terça-feira, dezembro 12, 2017

Axiomas podem ser falsos?

A palavra “axioma” tem sido usada com diferentes significados, dependendo da área do conhecimento e da época. Em Filosofia, tipicamente define-se axioma como sendo uma verdade autoevidente ou variantes desse conceito, como algo tão fundamental que não pode ser demonstrado logicamente. Em culturas antigas, uma conceituação semelhante também era usada em Matemática, embora essa área não fosse tratada com o rigor que utilizamos hoje, mas na forma de receitas (algoritmos) para resolver problemas práticos. Essas receitas partiam de certos pressupostos aproximados e descreviam uma série de passos para calcular algo. Euclides resumiu conhecimentos de geometria na forma de alguns princípios, os famosos axiomas da Geometria Euclidiana.

Nos últimos séculos, com o conhecimento matemático, descobriram-se maneiras poderosas e confiáveis de estudar Matemática de maneira a transcender a capacidade do raciocínio humano desarmado. E a forma encontrada de tratar axiomas e teoremas é muito importante nesse cenário.

De um lado, temos a forma organizada e sistemática de entender coisas filosoficamente, forma essa sujeita às limitações da capacidade mental humana. Podemos comparar isso à nossa capacidade de andar a pé, correr, pular, escalar montanhas, nadar, mergulhar. Coisas que podemos fazer com nossas habilidades físicas.

Do outro lado, temos uma forma especial de lidar com elementos da Matemática de maneira a refletir de perto suas respectivas propriedades definitórias na própria linguagem usada para descrevê-los. Á primeira vista, isso consiste apenas em usar uma particular abordagem do leque da Filosofia e aplicá-la a uma área bastante específica e restrita, que seria a Matemática. Ao nos aprofundarmos nessa linha, entretanto, descobrimos que essa aparente restrição corresponde, na verdade, a uma tremenda amplificação do que podemos fazer e conhecer de tal maneira a podermos transcender facilmente os limites que temos em qualquer abordagem filosófica. É como passarmos a ter acesso a veículos automotores que nos permitem andar muito mais rápido por terra, água, ar e espaço sideral. Isso inclui o que podemos fazer filosoficamente, mas vai muito além dessas possibilidades.

Nesse caminho de descobertas transcendentes proporcionado pela descoberta da Ciência como sendo um conjunto infinito de métodos matemáticos (conforme proposto por pioneiros como Galileu), descobrimos que alguns conceitos filosóficos utilizados por milênios eram equivocados e que outros baseavam-se em definições ineficientes ou enganosas.

Um dos conceitos que, no âmbito matemático, demonstra-se tanto ineficiente quanto enganoso é a versão filosófica usual de axioma como se fosse uma verdade autoevidente. Quem trabalha com estruturas algébricas e está acostumado a definir entidades matemáticas e demonstrar teoremas não deverá ter grandes dificuldades de perceber que axiomas são apenas itens de definições. Mesmo nos casos em que se poderia abusar da linguagem e considerar um axioma como uma verdade fundamental, ainda assim trata-se de um item de uma definição. Procuraremos esclarecer essa questão por meio de um exemplo que ilustra como lidamos com essas coisas em Matemática.

Definamos o conjunto dos brasileiros como sendo o conjunto das pessoas que satisfazem os seguintes axiomas:

1. Possui cidadania brasileira.
2. É do sexo masculino.

Definamos também o conjunto das brasileiras como sendo o conjunto das pessoas que satisfazem aos seguintes axiomas:

1. Possui cidadania brasileira.
2. É do sexo feminino.

Podemos criar definições semelhantes para argentinas e argentinos.

Em estudos rigorosos de Matemática, axiomas são sempre utilizados da forma como ilustramos acima. Feitas as definições, utilizam-se os axiomas correspondentes para provar teoremas sobre o que foi definido. Os axiomas podem ser usados sem medo de que estejam errados, não por serem verdades fundamentais, mas por se aplicarem por definição ao que foi definido por eles.

Faz algum sentido dizer que a afirmação “é do sexo feminino” é uma verdade autoevidente, fundamental e universal? Deveria ser óbvio que não. Os membros do conjunto dos brasileiros não satisfazem esse axioma. O axioma é verdadeiro para brasileiras e argentinas, mas é falso para brasileiros e argentinos. Uma lição disso é que um mesmo axioma pode ser verdadeiro em um contexto e falso em outro.

Além de axiomas possuírem “região de validade” limitada, existe outro fenômeno importante: uma mesma afirmação que é um axioma em uma definição pode ser um teorema (algo que pode ser provado) em outra. Isso é verdade também para postulados e princípios na pesquisa científica. Um exemplo disso é o famoso princípio da exclusão de Pauli: duas partículas não podem ocupar o mesmo estado quântico ao mesmo tempo. Isso é fundamental para que a Química exista. Mas Pauli tomou isso como ponto de partida em um de seus estudos. Mais tarde, com um melhor entendimento sobre a origem das leis do mundo quântico, passou a ser possível deduzir esse “princípio” a partir de coisas muito mais fundamentais. Hoje, a afirmação de Pauli deveria ser considerada um teorema aplicável a férmions (mas não a bósons).

Em função da forma diferente de usar palavras técnicas, é comum que filósofos interpretem de forma inadequada descobertas na Matemática e na Física, frequentemente atribuindo-lhes limitações que elas não possuem e perdendo de vista os limites reais tanto da sua conclusão quanto da descoberta em si.

