Fotografia de Greg Rakozy
Cosmologias
1. Origens?
A questão da origem e forma do universo é um problema que os seres humanos sempre colocaram em todos os tempos e lugares. Responder à questão de onde viemos é responder à questão da origem da vida, da nossa identidade (o que somos), mas também do sentido da nossa existência.
2. Cosmologia da Antiguidade Clássica
Os gregos não foram os criadores da cosmogonia ou da cosmologia, mas foram seguramente aqueles que maior influência tiveram nas várias concepções do cosmos até aos nossos dias. Filósofos como Tales, Anaximandro, Pitágoras, Demócrito, Platão, Aristóteles, Cicero e Lucrécio procuram construir uma concepção totalizante do cosmos, cuja sintese astronómica mais difundida será feita por Claudio Ptolomeu (90-168).
A concepção cósmica que predominou na antiga Grécia e Roma tinha uma matriz pitagórica: privilegiava e subordinava tudo à forma geométrica, beleza, e regularidade. O que era observado na natureza era corrigido para se ajustar ideal.
A outra concepção cosmológica, cuja matriz era atomista (Leucipo, Demócrito) privilegiava a matéria, os elementos constituintes das coisas, os átomos. No Cosmos só existiam coisas: átomos e vácuo. O vácuo é infinito em extensão. Os átomos são infinitos em número, combinando-se entre si para formarem todas as coisas. O Cosmos é definido em termos físicos, não matemáticos. Trata-se de uma concepção cósmica marginal no mundo antigo que só será recuperada com a ciência moderna.
Eternidade
As concepções cosmológicas gregas desde o século VI a. C. assentam num principio fundamental: A matéria que constitui o cosmos sempre existiu, é eterna, o que muda é a forma que a mesma pode adquirir. A este princípio opõem-se às concepções cosmológicas do judaísmo ou do cristianismo, que assentam no princípio que Deus criou o cosmos a partir do nada.
Finitude
Movimento Perpétuo
Racionalidade
A construção de uma visão unitária do cosmos, incluindo a nossa existência, está na origem da filosofia grega. A partir da observação da natureza procuraram encontrar racionalmente uma Ordem, Harmonia, com base na Geometria. As formas do Cosmos eram desta maneira determinadas por figuras geométricas. A esfera simboliza a perfeição, a totalidade, dado que não tem princípio nem fim, nesse sentido é a forma do próprio do Cosmos, mas também dos astros e dos seus movimentos são circulares em volta da Terra.
Sugestão: https://www.youtube.com/watch?v=EpSy0Lkm3zM
2.1. Astrologia. Divindades. Firmamento, Zodiaco (constelações zodiacais), Planetas. Idades da Humanidade.
Harmonia Macrocosmica, Andreas Cellarius (1660)
2.2. Microcosmos e Macrocosmos
Na antiga Grécia consolidou-se a concepção que existia uma relação entre o Macrocosmos (tudo o que no universo ultrapassa a escala humana) e o Microcosmos (tudo o que é da nossa escala ou inferior à mesma). As estruturas do cosmos tinham um correspondência directa nas mais pequenas particulas, incluindo o corpo humano.
Esta concepção foi particularmente desenvolvida pela filosofia aristotélica (séc. III a.C) e apoiada na astronomia de Claudio Ptolomeu. O estudo desta relação deu origem à "melothesia", a medicina astrológica, que assinala a influência entre cada astro e uma parte do corpo humano. Segundo esta doutrina, as enfermidades e disposições individuais, como os temperamentos, desequilibrios físicos e mentais são atribuidos à influência directa dos astros. Um saber que os médicos deviam possuir para poderem tratar os seus doentes. A astrologia foi muito popular até ao século XVII, quando foi desacreditada pela Astronomia.
Paulus Grillandus. Grilandas inventum libri VI. Florence, 1506-1507
2.3. Lugar do Homem no Cosmos
Esta concepção de que a terra estava no centro do Cosmos dava aos homens uma enorme conforto, levando-os a acreditarem que tudo sido criado para eles.
"Desde o príncípio foi o mundo feito por causa dos homens e dos deuses, e tudo o que nele reside foi preparado e inventado para usufruto do homem. O mundo é quase a casa comum entre deuses e homens, ele é a cidade de ambos (...)
