O Contra ao Fim-de-Semana

Albert Einstein: breve peregrinação pelo labirinto dos seus erros.

 

O eterno génio alemão, uma das figuras mais emblemáticas da história da ciência humana, não está isento de erros e equívocos e alimentava convicções alheadas dos factos, comprovados pelas observações e por experiências laboratoriais realizadas no seu tempo. Independentemente do seu legado, que é com certeza monumental e deve ser respeitado, este artigo procura reconduzir Albert Einstein à sua condição humana, expurgando o mito do sábio absoluto, que dominava todas as leis do cosmos, que ainda hoje habita no imaginário de milhões de leigos.

 

Erro #01 .  O Universo não é uma realidade estática. E o conhecimento humano tem os seus limites.

“Temos que saber. Vamos saber.”
David Hilbert . Discurso em Königsberg . 1930

Apesar da popular visão certinha, positivista e politicamente correcta de um cosmos de algibeira, universalizada na primeira metade do Século XX por Albert Einstein, outros sábios menos reconhecidos pela cultura popular, cedo chegaram à desconcertante e gloriosa conclusão de que a física newtoniana podia servir muito bem para impressionar colegiais e jornalistas, mas seria sempre insuficiente instrumento para a inquisição a que o Sapiens tenta submeter a realidade. Principalmente por causa do comportamento das partículas fundamentais da matéria, alheio às leis da física que estruturavam o cânone da altura.

Logo no princípio desse século, Max Planck demonstrou que:

E = h ν

Ou seja, toda a energia electromagnética só pode ser emitida em formato quântico. Ou ainda: a energia será sempre um múltiplo de uma partícula elementar.

Em plena ascensão nazi, Werner Heisenberg – homem do regime e por isso um dos mais perigosos personagens da história do século XX – demonstrou a impossibilidade de medir simultaneamente e com precisão absoluta a posição e a velocidade de uma partícula e que a observação do objecto atómico influi no seu comportamento.

Quase em simultâneo, Niels Bohr, o dinamarquês irredutível, demonstrou que o fotão poderia ser, em simultâneo, uma onda e uma partícula, entregando assim de borla a um obscuro criador, a possibilidade de estarmos certos seja do que for.

Mas já antes, a partir do famoso teorema de Euclíades – um cretense que teimava em afirmar dialecticamente que todos os seus compatriotas eram mentirosos* – Kurt Godel, matemático obsessivo e genial, demonstrara por a+b aquilo que qualquer sistema algébrico inclui a sua própria negação, destruindo assim de uma assentada a infalibilidade da prova em matemática e esse velho preconceito aristotélico de que uma coisa só pode ser ela própria e nunca o seu inverso.

Mas até no tabuleiro da Física dos corpos celestes as coisas começavam a deslizar para uma correcção ao pensamento vigente. Hubble, um aristocrata transformado em astrónomo amador, provou que, ao invés de permanecer estático, o Cosmos está em constante expansão (hoje sabemos que a velocidades vertiginosas), obrigando o génio da Relatividade a corrigir a sua célebre equação e a publicá-la como revista e actualizada.

A constante de Max Plank, o princípio da incerteza de Heisenberg, a mecânica ondulatória de Bohr, o Teorema da Incompletude de Godel e as mensurações de Hubble, entre outras revoluções epistemológicas ocorridas no século das duas grande guerras, remeteram ao contexto museológico os bolorentos, pusilânimes e quadradões modelos positivistas de gente tão ilustre como Descartes, Voltaire, Hobbes, Hilbert, Conte e Durkheim.

Sim, a ideia de um universo desde sempre e para sempre quieto e imanente, com leis de relojoaria e princípios cognoscíveis, não constitui boa interpretação da realidade.
Sim, a ambição de David Hilbert será, tudo indica, meramente fanfarrona, porque é muito provável que o conhecimento humano atinja, em tempo real, os seus limites.
Sim, Gaston Bachelard é capaz de ter acertado quando sugeriu que a ciência – como a filosofia e a arte – poderiam evoluir por ruptura e não por continuidade.
Sim, Albert Einstein estava errado em algumas das suas mais profundas convicções.