De vez em quando também lemos ou ouvimos afirmações fortes como “é impossível provar isso ou aquilo”, ou “não é possível saber sobre isso ou aquilo”, sendo que as respectivas limitações são válidas no âmbito da Filosofia, mas de forma alguma refletem limitações de métodos matemáticos. Um dos detalhes interessantes desses eventos é que frequentemente há pessoas que apresentam exemplos de coisas impossíveis de se conhecer ou provar, sendo que os exemplos apresentados são de coisas bem conhecidas e muitas vezes já provadas, embora o conhecimento do assunto não tenha chegado a essas pessoas.

Com base em uma cosmovisão que precisa de alguns ajustes, pessoas fazem afirmações categóricas que negam fatos conhecidos em meios que fogem ao seu conhecimento.

(Eduardo Lütz é físico e engenheiro de software)

Richard Dawkins é ateu mas acredita na Matrix

“Matrix” é o título de uma trilogia de ficção científica que estreou em 1999 e fez grande sucesso. Os personagens vivem sem saber em um mundo virtual controlado por máquinas (a Matrix). No texto a seguir, o professor universitário Bruno Ribeiro Nascimento destaca uma crença do ateu Richard Dawkins que chega perto da fé na Matrix:

“Leia essa citação de Deus, um Delírio, de Richard Dawkins: ‘Autores de ficção científica, como Daniel E. Galouye em Counterfeit World [Mundo Simulado], chegaram até a sugerir (e não consigo pensar em como poderia descartar a hipótese) que vivemos numa simulação de computador, criada por alguma civilização muito superior’ (p. 109). Respire fundo e leia novamente: ‘(...não consigo pensar em como poderia descartar a hipótese) que vivemos numa simulação de computador, criada por alguma civilização muito superior.’ Leia de novo: ‘(...NÃO CONSIGO PENSAR EM COMO PODERIA DESCARTAR A HIPÓTESE) QUE VIVEMOS NUMA SIMULAÇÃO DE COMPUTADOR, criada por alguma civilização muito superior.’

“A idolatria científica* é tanta que tem gente que acha normal esse tipo de insanidade numa obra que, em tese, pretende falar sobre a realidade. ‘Ele está apenas conjecturando’, ‘é apenas uma hipótese’; tem gente que diz coisa mais insana como: ‘E como você sabe que não está realmente numa simulação de computador?’

“Pois é, não estamos! E disso é possível ter certeza. E o homem que duvida dessa certeza precisa de um psiquiatra urgente. Não apenas é fácil descartar essa hipótese; chega a ser uma ofensa à racionalidade mantê-la ou dizer que não é possível descartar tal coisa. Acreditar na plausibilidade de qualquer loucura: eis o principal efeito colateral do naturalismo.

“Aqui, sigo Thomas Reid e G. K. Chesterton respectivamente: ‘Se isso for sabedoria, que eu fique iludido junto com o vulgo’ (Investigações Sobre a Mente Humana Segundo os Princípios do Senso Comum, p. 77). ‘O primeiro efeito de não acreditar em Deus é perder seu senso comum’ (O Oráculo do Cão].”

(*) Eu só não chamaria isso de idolatria científica, mas a tentativa de substituir a Ciência por filosofia barata, coisa que muitos fazem também no meio cristão, na tentativa de defender a verdade. Uns querem defender teísmo/criacionismo e outros o ateísmo/evolucionismo, mas os resultados tendem a ser perigosos de ambos os lados quando os fins justificam os meios.

Cientistas de Brasil e China encontram coleção de ovos de pterossauro

Cientistas chineses e brasileiros descobriram a maior coleção de ovos fossilizados de pterossauros já encontrada, e usaram a digitalização 3D para obter novas informações sobre esses primos voadores dos dinossauros [segundo a ficção hipótese evolucionista], anunciaram pesquisadores na quinta-feira, 30 de novembro. Os pterossauros eram répteis e foram as primeiras criaturas – depois dos insetos – a evoluir o voo motorizado, ou seja, eles batiam suas asas para se manter no alto ao invés de simplesmente pular e planar. Foram extintos junto com os dinossauros há cerca de 66 milhões de anos. Até agora os cientistas haviam encontrado alguns ovos de pterossauros com restos em seu interior, incluindo três na Argentina e cinco na China. Mas o último relato da revista americana Science é baseado na maior coleção conhecida até o momento – 215 ovos fossilizados encontrados em um bloco de arenito de três metros de comprimento na cidade de Hami, na Região Autônoma Uigur de Xinjiang, no noroeste da China.

Dezesseis dos ovos continham restos fossilizados de uma espécie de pterossauro conhecida como Hamipterus tianshanensis. Nenhum deles continha um conjunto completo de ossos de pterossauro, provavelmente pelo fato de as peças terem ficado perdidas ao longo dos anos devido a tempestades e inundações. Os cientistas encontraram partes dos ossos da asa e do crânio, junto com a mandíbula inferior completa, preenchendo lacunas do ciclo de vida dos pterossauros que até então não eram bem compreendidas.

Usando tomografia computadorizada tridimensional, descobriram ossos da coxa intactos e bem desenvolvidos, o que sugere que as criaturas “já tinham patas traseiras funcionais logo após a incubação”, segundo o relatório de paleontologistas na China e no Brasil.

