Gratidão cósmica

Devemos agradecer à Terra, planeta único e vivo, por nos permitir existir, apesar dos nossos abusos

ESSA SEMANA, É celebrado o Dia de Ação de Graças aqui nos EUA.

Historicamente, ele celebra a gratidão dos imigrantes ingleses que, se não fossem os nativos de Massachusetts, teriam morrido de fome. Na prática, comemora-se a colheita de fim de verão com muita comida, inclusive peru ao forno (consumido por 45 milhões de pessoas na data).

Mas, aqui na coluna, gostaria de dar graças mais globais. Começando com o Universo.

São umas 200 bilhões de galáxias, com umas 200 bilhões de estrelas cada. Boa fração tem planetas girando à sua volta, muitos deles com luas. Ao todo, são trilhões de mundos, cada um com sua história.

O que existe além do espaço? O que ocorreu antes do Big Bang? As medidas atuais (lembre-se que conhecemos apenas o que podemos medir; o resto pode ser divertido de comentar em conversas, mas é apenas especulação) indicam que o espaço é plano. Ou seja: continua para sempre, em todas as direções.

Temos certeza disso? Não. Tudo o que podemos dizer é que a porção do espaço que conseguimos medir, delimitada pela distância viajada pela luz desde o Big Bang, há 13,7 bilhões de anos, tem geometria plana ou muito próxima disso.

Imagine uma praia e o horizonte à distância. Sabemos que o mar não termina lá, apenas o que podemos ver dele. O mesmo com o espaço.

Sabemos que as leis da física e da química valem por todo o espaço.

Podemos dizer a composição de uma estrela sem irmos até lá. Podemos explicar como as primeiras galáxias nasceram há bilhões de anos. Quando olhamos para os céus, olhamos para o passado. Quanto mais distante no espaço, mais para trás no tempo. O cosmo é uma máquina do tempo. Quem disse que não existe mágica em ciência?

E o tal "começo"? Não sabemos, mas conhecemos a história cósmica até um trilionésimo de segundo após o "Bang". Nada mau para apenas 400 anos de ciência.

Sabemos também que não faz sentido perguntar o que ocorreu "antes" do Big Bang. Quem era você antes de nascer? Não existir significa não existir no tempo. Santo Agostinho já dizia, uns 16 séculos atrás: o tempo e o espaço surgiram com a criação. Ah, se as coisas fossem assim tão simples...

Hoje, alguns especulam que nosso cosmo é parte de uma entidade muito maior, o multiverso, que representa todas (ou quase?) possibilidades cósmicas. Em alguns, as leis da física podem ser diferentes e a vida como a conhecemos, seria impossível. Portanto, agradeça ao Universo, um dos poucos com propriedades certas para gerar estrelas, planetas e, em alguns deles, vida.

Mas vá com calma! Ao contrário do que tantos afirmam, o Universo não dá a mínima bola para a vida. Basta olhar para nossos vizinhos, planetas mortos e desolados.

Tire nossa atmosfera, nossa camada de ozônio e campo magnético, e a Terra se transformaria num deserto sem vida. (Ao menos vida complexa. Talvez algumas bactérias pudessem existir ainda.) Portanto, não é tanto ao Universo que devemos agradecer, mas à Terra, nosso planeta vivo, único. Devemos todos, coletivamente, dar graças ao nosso mundo: por nos permitir existir e pela sua tolerância, apesar dos nossos abusos. Poucas mães seriam assim tão pacientes.

Quão rara é a vida?

Estamos aqui não porque o Universo seja propício à existência, mas apesar de sua hostilidade a nós

NO DOMINGO PASSADO, escrevi sobre as recentes afirmações de Stephen Hawking. Para ele, a ciência demonstrou que Deus não é necessário para explicar a criação. Outro argumento que Hawking usou é que o Universo é especialmente propício à vida, em particular à vida humana. Mais uma vez vejo a necessidade de apresentar um ponto de vista contrário. Tudo o que sabemos sobre a evolução da vida na Terra aponta para a raridade dos seres vivos complexos. Estamos aqui não porque o Universo é propício à vida, mas apesar de sua hostilidade.

Note que, ao falarmos sobre vida, temos de distinguir entre vida primitiva (seres unicelulares) e vida complexa. Vida simples, bactérias de vários tipos e formas, deve mesmo ser abundante no Cosmos.

Na história da Terra -o único exemplo de vida que conhecemos-, os primeiros seres vivos surgiram tão logo foi possível. A Terra nasceu há 4,5 bilhões de anos e sua superfície se solidificou em torno de 3,9 bilhões de anos atrás. Os primeiros sinais de vida datam de pelo menos 3,5 bilhões de anos, e alguns cientistas acham que talvez possam ter 3,8 bilhões de anos. De qualquer modo, bastaram algumas centenas de milhões de anos de calma para a vida surgir. Não é muito em escalas de tempo planetárias.