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*Se todos os cretenses tiverem de facto a tendência para a ficção, a afirmação será verdadeira. Mas nesse caso, como acreditar em Euclíades, o Cretense, que não passa de um mentiroso?

 

Erro #02 . João Magueijo e a variabilidade da Velocidade da Luz.

Doutorado em Física Teórica na Universidade de Cambridge, João Magueijo é Professor de Física no Imperial College de Londres, tendo sido Cientista Convidado em universidades como Berkeley e Princeton. O que o currículo não diz é que, com trinta e tal anos, o homem era já uma figura de proa na revolução científica e filosófica resultante de algumas variações a que a célebre Teoria da Relatividade foi submetida. A teoria de João Magueijo chama-se VSL (Variable Speed of Light) e propõe: porque varia em função da idade do universo, a velocidade da luz não é uma constante. Eis a herança de Einstein em sérios sarilhos.

Magueijo editou em 2003 “Mais Rápido que a Luz – A biografia de uma especulação científica”. No capítulo quarto, curiosamente intitulado “O seu maior erro”, o jovem cientista escreve assim:

“Em 1917, o carácter permanente do universo era um dos cânones da filosofia ocidental (…) Einstein ficou por isso muito incomodado por a sua equação de campo prever um universo em mudança. Confrontado com esta contradição entre a sua teoria e os princípios filosóficos da época, Einstein cedeu: modificou a teoria.

Se Einstein tivesse sido um pouco menos inteligente, talvez não tivesse cometido este erro (…) mas era demasiado esperto para o seu próprio bem e logo descobriu uma modificação simples da sua equação que o deixava construir mentalmente um universo estático.”

Estes dois parágrafos valem pelo desassombro, fundamentam lindamente o ponto de vista que apresentado no ponto anterior e remetem-nos para a excelente rábula da Constante Cosmológica (Lambda em jargão de cientista).

 

Erro #03 . A Constante Cosmológica: da imaginação de Albert à validação experimental.

 

Paul Valery – “Mas o que é que prova que exista unidade na natureza?”
Einstein – “Um acto de fé.”
Ferdinand Braudel . Gramática das Civilizações

A pergunta fundamental que resultou da primeira tentativa de Einstein para explicar as leis de funcionamento do cosmos foi esta: se, como Newton defendia, os corpos celestes se atraem, como é que ainda existe um universo? Certamente que sem uma força que compensasse a atracção gravítica, as galáxias acabariam por se esmagar umas contra as outras. Que força poderosa, desconhecida e maçadora estaria então a salvar o universo da implosão?

Depois de ganhar umas simpáticas rugas de sábio e uns carismáticos cabelos brancos de druida, Einstein tirou da sua cartola uma solução lindíssima, apoiada em facto nenhum que tivesse até aí sido observado na natureza ou experimentado pelo engenho humano: a Constante Cosmológica ou Lambda, o V virado ao contrário que surge assim nas suas equações de campo:

Para Einstein, o Lambda seria uma constante de energia no vácuo, um fluído de matéria primordial que compensaria o efeito gravítico dos corpos celestes e manteria o universo ordenado e domingueiro, de que ele tanto gostava.

Assim, a Teoria da Relatividade Restrita, passou a Teoria da Relatividade Geral e, durante um breve período, o físico alemão passeou pela existência com a certeza de que tinha o cosmos todo muito bem explicadinho.

Lamentavelmente para ele, as observações de Edwin Hubble, uns anos depois, demonstraram que o Universo está, na verdade, em expansão. Leia-se: as galáxias estão constantemente a afastar-se umas das outras. Daqui resultou que o fenómeno de repulsão se tornava desnecessário. O bom do Albert retirou rapidamente a constante cosmológica da equação, reconhecendo o erro e prosseguindo como se nada fosse.

Não sabia o sábio que errando, acertava.

As recentes medições da velocidade das estrelas que explodem a grandes distâncias, permitem concluir que estas se encontram não apenas em afastamento, como também em aceleração, sendo por isso e muito provavelmente impulsionadas por uma desconhecida força da natureza.