Os fracos músculos do tórax indicam “que os recém-nascidos provavelmente não conseguiam voar” e “precisavam de cuidados dos pais”. “A principal contribuição desse estudo foi demostrar que os Pterossauros quando nasciam precisavam de um cuidado parental. Então o cuidado com esses pequenos animais que nasciam é uma das grandes descobertas que nos fizemos agora”, afirmou o paleontólogo do Museu Nacional-UFRJ Alexander Kellner, que participou da expedição, em coletiva de imprensa no Rio de Janeiro. “A grande quantidade de ovos que nós encontramos foi algo que surpreendeu porque esses ovos são muitos frágeis e de difícil preservação. Até agora tínhamos menos de 10 ovos, e a partir desse nosso achado nós temos praticamente mais de 300”, acrescentou Kellner.

Ossos de pterossauros adultos também foram encontrados no local, um sinal de que voltavam para os mesmos pontos de ninho com o passar tempo, semelhante ao que fazem as tartarugas marinhas modernas. [...]

​O enorme número de ovos e ossos aponta para grandes tempestades que destruíram a área, submergindo os ovos em um lago onde flutuaram brevemente antes de afundar e ficarem enterrados ao lado de esqueletos adultos.

Os pesquisadores também observaram que a parte externa rachada dos ovos se assemelhava à frágil suavidade dos ovos de lagartos. “Todos estão deformados até certo ponto, o que indica sua natureza flexível.” [...]


Nota: Vamos aos fatos:

1. Por mais incrível que pareça, o voo, com toda a sua complexidade característica (confira aqui e aqui) evoluiu independentemente em insetos, aves, répteis e mamíferos. Milagre quádruplo!

2. O processo de fossilização foi tão bom (algo que não se vê hoje em dia) que é possível até identificar patas funcionais nos pterossauros bebês. Os próprios ovos são de difícil preservação, e o achado revelou muitos deles. Portanto, as condições para a fossilização foram realmente especiais.

3. Para justificar esse fenômeno, os pesquisadores apelam para a explicação-padrão: tempestades locais sepultaram em lama os ovos juntamente com pterossauros adultos. Ocorre que fósseis bem preservados de incontáveis espécies são encontrados por todos o planeta, inclusive nos polos. Fósseis de dinossauros geralmente apresentam sinal de agonia, sufocamento, o que revela que os seres vivos foram pegos de surpresa por uma catástrofe hídrica. [MB]

segunda-feira, dezembro 11, 2017

A Terra está travando. Será que isso vai provocar mais terremotos?

Um novo estudo norte-americano diz que o próximo ano pode ser especialmente marcado por sismos de grande magnitude porque a velocidade de rotação do planeta Terra está diminuindo. De acordo com o documento apresentado no encontro anual da Geological Society of America, os cientistas investigaram a incidência de sismos de magnitude igual ou superior a 7 na escala de Richter desde 1900 até agora. Descobriram que há, em média, 15 terremotos com essas magnitudes num ano mas que esse valor tem aumentado para entre 25 e 30 terremotos. Esse aumento, concluíram os geólogos, coincide com momentos em que a Terra trava – isto é, a velocidade de rotação diminui.

Isso é explicado por Roger Bilham (Universidade do Colorado) e Rebecca Bendick (Universidade de Montana) no resumo do estudo. Segundo o documento, embora os sismos continuem a ser eventos impossíveis de prever por ocorrerem aleatoriamente, a equipe encontrou sinais de que “os terremotos em nível mundial mostram evidências de uma sincronização”. Essa sincronização, sugerem os geólogos, pode estar relacionada com a desaceleração da rotação terrestre: de décadas em décadas, descobriram eles, a travagem na rotação da Terra pode acumular mais energia nas falhas litosféricas e desencadear sismos de grande magnitude.

A velocidade a que a Terra gira em torno do próprio eixo depende do que acontece nas profundezas do planeta, pensam (mas não têm a certeza) os geofísicos. O núcleo externo da Terra é uma camada com 2.200 km de espessura composta por ferro e níquel em estado líquido: esse material derretido se mexe num padrão mais ou menos previsível. Esse movimento, além de ser responsável por criar o campo magnético terrestre, é suficientemente grande para alterar o movimento de rotação da Terra, acelerando-o ou desacelerando-o por apenas um milissegundo – algo mínimo para os nossos relógios, mas detectável por relógios atómicos. É aí que entra a 1ª Lei de Newton, que afirma que “um corpo em repouso tende a permanecer em repouso e um corpo em movimento tende a permanecer em movimento”: apesar de a Terra desacelerar, o material no interior do planeta tende a continuar o mesmo movimento, acumulando energia nas falhas que compõem a camada mais superficial. É aqui que surge o problema, garantem os cientistas envolvidos neste estudo: a energia libertada pelo núcleo externo viaja em todas as direções pelo planeta e, ao fim de cinco a sete anos, acumula-se nas falhas litosféricas até se soltar sob a forma de ondas sísmicas.

Isso significa que Roger Bilham e Rebecca Bendick sugerem ter encontrado um modo de prever a probabilidade da existência de grandes sismos: depois de um relógio atómico captar uma desaceleração na rotação terrestre, é de esperar que cinco a sete anos mais tarde esses terremotos aconteçam. Na atualidade, os sismos que fustigaram a Cidade do México (magnitude 7.1 na escala de Richter, em 19 de setembro), a fronteira entre o Irã e o Iraque (magnitude 7.3 na escala de Richter, em 12 de novembro) ou Nova Caledônia (magnitude 7 na escala de Richter, em 19 de novembro) podem ter tido origem numa desaceleração na rotação da Terra que ocorreu em 2011, precisamente há seis anos. Mais do que isso: todos esses sismos ocorrem perto da latitude 30º norte ou sul, precisamente na “zona de perigo” encontrada pelos cientistas. É que, nas latitudes mais próximas do Equador, qualquer desaceleração da rotação vai ter efeitos mais poderosos do que perto dos polos porque a Terra é 1.600 km/h mais veloz nessa região.

