quarta-feira, 30 de abril de 2008

O mundo assombrado por buracos negros

Houve uma época da humanidade em que as pessoas acreditavam em bruxas e feitiçaria. Justamente por crerem tanto nas lendas dessas mulheres, elas foram acusadas de hereges e queimaram nas fogueiras da inquisição. As pessoas também já chegaram a acreditar em dragões, em magia, no continente perdido da Atlântida e na cura pelo poder do pensamento. O mais incrível de tudo é que esta era da humanidade ainda não terminou e não tem previsão para terminar. Somos escravos de nossas crenças e desejos mais íntimos. O que seria dos escritores de ficção científica sem os ETs e dos livros de fantasia sem os duendes, magos e suas varinhas de condão? Este tipo de coisa não apresenta grandes problemas para humanidade quando existem em seu domínio apropriado de fantasia e potenciais inalcançáveis. Entretanto, quando fantasias começam a tornar-se crenças falaciosas por pessoas sem discernimento crítico da realidade, é necessário tomarmos uma posição diante de tal pseudociência.
Não é preciso irmos muito longe para notarmos que o mundo anda assombrado por demônios, título de um famoso livro do astrônomo Carl Sagan. Basta dar uma olhada no YouTube para vermos o que a criatividade humana é capaz de criar com computação gráfica e uma boa dose de pseudociência. Pois é, pessoal, nossos dias estão contados. A Terra será engolida por um buraco negro que será criado no maior acelerador de partículas do mundo, o LHC (Large Hadron Collider), em apenas poucos segundos... E agora, quem poderá nos ajudar?! A comunidade científica, é claro. Afinal, quem é mais gabaritado para destruir os monstros construidos com suas próprias ferramentas? Agora, se depender da mídia sensacionalista, estamos ferrados... Portanto, vamos tentar exercer uma interferência construtiva sobre esse assunto tão "Nostradâmico".
Para aqueles que não ouviram o boato, tem gente dizendo que um mundo vai acabar com um buraco negro engolindo a Terra. Este monstro gravitacional deve ser criado quando o LHC começar a funcionar. Por mais maluco que este boato possa parecer, ele tem um pequeno fundamento de verdade que, entretanto, foi mal interpretado por algumas pessoas e acabou se tornando mais um exemplo de argumento pseudocientífico. Pretendo desmistificar esse assunto com algumas informações científicas relevantes sobre o assunto.

1. Grandes Dimensões Extras. Primeiramente, a teoria que prediz a criação de mini buracos negros é uma extensão do modelo padrão one admite-se a existência de grandes dimensões extras (Large Extra Dimensions). A existência dessas dimensões extras permite que a gravidade seja mais forte em distâncias pequenas, consequência do caráter geométrico da gravidade. Isso faz com que o raio do horizonte de eventos de um buraco negro aumente e, como conseqüência, a massa crítica de formação diminua, permitindo que a acumulação de partículas elementares num pequeno volume do espaço formem um buraco negro. O que interessa de toda essa discussão é que precisamos dessas grandes dimensões extras para criação de mini buracos negros e estas não passam apenas de hipóteses não confirmadas por experimento algum até hoje. Outro problema, que também é um problema de teoria de cordas, é o do ajuste dos parâmetros de tamanho e forma das dimensões extras. Estes não surgem diretamente da teoria, mas são parâmetros livres, assim como as massas e cargas do modelo padrão. Portanto, existe um ajuste fino desses parâmetros que permite a formação dos buracos negros na escala de energia do LHC
e, caso não sejam observados lá, podemos simplesmente reajustar as constantes para aumentar essa energia. Esse grau de arbitrariedade põe em cheque a validade desse tipo de teoria.

2. Radiação Hawking. Na década de 70, Hawking mostrou num belo artigo que num regime semi-clássico buracos negros devem emitir radiação térmica (i.e. aquela de um corpo negro) com temperatura inversamente proporcional ao raio do buraco negro. Este resultado foi demonstrado por vários outros métodos diferentes do usado por Hawking e é uma das bases seminais da teoria quântica de campos em espaços curvos. Este resultado, apesar de não haver confirmação experimental, é uma conseqüência da junção de teoria quântica de campos com a relatividade geral e é amplamente aceito como verdadeiro na comunidade de gravitação quântica. Como conseqüência da conservação da energia, Hawking mostrou que esses buracos negros devem diminuir de tamanho até desaparecerem num tempo finito, um processo chamado de evaporação de buracos negros. Este tempo é da ordem de 10^-23 segundos para um buraco negro com diâmetro de 10^-18 metros. Assim, mesmo que buracos negros sejam criados no LHC, eles devem evaporar antes mesmo de alcançarem o detector! A única coisa detectável seriam os produtos desse decaimento. Pode-se questionar que a medida que o buraco negro engole matéria ele deve aumentar e prolongar seu tempo de vida. Entretanto, um buraco negro com uma seção de espalhamento de 10^-36 metros quadrados atinge em média 1 próton a cada 200 km. Dado que os prótons no LHC serão acelerados a velocidades muito próximas a da luz, este buraco negro seria criado em média com velocidade muito maior que a velocidade de escape da Terra, encontrando poucos prótons em seu caminho em direção aos confins do espaço... Mas, novamente, a taxa de evaporação dos buracos negros é muito mais alta que sua possível taxa de acreção de massa, sendo mais razoável esperar que ele evapore antes mesmo de interagir com a matéria.

