As 4 lições científicas que Stephen Hawking nunca aprendeu
Stephen Hawking, há 11 anos, fez um voo em gravidade zero para experimentar a sensação de ausência de peso. Como disse Hawking, 'as pessoas não precisam ser limitadas por deficiências físicas, desde que não sejam deficientes em espírito.' (Jim Campbell/Aero-News Network)
Mesmo nossos heróis científicos não podem estar certos sobre tudo. Vamos aprender as lições que eles nunca aprenderam.
Na década de 1960, um jovem físico teórico chamado Stephen Hawking ganhou destaque como aluno de Roger Penrose. Aos 20 e poucos anos, ele havia provado vários teoremas importantes da Relatividade Geral e era uma estrela em ascensão quando a tragédia aconteceu: ele foi diagnosticado com esclerose lateral amiotrófica (ELA). À medida que seus músculos enfraqueciam e seu corpo o traía, ele notavelmente continuou e estendeu seu trabalho, realizando cálculos brilhantes e detalhados usando métodos que ele próprio inventou. À medida que se tornou dependente de uma cadeira de rodas para mobilidade e perdeu quase todo o controle motor, ele fez importantes desenvolvimentos na física do espaço-tempo e no campo dos buracos negros, como eles irradiam e decaem e se perdem ou conservam informações. Suas obras populares como Uma breve História do Tempo inspirou gerações de cientistas e entusiastas da ciência. No entanto, apesar de todas as suas realizações, houve algumas grandes lições científicas que ele morreu sem nunca aprender. Até nossos heróis ficam aquém da perfeição.
Os buracos negros não são objetos isolados no espaço, mas existem entre a matéria e a energia no Universo, galáxia e sistemas estelares onde residem. Eles crescem acumulando e devorando matéria e energia, mas também perdem energia ao longo do tempo devido ao processo concorrente da radiação Hawking. (Colaboração do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA)
Cientificamente, o que Hawking conseguiu foi notável. Ele fez mais na primeira década de sua carreira para aprofundar nosso conhecimento do Universo do que a maioria dos físicos consegue em toda a vida. Seus primeiros trabalhos se concentraram em teoremas de singularidade, descrevendo onde a física do Universo se decompõe na Relatividade Geral. Hawking demonstrou que essas condições eram fisicamente importantes, e não meras curiosidades matemáticas. Buracos negros e outros espaços-tempos singulares os continham; Hawking ajudou a categorizá-los e descrevê-los. Ele então abordou o horizonte de eventos, descrevendo sua área, temperatura e entropia, entre outras propriedades. Ele escreveu sobre o que aconteceu sob condições em que dois horizontes de eventos se fundiram. O mais famoso é que ele aplicou a teoria quântica de campos às condições em torno de um horizonte de eventos e descobriu que os buracos negros evaporam lentamente através de um processo que agora chamamos de radiação Hawking. Em meados da década de 1970, ele era um titã do campo da astrofísica.
A radiação Hawking é o que inevitavelmente resulta das previsões da física quântica no espaço-tempo curvo ao redor do horizonte de eventos de um buraco negro. Este diagrama mostra que é a energia de fora do horizonte de eventos que cria a radiação, o que significa que o buraco negro deve perder massa para compensar. (E. Siegel)
Ele também causou um impacto incrível na sociedade, popularizando seu trabalho e alguns aspectos esotéricos da física teórica. Perguntas como o que acontece quando você cai em um buraco negro? ou como o Universo nasceu? não eram do interesse do público em geral, mas Hawking provou que os céticos estavam errados, vendendo milhões de cópias de seus livros e mais tarde se tornando uma celebridade icônica por sua curiosidade e habilidades de comunicação. Ele demonstrou ser espirituoso, bem-humorado e otimista de várias maneiras, apesar de suas deficiências físicas e sua incapacidade de vocalizar seus pensamentos. À medida que seu corpo decaía ainda mais, sua mente permaneceu afiada e curiosa, e ele continuou recebendo estudantes e escrevendo artigos científicos. Ele foi até instrumental no desafio do balde de gelo viral , que ajudou a arrecadar dinheiro e conscientização para a pesquisa da ELA. Ele permaneceu ativo, apesar de sua saúde, até o dia em que morreu.