No encontro em que Roger Bilham e Rebecca Bendick apresentaram o estudo, diz o The Guardian, os autores afirmaram que “a inferência é clara. No próximo ano deveremos ver um aumento considerável no número de sismos de grande magnitude. Já os tivemos neste ano. Até agora só tivemos seis deles. Podemos facilmente chegar aos 20 em 2018”. Mas em conversa com o The Washington Post, Rebecca Bendick foi muito mais cautelosa: sublinhou que “correlação não é causalidade”, que o estudo “é sobre probabilidades, não previsões”, e que os resultados que a equipe obteve ainda não foram testados em laboratório nem seguidos por outros estudos que pudessem confirmar esse documento.

De acordo com a entrevista ao The Washington Post, Roger Bilham e Rebecca Bendick tentaram encontrar sinais de que os tremores de terra pelo mundo estivessem ou não relacionados. Descobriram então que os sismos de magnitude 7 ou mais parecem acontecer com maior probabilidade num intervalo de entre 20 e 70 anos: “A cada três décadas, mais ou menos, o planeta parece passar por um monte deles – uns 20 por ano, em vez dos típicos oito a dez. Era como se algo estivesse fazendo com que esses terremotos se sincronizassem, apesar de ocorrerem em locais distribuídos pelo planeta.” Rebecca Bendick explicou que “basicamente podemos pensar nos terremotos como uma bateria: tem determinada quantidade de tempo em que precisa ser carregada”. “Eventos com um intervalo de renovação como este acontecem juntos mais frequentemente do que de modo aleatório e esse padrão é significativo do ponto de vista estatístico.” Trocado em miúdos: o fato de a Terra ter desacelerado a rotação não significa que um grande sismo vá ocorrer no próximo ano; significa apenas que a probabilidade de acontecer pode aumentar. [...]

sexta-feira, dezembro 08, 2017

Crença no fim do mundo pesou na decisão de Trump sobre Jerusalém

Pode parecer pouco usual em termos de decisão histórica de política internacional, mas o fim do mundo contou para a decisão de Donald Trump de reconhecer Jerusalém como capital de Israel. O presidente americano pagou uma promessa a seu eleitorado evangélico, que tem razões diversas para defender a existência de Israel, mas no centro de sua teologia está uma crença ligada aos dias finais da humanidade, segundo uma leitura bem literal do texto bíblico. Nada indica que Trump, presbiteriano, compartilhe das ideias, mas o financiamento e apoio desse segmento foi vital em sua campanha. Para várias denominações evangélicas americanas, e também no Brasil e em outros lugares, o Estado judeu precisa estar plenamente estabelecido para dar curso à volta de Jesus Cristo à Terra. A ideia da volta dos judeus, o povo eleito de Deus segundo o Velho Testamento, é central na crença de que o Messias retornará para protagonizar episódios narrados no livro do Apocalipse.

[Clique aqui e continue lendo este importante artigo.]

Leia também: O que a decisão de Trump sobre Jerusalém tem que ver com as profecias?

quinta-feira, dezembro 07, 2017

Cientistas avistam o superburaco negro mais distante

No dia 6 de dezembro, a revista Nature publicou um artigo (doi:10.1038/nature25180) que traz uma descoberta interessante: um quasar a uma distância tão grande de nós que a imagem que recebemos dele precisa ter partido de lá poucas centenas de milhões de anos após a época atualmente estimada como sendo a da criação do universo. O que há de tão interessante nisso? Bem, quasares são fenômenos que emitem quantidades gigantescas de energia em certas direções. Trata-se essencialmente de gigantescos buracos negros atraindo material ao seu redor e acelerando uma parte desse material, expelindo-o a grandes velocidades a partir de seus polos. O problema pode ser colocado na forma da seguinte pergunta: De onde veio esse superburaco negro? A resposta típica é: estrelas muito grandes entram em colapso eventualmente, formando buracos negros relativamente pequenos. Eventualmente, esses buracos negros podem colidir entre si e formar outros cada vez maiores. Mas não haveria tempo para tudo isso desde a criação do universo.

Esse tipo de problema tende a gerar diferentes reações, dependendo da visão de mundo de cada um. No meio criacionista, esse tipo de achado é frequentemente utilizado como parte de uma cadeia de raciocínio cujo objetivo final é reforçar a ideia de que o universo é jovem (6 a 10 mil anos de idade). Essa linha inclui apresentar essas coisas como evidências de que o modelo do Big Bang é muito incorreto (geralmente se pensa que a ideia de que o universo é antigo vem do modelo do Big Bang, mas na verdade essa informação vem de observações) e que faria mais sentido imaginar que Deus já criou todo o universo grande, pronto e recentemente. Entretanto, essa ideia corresponde a uma inflação com velocidade infinita no início do tempo e entra em conflito com um sem-número de observações e até textos bíblicos.

Outras possibilidades menos problemáticas: (1) E se o universo for bem mais velho do que o estimado? (2) E se esses superburacos negros pudessem ser formados de outras maneiras mais rápidas?

A opção (1) é possível, mas improvável em função de uma série de detalhes que observamos no universo. A opção (2) corresponde a algo que se conhece, na verdade. Infelizmente, é bem comum entre os astrônomos não ter fluência em Relatividade Geral. Uma das coisas que se estudam nessa área é a diferença entre buracos negros criados essencialmente junto com o universo e buracos negros criados por colapso estelar.