Por outro lado, a análise do comportamento quântico das partículas, permite-nos hoje saber que o vazio cósmico na verdade não existe, porque é preenchido pelo campo quântico e está a abarrotar de possibilidades entre a matéria e a anti-matéria, quadrilhões de partículas positivas e negativas que passam a vida a surgir e a desaparecer, aniquilando-se mutuamente.

 

 

Essa força enigmática imanente no universo afinal existe. A física contemporânea voltou a chamar-lhe Constante Cosmológica. E o instinto de Einstein, no caso, mais que a sua ciência, permanece lendário.

 

Erro #04 . O Condensado de Bose-Einstein ou os deuses devem estar loucos.

Na segunda vintena do século XX, Einstein interessou-se imenso pelo trabalho do senhor Satyendra Nath Bose, que se dedicava a estudar a mecânica estatística dos fotões e o abrandamento dos átomos por meio de arrefecimento. Com base nestes cálculos, Einstein especulou que, se conseguíssemos arrefecer os átomos bosónicos até temperaturas muito baixas estes entrariam em colapso, ao ponto de atingirem o mais baixo estado quântico possível, do que resultaria uma nova forma de matéria.

A conversa, convenhamos, era de tom alquímico o bastante para ficar por ali sossegada, no pântano especulativo que divide a física da metafísica (mais ou menos como a questão da fissão a frio, mas ao contrário).

 

 

Ora, acontece que, setenta anos mais tarde, Eric Cornell, Carl Wieman e Wolfgang Ketterle (tudo gente Nobel) conseguiram levar a teoria doida do mago Albert à prática. Utilizando uma técnica maluca de arrefecimento a laser (!), estes senhores lá arranjaram maneira de baixar a temperatura de um sistema quântico a níveis completamente insanos. Gelada a este ponto, é claro que a matéria entrou em delirius tremens para se transformar em algo de muito estranho. E assim, podemos dizer que, na última década do século XX, a ciência humana descobriu um novo género de Coisa. Porque é verdade.

 

 

O Condensado de Bose-Einstein é uma fase da matéria formada por bosões (partículas de spin inteiro) sujeitos a uma temperatura muito próxima do zero absoluto (para além dos -460º). Nestas condições, registam-se algumas excentricidades como a fluidez espontânea* e a tendência que uma grande fracção de átomos exibe para atingir o mais baixo estado quântico, fenómeno quase religioso que nos permite observar os efeitos quânticos à escala macroscópica (!).

 

 

Mas há mais magia negra nisto: como os bosões têm um spin inteiro, não estão sujeitos ao Princípio da Exclusão de Pauli**, e assim sendo dá-se o seguinte milagre: as partículas trocam de identidade, fundem-se umas nas outras, ocupam as mesmas posições em simultâneo ou estão em vários lugares ao mesmo tempo. Nesta dimensão bizarra das coisas, o dom da ubiquidade é de rotina, a invisibilidade uma brincadeira de crianças e o conceito de individualidade não faz qualquer sentido: as partículas deixam simplesmente de ser singulares e formam de facto um todo de possibilidades interactuantes. É uma verdadeira loucura.

 

 

Ora, não deixa de ser irónico que Einstein, um feroz inimigo de todas as ideias que pudessem levar a ciência pelo perigoso caminho da incerteza, tenha mais uma vez acertado no alvo, mesmo que fosse contra a sua vontade. Talvez intuísse a possibilidade (muito do seu agrado) de trazer o campo quântico para o laboratório da macrofísica, mas a hipótese é remota. Porque se é verdade que os seus cálculos percebiam bem que algo de substancialmente novo podia surgir do bosão, o sábio estava provavelmente a milhas de antecipar a confusão em que se estava a meter. Caso contrário teria rapidamente lançado os preciosos manuscritos para a fogueira do seu descontentamento: que aborrecimento, que chatice, que nada, isto de não saber tudo.

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* Se um sistema está a uma temperatura tão baixa que esteja no seu estado energético mínimo, não é possível reduzir a sua energia, nem sequer por atrito.

** Princípio da Mecânica quântica formulado em 1925 que estipula que duas partículas de spin semi-inteiro (tais como o electrão, o protão e o neutrão) não podem ocupar o mesmo estado quântico simultaneamente.

*** Quando um átomo é retido numa região específica do espaço a sua distribuição de velocidade possui necessariamente uma certa largura mínima.