"As revoluções do Sol, da Lua e dos restantes astros mantêm o mundo compacto, além de oferecerem um espectáculo aos homens. Nunca nos cansamos de os contemplar, nada há de mais bonito e de mais superior em razao e em solercia, pois medindo os seus cursos passamos a conhecer a chegada, as variações e as mudanças das estações. E pois se só os homens têm conhecimento disto, então é forçoso admitir que tal foi criado por causa do homem.", Da Natureza dos Deuses, Marco Túlio Cícero (106 a.C-43 a.C)
Durante a Idade Média esta concepção geocentrica não se altera, apenas é povoada de novos seres e lugares que o cristianismo afirma existirem.
Ascensão da Virgem, pintura de Francesco Botticini (1475-6).
3. Primeira Ruptura e Recomposição
3.1. Geocentrismo, Heliocentrismo, Universo Infinito
No século XVI/XVII assiste-se a uma profunda revolução cosmológica. Copérnico sustenta a ideia que no centro do universo está o Sol, girando tudo à sua volta em órbitas circulares. Galileu, Kepler e outros sustentarem esta hipótese.
Outra importante revolução, decorrente das observações astronómicas de Galileu, foi a concepção que o Universo era materialmente homogéneo, isto é, constituido em toda a parte pela mesma matéria. Deixava desta forma de haver uma hierarquia cósmica. Era o fim do "Céu", o lugar perfeito onde popularmente "morava" Deus rodeado de anjos.
A grande preocupação de Copérnico, Galileu ou Kepler era com o sistema solar. Procuravam encontrar uma explicação matemática, mas também teológica ou mistica para a sua estrutura e funcionamento. Desde o século XVI que se especulava sobre a possibilidade do universo ser infinito. O primeiro a propor um modelo foi Thomas Digges (1546-1595). Giordano Bruno foi morto em 1600 por defender justamente esta concepção, apoiando-se em razões teológicas. Quanto mais se dilatava a dimensão do Universo, mais se reduzia a importância no ser humano. O universo vai-se tornando misterioso, insondável e inexplicável para o cristianismo. O conflito entre a ciência e a religião não parou de aumentar.
Thomas Digges, na sua obra " Perfit Description of the Caelestiall Orbes (1576), descreve o modelo heliocentrico de Copérnico, mas acaba com a esfera da estrelas fixas, e espalha as estrelas por um espaço ilimitado em torno do sistema solar.
3.2. Revolução Newtoniana
Isaac Newton ( 1642-1727) está ligado a três descobertas fundamentais: O cálculo Infinitesinal (com Leibniz), a natureza da luz branca e a teoria da gravitação universal: Descobertas que lhe permitiram construir um modelo de universo estático, no qual tudo parecia estar determinado por leis que abrangiam desde as simples particulas ao Universo. O caos, o acaso foi desta forma afastado num universo infinito. Espaço e Tempo são considerados valores absolutos e independentes.Apesar da Lei da Gravidade Universal poder admitir a possibilidade da contracção e colapso do Universo esta hipótese não era considerada.
Com a ajuda de um prisma de vidro, em 1666, decompôs um feixe de luz que se revelou formado por todas as cores do arco-Íris, que ele julgou composta por particulas materiais (teoria corpuscular da luz). Em 1704 publica o tratado "Optica".
Em 1679, quando voltou a ocupar-se do problema da gravitação, para explicar as leis de Kepler sobre o movimentos planetas, formula da lei da gravitação universal. Pela primeira, com uma formula única conseguia explicar o que outros haviam feito em separado: o movimento dos planetas (Kepler), a queda dos corpos e a sua trajectória (Galileu), a atração da terra, como de todas os corpos e particulas no universo, etc. A sua obra - Princípios Matemáticos da Filosofia Natural (1691-1694), marcou o desenvolvimento da ciência até o princípio do século XX.
A Geometria Divina de Newton (1795), por Willian Blake
3.3. Estrelas
No século XVII as estrelas eram uma questão demasiado distante, não passavam de pontos luminosos. Os telescópios ainda muito rudimentares não permitiam avançar na observação das estrelas .