A existência de um superburaco negro nos primórdios do universo não deveria representar qualquer problema, apenas indica que esses objetos não foram criados por colapso gravitacional de estrelas. Além disso, os poderosos jatos de material ejetado em seus polos podem criar condições para a formação de sistemas estelares.

Em uma visão criacionista que não seja de universo jovem, isso pode fazer parte de um mecanismo criado por Deus para gerar sistemas estelares. No criacionismo, admite-se que Deus cria algumas coisas de forma especial (ex.: os primeiros seres vivos) e outras como consequência de mecanismos que Ele criou (como descendentes dos primeiros seres vivos, lagos, rios, pedras, objetos astronômicos).

No caso de uma visão naturalista, um pouco de conhecimento de Relatividade Geral também resolve o quebra-cabeças gerado por esse superburaco negro.

A rigor, essa descoberta não representa grandes problemas nem para criacionistas nem para naturalistas. Acaba sendo apenas mais uma evidência da existência de algo sugerido pela Relatividade Geral.

(Eduardo Lütz é físico e engenheiro de software)

terça-feira, dezembro 05, 2017

Big Bang em xeque ou uma hipótese inválida?

De acordo com o site Sputnik, o físico brasileiro Juliano César Silva Neves, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), explicou que a origem do universo exclui a necessidade de um Big Bang, aceito pela maior parte da comunidade científica como melhor explicação para o início de tudo. “Antes da visão cíclica, nós temos que resolver o problema da singularidade. Por Big Bang, eu quero dizer singularidade inicial. O modelo cosmológico que eu propus aceita, claro, a expansão do universo, aceita outros dados, como a radiação cósmica de fundo. A minha questão principal é o Big Bang, o Big Bang como a chamada singularidade inicial”, disse o cientista, explicando que essa singularidade consistiria em um estado em que as grandezas físicas, geométricas, calculadas a partir da Teoria da Relatividade, de Albert Einstein, não têm um valor definido. “Como os matemáticos falam, essas grandezas tendem ao infinito.”

Neves conta que essa questão é encarada como um problema da relatividade, que a maioria dos pesquisadores acredita poder ser resolvido com uma teoria quântica da gravidade, que acabaria com a singularidade. No entanto, segundo ele, é possível resolver a singularidade inicial sem recorrer a uma teoria quântica, que foi exatamente o que ele fez em seu trabalho, publicado recentemente na revista General Relativity and Gravitation

Na verdade, a ideia de que o universo se contrai até uma alta densidade para depois se expandir até certo limite e repetir o ciclo não é novidade e tem sido discutida há décadas. Por que não foi amplamente aceita? Porque gera inconsistências. Mas antes de falar na principal dessas inconsistências, é útil discutir um pouco o principal problema que a versão proposta pelo professor Neves tenta resolver.

Conta um mito popular que o modelo do Big Bang diz que o universo surgiu a partir de uma singularidade inicial. Mas o que é uma singularidade? Seria um ponto em que parâmetros de interesse, como densidade, tornam-se infinitos.

É comum encontrarmos singularidades em estudos matemáticos. Por exemplo, a função f(x)=1/x possui uma singularidade em x=0. Elas são úteis para resolver problemas reais e existem métodos que utilizamos em áreas como a Teoria Quântica de Campos que se baseiam em propriedades matemáticas das singularidades. Entretanto, quando uma fórmula prevê uma singularidade física associada a algo mensurável, isso é mau sinal. Tipicamente, indica que a fórmula está sendo utilizada fora dos seus limites de validade.

Voltemos agora ao referido mito. A Relatividade Geral (RG) é a teoria por trás tanto do modelo do Big Bang quanto da descoberta dos buracos negros e suas propriedades, das ondas gravitacionais e mesmo como parte integrante de soluções tecnológicas como GPS e outras. Há quem diga que, de acordo com a RG, existe uma singularidade no centro de cada buraco negro. Também há quem afirme que o próprio universo teria nascido de uma singularidade, pois essa seria uma das predições do modelo do Big Bang. Vamos tentar explicar por que essa concepção é falsa.

Para esclarecer esse assunto, vamos tratar de outro mais fácil primeiro. No Ensino Médio (ou Segundo Grau), ensina-se aos estudantes uma fórmula que descreve um aspecto do comportamento dos gases: pV=kNT, sendo p a pressão de um gás, V seu volume, N o número de moléculas, T a temperatura absoluta e k uma constante (de Boltzmann). Essa fórmula foi deduzida a partir de algumas aproximações. Por exemplo, supõe-se que a distância média entre as moléculas é muito grande comparada com seus volumes. Isso é verdade em muitos casos, mas não em todos.

Podemos usar a fórmula dos gases para, por exemplo, calcular a densidade de um gás em função da temperatura se a pressão for constante. Reorganizando os elementos da fórmula, obtemos a seguinte fórmula para a densidade (N/V): N/V = p/(kT).

O que acontece quando a temperatura absoluta é zero? Densidade infinita, isto é, uma singularidade. Podemos afirmar então que gases no zero absoluto formam singularidades? De maneira nenhuma. O que realmente acontece nessa situação é que tentamos usar a fórmula fora de sua região de validade. Com a redução da temperatura a pressão constante, o volume diminui. Quando esse volume se torna muito pequeno, pelo menos uma das hipóteses utilizadas para deduzir a fórmula se torna falsa: o volume de cada molécula não é mais tão pequeno quando comparado com a distância média entre elas. Isso invalida a fórmula.