 

Erro #05 . Porque é que a história não se repete?

Porque raio é que o passado é sempre diferente do futuro (e vice-versa)? Desde Heraclito que o bom senso no diz que não nos podemos banhar duas vezes no mesmo rio, na medida auto-evidente de que as águas do primeiro banho não são as águas do segundo, mas a verdade é que a física sempre teve uma enorme dificuldade em demonstrar esse facto trivial e empírico. Isto, até que a cosmóloga portuguesa Marina Cortês, do Observatório Real de Edimburgo e do Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa, em colaboração com o físico teórico norte-americano Lee Smolin, do Instituto Perimeter, viraram o espaço-tempo newton-einsteiniano ao contrário para explicar, num trabalho que ganhou em 2015 o Prémio Buchalter de Cosmologia, porque é que as coisas são como são e não de outra maneira, aproveitando também para aproximar, no processo, os desavindos universos da macrofísica e da mecânica quântica.

E nada melhor que as palavras de Marina Cortês, em duas entrevistas ao Público, para uma boa síntese do trabalho:

“Queremos descobrir por que é que o tempo está sempre a avançar e nunca recua. É uma pergunta muito razoável. O Universo no seu conjunto evolui de uma forma que é irreversível.
A física é a única ciência em que todas as leis funcionam tanto para a frente como para trás, porque as nossas equações não incluem a direcção do tempo e essa é uma das razões por que é tão difícil desenvolver uma teoria da gravidade quântica, que é o Santo Graal da física.
Na física tradicional, quarks e electrões são partículas fundamentais no sentido em que não se podem dividir em partes mais pequenas. Ora, se usássemos uma lupa para ver o espaço-tempo de muito – muito – perto, veríamos que é feito de elementos (que nós chamamos eventos no nosso artigo) que não são nem espaço nem tempo. Portanto, o espaço-tempo pode ser ainda dividido em partes mais pequenas.
Estes eventos fundamentais do Universo são instantes de tempo. Tal como um relógio faz tique-taque, podemos imaginar que o tempo é uma máquina que produz instantes, um após o outro, após o outro… Cada instante é um desses eventos. E o que nós dizemos é que não é possível usar uma lupa para decompor os instantes de tempo em partes mais pequenas. São a coisa mais simples que existe e são a parte mais importante do Universo. E tudo o que nós vemos e observamos é feito destes instantes de tempo.”

Esta atomização do tempo – e consequente despromoção do espaço para a categoria da ilusão – pode resolver alguns problemas fundamentais aos físicos teóricos contemporâneos. É elegante, faz sentido e confirma, com belíssimas equações, um conselho de amigo: nunca tentes voltar àquele sítio onde foste feliz.

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Pdf do paper premiado aqui: The Universe as a Process of Unique Events – Cornell University Library

 

 

Erro #06 . “Spooky action at a distance”

Einstein nunca acreditou nas propriedades fantasmáticas do mundo subatómico, apesar delas se manifestarem nos seus próprios e seminais cálculos. Mais uma vez, o génio acertava e errava em simultâneo. Ao contrário da questão da Constante Cosmológica, desta vez eram os cálculos que estavam certos e a intuição que errava.

O fenómeno de entanglement das partículas (uma partícula aqui pode alterar e altera o comportamento de outra partícula acolá), é conhecido desde os anos 30 do século XX, mas a experiência definitiva chegou apenas em 2015. Um estudo liderado por Ronald Hanson, da Universidade de Tecnologia Delft e publicado pela Nature demonstra inequivocamente que 2 partículas afastadas e isoladas fisicamente uma da outra (sem loopholes) interagem loucamente. Sem que se perceba bem porquê. E era disso que Einstein não gostava. Chamava ao fenómeno “spooky action at a distance”. Na sua arrogância de mago, Einstein não gostava mesmo nada de fenómenos que acontecem sem que se perceba bem porquê. E a mecânica quântica, claro, irritava-o deveras, porque o comportamento das partículas é mesmo muito difícil de perceber.