Os grandes avanços no estudo das estrelas devem-se a homens como Robert Hooke (1635-1703), James Bradley (1693-1762), mas sobretudo a William Herschel (1738-1822). Este músico, em 1789 descobriu duas luas de Saturno, Mimas e Encelade, descobriu a rotação deste planeta, e determinou a sua velocidade. Entre as suas descobertas destaca-se: o planeta Urano (1791), vários cometas, que as estrelas estavam ligadas entre si pela atração gravitacional, o Sol se movia entre elas e se dirigia para um ponto na constelação de Hercules. Compilou o maior catálogo de nebulosas da época, dando aoestudo das estrelas um enorme impulso.
Gigantesco telescópio reflector que Herschel construiu no quintal de sua casa, em 1789. Transformou a casa numa fundição de espelhos, e vários quartos em oficina. O espelho-objectiva tinha o diâmetro de 1,2 m, com cerca de 12 m de distância focal, o maior telescópio jamais construído no mundo.
Com tantas estrelas, por que o Céu é escuro à noite?
3.3. Idade do Universo
Ao contrário dos gregos e romanos, para os quais o universo era eterno, os judeus, cristãos e muçulmanos procuraram fixar a data da sua criação por Deus. Os judeus, baseados nos calculos do rabino Jose ben Halafta, no ano 160, fixaram o ano na criação do mundo em 3.760 a.C. Entre os cristãos, Beda (c.673-735) fixou a data no ano 3.952 a.C. Este valor pouco variou ao longos dos tempos. No século XVII, o bispo irlandês James Ussher (1581-1656), também baseado na Bíblia, com grande rigor fixa a data da criação às 9 horas do dia 23 de Outubro de 4.004 a.C.
O problema da fixação da idade do Universo, como veremos, é que esta estimativa não pode ser inferior às dos componentes do próprio universo (Terra, Sol, etc). O estudo de fósseis no século XVIII, demonstrou que estas idades baseadas na Bíblica eram incongruentes com o que podia ser observado na Terra.
4. Segunda Ruptura e Tentativa de Recomposição
4.1. Evolucionismo
O estudo das origens da Terra implicou o estudo das origens do sistema solar. Em 1755, E. Kant publicou a sua História Natural e Teoria Geral do Céu, na qual defendia a ideia de que uma nuvem imensa de gases e poeiras,em turbilhão e fria, estava na origem do mundo. A ideia não era nova, no século VI a.C. já Anaxiamandro a havia postulado, mas agora as condições culturais da Europa estavam mais receptivas para esta teoria evolutiva. Em 1796, Pierre Simon de Laplace desenvolveu-a na sua obra - Exposition du Systéme du Monde- dando-lhe outra consistência. As suas falhas de Laplace foram "corrigidas" posteriormente com a "teoria nebular" William Herschel (1738-1822), Camille Wolf - Les Hypothèses Cosmologiques, H. Faye - L`origine du monde, e mais recentemente por Carl Friedrich von Weizsäcker (1912-2007).
Do sistema solar rapidamente se passou para o Universo. No princípio do século XX era consensual que a A Via Láctea, a nossa galáxia, assim como todo o universo era resultado de uma evolução da matéria. As" nebulosas", amontoados de matéria estelar, era a prova desta evolução a partir de poeiras e gases. Formado o universo, era também consensual, que a sua estrutura se mantinha estática.
4.2. Inteligência da Matéria
As correntes materialistas contemporâneas, apoiadas num rigoroso atomismo, adoptam especulativamente a concepção que tudo era resultado de uma evolução, o que permitia afastar a ideia de Deus da explicação do mundo natural.
Os teóricos cosmológicos ateus atribuiam ao "acaso" a "razão" da formação das estrelas, galáxias, assim como da própria vida. A matéria era possuida não apenas de energia, mas sobretudo de uma intencionalidade construtiva. A complexidade do universo, matéria e seres vivos era desta maneira o resultado de uma sucessão de acasos felizes.
Se o inicio o evolucionismo, nomeadamente no domínio das plantas e seres vivos, foi recusado pelo cristianismo. Com o tempo foi sendo aceite e um número sempre crescente de filósofos e cientistas de convicções religiosas, tendeu a afirmar que na evolução havia "mão de Deus": Henry Drummond, Asa Gray, Pierre Teilhard de Chardin, Ronald Fischer, Theodosius Dobzhansky, Kenneth R. Miller, John Haught, Michael Dowd, Francis Collins....