Algo muito semelhante ocorre com a equação da RG a densidades muito altas. Ela perde a validade. Isso significa que as equações que constituem o modelo do Big Bang, que se baseiam na equação da RG, também se tornam inválidas a densidades muito altas. O que o modelo do Big Bang descreve é a expansão do universo, não sua criação. Ele nem mesmo pode ser usado para se afirmar que o universo veio de uma singularidade porque o modelo simplesmente não vale a densidades tão altas.

Como o modelo do Big Bang é incapaz de prever uma singularidade no início do tempo, quem tenta eliminar essa singularidade simplesmente tenta resolver um problema que não existe.

Agora voltemos à questão da inconsistência principal gerada pela ideia de que o universo sofre intermináveis ciclos de contração e expansão. Um dos motivos pelos quais a RG não funciona a densidades muito altas está ligado à instabilidade do próprio espaço-tempo nessas condições que levaria qualquer flutuação quântica a gerar inúmeros miniburacos negros, cada um com sua linha de tempo interna, fazendo o espaço-tempo parecer uma “espuma” sem uma direção definida que pudéssemos chamar de tempo. Em outras palavras, o conceito de espaço-tempo se perde nessas circunstâncias. Com isso, conceitos como “antes” e “depois” deixam de ser válidos. Isso torna sem sentido afirmações do tipo “o universo sofreu uma contração, chegou a uma situação de alta densidade e veio a expandir-se em seguida”. Isso não faz sentido porque, além da descontinuidade na validade da RG que acontece no meio do processo, perdem-se também informações ligadas a identidade e causalidade, o que nos proíbe de dizer se o universo que entrou em colapso é o mesmo que se expande. Além disso, não temos como conectar o tempo clássico de um com o do outro.

Para tratar propriamente desse tipo de questão é preciso utilizar uma teoria consistente de gravitação quântica (M-Theory?) e mesmo assim é bem provável que simplesmente se confirme que o tempo clássico realmente não existe nesse regime.

(Eduardo Lütz é físico e engenheiro de software)

segunda-feira, dezembro 04, 2017

A incrível eficiência energética da vida – e ainda falam em evolução...

Toda a vida na Terra executa cálculos e todos os cálculos parecem requerer energia. Esse assunto tem sido alvo de bastante controvérsia ultimamente, envolvendo o chamado Limite de Landauer. Alguns afirmam que pode ser possível fazer computação sem consumo de energia, enquanto outros acreditam que o Limite de Landauer não é tão limitador assim. Polêmicas teóricas à parte, Christopher Kempes se reuniu com colegas do visionário Instituto Santa Fé, nos EUA, para pesquisar o custo energético da computação biológica. Da ameba unicelular aos organismos multicelulares, como os seres humanos, um dos cálculos biológicos mais básicos, comuns em toda a vida, é a “tradução” – processar a informação em um genoma e escrevê-la na forma de uma proteína. Embora de fato consuma energia, a equipe conseguiu demonstrar que a tradução é um processo altamente eficiente do ponto de vista energético.

Para entender como a vida evoluiu na Terra, Kempes defende que precisamos primeiro entender as restrições dessa evolução. Uma restrição que não foi amplamente estudada até agora é como as leis da termodinâmica restringem a função biológica, o que poderá nos dizer se a seleção natural favoreceu organismos com alta eficiência computacional.

Para medir a eficiência energética da tradução – o processo biológico pelo qual a sequência de uma molécula de RNA mensageiro é utilizada para ordenar a síntese da sequência de aminoácidos que forma uma proteína –, a equipe partiu justamente do Limite de Landauer. “O que descobrimos é que a tradução biológica é cerca de 20 vezes menos eficiente do que o limite físico inferior absoluto. E isso é cerca de 100.000 vezes mais eficiente do que um computador”, contou Kempes.

A replicação do DNA, outra computação básica comum em toda a vida, consome cerca de 165 vezes mais energia do que o Limite de Landauer. “Isso não é tão eficiente quanto a tradução biológica, mas ainda é incrivelmente bom em comparação com os computadores”, acrescentou.

Agora a equipe pretende ampliar seus cálculos para verificar a eficiência termodinâmica de cálculos biológicos de alto nível, como o pensamento, e, finalmente, tentar entender a importância que a eficiência energética tem para a seleção natural. “Em última análise, nós queremos conectar tudo isso com a teoria da ciência da computação, não só para explorar esse tipo de coisa para a ciência da computação, mas também para ver se a teoria da ciência da computação tem algo a nos dizer sobre as células”, disse o professor David Wolpert, coautor da pesquisa.


Nota: Se você não soubesse que o computador teve um criador e visse, de repente, em sua frente um PC de última geração, o que concluiria? Que aquele monte de componentes eletrônicos, cabos, peças metálicas e de plástico com utilidade planejada poderia ser fruto do acaso? Depois de ligar o aparelho e testar suas “habilidades” impressionantes, você teria coragem de pensar que os programas que rodam nele, que a informação complexa de que eles dependem para funcionar teriam simplesmente aparecido em algum momento no passado e se tornado espontaneamente mais complexa com o tempo? Tenho certeza de que você naturalmente elogiaria os criadores de uma máquina tão maravilhosa e útil. Como, então, os pesquisadores citados acima podem estudar mecanismos biológicos e “maquinário” tremendamente mais complexo que os nossos melhores computadores e ainda falar em evolução? Todos sabemos que a tese da macroevolução pressupõe o surgimento da informação e da vida por acaso. É ou não é muita incoerência? [MB]