Esses primeiros seres vivos, os procariontes, reinaram durante 2 bilhões de anos. Só então surgiram os eucariontes, também unicelulares, mas mais sofisticados. Os primeiros seres multicelulares (esponjas) só foram surgir em torno de 700 milhões de anos atrás.

Ou seja, por cerca de 3,5 bilhões de anos, só existiam seres unicelulares no nosso planeta. O que aprendemos com esses estudos é que a vida coevoluiu com a Terra. O oxigênio que existe hoje na atmosfera foi formado quando os procariontes descobriram a fotossíntese em torno de 2 bilhões de anos atrás. Estamos aqui porque oxigenaram o ar.

Devemos lembrar que seres multicelulares são mais frágeis, precisando de condições estáveis por longos períodos. Não é só ter água e a química correta. O planeta precisa ter uma órbita estável e temperaturas que não variem muito. Só temos as quatro estações e temperaturas estáveis porque nossa Lua é pesada.

Sua massa estabiliza a inclinação do eixo terrestre (a Terra é um pião inclinado de 23,5), permitindo a existência de água líquida durante longos períodos. Sem a Lua, a vida complexa seria muito difícil.

A Terra tem também dois "cobertores" que a protegem contra a radiação letal que vem do espaço: o seu campo magnético e a camada de ozônio. Viver perto de uma estrela não é moleza. Precisamos de seu calor, mas ele vem com muitas outras coisas nada favoráveis à vida.

Quem afirma que o Universo é propício à vida complexa deve dar uma passeada pelos outros planetas e luas do nosso Sistema Solar.

Ademais, o pulo para a vida multicelular inteligente também foi um acidente dos grandes. A vida não tem um plano que a leva à inteligência. A vida quer apenas estar bem adaptada ao seu ambiente. Os dinossauros existiram por 150 milhões de anos sem construir rádios ou aviões. Portanto, mesmo que exista vida fora da Terra, a vida inteligente será muito rara. Devemos celebrar nossa existência por sua raridade, e não por ser ordinária.

Outra conversa sobre o tempo

Extrapolando a expansão do Universo até seu início, existe um ponto em que não há como definir o tempo

AGORA QUE o livro do Zuenir Ventura e do Luís Fernando Veríssimo, "Conversa sobre o tempo", está nas livrarias, não consegui resistir. Peguei emprestado o título para termos aqui um outro tipo de conversa sobre o mesmo tópico.

O tempo significa muitas coisas diferentes. E, por falar nisso, adianto que o próximo livro da série "Conversa sobre..." será uma conversa minha com o precioso Frei Betto, mediada por Waldemar Falcão. O tema será "Conversa sobre a fé". Mas isso é coisa para o final do ano.

Enquanto esse livro não chega, gostaria hoje de retomar um tema científico, sobre a origem do tempo.

Uma das consequências mais diretas do Big Bang é que o Universo teve origem em um instante específico do passado. Isso se deu há cerca de 13,7 bilhões de anos.

Uma das indicações mais óbvias disso é a expansão do Universo: o fato de as galáxias estarem se afastando umas das outras.

Portanto, passando o filme ao contrário, chegamos em um instante em que todas elas estão comprimidas em um único ponto. Esse é o momento da criação. E, portanto, o momento em que surge o tempo.

O problema é que essa descrição não funciona. Infelizmente, ao nos aproximarmos desse momento crítico, a teoria que usamos para descrever a expansão do espaço (a teoria da relatividade geral de Einstein) deixa de fazer sentido.

Chegamos à "singularidade", onde toda a matéria estaria comprimida em uma região de proporções não tão diferentes de um átomo.

Com isso, a teoria de Einstein, que trata do espaço e do tempo como entidades contínuas e bem comportadas, precisa ser suplantada por conceitos da física quântica, que trata dos átomos e das partículas elementares da matéria. Aí a coisa fica feia.

Na teoria de Einstein, a gravidade é descrita como consequência da curvatura do espaço. A presença de uma massa, seja ela o Sol, você ou uma bola de tênis, deforma o espaço ao redor e afeta a passagem do tempo. Quanto mais matéria, maior a curvatura do espaço e mais lenta a passagem do tempo. Um relógio no Sol bate mais devagar do que na Terra. Os efeitos são bem pequenos.

Quanto tentamos "quantizar" a gravidade, temos de supor que, tal como no caso dos átomos, as mesmas estranhas regras se aplicam: no mundo do muito pequeno, tudo flutua, nada fica parado.

Se você imaginar o espaço como uma membrana, feito o topo de um tambor, isso significa que ele vibrará de várias formas e o que ocorre aqui não é o que ocorre ali.

O mesmo com o tempo. Ele não flui mais continuamente. Como a era quântica do Universo veio antes da era clássica (explicada pela teoria de Einstein), temos de supor que, nessa situação inicial onde tudo flutuava, o tempo usual não existia.