Relatividade, Echer, 1953
4.3. Ordem na Desordem
Albert Einstein, começou por mostrar que as leis de Newton não se verificavam em velocidades perto da velocidade da luz. A Teoria da Relatividade Restrita (1905) e a Teoria da Relatividade Geral (1915), assentavam no pressuposto que o Universo era estático, esférico e finito, matematicamente determinável. "Deus não joga aos dados", ficou célebre a sua expressão. A questão é que as teorias de Einstein abriam as portas para um verdadeira desordem nas concepções cosmológicas... Um dos primeiros a fazê-lo foi Alexander Friedman (1888-1925), que com base na teoria da relatividade demonstrou que o universo podia ter três formas geométricas diferentes: esférico (semelhante a uma bolha), hiperbólico ou plano (euclidiano, infinito), lançando também a hipótese da sua possivel expansão.
5. Novas Rupturas e Tentativas de Recomposição
5.1. Expansão do Universo
Entre 1917 e 1930 os astrónomos vão produzir uma revolução nas nossas concepções do universo:
- Nebulosas, como a Andromeda, eram afinal galáxias que existiam para além da Via Lactea, considerada até então como a única que existia no universo (1930).
- A ideia que o universo era essencialmente vazio, um imenso vácuo que separava as estrelas da nossa galáxia, era falsa. Por todo o lado existe matéria.
- Observou-se o desvio para o vermelho das galáxias mais distantes, o que indicava que as mesmas se estavam a afastar da nossa a grande velocidade. Uma descoberta feita por V. M. Slipher, no Monte Wilson (Califórnia), com o maior telescópio que então havia. Edwin Powell Hubble propôs uma relação definitiva entre a distância a que as galaxias se encontram e a velocidade a que se afastam um das outras (1929). Estava criada as bases para postular que o universo estava em expansão, não era estático.
Com base nesta constatação, em 1927, George-Henri Lemaitre (1894-1966, sacerdote jesuita), propunha a teoria do "átomo primordial" ou do "ovo cósmico": Num lugar algures, matéria e espaço estavam concentrados num "ovo" que se fragmentou numa colossal fissão nuclear, originando a partir daí o universo tal como o conhecemos. A teoria mantinha a velha ideia cosmológica de um centro único e um início onde tudo começou. Uma concepção que agradava às correntes religiosas judaicas e cristãs, e que o papa Pio XII se apressou a saudar.
Esta teoria em 1949 foi jocusamente denominada de "Teoria do Big Bang". Com os contributos de George Gamow (1904-1968) e outros astrónomos a teoria ganhou uma enorme consistência tendo-se tornando muito popular, vindo a ser reforçada com a descoberta da existência de radiação cósmica de fundo (1965).
- Antimatéria (1928), Paul Dirac
5.2. Princípio da Incerteza
Na mesma altura que se acabava com a concepção do universo estático, sustentava-se o princípio da incerteza ao nível da física.
Werner Heisenberg, em 1927, demonstrou que era impossivel medir, simultaneamente, a posição e velocidade de uma particula, pois o próprio ato de medir perturba o objecto observado. As implicações filosóficas desta constatação, apenas significativa numa escala subatómica, tem levado muitos filósofos a argumentarem que a mesma destroi qualquer tentativa de predizer o comportamento do Universo, assim como todas as formas de determinismo.
5.3. Universo Estacionário
A Teoria do Big Bang foi contestada por astronomos como Fred Hoyle, Geoffrey, Margareth Burbidge e William Fowler, os que passaram depois de 1948 a defender Teoria do Universo Estacionário. Neste concepção, a matéria do universo é sempre a mesma em qualquer parte. A matéria e energia são estados temporários da mesma coisa (intermutáveis). Novas galáxias estão a ser criadas para substituir outras que desapareceram. No Universo estão a ocorrer permanentes "Big Bangs". A teoria cosmológica retomava um antigo modelo cosmológico grego...
Fred Hoyle, em coerência com este modelo cósmico, recusa a ideia que a vida do universo tenha apenas um único início e um único local: o nosso planeta. Ela pode ter chegado à terra de multiplas formas: poeiras cósmicas, meteoritos, etc.