domingo, dezembro 03, 2017

O cérebro humano já nasce predisposto a acreditar em Deus

[Veja como a Superdescrente Superinteressante descreve esse fenômeno:] O cérebro nasce programado para acreditar em algum tipo de deus, e a fé não é opção pessoal nem chamado divino: é uma tendência biológica, que se desenvolveu ao longo de milhares de anos de evolução. Essa ideia, que desagrada a crentes e ateus e é uma das teorias mais polêmicas entre os cientistas, parece ter sido finalmente comprovada por um estudo, realizado por pesquisadores do Instituto de Saúde dos EUA (NIH). Eles monitoraram o cérebro de pessoas religiosas e descobriram que, quando elas pensam em deus [sic], ativam os mesmos neurônios que todo mundo (crente ou não) usa para formar a chamada “teoria da mente” – a capacidade de entender o que outras pessoas estão sentindo e simpatizar com elas. E essa habilidade é primordial para as relações humanas: se cada pessoa fosse alheia aos sentimentos das outras, a sociedade como a conhecemos não existiria, seria apenas uma multidão de psicopatas. Quando o homem começou a formar sociedades complexas, quem tinha o cérebro mais crente se dava melhor – pois, além de acreditar em mitos, também era mais sociável. E isso ajudaria a explicar por que hoje, mesmo com todos os avanços da ciência, a crença no sobrenatural ainda é tão forte. Acreditar está no nosso DNA.

“Se um grupo de crianças fosse deixado numa ilha deserta, elas acabariam se tornando religiosas”, afirma o psicólogo Justin Barrett, da Universidade de Oxford. Ele é diretor de um projeto ambicioso, que passou os últimos anos investigando uma dúvida perene: Por que algumas pessoas acreditam em deus [sic] e outras não? Barrett não antecipa os resultados do estudo, que deve ser concluído em 2010, mas já tem um palpite. As pessoas não escolhem acreditar ou não; elas já nascem acreditando. “As crianças são propensas a acreditar na criação divina. Já a ideia de evolução não é natural para elas”, diz. É como se você saísse de fábrica com um cérebro crédulo, e só conseguisse transformá-lo em cético depois de muito tempo. Amém.


Nota: Note o desespero ateu e darwinista para reconhecer o óbvio: fomos criados para crer e identificar intuitivamente aquilo que também deveria ser óbvio, ou seja, que se existe informação, existe uma fonte informante; se existem leis, existe um legislador; se existe vida, existe um doador da vida (afinal, vida só provém de vida); se existe algo é porque alguém o fez (afinal, do nada nada provém). Tempo, espaço, matéria e informação jamais poderiam aparecer do nada. Negar essas obviedades é um esforço que vai contra a natureza e a lógica e que deve ser reafirmado constantemente, daí porque muitos ateus dizem não crer em Deus, mas vivem incomodados com a ideia de Deus, necessitando repetir para si mesmos e para os outros que Deus não existe. Se não existe, por que se incomodar com isso? A Bíblia e a ciência respondem: fomos criados para crer; está em nosso DNA; está em nosso íntimo. Portanto, as evidências estão dentro e fora de nós. A vida só faz realmente sentido quando se dá atenção a esse componente espiritual da natureza humana. Como os darwinistas não conseguem negar essa realidade, o jeito é usar o próprio darwinismo para tentar explicá-la. E o resultado é uma explicação estapafúrdia. Evoluímos para crer porque a crença nos é vantajosa na sobrevivência. Quem crê vive mais e melhor. Então, essa característica foi selecionada para nossa espécie. Dá para acreditar nisso? Nisso não, afinal, mesmo sendo crente, não deixo de ser cético. [MB]





sexta-feira, dezembro 01, 2017

O conceito de espécie em questão

[Artigo escrito em reação à notícia veiculada pela revista Veja e vários outros meios de comunicação.]

A Biologia é a ciência que se aventura na busca por respostas à compreensão do fenômeno vida. Nessa busca, perguntas importantes têm sido feitas na tentativa de compreender como esses mecanismos funcionam. Uma dessas perguntas tem que ver com a origem das espécies. Desde os filósofos gregos, a ideia de processos evolutivos conduzindo à vida já permeava a história da Terra. Com Darwin, a partir de 1859, surge uma proposta de mecanismo explicativo para esse processo evolutivo. Numa coletânea de ideias (de outros cientistas, inclusive), ele, de maneira organizada e por isso fácil de ler, estabeleceu esse mecanismo e usou em 1868, em seu livro Variação de Plantas e Animais Domesticados, as bases da pangênese (genética baseada nos conceitos de Hugo de Vries) para explicar esse processo.

Assim, o conceito mais básico e biológico de espécie (existem outros à disposição) é o de indivíduos de populações que cruzam – ou tem o potencial de cruzar – naturalmente. Mas existem alguns equívocos no desenrolar desse pensamento.

Alguns organismos podem ser anatomicamente diferentes e, ainda assim, serem da mesma espécie. Isso é verificável, por exemplo, em formigas. A espécie Pheidole barbata possui forma anatômica distinta, dependendo das funções que os indivíduos desempenham na colônia.

Pode-se ver também, quanto à coloração, no vegetal hortênsia, que dependendo do pH do solo ele pode ser azul ou mesmo rosa.

Alguns organismos podem ter uma aparência muito próxima e, no entanto, serem de espécies diferentes. Podemos observar isso em cascudos (grupo Corydoradinae), também conhecidos dos aquaristas como peixes limpa fundo de aquários. Esses seres conseguem mimetizar (“copiam” a imagem, adotando padrões e cores similares), burlando os predadores, mas não se reproduzindo entre si.