É que, para além de se influenciarem mutuamente por mecanismos tão remotos como enigmáticos, duas partículas podem até partilhar a mesma identidade:

 

 

Acresce que em 2018, duas equipas lideradas por Simon Gröblacher, da mesma universidade holandesa, e por Mika Sillanpää, da Universidade de Aalto, na Finlândia, conseguiram criar objectos de escala não quântica que manifestam entanglement. Estes dispositivos, pensados no contexto da criação de uma Internet regida pela mecânica quântica, estão quase no limite do que a tecnologia óptica humana consegue captar, transportando a fenomenologia ondulatória para fora do seu âmbito sub-atómico e transcendendo largamente aquilo que a imaginação e a perplexidade de Einstein podia alcançar.

 

Epílogo . Não há génio sem senão.

 

 

Prémio Nobel da Física de 1921 e um dos grande génios da história da humanidade, Albert Einstein é um príncipe no reino da assertividade teórica. E será por certo o mais influente físico na história da disciplina, depois de Newton. Mas é verdade que também errou deveras. E apesar de alguns dos seus mais flagrantes equívocos terem acabado por levar a ciência por bons caminhos (Albert é justamente célebre também por isso), importa ter consciência de que se trata de uma figura que é hoje tão venerada como controversa. E que nas suas elegantes equações permanece o vírus da incerteza e a sombra do preconceito. Não será por acaso que o físico alemão acabou os seus dias isolado da comunidade académica, por causa da irredutibilidade das suas convicções, a escrevinhar febrilmente equações que já não faziam qualquer sentido, matemático ou teórico. Incrédulo sobre certas propriedades da matéria e em luta contra leis da natureza que se recusava a aceitar, Einstein estava já perdido no labirinto dos seus erros.

Lista (in)completa dos erros de Einstein:

1. Computer simulations based on the theory of relativity predict far more black holes than are observed.^[1] Indeed, it is doubtful whether black holes even exist, and the latest observation disproved the prediction.^[2]
2. “Quasars are disappearing” contrary to the theory of relativity, and astronomers simply “stopped looking” after finding more than ten examples of rapidly changing quasars that confound the theory with respect to black holes.^[3]
3. The orbital eccentricity of the Moon’s orbit is increasing, contrary to what Relativity predicts.^[4]
4. The Pioneer anomaly.
5. The Sun is a perfect sphere – “the solar flattening is … too small to agree with that predicted from its surface rotation.”^[5]
6. Quantum entanglement near the event horizon of a black hole – with one particle of the pair on one side, and other particle of the pair on the other side — defies the Theory of Relativity.^[6] Relativity is a mathematical theory that cannot permit any exceptions, just as arithmetic falls part if 2 times 2 is ever not equal to 4.
7. The speed of light in a vacuum is slower than expected — less than c — based on new data from a 25-year-old supernova.^[7]
8. “Celestial signals defy Einstein. Strange signals picked up from black holes and distant supernovae suggest there’s more to space-time than Einstein believed.”^[8]
9. A physics article published in 2014 states that “general relativity, which describes gravity at low energies precisely, break[s] down at high energies.”^[9]
10. Subatomic particles with mass have a speed observed to be as fast as the speed of light (“we are 100% sure that the speed of light is the speed of neutrinos”^[10]), which contradicts Relativity because the Lorentz factor is then infinite.^[11][12] Neutrinos were observed to travel at the speed of light by an independent experiment also: “Their neutrinos traveled at precisely the speed of light, not faster or slower.”^[13]
11. Anomalies in the locations of spacecraft that have flown by Earth (“flybys”). During the gravity assists from Earth, both the Galileo spacecraft and the Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR) spacecraft experienced a change in velocity different than that predicted by General Relativity.^[14][15]
12. Spiral galaxies confound Relativity, and unseen, nonexistent “dark matter” has been invented to try to retrofit observations to the theory.^[16] “Dark matter mysteriously missing around sun. Theories say neighborhood should be filled with it, but new study shows otherwise.”^[17]
13. The acceleration in the expansion of the universe confounds Relativity, and unseen “dark energy” has been invented to try to retrofit observations to the theory.
14. Increasingly precise measurements of the advance of the perihelion of Mercury show a shift greater than predicted by Relativity, well beyond the margin of error.^{[note 2]}
15. The discontinuity in momentum as velocity approaches “c” for infinitesimal mass, compared to the momentum of light.
16. The observed lack of curvature in overall space.^{[note 3]}
17. The universe shortly after its creation, when quantum effects dominated and contradicted Relativity.
18. The action-at-a-distance of quantum entanglement.^{[note 4]}
19. The failure to discover gravitons, despite spending hundreds of millions in taxpayer money in searching. While these tax dollars were not necessarily “wasted”, the lack of results indicate that scientists need to revisit their hypothesis.
20. Newly observed data reveal that the fine-structure constant, α (alpha), actually varies throughout the universe, demonstrating that all inertial frames of reference do not experience identical laws of physics as claimed by Relativity.^{[note 5]}
21. The double star “W13” weighs “40 times as much as the sun—more than enough to form a black hole. So why is it not a black hole? The only explanation [a leading scientist] can think of … does not make astrophysical sense.”^[20]
22. The inability of the theory to lead to other insights, contrary to every verified theory of physics.
23. The change in mass over time of standard kilograms preserved under ideal conditions.^[21]
24. The uniformity in temperature throughout the universe.^[22]
25. “According to Einstein’s view on the universe, space-time should be smooth and continuous” but observations instead show “inexplicable static” greater than “all artificial sources of” possible background noise.^[23]
26. “The snag is that in quantum mechanics, time retains its Newtonian aloofness, providing the stage against which matter dances but never being affected by its presence. These two [QM and Relativity] conceptions of time don’t gel.”^[24]
27. The theory predicts wormholes just as it predicts black holes, but wormholes violate causality and permit absurd time travel.^[25]
28. The theory predicts natural formation of highly ordered (and thus low entropy) black holes despite the increase in entropy required by the Second Law of Thermodynamics.^{[note 6]}
29. Data from the PSR B1913+16 increasingly diverge from predictions of the General Theory of Relativity such that, despite a Nobel Prize in Physics being awarded for early work on this pulsar, no data at all have been released about it for over five years.
30. The lack of useful devices developed based on any insights provided by the theory; no lives have been saved or helped, and the theory has not led to other useful theories and may have interfered with scientific progress.^{[note 7]} This stands in stark contrast with every verified theory of science.
31. Relativity requires different values for the inertial mass of a moving object: in its direction of motion, and perpendicular to that direction. This contradicts the logical principle that the laws of physics are the same in all directions.
32. Relativity requires that anything traveling at the speed of light must have mass zero, so it must have momentum zero. But the laws of electrodynamics require that light have nonzero momentum.
33. Unlike most well-tested fundamental physical theories, the theory of relativity violates conditions of a conservative field. Path independence, for example, is lacking under the theory of relativity, as in the “twin paradox” whereby the age of each twin under the theory is dependent on the path he traveled.^{[note 8]}
34. Based on Relativity, Einstein predicted in 1905 that clocks at the Earth’s equator would be slower than clocks at the North Pole, due to different velocities; in fact, all clocks at sea level measure time at the same rate, and Relativists made new assumptions about the Earth’s shape to justify this contradiction of the theory; they also make the implausible claim that relativistic effects from gravitation precisely offset the effects from differences in velocity.^[26]
35. The Twin Paradox: Consider twins who are separated with one traveling at a very high speed such that his “clock” (age) slows down, so that when he returns he has a younger age than the twin; this violates Relativity because both twins should expect the other to be younger, if motion is relative. Einstein himself admitted that this contradicts Relativity.^{[note 9]}
36. Despite a century of wasting billions of dollars in work on the theory, “No one knows how to solve completely the equations of general relativity that describe gravity; they are simply beyond current understanding.”^[27]
37. Experiments in electromagnetic induction contradict Relativity: “Einstein’s Relativity … can not explain the experiment in graph 2, in which moving magnetic field has not produced electric field.”^[28][29]
38. Relativity breaks down if a solenoid is traveling at or near the speed of light.^[30]
39. The Pauli Exclusion Principle states that no two electrons in a closed system can exist in the same quantum state and if one electron changes all others must compensate. As the universe is a closed system when one electron changes state so must all others, even if they are thousands of light years apart.^[31]
40. The recent findings of gravitational waves are actually just dust.^[32]