Se extrapolarmos a expansão do Universo até o seu início, chegamos a um ponto em que não podemos definir o tempo de modo familiar.

Aliás, como disse já Santo Agostinho, o tempo e o espaço surgem com a criação. Na física, o tempo e o espaço einstenianos, contínuos e bem comportados, surgem na transição da era quântica à era clássica. E como o Big Bang é precisamente o evento que marca a passagem do universo da era quântica para a era clássica, é ele também que marca o nascimento do tempo.



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Uma ecologia espiritual

O respeito à vida como verdade universal leva a um estado em que agimos como os guardiões dela

ESTÁ NA HORA de irmos em frente e deixar para trás o desgastado embate entre a ciência e a religião, que já não rende nada. É preciso encontrarmos um novo rumo, ir além da polarização linear que vem caracterizando as discussões do papel da fé e da razão na vida das pessoas por mais de cem anos. A ciência não se propõe a roubar Deus das pessoas, e nem toda prática religiosa é anticientífica. Existe uma outra dimensão a ser explorada, ortogonal a esse eixo em torno do qual giram os argumentos mais comuns.

Um caminho possível é explorar valores morais de caráter universal que desafiem a linearidade do cabo de guerra entre a ciência e a religião.

Bem sei que, para muita gente, a proposta de encontrar valores morais universais representa já um beco sem saída. Relativistas culturais, por exemplo, argumentarão que esses valores universais não existem, que o que é certo para um pode ser errado para outro. Por exemplo, culturas nas quais a poligamia é aceita.

Para encontrar valores morais universais, precisamos ir mais fundo. Não podem ser valores que variem de cultura para cultura ou em épocas diferentes, como a ideia do casamento. Sugiro que o valor mais efetivo que podemos explorar vem da única certeza universal que temos: a morte.

A morte não é recebida com prazer em nenhuma cultura. Claro, alguns veem a morte como uma transição para uma nova vida, ou um mero aspecto de uma existência sem fim. Outros podem até vê-la como um ato heroico de martírio. Mas, tirando fundamentalistas radicais, ninguém em boa saúde física e mental escolhe morrer. Portanto, de todos os valores morais que podemos imaginar, proponho que o mais universal seja a preservação da vida.

Não me refiro apenas à vida humana. Quando percebemos o quanto nossas vidas dependem do planeta que habitamos, damos-nos conta de que precisamos agir para preservar todas as formas de vida. É óbvio que temos que garantir nossa existência, e que isso requer que consumamos alimentos. Mas esse consumo não precisa ser predatório. Pode ser planejado para que mantenha um equilíbrio saudável entre o que é produzido e o que é consumido.

Quanto mais saudável o planeta, mais saudável a economia. Isso pode não ser óbvio a curto prazo, mas em intervalos de décadas é. Este é o século em que finalmente iremos entender que precisamos estabelecer uma relação simbiótica com a Terra. Talvez essa seja a lição mais importante que a ciência moderna tem a ensinar.

O respeito à vida como moral universal leva a uma ecologia espiritual na qual nós, como espécie dominante do planeta, agimos como guardiões da vida. Com isso, a dimensão espiritual que nos é tão importante ganha expressão na devoção ao planeta e às suas formas de vida.

Esse senso de conexão espiritual com a natureza é celebrado tanto na ciência quanto na religião. De Einstein a Santa Teresa de Ávila (grato a Frei Betto, por me chamar atenção para esta obra), o mundo é festejado como sacro. As palavras variam, mesmo a motivação pode variar; mas, em sua essência, a mensagem é a mesma. Acho difícil encontrar uma moral universal mais básica do que o respeito à vida e ao planeta que a abriga de forma tão generosa. Ao menos, é um começo.

O erro de Kepler

Devemos julgar afirmações sobre "teorias de tudo" com enorme ceticismo; nosso conhecimento é limitado

Em 1596, com o furor de uma mente devota, o jovem Johannes Kepler, então com apenas 25 anos, publica seu primeiro livro, "Mysterium Cosmographicum" ou "O Mistério Cosmográfico". Nele, o astrônomo principiante propõe nada menos do que a solução para a estrutura do Cosmo, o que acreditava ser o plano divino da Criação.

Tudo se deu durante uma aula que ministrava para um punhado de estudantes desinteressados. Quando explicava as conjunções dos planetas Júpiter e Saturno, Kepler se perguntou se o fato de Saturno estar aproximadamente duas vezes mais longe do Sol do que Júpiter era sintoma de uma ordem mais profunda: talvez a estrutura cósmica seguisse as regras da geometria. Fosse esse o caso, a mente humana teria acesso aos segredos mais profundos da Criação e à mente de Deus. E a língua em comum entre homem e Deus seria a matemática.

