é fundamentado na Teoria da
Relatividade Geral (TRG) de Einstein, formulada na primeira metade da
década de 1910. A TRG é uma teoria de gravitação e, em uma de suas
aplicações, consegue aperfeiçoar a Teoria de Gravitação Clássica (TGC) de
Newton. As duas teorias de gravitação, TRG e TGC, se distinguem da seguinte
forma. TGC (Newton): forças no espaço tridimensional x, y, z. Corpos
realizam trajetórias sob a ação destas forças no espaço 3D. TRG (Einstein):
espaço-tempo tetradimensional x, y, z, t é curvado pela matéria-energia do
universo. Corpos realizam trajetórias mais curtas possíveis (geodésicas) no
espaço-tempo 4D. O espaço 3D também é curvo. Na década de 1920, os
cosmólogos Alexander Friedmann (russo) e Georges Lemaître (belga) descobrem
soluções da TRG que correspondem a universos teóricos dinâmicos, em
expansão e contração. Einstein os havia antecedido, em 1917, com o primeiro
modelo cosmológico relativista (i.e., baseado na TRG), com um modelo
estático. O astrônomo Edwin Hubble (americano) realizou observações de
galáxias, na mesma época, que se encaixavam nos modelos dinâmicos de
expansão. No entanto, hoje, chegou-se à conclusão que este “encaixe� só
prevalece à custa de 99,5% do conteúdo de matéria-energia do universo ainda
por descobrir, em outras palavras, à custa de 99,5% de matéria-energia
“escuros�. Destes 99,5%, 95% são matéria e energia exóticas, ainda por
serem identificados. E eles ainda não foram descobertos, e muito menos
tiveram as suas naturezas identificadas. Cientistas citados: Albert
Einstein (1879-1955)Alexander Friedmann (1888-1925)Edward Harrison
(1919-2007)Edwin Hubble (1889-1953)Fred Hoyle (1915-2001)Georges Lemaître
(1894-1966)Isaac Newton (1643-1727) Para mais informação ler os artigos:
Cosmologia moderna: tateando no escuro
<http://www.fisica.ufmg.br/~dsoares/reino/cosmolg.htm> e O Big Bang, um
“Estrondão� no espaço e no tempo
<http://www.fisica.ufmg.br/~dsoares/reino/cosmolg1.htm>. *
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