Por que a cosmologia sem a filosofia não faz sentido

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De Bridget Falck para o Aeon.

O que acontece com os que odeiam a filosofia na astrofísica e cosmologia? Da alegação do falecido Stephen Hawking, de que “a filosofia está morta”, à longa seção “Contra a Filosofia”, de Steven Weinberg, em Sonhos de uma teoria final (1992), muitos físicos e astrofísicos pensam que a filosofia é inútil, ou pelo menos inútil para a ciência. Ao mesmo tempo, Hawking e seu co-autor, Leonard Mlodinow, propuseram uma abordagem à investigação científica chamada “realismo dependente de modelo” no The Grand Design.(2010), enquanto o livro de Weinberg argumenta apaixonada – e filosoficamente – contra o positivismo lógico e a metafísica. Se é tão inútil, por que Hawking e Weinberg – e Neil de Grasse Tyson, Lawrence Krauss e outros anti-filosofos – frequentemente se engajam em discursos filosóficos?

Apesar do que os inimigos possam pensar, todas as áreas da ciência enfrentam questões que não podem ser respondidas dentro do próprio processo da ciência. Sempre que os cientistas examinam a melhor maneira de testar uma teoria, ou se perguntam como os modelos científicos se relacionam com a realidade, eles estão fazendo filosofia. Mas em sua posição única como o estudo de toda a existência, a cosmologia em particular está cheia de enigmas e posições filosóficas.

De fato, há uma crença filosófica escondida no coração da cosmologia. O princípio cosmológico afirma que, em grandes escalas, o Universo é homogêneo (parece o mesmo em todos os locais) e isotrópico (parece o mesmo em todas as direções). Por exemplo, a vista de um navio no meio do oceano seria isotrópica, mas quando a terra está à vista, a vista não é a mesma em todas as direções. A superfície do oceano em si é homogênea, talvez até chegar perto da costa.

O princípio cosmológico é fundamental para nossa compreensão de como o Universo evoluiu, expandindo-se de um plasma quente e uniforme e esfriando para formar a intricada teia cósmica que agora podemos ver através de nossos telescópios. Para assumir homogeneidade e isotropia em todos os lugares, é preciso primeiro calcular a média sobre diferenças menores e insignificantes, como planetas inteiros e até galáxias. O princípio cosmológico é, portanto, um princípio estatístico: só é verdadeiro se você aplicá-lo a escalas suficientemente grandes.

Mas mesmo assim, pode não ser verdade. O Universo não precisa ser homogêneo; A teoria da gravidade de Albert Einstein funciona bem se não for, e a gravidade faz com que as estruturas cresçam com o tempo, exagerando pequenas diferenças iniciais. (Se essas diferenças iniciais vieram das “flutuações quânticas” de partículas virtuais surgindo e saindo da existência, ou alguma outra teoria – mais estranha? -, não está resolvida.)

Então os cientistas são deixados em um estado de aceitação hesitante. O princípio cosmológico é fundamental para a forma como descrevemos a evolução do Universo, mas até agora temos sido incapazes de provar que é necessariamente verdade. As tentativas de medir se o Universo é homogêneo – ou em que escala torna-se homogêneo – reuniram-se com mistos resultados. Mas a isotropia cosmológica foi de fato observada: a radiação de fundo da Microonda Cósmica, emitida de todo o Universo, algumas centenas de milhares de anos depois do Big Bang, é isotrópica para uma parte em 100.000. Analogamente, nosso navio no oceano pode ver pequenas diferenças, como pequenas ondas agitadas, mas a visão é em grande parte isotrópica.

Agora, é possível obter a isotropia sem homogeneidade. Para um observador no centro de uma distribuição esférica da matéria, as coisas parecem as mesmas em todas as direções, mas tal distribuição não precisa ser homogênea. No entanto, muitos cosmólogos se contentam em acreditar que a homogeneidade existe em alguma escala, quer tenha sido medida ou não – porque, com a ajuda de um princípio filosófico não-empírico , a homogeneidade decorre logicamente da isotropia.

Isso é conhecido como princípio copernicano, que afirma que não há observadores privilegiados – não estamos em um lugar especial no Universo, e o centro é certamente um lugar muito especial. Por este princípio, o Universo deve ser isotrópico em todos os lugares, de todos os pontos de vista e não apenas dos nossos – e para que isso seja verdade, o Universo deve ser homogêneo também. Se todo navio vê uma visão que parece isotrópica, não deve haver terra para fazer as coisas parecerem diferentes, então o oceano deve ser o mesmo em cada local.

O princípio copernicano foi tão bem aceito na cosmologia que muitos cientistas o confundem com o princípio cosmológico, ou simplesmente o consideram como um dado, mesmo nos livros didáticos. Para ser justo, o princípio cosmológico pode ser visto como uma versão mais geral do copernicano – já que, em um universo homogêneo e isotrópico, não há observadores privilegiados ou lugares especiais em nenhum lugar. No entanto, o princípio cosmológico pode ser testado explicitamente, enquanto o princípio copernicano adota uma crença de como o Universo é, sem recorrer a dados empíricos. É também uma noção distintamente moderna; durante a maior parte da história humana, as pessoas não tiveram problema em acreditar que a Terra estava no centro das coisas.

O significado dessas posições na cosmologia é apenas uma maneira pela qual a disciplina se baseia em argumentos filosóficos. Como a astronomia, o estudo de objetos celestes, a cosmologia só pode realmente testar suas teorias via observação, em vez de experimentação. Não podemos realizar experimentos no Universo como um todo, assim como não podemos explodir uma estrela em um laboratório. (Mesmo se pudéssemos explodir uma estrela em um laboratório, poderíamos tomar a posição filosófica que não deveríamos.) Mas enquanto os astrônomos estão construindo telescópios para observar milhões de galáxias ou um bilhão de estrelas, existe apenas um Universo. Além disso, estamos presos a um ponto de observação e podemos observar apenas um volume limitado (embora muito grande) do Universo. Essas limitações significam que as escolhas filosóficas sempre terão um papel na construção e no teste de teorias cosmológicas.

Além de questões de método, o conteúdo da cosmologia levanta questões filosóficas sobre a natureza da existência. A cosmologia lida com princípios, da maneira mais fundamental possível. O Universo começou na singularidade inicial do Big Bang? Fez o próprio tempo? (E essa pergunta faz sentido?) Ou singularidades – pontos de infinito localizado, como buracos negros – significam um problema com nossas teorias? Talvez devêssemos preferir cosmologias cíclicas, nas quais o Big Bang fosse precedido pelo desaparecimento de algum universo passado, do qual nosso próprio Universo nasceu. E se não for possível reproduzir as condições do Universo primordial – se essas altas energias são inacessíveis a qualquer acelerador de partículas concebível que possamos construir – como podemos até mesmo resolver esses enigmas?

Não é necessariamente o trabalho do cosmólogo refletir ou responder a essas questões, assim como não é tarefa de um filósofo da ciência apresentar uma “teoria de tudo”. Mas os cosmologistas podem se beneficiar de uma colaboração mais disposta com seus colegas filosóficos. Com tantos cientistas empenhados em teorias como a falsificação popperiana, e como os físicos de partículas e os cosmólogos caminham no raciocínio antrópico enlameado sobre os multiversos, podemos com certeza usar alguma ajuda. O crescente número de iniciativas de filosofia cosmológica pode ser um sinal de que a perspectiva está melhorando, apesar dos inimigos. O exemplo do princípio cosmológico nos lembra que a cosmologia é cheia de escolhas filosóficas, quer percebamos isso ou não.

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