Após várias tentativas frustradas, Kepler obteve a solução que tanto almejava. Na época, só eram conhecidos seis planetas, de Mercúrio a Saturno. Urano e Netuno, invisíveis aos olhos, só foram descobertos bem mais tarde. Kepler, numa visão genial, imaginou que o cosmo seria organizado a partir dos cinco sólidos platônicos, os cinco objetos mais simétricos que existem em três dimensões. Conhecemos bem dois deles, o cubo e a pirâmide (tetraedro). Kepler entendeu que, ao colocar um sólido dentro do outro, como aquelas bonecas russas, com esferas entre cada um deles, poderia acomodar apenas seis planetas: Sol no centro; esfera (Mercúrio); sólido; esfera (Vênus); sólido; esfera (Terra); sólido etc. Portanto, o número de planetas seria decorrente do número de sólidos perfeitos!

Kepler foi além. Como os sólidos obedecem às regras da geometria, seu arranjo determina também as distâncias entre si e, portanto, entre as esferas que os cercam. Experimentando com padrões diferentes, Kepler encontrou um que previa as distâncias entre os planetas com uma precisão de 5% -quando comparado com os dados astronômicos da época, um feito sensacional.

Para um homem que acreditava profundamente num Deus matemático, criador da ordem cósmica, nada mais natural do que uma solução geométrica. Kepler via seu arranjo como a expressão do sonho pitagórico de obter uma explicação geométrica para os mistérios do mundo. Para ele, essa era a teoria final.

Podemos aprender algo com Kepler. Soubesse ele da existência de outros planetas, Urano e Netuno, como teria reagido? Certamente, seu sonho de uma ordem geométrica para o Cosmo dependia do que se sabia na época. Seu erro foi ter dado ao estado do conhecimento empírico do mundo uma finalidade que não existe. Para Johannes Kepler, era inimaginável que o Cosmo pudesse se desviar de sua estrutura geométrica. No entanto, sabemos que nosso conhecimento do mundo é limitado, e será sempre.

Por isso, devemos julgar declarações sobre teorias de tudo ou teorias finais com enorme ceticismo. A história nos ensina que o progresso científico caminha de mãos dadas com nossa habilidade de medir a Natureza. Achar que a mente humana pode imaginar o mundo antes de medi-lo pode ocasionalmente dar certo. Mas, em geral, leva a mundos que existem apenas na imaginação.

Vida em Titã?

Alguma forma de química exótica está acontecendo na superfície do misterioso satélite do planeta Saturno

As manchetes foram bombásticas: "Cientistas da Nasa descobrem evidência de vida extraterrestre em lua de Saturno", disse o diário britânico "Daily Telegraph" . Como essa, saíram outras tantas.

A notícia se baseava em dois artigos publicados usando dados colhidos pela sonda-laboratório Cassini, que vem circundando Saturno e suas luas. Um deles, que veio a público na revista científica "Icarus", descreve como moléculas de hidrogênio são vistas fluindo em direção à superfície de Titã e desaparecendo por lá. No outro, na revista especializada "Geophysical Research", um levantamento das várias moléculas orgânicas que existem na superfície de Titã mostra uma misteriosa ausência de acetileno.

De acordo com o cientista da Nasa Chris McKay, o acetileno é a melhor fonte de energia para formas de vida com metabolismos à base de metano. Portanto, se está faltando acetileno, talvez ele esteja sendo usado como comida. O hidrogênio é ainda mais importante, pois é um ingrediente-chave de metabolismos baseados em metano. Seu sumiço é mesmo estranho.

Infelizmente, argumentos a favor de vida extraterrestre baseados na ausência de duas substâncias químicas não são muito convincentes. A manchete do "Daily Telegraph" foi extremamente sensacionalista.

De qualquer forma, as descobertas demonstram que algum tipo de química exótica está ocorrendo na superfície da misteriosa lua de Saturno, cuja temperatura gira em torno de 178 graus Celsius negativos. Nesse mundo gelado, o metano e o etano -que na Terra são gases- fluem como líquidos, formando lagos não muito diferentes dos que vemos aqui. A realidade é mais criativa do que a fantasia!

A exuberância química de Titã é prova de que ainda teremos muitas surpresas. A previsão de McKay, descrevendo as substâncias que devem faltar devido a uma forma de vida hipotética baseada em metano, é digna de nota. Mesmo que a evidência não tenha a ver com a presença de vida em Titã, o fato de termos hoje máquinas capazes de procurar vida extraterrestre é genial.

Vivemos numa era privilegiada, na qual ETs são objeto de pesquisa, e não apenas personagens de livros e filmes. Resta ver se descobriremos algum tipo de vida extraterrestre nas próximas décadas. Se descobrirmos, muito provavelmente será uma vida simples, possivelmente unicelular.