Dois anos atrás, Hawking estava entre a equipe de muitos luminares em ciência, comunicação científica, voos espaciais e indústria que se uniram para anunciar a nova iniciativa de exploração espacial do 'Breakthrough Starshot'. (Gary Gershoff/WireImage)
Seu trabalho, sua vida e suas contribuições científicas o tornaram uma inspiração para milhões em todo o mundo, inclusive para mim. Mas a combinação de suas conquistas e sua aflição com a ELA – combinada com sua fama meteórica – muitas vezes o tornava imune a críticas justificadas. Como resultado, ele passou décadas fazendo afirmações falsas, desatualizadas ou enganosas para a população em geral que prejudicaram permanentemente a compreensão pública da ciência. Ele alegou ter soluções para problemas que se desfaziam em um olhar superficial; ele proclamou o dia do juízo final para a humanidade repetidamente sem nenhuma evidência para apoiar tais afirmações; ele ignorou o bom trabalho feito por outros em seu próprio campo. Apesar de seus incríveis sucessos em várias áreas, existem algumas grandes lições científicas que ele nunca aprendeu. Aqui está sua chance de aprendê-los agora.
Em escalas de tempo suficientemente longas, os buracos negros encolhem e evaporam graças à radiação Hawking. É aí que ocorre a perda de informações, pois a radiação não contém mais as informações codificadas no horizonte. (Ilustração da NASA)
1.) Ainda não sabemos se os buracos negros destroem informações . Um buraco negro, em seu núcleo, pode ser completamente descrito por apenas três parâmetros: sua massa, seu momento angular e sua carga. este teorema sem cabelo parece em desacordo com o fato de que objetos que podem cair – como, digamos, um livro – contêm muito mais informações do que isso, e as leis da termodinâmica não nos permitem diminuir a informação (ou entropia) com o passar do tempo. Embora as informações dentro de um livro possam ser impressas no horizonte de eventos de um buraco negro, eventualmente esse buraco negro decairá em radiação puramente térmica: Radiação Hawking . O que isso significa para as informações do livro? Ela é conservada, de alguma forma, e emaranhada no pântano quântico de radiação que é emitida? Ou está perdido para sempre no abismo do buraco negro? Apesar das inúmeras afirmações grandiosas de Hawking, essa pergunta permanece sem resposta. O paradoxo da informação do buraco negro sobreviveu ao criador do paradoxo.
As estrelas e galáxias que vemos hoje nem sempre existiram, e quanto mais recuamos, mais próximo de uma aparente singularidade o Universo fica, mas há um limite para essa extrapolação. (NASA, ESA e A. Feild (STScI))
2.) O Big Bang não necessita de uma singularidade . Se o Universo está se expandindo e esfriando hoje, então deve ter sido mais quente, mais denso e menor no passado. Extrapole para trás o suficiente e você pode imaginar toda a matéria e energia do Universo sendo condensada em um único ponto: uma singularidade. Mas isso ignora completamente tudo o que aprendemos desde 1979 sobre as condições que configuraram o Big Bang. Ele ignora completamente a inflação cósmica, que nos diz que antes de você chegar a esse começo singular, o Universo foi descrito por um estado físico diferente , que pode não ter um início singular. O único teorema mostrar que um estado inflacionário não pode ser eterno no passado pode ser contornado de várias maneiras, o que significa que o Universo pode não ter começado de uma singularidade. Apesar de toda a conversa de Hawking sobre o que veio antes do início dos tempos, o Universo não nos obriga a acreditar que o próprio tempo necessariamente teve um começo.
