Universo Iluminado

Universo iluminado J.R. Silva Bittencourt

Cada estrela que brilha no céu noturno ou cada partícula que se movimenta no nível subatômico da matéria possui um cone de luz. Esse cone de luz é chamado do futuro, pois teria a capacidade para reter a luz por um intervalo variável de tempo. No caso do Sol a sua luz ficaria retida por 8 minutos, até nos alcançar na Terra. Para entendermos melhor, vamos utilizar a visão atual dos físicos sobre o conceito de cone de luz do futuro. Em seu livro “Uma Breve História do Tempo” Stephen Hawking cita o exemplo ilustrativo da hipotética morte súbita do Sol. Apesar do seu desaparecimento, o Sol continuaria brilhando no céu ainda por 8 minutos. Hawking considera ainda que, ao emitirem luz para o espaço, estrelas como o nosso Sol se comportariam como um centro puntiforme. A partir desse ponto a luz se espalharia na superfície do espaço na forma de ondas circulares concêntricas, todas com a mesma velocidade de 300.000 km/s. Ele cita como exemplo as ondas que seriam formadas quando se jogasse uma pedra na superfície de um lago de águas tranquilas.

Se pegarmos os 150 milhões de quilômetros que nos separam do Sol e que teriam que ser superados pela luz da estrela, veremos que haveria um vazio de informações dentro do cone de luz do futuro do Sol, até que a luz alcançasse o observador na Terra.

Para resolver o problema, Hawking introduz o conceito de tempo imaginário sugerindo que, ao se deslocar no vácuo, as ondas de luz iriam se superpondo umas às outras, na medida em que fossem se afastando do centro ocupado pelo Sol. Isso resultaria na formação de um cone de luz tridimensional chamado “do futuro”, cujo vértice seria ocupado pela estrela ao longo do tempo. O modelo teórico ainda explicaria o tempo de 8 minutos de retenção da luz do Sol no nosso futuro.

O modelo de Hawking parece razoável, e está de acordo com algumas observações da prática. Por exemplo, ele justifica o porquê da supremacia do movimento circular e uniforme que, de forma aparente, gerencia o movimento do Sol e das estrelas, assim como o dos planetas. Da mesma forma, entende-se porque o Sol não varia o seu volume e a sua massa enquanto se desloca sobre a eclíptica. É que no movimento circular uniforme a velocidade e a aceleração são constantes.

Se esse movimento regesse também as órbitas dos planetas, eles se manteriam, cada um ao seu modo, sempre na mesma distância do Sol. Não haveria periélio (ponto de máxima aproximação), nem afélio (ponto de máximo afastamento). Pelos motivos citados, o modelo do cone de luz do futuro dos físicos aceitaria algumas correções. A primeira delas é que um cone formado pela superposição de ondas circulares concêntricas se encaixaria na descrição de um cone reto. Esse cone seria formado pelo giro de um triângulo retângulo sobre um dos seus catetos. Nesse caso, surge a desconfiança de que o espaço não estaria participando diretamente neste contexto de formação do cone porque, mesmo que se curvasse no futuro, o espaço permaneceria virtualmente plano para o nosso ponto de vista, devido ao virtual nivelamento dos extremos energéticos do espectro de luz, que se reflete no movimento circular. Como todas as ondas se afastariam da fonte emissora com a mesma velocidade, não teríamos como saber se, quando a luz do Sol aportasse na Terra, o ultravioleta estaria chegando à frente do infravermelho ou vice-versa.

Neste caso o Doppler, por exemplo, poderia ter sido empacotado no futuro, ou fora da nossa realidade espaço-temporal.

Quando afirmamos que o Sol seria capaz de reter a luz por 8 minutos dentro do seu cone futuro, significa dizer que o espaço não nos poderia comunicar, de forma direta, quaisquer eventos que ocorressem dentro daquele cone. O espaço teria ficado refém de um mensageiro, a luz solar, que nos entregaria o pacote de informações tardiamente.

