Quem precisa de um ajustador?

Este texto foi publicado originalmente na seção “Periódico Bule” do Bule Voador.

Se pararmos um pouco para pensar, muitos de nós podem chegar à conclusão de que as leis da física e suas constantes parecem finamente ajustadas para que o Universo seja como é, e em especial para que nossa existência seja possível. Porém, como citou Carlos Orsi em um texto de 02/02/2011: “Não é o Universo que é ajustado para nós, nós é que somos ajustados para ele”).

Tendo em vista essa incrível excepcionalidade, muitos se voltam para a crença em um “Ajustador Fino” (“Fine Tuner”), que teria determinado todas as características do Universo, de forma a poder existir como existe e, além disso, permitir que em um planeta rochoso orbitando uma pequena estrela na periferia de uma Galáxia comum, a vida surgisse. O conhecido Dinesh D’Souza é um deles (veja no início deste vídeo, e claro veja também a resposta de Christopher Hitchens).

Mas será que as características únicas de nosso Universo são realmente tão excepcionais e necessárias para o surgimento da vida?

Estudos de Alejandro Jenkins e Gilad Perez [1] indicam que talvez não. Esses autores desenvolveram modelos de valores alternativos para algumas constantes físicas diferentes das nossas, os quais poderiam levar a universos com propriedades interessantes, inclusive a capacidade de sustentar a vida.

Tomemos como exemplo a força nuclear fraca. Essa força desempenhou em nosso Universo primordial um papel importantíssimo, pois ela é, dentre outras coisas, responsável por permitir as reações que transformam um nêutron em um próton e vice-versa. Essas reações servem de base para que a fusão nuclear ocorra nas estrelas (fusão de 4 prótons, ou núcleos de hidrogênio, com posterior transformação de 2 desses prótons em nêutrons, e conseqüente formação de Hélio-4 com liberação de energia), com a posterior síntese de outros elementos mais pesados no fim da vida estelar (e dispersão destes por meio de explosões de supernovas), e a possibilidade de existência de planetas rochosos orbitando estrelas médias a uma distância segura para o surgimento da vida.

E o que aconteceria se eliminássemos a força nuclear fraca? Em um universo sem essa força, a fusão de prótons para a formação de hélio-4 seria impossível, uma vez que não ocorreria a transformação de 2 prótons em nêutrons. Todavia, alguns outros ajustes nesse modelo (por exemplo, na assimetria original entre matéria e antimatéria) permitiriam que uma grande quantidade de deutério (hidrogênio-2, um próton e um nêutron) fosse criada logo após o Big Bang, algo que não aconteceu em nosso Universo. Assim, as estrelas nesse universo sem a força nuclear fraca gerariam energia por meio da fusão de um próton com um deutério, formando hélio-3. Tais estrelas seriam menores e mais frias do que as que conhecemos, brilhariam por cerca de 7 bilhões de anos e irradiariam energia a uma taxa comparável a uma fração da irradiada pelo Sol (o que faria com que planetas passíveis de abrigar vida devessem estar cerca de seis vezes mais próximos de suas estrelas do que nós estamos do Sol).

Devido à pouca disponibilidade de nêutrons, esses astros não sintetizariam elementos além do ferro, porém este e os outros abaixo dele na Tabela Periódica poderiam existir no coração das estrelas desprovidas de força nuclear fraca. A dispersão desses elementos universo afora também seria diferente, pois a inexistência da força nuclear fraca impediria a explosão de supernovas como as que conhecemos. Entretanto um outro tipo de supernova, uma explosão termonuclear por acreção ao invés de colapso, seria possível, dispersando elementos pelo espaço, o que poderia levar ao desenvolvimento de novas estrelas e até de planetas. A tabela de elementos terminaria no ferro, exceto por traços de outros elementos mais pesados, porém esse fato não impede o desenvolvimento de uma química semelhante a que temos em nosso Universo e, dessa forma, o palco estria montado para o surgimento da vida em algum planetinha rochoso banhado por oceanos.

Em outro modelo, foi estudado até que ponto as massas dos três quarks mais leves (updownstrange) poderiam variar e ainda permitir a química orgânica baseada em carbono, hidrogênio e oxigênio, que até o momento é a única que conhecemos como alicerce da vida. Em nosso Universo, o quark down é duas vezes mais pesado que o quark up (e o strange é muito pesado para participar de qualquer reação nuclear), nêutrons possuem dois downs e umup, enquanto prótons têm dois up e um down, essas características garantem a existência de hidrogênio estável e carbono-12 estável (química orgânica que conhecemos). No caso de um universo em que o up é mais pesado que o down, o próton seria mais pesado que o nêutron (o contrário da nossa realidade) e não seria possível formar hidrogênio estável (pois o próton capturaria o elétron do átomo e se transformaria em nêutron), porém deutério (hidrogênio-2) e trítio (hidrogênio-3) seriam estáveis, assim como formas de oxigênio e carbono (em especial o carbono-14), essas características não seriam um obstáculo fundamental para o desenvolvimento da vida.

Mesmo em um cenário completamente estranho, no qual o quark strange fosse leve o suficiente para participar de reações nucleares, novas partículas (formadas por um strange e dois down, batizadas de “sigma”) poderiam substituir os prótons nos núcleos atômicos, formando elementos estáveis (“hidrogênio-sigma” e “carbono-sigma”) que permitiriam o surgimento de uma química orgânica completamente diferente da nossa, porém passível de sustentar vida.

Outra questão interessante é a Inflação Cósmica. Em resumo, trata-se da idéia de que o universo passou por um surto primordial de crescimento intenso, o que teria estabelecido a geometria e a uniformidade do Cosmos, levando o universo a ser como é. Todavia, alguns modelos desenvolvidos sugerem que a mesma geometria e uniformidade de um universo poderiam surgir sem a necessidade desse período de expansão hiperacelerada.[2] Inclusive há defensores da idéia de que de todas as formas que um universo poderia começar, apenas uma pequena fração conduziria ao estado relativamente uniforme que vemos hoje, e que os “inícios” sem Inflação seriam majoritários em relação a universos como o nosso, que passaram por essa fase. Assim, temos mais uma situação em que o nosso Universo não é tão improvável assim, tampouco o único possível de se desenvolver, posto que outras formas de desenvolvimento do Cosmos levariam a um resultado semelhante.

Tendo em vista o que foi apresentado neste texto, podemos considerar que não é necessário postular a existência de um ajustador para explicar as particularidades do nosso Universo que levaram, por exemplo, ao surgimento da vida na Terra. Parafraseando Stephen Hawking e Leonard Mlodinow no recente livro “O Grande Projeto”: não precisamos de um deus para explicar o Universo.

Referências:

[1] Jenkins, Alejandro; Perez, Gilad. A busca pela vida na estranheza do Multiverso. Scientific American Brasil. Edição Especial nº 41.

[2] Steinhardt, Paul J. Alternativas para o Universo ser como é. Scientific American Brasil. Ano 9, Edição nº 108, maio/2011.

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