Se achou isso complicado, imagine a seguinte situação: um grupo de muitos coelhos vivia numa localidade e, de repente, uma autoestrada isolou-os em dois grupos. Ao longo do tempo, esses grupos isolados poderiam ganhar características adaptativas distintas. Seriam duas espécies diferentes? Quanto tempo, geneticamente falando, deveria regredir esses grupos para saber se são parentes ou não?

E não é só isso. O que fazemos com organismos que se reproduzem de maneira assexuada? Ou ainda com aqueles que, de vez em quando, formam seres híbridos uns com os outros? Seriam novas espécies?

Essas são apenas algumas situações em que o termo pode ser “flexionado”. Poderíamos lidar, ainda, com o problema das espécies em anel, na tentativa de marcar o ponto de especiação; ou ainda das cronoespécies, na tentativa de dividi-las em espécies distintas.

Toda essa situação tem sido produzida pelo fato de o conceito biológico de espécie, até o presente momento, ter funcionado bem para muitos organismos e melhor ainda em sua influência para o crescimento da teoria da evolução.

A matéria publicada na revista Veja se refere a um fato que ocorre na ilha Daphne Major, em Galápagos. Tive a oportunidade de passar ao lado dela e conhecer esse estudo quando de minha visita à Estação Darwin, em Galápagos. O tentilhão de Darwin, chamado de Big Bird, parece estar mudando suas características morfofisiológicas, inclusive não cruzando mais com outros grupos, dando início, segundo o conceito discutido até aqui, a uma “nova espécie”.

Todo o problema reside no conceito. Ele é imprescindível ao processo evolutivo que depende de que uma nova espécie esteja surgindo a todo instante, caso contrário, a teoria “faria água”, ou seja, afundaria.

Esse caso é tão sério que mesmo biólogos famosos entendem essa carência, e já apostam no conceito filogenético de espécie para “resolver o problema”. Esse conceito informa que espécies são identificadas inferindo-se a filogenia de populações intimamente relacionadas e procurando-se o grupo monofilético mais restritivo. Esse exibiria, no mínimo, uma característica distintiva e unificadora, seja esta de caráter estrutural, bioquímico ou molecular. Tais características são chamadas de sinapomorfias.

Mas mesmo esse conceito não é consenso. Tanto que, provavelmente, você não o estudou em seu livro do Ensino Médio.

E se todos esses seres não evoluíram? E se todos são variações adaptativas às mais diversas situações da natureza? Essas são perguntas válidas que não são feitas, pois nesse estudo somente o evolucionismo é aceito. Não porque não são inferidas, mas porque não são permitidas. Esse problema se agrava quando todos os esforços são feitos no sentido de “provar” o processo Macroevolutivo.

Talvez o modelo de estudo de mecanismos genéticos mais estudado nesse sentido seja o das moscas-da-fruta (Drosophila melanogaster). Elas possuem em seus 14 mil genes muita similaridade mecânica com os humanos. Por isso seu estudo é tão importante para compreender a ação dos mecanismos moleculares de doenças humanas. Essa espécie vive entre 15 e 25 dias, o que permite um quadro de variação gênica muito rico por estar dentro de um tempo programado. Desde 1910 essas variações vem sendo estudadas e, por mais que se deseje, nenhuma característica evolutiva surgiu após esses anos todos, no sentido de aprimoramento genético ou macroevolutivo.

Todas as mutações estudadas evidenciaram destruição de patrimônio gênico, sendo altamente deletérias. Prejuízo no rendimento, aptidão/função (fitness), mostrando que, ao alterar um gene para melhor, outro pode ficar pior, resultando num empate ou perda final.

Mesmo que muitos neodarwinistas tenham comemorado o aparecimento de “novas espécies”, isso só foi possível levando em conta o conceito biológico de que espécie é um conjunto de indivíduos de uma “população reprodutivamente isolada”. Ampliando esse estudo, foram realizadas manipulação de genes em busca de uma característica evolutiva significativa. Mais uma vez os seres híbridos possuíam características degenerativas.

Do que se pode apreender, a entropia genética colabora com as evidências de que existe maior acúmulo de mutações prejudiciais, provocadas ou especiadas, e que esse acúmulo ocorre tão rapidamente que a própria seleção natural seria incapaz de deter.

Muito deveria ser o patrimônio genético inserido para gerar uma nova informação. Aliás, é preciso lembrar outro problema: De onde vem essa informação?

Bom, o que podemos analisar disso tudo? Muito tempo, esforço e dinheiro têm sido gastos na tentativa de “provar” que novas espécies aparecem em todos os cantos, “justificando” um processo macroevolutivo. Mas o que temos até agora, desde os testes em laboratório até as pesquisas de campo, é que a seleção natural só atua em variações e padrões morfofisiológicos que já existem nessa população, e qualquer estudo comprova que, ainda assim, de forma limitada.

Por mais que se force a “nova espécie”, ela ainda evidencia outro fator importantíssimo: esses seres continuam sendo eles mesmos. Pássaros “viram” “novas espécies” de pássaros. Moscas viram “novas espécies” de moscas, bactérias viram “novas espécies” de bactérias, e assim por diante.

Daí, fica outra pergunta: Cadê a megaevolução em que um anfíbio viraria réptil? Parece que isso fica mais facilmente elucidado em livros de Biologia mesmo!

E a luta, companheiro, continua – por ciência que siga dados e evidências, não dogmas. Dados para cima deles!

(Dr. Márcio Fraiberg Machado é biólogo e biotecnologista)

Referências:
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