Uma forma de traduzir essa dependência do espaço em relação à luz é dizer que o observador não pode se lembrar de nada que acontece no seu futuro. Assim, haveria uma incerteza constante na posição ou na velocidade das estrelas, já que quando podem ser avistadas estarão certamente em outra posição no espaço.

Apesar de conhecermos a velocidade limitada com que a luz espalhada percorre o espaço, a mesma que já teria escapado do cone de luz futuro do evento, se à noite levantarmos a cabeça para o céu veremos instantaneamente todas as estrelas brilhando ao mesmo tempo. Este detalhe nos remete à lacuna de informações, que estaria relacionada com a formação do cone de luz do futuro dos eventos. Pode-se dizer, com segurança, que o marco zero do tempo teria se fixado, para sempre, na posição do observador isolado que olha para o céu

à noite. Se a luz tivesse se deslocado por 8 minutos dentro do cone do futuro do Sol, não teríamos como comprová-lo diretamente. O que fazemos normalmente é extrapolar esse tempo de 8 minutos, já passados, na direção do nosso futuro. Ao fazermos isso, estamos agindo como se o futuro fosse uma imagem, espelhada e inversa, do nosso próprio passado. Como, depois da chegada da luz, vemos todo o universo projetado instantaneamente em três dimensões na abóbada celeste, concluímos que isso deveria também acontecer no nosso futuro.

No entanto, o que está no nosso futuro não existe porque não pode ser lembrado.

O modelo de cone de luz do futuro de S. Hawking prevê a superposição das ondas circulares de luz no tempo que as separa umas das outras. Ou seja, mesmo que esse tempo seja imaginário, ele antecederia a profundidade do espaço, expressa na formação do cone tridimensional. Assim, teríamos que ter em mente que tão logo a seta do tempo se invertesse na nossa posição e passasse a apontar na direção do nosso passado, o tempo teria que tomar a posição da profundidade do espaço, desbancandoa da condição de ser a sua terceira dimensão absoluta. Sem o tempo as ondas não poderiam ser superpostas e o espaço permaneceria apenas com as

dimensões da largura e do comprimento, e não poderíamos contar com a existência de um cone de luz tridimensional. Sem podermos confirmar a existência de tempo dentro do cone de luz futuro dos eventos, também não poderíamos afirmar que a luz das estrelas teria se deslocado no vácuo de forma absoluta. Como dependemos da presença constante da luz para sabermos da existência das estrelas, podemos pensar que, quando se trata do nosso ponto de vista, a luz citada sempre esteve à nossa inteira disposição, na Terra, podendo ser seguida apenas na direção do nosso passado. A inexistência de tempo no futuro sugere, ainda, que a velocidade da luz e o efeito Doppler fariam parte de um pacote de informações, que se desdobrariam instantaneamente dentro do espaço-tempo quadridimensional. Newton ficaria feliz com o sugerido no texto, uma vez que teria a sua afirmação justificada. Por ser uma força secundária e restaurativa, a gravidade poderia finalmente atuar instantaneamente e à distância, como previsto por ele. Isso se deveria a um princípio de exclusão de acesso direto ao tempo no futuro, caso esse tempo realmente existisse.

Agora, vamos pegar o cone de luz do futuro do Sol e retirar a variável tempo, considerando que

mesmo que o tempo exista no futuro, não se pode medi-lo diretamente. Ao fazermos isso, estaríamos achatando o cone, ou dobrando-o em duas dimensões.