3. Raios Cósmicos. Por último, mas não menos importantes, estão os raios cósmicos. A Terra está sendo o tempo todo atingida por partículas, provavelmente prótons, acelerados a velocidades extraordinárias chegando a energias da ordem de 10^19 eV, energia equivalente a produzida por 10 milhões de LHC's. O observatório Pierre Auger, localizado na sudeste da Argentina, foi criado justamente para observar estes raios criados pelo maior acelerador de partículas que o ser humano conhece: o próprio universo observável. É incrível que este fenômeno tenha passado despercebido por tantos anos! Uma descoberta recente do Auger foi a reconstrução da trajetória dos raios cósmicos com intuito de identificar a origem dos mesmos. Os dados sugerem que eles são criados nos objetos celestes chamados de AGNs (Active Galactic Nuclei) cuja origem ainda não está plenamente compreendida. Acredita-se que os AGNs estejam envolvidos com buracos negros, a manifestação gravitacional mais intensa que conhecemos. A grande lição que os raios cósmicos nos dão é que, se fosse para sermos engolidos por um buraco negro formado por colisões de partículas, já devia ter acontecido a alguns bilhões de anos atrás. Afinal, colisões bem mais potentes que as do LHC estão ocorrendo acima de nossas cabeças o tempo todo...

Sem mais delongas, é com muita tristeza que afirmo: é pouco provável que o mundo acabe engolido por um buraco negro no centro da Terra (a multidão lamenta: ahhhh...). Pois é, caros amigos e amigas, não poderemos ver cenas sensacionais como nossas casas sendo sugadas em milésimos de segundo enquanto teóricos defensores das dimensões extras se cumprimentam no seu vôo alucinante em direção ao centro do engolidor de planetas. De fato, seria uma cena bastante interessante, mesmo que mórbida.

É curioso e até mesmo natural que um boato dessas proporções tenha sido disseminado tão rapidamente. Entretanto, é preocupante o fato de que este boato não é recente. Ele surgiu em 1999, no contexto de um outro acelerador de partículas que estava sendo completado. O ceticismo científico é o mesmo desde do surgimento do boato até seu reaparecimento em 2008. Tudo isto é um resultado preocupante do tipo de sociedade da informação que estamos criando, preocupação central do livro de Carl Sagan citado no início do texto. O ceticismo, base da ética científica (ou método científico, como queira), não faz parte da metodologia de pensamento ensinada nas escolas. Estamos vivendo uma era de acesso à informação nunca antes visto e, como é o caso do presente texto, de produção de informação pelos indivíduos. Quantos são os líderes que ainda hoje se consultam com videntes sobre decisões cruciais de governo? Quantas são as pessoas que se entregam a dados falaciosos, a crenças intransigentes e inflexíveis baseadas em dogmas emocionais? Concordo com Sagan quando ele diz que a ciência aparenta ser uma pequena vela acesa no meio da escuridão assombrada por demônios criados pela própria mente humana. Nós, futuros cientistas da nova geração, devemos ter essa preocupação para que a nossa realidade não acabe assombrada por buracos negros da ignorância...

Referências:
Back Reaction - Blog da Sabine Hossenfelder
Site do LHC
Artigo sobre Teoria de Cordas no LHC

Um comentário:

Eliasibe Luis disse...

Saudações de Águas de Lindóia - SP!
Seus assuntos polêmicos, são muitos bons!
Esse não é pra menos, pelo menos até onde eu li.
Há algum tempo a rede Record exibiu uma série sobre o fim do mundo, onde especialistas falaram da possibilidade de o LHC engolir o planeta.
Esse é um tema atual e vale a pena se enteirar. Quando tiver com mais tempo terminarei de ler esse texto, vale a pena.
Até!