Explorar o 'multiverso' pode ser a chave para encontrar as melhores condições para a vida: WebCuriosos
O nosso Universo é tudo o que existe ou poderia haver mais? Será o nosso Universo apenas um entre uma multidão incontável, todos juntos num multiverso abrangente?
E se existissem outros universos, como seriam? Eles poderiam ser habitáveis?
Isso pode parecer especulação sobre especulação, mas não é tão louco quanto você imagina.
Os meus colegas e eu temos explorado como poderão ser outras partes do multiverso – e o que estes hipotéticos universos vizinhos nos podem dizer sobre as condições que tornam a vida possível e como elas surgem.
Universos hipotéticos
Alguns físicos contender que uma explosão de rápida expansão no amanhecer cósmico conhecida como inflação torna inevitável alguma forma de multiverso. Nosso Universo seria realmente apenas um entre muitos.
Nesta teoria, cada novo universo cristaliza-se a partir do cenário efervescente da inflação, impresso com a sua própria mistura única de leis físicas.
Se leis físicas semelhantes às nossas governarem esses outros universos, então poderemos enfrentá-las. Bem, pelo menos em teoria.
Dentro do nosso Universo, a física é governada por regras que nos dizem como as coisas devem interagir umas com as outras, e constantes da natureza, como a velocidade da luz, que ditam a força dessas interações.
Assim, podemos imaginar universos hipotéticos do tipo “e se” onde alteramos essas propriedades e exploramos as consequências dentro de equações matemáticas.
Isto pode parecer simples, mas as regras que alteramos são a composição fundamental do Universo. Se imaginarmos um universo onde, digamos, o eletrão é cem vezes mais pesado do que no nosso Universo, então quais seriam as suas consequências para as estrelas, os planetas e até a vida?
O que a vida precisa?
Recentemente, abordamos esta questão numa série de artigos onde consideramos a habitabilidade em todo o multiverso. É claro que habitabilidade é um conceito complexo, mas achamos que a vida requer alguns ingredientes bem escolhidos para funcionar.
A complexidade é um desses ingredientes. Para a vida na Terra, essa complexidade vem dos elementos da tabela periódica, que podem ser misturados e organizados numa miríade de moléculas diferentes. Somos máquinas moleculares vivas.
Mas um ambiente estável e um fluxo constante de energia também são essenciais. Não é nenhuma surpresa que a vida terrestre tenha começado na superfície de um planeta rochoso, com abundância de elementos químicos, banhado pela luz de uma estrela estável e de longa vida.
Ajustando as forças fundamentais
Existem ambientes semelhantes em toda a extensão do multiverso? Iniciamos nossa exploração teórica considerando o abundância de elementos químicos.
No nosso Universo, com exceção do hidrogénio e do hélio primordiais que se formaram no Big Bang, todos os elementos surgem durante a vida das estrelas. Eles são gerados através de reações nucleares em núcleos estelares ou na violência suprema das supernovas, quando uma estrela massiva se despedaça no final de sua vida.
Todos esses processos são governados pelas quatro forças fundamentais do universo. A gravidade comprime o núcleo estelar, levando-o a temperaturas e densidades imensas. O eletromagnetismo tenta separar os núcleos atômicos, mas se eles conseguirem chegar perto o suficiente, a força nuclear forte pode uni-los em um novo elemento. Mesmo a força nuclear fraca, que pode transformar um próton em nêutron, desempenha um papel importante na ignição da fornalha estelar.
As massas das partículas fundamentais, como elétrons e quarks, também podem desempenhar um papel fundamental.
Então, para explorar esses universos hipotéticos, temos muitos mostradores que podemos ajustar. As mudanças no universo fundamental fluem para o resto da física.
O equilíbrio carbono-oxigênio
Para enfrentar a imensa complexidade deste problema, dividimos as várias partes da física em pedaços gerenciáveis: estrelas e atmosferas, planetas e placas tectônicaso origens da vidae muito mais. E então juntamos os pedaços para contar uma história geral sobre a habitabilidade em todo o multiverso.
Surge um quadro complexo. Alguns fatores podem influenciar fortemente a habitabilidade de um universo.
Por exemplo, a proporção entre carbono e oxigénio, algo determinado por uma cadeia específica de reacções nucleares no coração de uma estrela, parece ser particularmente importante.
Afastar-se muito do valor no nosso Universo, onde existem quantidades aproximadamente iguais dos dois elementos, resulta em ambientes onde seria extremamente difícil para a vida surgir e prosperar.
Mas a abundância de outros elementos parece ser menos importante. Desde que sejam estáveis, o que depende do equilíbrio das forças fundamentais, podem desempenhar um papel fundamental na construção da vida.
Mais complexidade para explorar
Só conseguimos adotar uma abordagem ampla para desvendar a habitabilidade em todo o multiverso, amostrando o espaço de possibilidades em etapas muito discretas.
Além disso, para tornar o problema administrável, tivemos que tomar vários atalhos e aproximações teóricas. Portanto, estamos apenas no primeiro estágio de compreensão das condições de vida no multiverso.
Nas próximas etapas, toda a complexidade da física alternativa de outros universos precisa ser considerada. Precisaremos de compreender a influência das forças fundamentais à pequena escala e extrapolá-la para a grande escala, na formação de estrelas e, eventualmente, de planetas.
Uma palavra de cautela
A noção de multiverso ainda é apenas uma hipótese, uma ideia que ainda precisa ser testada. Na verdade, ainda não sabemos se é uma ideia que possa ser testada.
E não sabemos se as leis físicas poderiam ser diferentes em todo o multiverso e, se forem, quão diferentes poderiam ser.
Podemos estar no início de uma jornada que revelará o nosso lugar final no infinito – ou podemos estar a caminhar para um beco sem saída científico.
Geraint LewisProfessor de Astrofísica, Universidade de Sydney
Este artigo foi republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