A profundidade do espaço desapareceria, ainda que continuasse existindo fisicamente. Neste movimento de dobra do cone a luz e o espaço tenderiam a se confundir, formando um todo contínuo. A realidade espacial se tornaria indissociável das informações transportadas pela luz. Por exemplo, se o espaço se curvasse, a luz se curvaria. Com o achatamento do cone a luz do Sol, por sua vez, teria os seus extremos de máxima e de mínima energia aproximando-se entre si sem, no entanto, jamais se tocarem. O nivelamento entre o ultravioleta e o infravermelho, por exemplo, não poderia ser total, pois isso iria ferir o princípio da incerteza. Retirar o tempo e, por via de consequência, a profundidade do espaço, expressa na imagem do nosso cone de luz futuro, seria uma forma de condensar a luz ou de empacotá-la.

Esse nivelamento teórico da luz das estrelas dentro dos seus cones de luz do futuro apresentaria algumas dificuldades para o observador que tentasse avaliar a geometria do espaço ao redor de uma estrela através da luz, depois do seu espalhamento na Terra. Isso decorre do achado de

que a profundidade do espaço estaria na dependência direta da retenção do tempo no futuro.

Ou seja, o cone de luz seria mais ou menos profundo, dependendo da capacidade da massa da estrela para reter o tempo. Vamos imaginar que uma mesma estrela mantivesse a sua massa conservada ao longo do tempo imaginário. Caso essa massa assumisse diferentes densidades, o virtual nivelamento dos extremos do espectro de Maxwell iria impedir que isso pudesse ser notado na Terra, depois de a luz abandonar o futuro e se projetar no nosso passado. No caso do nosso Sol, fica evidente que no espaço-tempo ele conserva a mesma massa e volume ao longo do tempo, o que nos conduz para o movimento circular e uniforme regendo a órbita aparente dos planetas. Outro detalhe decisivo é o de que o observador precisa que a luz de uma estrela distante já tenha alcançado a sua posição, para que ele possa finalmente saber que a estrela existe. A inexistência de tempo dentro do cone de luz da estrela e, por via de consequência, a inexistência de movimento mensurável naquela direção do nosso futuro, permite concluir que, quando se trata do nosso ponto de vista, a luz da estrela já poderia ter ocupado anteriormente todo o

espaço que nos separa, muito antes de ser percebida por nós no presente do universo.

Se a luz da estrela tivesse percorrido o espaço que nos separa por dentro do seu cone de luz do futuro, nós não teríamos como saber disso. A razão é que este cone teria se dobrado sobre duas dimensões, tendo em vista a inexistência de tempo mensurável no futuro. Assim, embora não se possa contar também com a existência de ondas reais em movimento na ausência de tempo mensurável, caso elas existissem teriam que ter se deslocado no vácuo na forma de ondas circulares concêntricas. Note-se que esse problema pode e deve estar relacionado unicamente à presença do observador isolado, dotado com uma memória. O universo não está muito preocupado com o que pensamos a seu respeito. Para nós, no entanto, somente existe o que pode ser lembrado. Então, todas as vezes que consultarmos a nossa memória na busca de padrões e estereótipos com os quais possamos confrontar os eventos externos, estaremos viajando no tempo e na direção do nosso passado. É a nossa memória que nos impede de vivenciar diretamente o momento presente do universo.

Para que as partículas possam ser avistadas elas precisam, num primeiro momento, ser iluminadas. O que vemos diretamente não são as partículas, mas a luz espalhada por elas. Quando você avalia a posição real da partícula (que estaria integrada ao presente do universo) de forma defasada no tempo, você poderia concluir que o conceito de tempo presente iria confundir-se com o nosso próprio futuro, ou com a retenção transitória da luz e das informações dentro do cone de luz da partícula. O futuro, portanto, decorre de somente podermos olhar para o nosso presente com atraso, ou por estarmos na dependência da nossa memória para interagir com o universo à nossa volta. Esse é um problema que envolve apenas o observador isolado.

O ônus do observador é que ele receberia a luz da estrela dobrada em duas dimensões, devido à inexistência de tempo mensurável dentro do cone de luz futuro da mesma. Sem o tempo as ondas não poderiam ser agregadas umas às outras, resultando na formação de um cone tridimensional. A virtual fusão entre a luz e o espaço decorreria disso.