5.4. Universos Paralelos (Multiverso), Buracos Negros, Matéria Escura, Matéria Bariónica, Antimatéria, Antienergia, Buracos de Verme...
Aquilo que não passava de uma hipótese delirante - a existência de "universos paralelos" -, a partir dos anos 50 do século XX, tem vindo a impor-se como plausivel. Foi em 1952 que Erwin Schorodinger divulgou a sua experiência imaginária: um gato está vivo e morto ao mesmo tempo.Imagine um gato numa caixa fechada, bombardeado por partículas radioativas. Se isto sucedesse o gato morreria, caso contrário continuava vivo. As hipóteses seriam 50% para cada uma das situações. Temos que admitir que duas realidades podem acontecer em simultâneo: o gato está vivo e morto até a caixa ser aberta. Só a presença de um observador acabaria com esta dualidade, e só uma das situações se verificaria. Na pespectiva dos que defendem a existência de universos paralelos, ao abrir a caixa, você produziria um universo paralelo. Uma pessoa idêntica a você ao abri-la encontra o gato num estado oposto. Mais recentemente Stephen M. Feeney (2010) sustentou a hipótese da colisão de universos paralelos. O mesmo fez Ramg-Ram Chary. A concepção sobre o que se entende por "universo paralelo" está longe de ser consensual.
5.5. Universo Inflacionário
5.6. Universo Toróide
Entre as várias formas que nas últimas décadas têm sido propostas para o universo, destaca-se a proposta em 1984 por Alexi Starobinski (1948-) e Yakov B. Zel`devich (1914-1987). Postulam que o universo tem uma forma toróide (modelo 3-Torus). Uma concepção popularizada por Max Tegmark, Nassim Haramein e outros cosmólogos. A energia do universo está em perfeito equilibrio graças à retroalimentação constante entre o que irradia e o que contrai.Um modelo energético que outros afirmam existir tanto no micro como no macrocosmo.
Sugestão: https://www.youtube.com/watch?v=NSRvs9_qM_w
5.7. Teoria de Tudo
Os primeiros filósofos procuraram construir um príncípio que fosse capaz de explicar toda a natureza, desde a mais pequena particula da matéria à totalidade do Cosmos. Esta ideia
nunca morreu, tornou-se mesmo no grande objectivo da ciência a partir dos anos trinta do século XX. Criar uma teoria unificada de todos os fenómenos físicos, uniundo, por exemplo, a Mecânica Quantica e a Teoria da Relatividade Geral.
5.8 . Problemas Irresolúveis ?
- Universo Observável. O universo observável, compreende toda a matéria que pode ser observada a partir da Terra, dado que radiação electromagnética desses objectos teve tempo de atingir a Terra desde o inicio da expansão. Cada local do universo tem o seu próprio universo observável, que pode ou não coincidir com o que é observado na Terra. Este problema permite-nos perceber melhor as limitações da cosmologia. No futuro muitas galáxias serão visiveis, mas por enquanto a sua luz ainda não chegou à Terra. No entanto, devido à expansão do universo, muitas outras deixarão de ser avistadas, mas continuarão a existir. Em muitas outras situações possiveis, a luz das biliões de galáxias nunca serão avistadas da Terra.
A questão complicou-se no início do século XXI quando se constatou que cerca de 96% do nosso universo é composto por matéria e energia escura, que não pode ser observada directamente, mas que atua gravitacionalmente nas centenas de biliões de galáxias que constituem o universo visível.
Representação artística do universo observável, tendo no centro o Sol, planetas, cintura de Kuiper, Nuvem de Oort, Alpha de Centauro, Braço de Perseus, Galáxia de Andrómeda, galáxias mais próximas, teia cósmica, radiação cósmica de microondas e o plasma do Big Bang. Clica na Imagem.
- Tamanho do Universo. Dadas as limitações que temos em relação ao universo observável, como podemos calcular o tamanho do universo?. Será que é igual ou superior ao que observamos ? Haverá a possibilidade podermos ver duas ou mais vezes as mesmas galáxias em épocas diferentes da sua história, e sermos levados a concluir que são galáxias diferentes ?