Isso não é de todo ruim. Qualquer descoberta de vida extraterrestre causará uma profunda transformação na humanidade. Afinal, se existe outro tipo de vida na nossa vizinhança cósmica, a probabilidade é alta de que ela existirá também pela galáxia afora. Nesse caso, teremos de perguntar por que não temos ainda evidência convincente de que existem outros seres inteligentes no cosmo. Infelizmente, os depoimentos atuais, baseados em visões estranhas, luzes que pairam no ar etc. não podem ser usados como prova.

Mesmo que esse assunto mereça outra coluna inteira, a raridade da vida e, mais ainda, a da vida inteligente, deve suscitar muita reflexão.

Carl Sagan escreveu que, num Universo tão grande, a presença única da Terra como planeta com vida seria
um grande desperdício de espaço. Mesmo se não formos os únicos, é inevitável nos perguntar porque somos tão especiais.

O porquê e o como

Será que a ciência pode explicar o propósito das coisas?

Na famigerada guerra entre ciência e religião, uma distinção comum é afirmar que a ciência explica "como" as coisas são e não o "porquê". Mas vale a pena pensar: será que esse é realmente um modo eficiente de discriminar entre ciência e religião? Ou será que confunde as coisas ainda mais? 

Para chegar a uma conclusão, talvez seja uma boa ideia começar ilustrando essa distinção com alguns importantes exemplos históricos. Quando Galileu afirmou que objetos em queda livre são acelerados em direção ao chão independentemente de suas massas, não estava preocupado em questionar o "porquê" de os objetos caírem, mas sim o "como". 

Através de experimentos detalhados, mostrou que a distância percorrida por um objeto em queda é proporcional ao quadrado do tempo que ele gasta no percurso, obtendo assim a primeira relação matemática descrevendo um movimento que acontece por causa da gravidade terrestre. 

Cerca de 80 anos mais tarde, Isaac Newton elaborou sua importante lei da gravitação universal. Ele mostrou que dois objetos com massa se atraem com uma força que se reduz com o quadrado da distância entre eles. 

Logo após a publicação do livro, algumas pessoas fizeram críticas a Newton. Elas afirmavam que essa misteriosa "ação à distância" entre o Sol e a Terra ou entre a Terra e a Lua (ou entre você e seu computador ou jornal) tinha algo de sobrenatural, alguma coisa meio fantasmagórica. Newton, então, respondeu: "Ainda não pude descobrir a causa dessas propriedades da gravidade a partir de fenômenos, e não arrisco qualquer hipótese, pois o que não é deduzido de fenômenos deve ser chamado de hipótese, e hipóteses não pertencem à filosofia experimental." 

Ou seja, hipóteses que não podem ser testadas não são científicas. Portanto, se não temos nada testável a dizer sobre o porquê da atração gravitacional entre duas massas, é suficiente usar a teoria da gravidade para descrever a atração entre as massas sem explicar por que ela ocorre. 

Newton usou sua teoria para prever o retorno do cometa Halley, explicar as marés, entender o formato achatado da Terra, calcular a precessão dos equinócios, e muito mais. 

Essa abordagem de Newton acabou por definir a ciência do "como". Realmente, é difícil contemplar a ciência operando de uma forma diferente. 

Atribuir causas ocultas a fenômenos naturais, eventos que não podem ser verificados experimentalmente, não acrescenta nada à descrição científica desses fenômenos. 

Podemos incluir também a teoria da relatividade geral de Albert Einstein. Ele mostrou que a atração entre corpos com massa pode ser interpretada como consequência da curvatura do espaço em torno deles. 

Mas, mesmo aqui, não sabemos por que os objetos encurvam o espaço à sua volta. Porém, resolvendo as equações da teoria, podemos descrever o quanto ele é encurvado e como objetos se comportam nessa geometria. 

Será que a ciência poderia explicar o porquê das coisas? Focando na física, me aventuro a dizer que não poderia. Arrisco até dizer que questões do tipo "por que" sequer conseguem chegar a ser científicas. 

Se o porquê significa propósito, a física tem pouco a colaborar. Podemos validar experimentalmente as leis da natureza, como "energia é conservada", mas não sabemos por que ela é, afinal, conservada. 

Se você afirmar que caso contrário não estaríamos aqui, não estará dizendo muita coisa. A ciência já é bem complexa se ocupando só com o "como" das coisas. Para o porquê, temos todo o resto. 

Terra rara

Se estamos sós, somos raros e, por isso, preciosos num Universo tão vasto

Criticar os seres humanos é fácil até demais. Estamos destruindo o mundo; matamo-nos uns aos outros; somos incapazes de respeitar opiniões diferentes; somos egoístas, uma espécie invasiva e parasitária. Em meio a tanta negatividade, talvez seja oportuno expressar um ponto de vista alternativo, mais inspirador. A celebração mundial do Dia da Terra semana passada oferece uma oportunidade para refletirmos sobre nosso planeta não só dentro das questões de aquecimento global e da explosão populacional versus sustentabilidade e energias alternativas mas, também, através do que podemos chamar de uma perspectiva cósmica.