Mesmo que o espaço se curvasse no futuro, ele se manteria virtualmente plano para o nosso ponto de vista, porque o espaço teria se colocado na dependência da luz para comunicar os eventos com

atraso. Levando esses dados em conta, tentei agregá-los com o objetivo de estruturar uma nova teoria que seria respaldada pela presença, no universo, de um observador isolado dotado com uma consciência, e as consequências da dependência que ele demonstra ter em relação à sua memória. Para ele, o que não pode ser lembrado não existe.

O virtual nivelamento da luz das galáxias distantes, que estaria excluindo o espaço e impedindo que ele nos pudesse comunicar as alterações da sua geometria de forma direta, seria o detalhe mais decisivo de todo o conjunto. Isso se justifica pela necessidade de que as partículas que formam as estrelas fossem iluminadas de alguma forma, para que essas estrelas pudessem ter a sua existência comprovada. Se a polarização da luz, mesmo subsistindo apenas como tendência suspensa ao infinito, colocasse os extremos da energia do universo em lados opostos do espectro de luz, isso não poderia ser demonstrado na prática, pelas razões expostas anteriormente. De qualquer forma essa luz, para ser percebida pelos nossos sentidos limitados, precisaria ser empacotada ou quantizada.

Toda a forma de energia mensurável passa pelo mesmo processo. Uma das peculiaridades da fase de

quantização ou de empacotamento da luz é que ela não demandaria tempo. Então, se você estivesse falando da luz das estrelas distantes ou da radiação liberada por uma partícula no nível subatômico, não haveria nenhuma diferença. O observador ainda teria que contar com o espalhamento dos fótons nos dois casos, e sem levar em conta as distâncias envolvidas. O espalhamento local da luz ocorreria simultaneamente com o surgimento das imagens das partículas. Esse seria o caso de um microscopista e de um astrônomo, atuando por trás dos seus equipamentos.

Se não se pode contar com a existência de tempo no futuro, ou se o tempo se tornará mensurável apenas quando já estivermos olhando na direção do nosso próprio passado, é evidente que o marco zero do tempo teria se fixado, para sempre, na posição de cada um dos observadores. Assim, apesar de equivocada, justifica-se a crença de que a luz das estrelas estaria chegando do nosso passado e não do nosso futuro. É aquela história monótona, de que somente existe o que pode ser lembrado.

Como as ondas eletromagnéticas não podem ter a sua existência comprovada diretamente dentro do cone de luz futuro dos eventos, devido à inexistência

de tempo mensurável, o achatamento desse cone e a decorrente polarização da luz nos teria deixado, como herança, a crença de que, depois do espalhamento, as ondas de luz seriam contínuas.

Dessa avaliação, a meu ver precipitada, tivemos alguns eventos, que dependeriam diretamente da nossa memória, incluídos, para sempre, como realidade física. Esse seria o caso da velocidade da luz e do efeito Doppler, desde que ambos dependem da continuidade das ondas eletromagnéticas.

Como já se disse anteriormente, o nivelamento dos extremos energéticos do espectro não poderia ser total. Ele subsistiria apenas como uma tendência que teria ficado suspensa ao infinito, visando preservar a incerteza da posição ou da velocidade das partículas. De qualquer modo, como o achatamento do cone de luz do futuro de uma estrela seria o resultado da exclusão do tempo como uma das dimensões espaciais, supõe-se que o tempo esteve se contraindo dentro do cone de luz do evento, até o exato instante em que teria perdido as características de mensurabilidade. Quando se trata do ponto de vista do observador, as partículas no espaço-tempo desaparecem muito antes que o tempo se aproxime do zero.