-
Idade do Universo
. O cálculo da idade do Universo realizado desde o inicio do século XX, revela bem as enormes dificuldades neste domínio. A questão só se coloca se admitirmos que o universo teve um inicio. Hubble, por exemplo, calculou a idade do universo em 2 bilões de anos. George Gamon, em 1952, mostrou a incongruência deste calculo, dado que existiam rochas na Terra com 3 biliões. Walter Baade, nesse ano, alterou a idade do universo para 3,5 biliões. Um valor que não pára de aumentar. Baseados nos dados obtidos pela sonda WMAP (2001), a idade do universo foi fixada em 13,5 biliões de anos. Um valor que muito inferior, aos 180 biliões, baseado nos calculos sobre a Galaxia M33.
Foto: Beth Moom
6. Cosmologia e Filosofia
Os homens sempre procuraram no cosmos (universo) o sentido para a sua existência. Porque existimos? Para que existimos ? Para onde vamos? Qual o significado da nossa vida? Que rumo lhe devemos dar? Vale apena viver? Estas e muitas outras questões existenciais procurarm encontrar a resposta no Cosmos.
Recusaram também assumirem-se como simples espectadores de algo que os ultrapassa, imaginaram-se como protagonistas de tudo quando existe. Partiram do princípio que se o universo existe é porque os seres humanos existem. Sem eles nada existiria, nem faria sentido existir.
É por esta razão que qualquer mudança na concepção do universo se tem traduzido em crises existênciais, que afectaram o que entendemos por "natureza humana" e o sentido de tudo. O que tem mudado é o entendimento de cada nova concepção e a resposta existencial que lhe é dada.
O heliocentrismo, como vimos, ao retirar os seres humanos do centro do universo deixou-os à deriva. A partir daí o universo nunca parou de aumentar as suas dimensões, idade e complexidade. Tem sido um violento processo que reduziu a nossa galáxia, o sistema solar, a terra e as criaturas que nela habitam a uma insignificância cósmica. O que nos conduziu a concebermo-nos atualmente como o "produto" local de uma inacreditável sucessão acasos na transformação da matéria, em consequência de uma explosão (Big Bang) que ocorreu à biliões de anos. É assumido como certo que o nosso universo irá colapsar um dia, indiferente à vontade da humanidade, por força das "leis físicas" que regem a matéria.
Face a este panorama cósmico caótico, a nossa existência e o sentido da mesma só pode ser vista como um absurdo. Tudo não passa de uma ilusão. O Único sentido que podemos encontrar para a vida é aquele que lhe dermos.
Os que experimentam mergulhar nos confins do universo observando o espaço, ou estudando os vários modelos cosmológicos, manifestam-se frequentemente desnorteados e inquietos. A sua vastidão torna patente a nossa finitude, as nossas explicações delirantes ou pouco convincentes. Uma situação que nos deixa angustiados por não encontrarmos o sentido que procuramos. Uns descobrem nesta ausência de respostas um sentido para a vida: a eterna procura, sempre insatisfeita com os resultados alcançados. Outros confirmam a impossibilidade do próprio conhecimento (cepticismo radical).
A maioria, como facilmente podemos constatar, perfere continuar a acreditar em versões antropocentricas antigas ou modernas: Na concepção antiga, o universo foi criado por um ser superior para os seres humanos, definindo-lhes o sentido da própria vida. Na versão moderna, evolutiva e materialista forjada no século XIX, concebe-nos como o supremo produto de uma inteligência cósmica ordenadora.
Por tudo isto, a questão da cosmologia está, como sempre esteve, ligada à filosofia.
Carlos Fontes
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Sugestões de sites:
www.nasa.gov - www.hubblesite.org - www.jpl.nasa.gov - www. science.nasa.gov
www.eso.org
www. ccvalg.pt
https://www.youtube.com/watch?v=YNi97BMVdMc
https://www.youtube.com/watch?v=Un5SEJ8MyPc
https://www.youtube.com/watch?v=RtU_mdL2vBM
https://www.youtube.com/watch?v=ddFvjfvPnqk
https://www.youtube.com/watch?v=khySM1YBQvA
https://www.youtube.com/watch?v=qyEzsAy4qeU
https://www.youtube.com/watch?v=5_-rh6L1jiU
Tópicos a explorar:
Sínteses de História da Ciência -
Marcos
e Figuras da Ciência - Sentido da Existência - A Realidade em Questão - Cosmologia e Arte