A ciência nos ensina que, quanto mais aprendemos sobre o mundo, menos importantes somos. Às vezes, essa noção ganha o nome de princípio copernicano: desde que Copérnico "removeu" a Terra do centro do cosmo, quanto mais a ciência avança, mais vemos que nossa localização espacial é irrelevante e que não somos nada essenciais. O Universo é indiferente à nossa existência. Dado que as mesmas leis da física e da química são aplicáveis em todo o cosmo, sabemos que existem outros sóis na imensidão do espaço, cercados também de planetas. Nosso Sistema Solar é um dentre trilhões de outros, nada importante.

Quando incluímos a cosmologia moderna, a coisa fica ainda mais feia. Nossa galáxia é uma dentre centenas de bilhões de outras, cada uma delas com centenas de bilhões de estrelas. Em 1929, o astrônomo americano Edwin Hubble mostrou que o Universo está em expansão, e que nenhum ponto do espaço é mais importante do que outro. Na década de 1990, uma ideia radical foi proposta: nosso Universo é um entre uma infinidade de outros, borbulhando de uma entidade atemporal chamada "Multiverso". Não sabemos se o Multiverso é real -talvez seja impossível determinar isso-, mas muitas correntes da cosmologia moderna adotam a ideia. Será que somos assim tão desprezíveis?

Felizmente, quanto mais aprendemos sobre o Universo, mais aprendemos algo que contradiz o princípio copernicano. É bem verdade que não ocupamos o centro de todas as coisas, e que nossa galáxia é uma dentre centenas de bilhões de outras. Porém, quando olhamos para nossos vizinhos cósmicos, os planetas e luas do Sistema Solar, vemos mundos hostis, mortos. A Terra, sozinha, emerge como um oásis, rara e preciosa.

Acoplando a raridade da Terra à história da vida aqui nos últimos 3,5 bilhões de anos, chegamos a uma revelação transformadora: mesmo se, um dia, encontrarmos vida em algum outro lugar, a probabilidade é muito elevada de que esta vida seja simples, constituída de seres unicelulares. (Deixo de lado especulações sobre formas de vida com bioquímicas diversas da nossa.) As transições da vida unicelular para a multicelular e, daí, para seres complexos e inteligentes são extremamente improváveis, resultados de uma série de acidentes. No entanto, o fato de que a vida não é resultado de um plano pré-determinado -cósmico ou sobrenatural- não significa que não tenha sentido.

Mesmo se a vida complexa existir no cosmo -e não podemos afirmar que não exista-, está tão distante daqui que, na prática, estamos sós. E, se estamos sós e temos a habilidade de pensar, somos raros e preciosos: somos como o Universo reflete sobre si mesmo. Portanto, conforme sugeri no meu livro "Criação Imperfeita", temos de adotar uma nova ética que nos eleve acima da moralidade tribal que vem dominando a história da civilização por milênios. Precisamos preservar a vida a todo custo, transformando-nos nos guardiões deste mundo.

Não temos outra opção.

Infância violenta

A Lua é a costela da Terra; tudo que bate nela fica registrado

Todo nascimento tende a ser um misto de violência e poesia. E isso não é verdade apenas para animais. Nosso Sistema Solar também teve um nascimento e uma primeira infância extremamente violenta e bela. Tudo começou quando uma gigantesca nuvem contendo principalmente hidrogênio e hélio entrou em colapso devido à sua própria gravidade.

Fora esses dois gases, elementos mais pesados, como carbono, oxigênio, ferro e ouro também estavam presentes, embora em menores quantidades. Ao colapsar, a nuvem gasosa, que inicialmente era aproximadamente esférica, foi se achatando, tomando cada vez mais a forma de uma pizza cósmica. Há 4,6 bilhões de anos, o Sol entrou em ignição no centro da pizza, por meio do processo de fusão nuclear que transforma hidrogênio em hélio. Fez-se a luz. Em torno da luz central, giravam os proto-planetas, aderindo materiais. Os mais externos, os atuais gigantes gasosos, sujeitos à temperaturas baixas, podiam agregar materiais gasosos e engordaram mais; os mais internos, a Terra dentre eles, agregaram principalmente materiais rochosos e metais, como o ferro e o níquel. Assim nasceram os planetas.

A situação era complicada. Os planetas foram criados a partir da agregação de materiais, um pouco como uma bola de neve que é atirada na tempestade; ao viajar, a bola vai aderindo cada vez mais neve e crescendo.

(Sei que a imagem é estranha quando estão fazendo mais de 30C, mas da minha janela aqui no norte dos Estados Unidos vejo tudo ainda branco.) O problema é que esses materiais não são todos agregados aos planetas nascentes. Sobra muito detrito, o que hoje chamamos de asteroides e cometas.