O nivelamento parcial da luz das estrelas até o seu espalhamento na Terra, ainda, apresentaria algumas vantagens. Ele atribui uma grande importância ao papel do observador isolado, já que o marco zero do tempo passou a fazer parte da sua própria memória, por um princípio de exclusão de acesso direto ao futuro. Esteja onde estiver no espaço, seja aqui na Terra ou no distante Júpiter, o observador se manterá sempre no que julga ser o momento presente do universo. A Terra, no caso, será vista de Júpiter com mais ou menos 40 minutos de atraso.

O nivelamento citado e a nossa dependência em relação à presença constante da radiação cósmica, portadora das informações sobre as galáxias distantes, poderia responder a algumas perguntas que atormentam os físicos, e que podem ser encontradas no livro de Stephen Hawking “Uma Breve História do Tempo”. Na página 174 está uma delas: - Por que o universo é tão plano?

Ou esta: - De onde vem a diferença entre o passado e o futuro? Por que nos lembramos do passado e não do futuro? (página 200).

Os estudiosos do assunto afirmam que a vida inteligente só encontraria as condições favoráveis para o seu surgimento na fase expansionária do universo, devido ao problema da entropia ou ao constante aumento do grau de desordem do sistema.

Eles citam o exemplo de uma xícara, que cai ao chão e se espatifa. Porém, se, deixando o espaço de lado, estivéssemos observando a expansão apenas através da radiação cósmica e do efeito Doppler, como realmente acontece, e ambos somente nos permitem acessar as informações com atraso, a fase expansionária que observamos seria uma coisa do nosso passado.

Ao comentar a possibilidade de um astrônomo tentar atingir uma singularidade utilizando um buraco de minhoca, Hawking conclui (p. 130 do mesmo livro) que “- O astronauta não poderia ver a singularidade até atingi-la e o seu tempo se esgotar.

Em outras palavras, a singularidade estará sempre em seu futuro e jamais em seu passado”. Dito isso, por que teríamos chegado à conclusão de que a radiação liberada no big bang estaria chegando do nosso passado e não do nosso futuro? Tudo parece ser uma questão de pontos de vista, e o problema estaria ligado à presença de um observador dotado com uma memória, segundo a qual somente existe o

que pode ser lembrado. E o que pode ser lembrado, conclui-se, estará sempre no nosso passado.

Note-se que mesmo que a vida somente pudesse ter encontrado as condições ideais para o seu desenvolvimento na fase expansionária, isso não seria válido para o tipo de inteligência com que fomos dotados, e que encontra suporte na mensurabilidade do tempo. Ou seja, tudo o que existe para a nossa consciência é o que pode ser lembrado. Devido à complementaridade entre espaço e tempo, prevista na teoria da relatividade, o tempo deveria se contrair perigosamente na fase expansionária do universo. Com isso, a própria expansão deixaria de existir, porque não poderia ser lembrada. Seria necessário que houvesse uma inversão no sentido da seta do tempo, evento que deveria vir acompanhado da dilatação do tempo e da contração do espaço. Nessa forma de se pensar a expansão, ela atuaria como se fosse um imenso apagador de informações, mesmo que elas continuassem lá. Como precisamos da presença constante da radiação cósmica, para que a atuação da nossa memória se consolide e as galáxias sejam avistadas, a inversão no sentido da seta do tempo justificaria a afirmação de que essa forma de luz seria uma radiação de fundo, e que ela estaria

chegando continuamente do nosso passado e não do nosso futuro.

O nivelamento parcial dos extremos energéticos da radiação cósmica, até o seu espalhamento no presente do universo; assim como a aparente inversão no sentido da seta do tempo junto ao observador, que a teria feito apontar de forma contínua na direção do nosso passado, responderia a algumas outras perguntas dos físicos: 1. Por que o universo é tão uniforme em escala ampla? Por que parece igual em todos os pontos do espaço e em todas as direções? Particularmente, por que a temperatura da radiação de fundo de micro-onda é tão aproximadamente a mesma, quando observada de direções diferentes? (Uma Breve História do Tempo, p. 171).