Conclusão: durante os primeiros 500 milhões de anos, bombardeios devastadores eram comuns. De tamanhos variados, esses impactos eram extremamente violentos. Como comparação, o asteroide responsável pela extinção dos dinossauros em tempos bem mais recentes (há só 65 milhões de anos) tinha um diâmetro de dez quilômetros. A energia liberada nesse único impacto é equivalente à detonação de todas as bombas de hidrogênio que existiam no clímax da Guerra Fria multiplicada por cem mil. Isso é o que ocorre quando uma pedra desse tamanho colide com a Terra a mais de 20 mil quilômetros por hora.

O impacto mais dramático foi a colisão com um planetoide do tamanho de Marte logo no início da formação do Sistema Solar, em torno de 4,5 bilhões de anos atrás. A colisão, meio de lado, arrancou uma enorme quantidade de massa da Terra que reorganizou-se em órbita à sua volta.
Essa massa mais uma vez agregou-se tornando-se na nossa Lua: a Lua é a costela da Terra. A composição das rochas lunares trazidas pelos astronautas das missões Apolo mostra enorme semelhança com a composição da crosta terrestre. A abundância de ferro na Terra e a sua ausência na Lua indicam que a colisão arrancou material mais próximo da superfície terrestre; o ferro, sendo mais pesado, em sua maior parte havia já afundado em direção ao centro da Terra. Hoje é responsável, como o níquel também é, pelo magnetismo que orienta as bússolas dos viajantes.

A Lua nos oferece um retrato da infância violenta do Sistema Solar. Não tendo atmosfera e movimentos de crosta, o que bate nela fica registrado.

Analisando as crateras lunares, cientistas determinaram que a Lua sofreu um pico no bombardeio em torno de 3,9 bilhões de anos atrás. A causa? Um rearranjo nas órbitas de Urano e Netuno que desalojaram inúmeros cometas e asteroides. Felizmente, hoje vivemos em tempos bem mais calmos. O Sistema Solar, em sua meia idade, é bem mais sereno.

O ano da astronomia

A visão que temos hoje do cosmo se deve a dois homens que, há 400 anos, acreditaram nas próprias ideias

Começou a grande festa dos céus. 2009 é o Ano Internacional da Astronomia. Por todo o mundo, centenas de conferências, palestras, livros e documentários irão celebrar a ciência dos céus. No Brasil, entre várias celebrações, telescópios serão distribuídos em escolas.

Por que 2009? Em 1609, dois eventos marcaram o início de uma nova era: o italiano Galileu Galilei apontou o seu telescópio para os céus, mudando definitivamente a nossa concepção dos astros e, mais importante, o nosso lugar no cosmo. No mesmo ano, o astrônomo alemão Johannes Kepler publicou o seu "Astronomia Nova", que, como já diz o título, propôs uma nova astronomia, baseada na descrição das causas por trás dos movimentos celestes: planetas giram em torno do Sol devido a uma força e não por estarem presos a esferas de cristal.

Na mesma obra, Kepler mostra que as órbitas planetárias, por milênios descritas como sendo circulares, são, na verdade, elípticas. Tanto na obra de Galileu quanto na de Kepler, são os dados e as observações cuidadosas que determinam a nova ciência dos céus. Galileu não inventou o telescópio.

A descoberta é atribuída a um holandês, em 1608. O que Galileu fez foi aperfeiçoar o instrumento, aumentando a sua potência. A sua grande sacada foi usar o instrumento para estudar o céu noturno, com o intuito de criticar a filosofia de Aristóteles e seus seguidores. Para o grego, os astros eram feitos de uma substância eterna e perfeita, o éter ou quintessência. Nos céus, ao contrário do que ocorria da Lua para baixo, nada mudava.

A Terra ocupava o centro do cosmo, imóvel. O que Galileu viu contrariava isso tudo. A Lua era coberta de crateras e montanhas, longe de ser uma esfera perfeita. Saturno tinha "orelhas", e Júpiter, quatro satélites. Imagino a emoção que Galileu deve ter sentido ao ver pela primeira vez na história as quatro maiores luas de Júpiter. A descoberta foi devastadora para o modelo geocêntrico de Aristóteles: se Júpiter, um planeta, tinha luas, a Terra não era tão diferente assim.

Nesse caso, não seria mais razoável adotar o arranjo proposto pelo polonês Copérnico em 1543, onde o Sol era o centro do cosmo e a Terra só um planeta em seu redor? Defender o cosmo de Copérnico tornou-se a cruzada de Galileu. Ele foi contra tudo e todos, principalmente a igreja. Essa história já foi contada muitas vezes. Galileu criticou os teólogos cristãos, argumentando que a Bíblia não ensina como o céu vai, mas como vamos ao céu.