Outra questão que envolve a participação do observador isolado, embora não se saiba se isso ocorreria fora do seu ponto de vista, é a da velocidade absoluta da luz. No espaço-tempo essa velocidade não depende da imobilidade ou do movimento relativo de dois observadores. Ela é sempre a mesma. Se, para vermos uma estrela, precisamos que a sua luz já esteja ao nosso inteiro dispor na Terra, como atestar diretamente que essa

luz teria se deslocado anteriormente no espaço que nos separa? Se o tempo estivesse virtualmente contido no observador isolado por um princípio de exclusão de acesso direto ao futuro do universo, representado no cone de luz dos eventos, a luz poderia fazer parte de um pacote de informações desdobrado instantaneamente, sem a necessidade do seu deslocamento instantâneo no espaço. A luz não se desloca no espaço-tempo – ela sempre esteve lá.

Isso decorre da forma de inteligência com que fomos dotados, restrita à condição da existência de um tempo mensurável. Sem tempo, não há memória nem há movimento, conforme prevê o conceito de velocidade instantânea de uma partícula. Não quer dizer que essa seja a solução ideal, mas vai de encontro a mais uma pergunta sem resposta, e que atormenta a vida dos astrônomos. Hawking levanta a questão à página 171 do seu livro “Uma Breve História do Tempo”: - “Não teria dado tempo, a partir da grande explosão, de a luz se deslocar de uma região muito distante para outra, mesmo que ambas estivessem estado próximas no universo primordial. De acordo com a teoria da relatividade, se a luz não pode se deslocar de uma região para outra, nenhuma outra informação poderá. Assim, não haveria maneira possível de regiões diferentes

do universo chegarem, posteriormente, a apresentar temperaturas iguais, a menos que, por alguma razão inexplicável, tivesse acontecido de terem começado à mesma temperatura”.

Quando se aborda essa questão levando em conta o ponto de vista do observador, que depende do tempo e da sua memória para saber que há um universo à sua volta, não se pode aceitar facilmente que a sua consciência pudesse atuar de forma descontínua como sugerido pelo efeito fotoelétrico, simplesmente porque nada existe fora dela. Isso atribuiria uma falsa ideia de continuidade para a estruturação e para o movimento das ondas eletromagnéticas após o espalhamento da luz, passando a nos ligar de forma aparente e direta com o nosso próprio passado. Olhando naquela direção do passado, a pergunta de Hawking fica sem resposta. Mas, o enigma fica aparentemente solucionado com a hipotética migração do marco zero do tempo da posição das estrelas para a posição do observador, devido ao princípio de exclusão de acesso direto ao futuro. Isso teria uma contrapartida: o big bang teria que ser informativo, e deveria estar vigorando no presente do universo.

A pseudocontinuidade que atribuímos para a radiação cósmica de fundo explicaria a velocidade fixa e limitada da luz (300.000 km/s). Ela também daria suporte ao efeito Doppler no espaço-tempo, com o acréscimo do tempo atuando como sendo a quarta dimensão do espaço. Se a radiação fosse contínua, como realmente se apresenta para o nosso ponto de vista (embora isso seja falso, pois a luz é quantizada), o espaço-tempo seria homogêneo e isotrópico e a luz não dependeria do sentido da sua propagação. Você estaria indevidamente autorizado a concluir que tanto faz se a luz está chegando do passado ou partindo daqui naquela direção. Vê-se que isso teria passado a fazer parte da nossa realidade observável. Daí, a nossa dificuldade em colocar na prática alguns conceitos da mecânica quântica, que atestam a descontinuidade da radiação eletromagnética. Lembre-se que qualquer singularidade possui um cone de luz. Além disso, a singularidade sempre estará colocada no nosso futuro, e jamais no nosso passado (S. Hawking).

Santa Maria, RS, 05/02/2019.