Infelizmente, o que Galileu tinha de gênio lhe faltava em diplomacia. Insistindo, acabou sendo condenado a abjurar a doutrina copernicana e a passar o resto de seus dias em prisão domiciliar. Sua história mostra o quanto a coragem intelectual de alguns muda o destino de muitos. E, de forma mais concreta, como a história da civilização depende da evolução dos instrumentos. A cada vez que um novo instrumento nos permite ver mais longe, ou nos abre novas janelas para mundos que antes eram invisíveis, aprendemos mais sobre a natureza e sobre nós mesmos. Johannes Kepler nos mostrou que não devemos impor nossos preconceitos no mundo. Lutou contra si mesmo para tirar o círculo dos céus.

Se o fez, foi por acreditar na precisão dos dados e das observações acima de sua expectativa de uma perfeição estética. Como conto em "A Harmonia do Mundo", ao atribuir causas aos movimentos celestes, Kepler rompe com o obscurantismo do passado, inaugurando a nova ciência dos céus. A visão que temos hoje do cosmo e de nós mesmos se deve, em grande parte, à visão desses dois homens que, 400 anos atrás, tiveram a coragem de acreditar nas suas ideias.

Os problemas sobre o cálculo da idade do Universo

MARCELO GLEISER
especial para a Folha

Em 1929, o astrônomo americano Edwin Hubble concluiu, a partir de suas observações, que o Universo está em expansão, com as galáxias se afastando umas das outras com velocidades proporcionais a suas distâncias. Hubble raciocinou que, como as galáxias estão se afastando cada vez mais agora, em algum instante no passado elas estavam praticamente se superpondo. Medindo as velocidades de várias galáxias e as distâncias entre elas, ele concluiu que esse instante ocorreu há cerca de 2 bilhões de anos.

O problema com essa estimativa é que já se sabia que a Terra tinha mais de 2 bilhões de anos. Como ela pode ser mais velha que o Universo? A questão roubou o sono de vários cosmólogos até 1952, quando Walter Baade demonstrou, com medidas mais precisas, que o Universo teria pelo menos 5 bilhões de anos. A idade da Terra hoje é estimada em torno de 4,5 bilhões de anos.
Mas a questão da idade do Universo está longe de ser resolvida. Existem três métodos usados para se estimar a idade do Universo. O primeiro deles é o usado por Hubble e Baade, que estima distâncias entre galáxias remotas e suas velocidades, extraindo delas a idade do Universo.

Em Astronomia, distâncias são estimadas a partir de uma lei que diz que a luminosidade de uma fonte cai com o quadrado da distância. Se temos duas fontes iguais em lugares distintos, sabendo-se a distância até o lugar mais próximo, podemos estimar a distância até o lugar mais distante. Assim, Hubble estimou a distância até a galáxia Andrômeda, que está a aproximadamente 2 milhões de anos-luz do Sol.

Esses "indicadores de distância" são fundamentais para se obter medidas precisas de distância. Em suas observações, Hubble usou um tipo de estrela conhecida como variável Cefeida, cuja luminosidade varia periodicamente. Mas encontrar variáveis Cefeida ou outros indicadores de distância em galáxias muito distantes não é nada fácil. E aí é que começa o problema dos astrônomos modernos. Diferentes indicadores de distância resultam em estimativas diferentes de distância e, portanto, em estimativas diferentes da idade do Universo. Valores atuais variam entre 8 e 25 bilhões de anos!

O segundo método utilizado para se estimar a idade do Universo vem do estudo de aglomerados estelares, conjuntos de milhares de estrelas atraídas entre si pela gravidade. A idéia é que nesses aglomerados podem ser encontradas algumas das estrelas mais velhas que existem. Como nós conhecemos razoavelmente bem como uma estrela se desenvolve queimando seu hidrogênio como combustível, podemos estimar sua idade a partir dos diferentes estágios durante sua evolução. A idade do Universo tem de ser maior do que a idade de suas estrelas mais velhas, ecoando o problema de Hubble com a idade da Terra.

Estimativas da idade desses aglomerados estelares variam entre 10 e 14 bilhões de anos. Finalmente, pode-se usar a "nucleocosmocronologia", que se baseia em medidas da abundância e da produção de isótopos radioativos e em estudos da evolução química de nossa galáxia para se estimar a época de formação dos elementos químicos encontrados no sistema solar. As estimativas indicam uma idade para a Via Láctea de pelo menos 9,6 bilhões de anos, com erros que tendem a aumentar esse valor em mais de 1 bilhão ou 2 bilhões de anos.

O que podemos concluir agora? Que o Universo tem de 10 a 20 bilhões de anos; que problemas com as várias medidas de distância, evolução estelar e abundância isotópica serão, em princípio, resolvidos na próxima década. Que boatos jornalísticos recentes dizendo que o modelo do Big Bang está errado devido a problemas com a idade do Universo não têm sentido. E que a Ciência está longe de progredir em linha reta ou de forma previsível.