Uma ilustração de um alienígena Europa Octo imaginado nadando para longe de uma rocha. Europa, uma lua que orbita o planeta Júpiter, é frequentemente considerada como o mundo candidato mais provável em nosso Sistema Solar além da Terra para abrigar vida. E embora possa ser potencialmente perigoso para os nossos, não é necessariamente por causa de intenções malévolas. (Lwp Comunicação / Flickr)
3.) Os humanos não estão condenados a serem destruídos por alienígenas, IA ou por nós mesmos . Embora seja importante ser cauteloso com as ações que tomamos como seres humanos, imaginar o pior resultado possível e louvá-lo como inevitável não é apenas fatalista, é má ciência. Claro, ser cauteloso sobre nossas ações e políticas é importante, mas certamente é igualmente importante ser humilde sobre as forças que ainda não entendemos e examinar honestamente todos os aspectos do que entendemos.
Alienígenas inteligentes podem ser hostis ou podem ver os humanos como formigas inconsequentes, mas há razões convincentes para acreditar que – se existirem – podem ser curiosos e pacíficos. Além disso, mesmo que sejam hostis, a humanidade pode sobreviver, assim como as formigas sobreviveram a nós. Mesmo com a poluição e o aquecimento global, é improvável que a humanidade seja extinta, e o maior perigo da IA. não é que os robôs se tornarão autoconscientes e tentarão nos matar, mas que um humano nefasto irá programá-los para se voltar contra nós. Cabe à humanidade traçar nosso próprio e ousado caminho no Universo diante da incerteza, para não deixar que nossos medos mais básicos sobre a aniquilação nos impeçam de nossas maiores ambições.
As partículas do Modelo Padrão e suas contrapartes supersimétricas. Esse espectro de partículas é uma consequência inevitável da unificação das quatro forças fundamentais no contexto da Teoria das Cordas, mas a supersimetria, a teoria das cordas e a presença de dimensões extras permanecem especulativas e sem qualquer evidência observacional. (Clara Davi)
4.) Seja humilde sobre suas próprias ideias especulativas e não comprovadas . Esta é uma armadilha que afligiu muitas das maiores mentes ao longo da história científica: apaixonar-se por suas próprias ideias científicas marginais tão completamente que você as divulga com a certeza normalmente reservada para teorias robustas, validadas e verificadas. A proposta sem limites de Hawking é especulativa e não comprovada, mas Hawking frequentemente (incluindo em Uma breve História do Tempo ) fala sobre isso com a mesma certeza com que falaria sobre buracos negros. Ideias como universos bebês , para teoria unificadora de tudo , e dimensões superiores podem ser comuns, mas carecem de evidências. Em muitos sentidos, eles permanecem não testados, enquanto em outros, a evidência que poderia apoiá-los não se materializou.
Isso nunca impediu Hawking de divulgá-los, para o desgosto de cientistas cuidadosos em todos os lugares. Ideias não comprovadas nunca devem ser um substituto para fatos legítimos, mas Hawking, em todos os livros que escreveu, nunca diz quando ele se desvia do confirmado e validado para este reino especulativo, particularmente no que diz respeito às suas próprias ideias. Para um insider, parece a definição de se vender: usar sua fama e influência para autopromoção, em vez de educar e elucidar o conhecimento da humanidade e os limites desse conhecimento.
Stephen Hawking, aos 73 anos (em 2015), com Richard Ovenden e Sir David Attenborough, na inauguração da Biblioteca Weston em Oxford.
Stephen Hawking era um titã da ciência, da comunicação científica e um símbolo duradouro do quanto alguém com deficiência poderia alcançar neste mundo. Suas realizações – particularmente seu trabalho científico das décadas de 1960 e 1970 – criaram áreas vibrantes de pesquisa que ainda florescem hoje. Suas palavras entusiasmaram e inspiraram milhões a aprender mais sobre o Universo, e seu impacto na sociedade foi maior do que qualquer comunicador de ciência desde Carl Sagan. No entanto, existem algumas lições simples e importantes, nos domínios da física e de ser um bom ser humano, que Hawking nunca aprendeu. Ele pertence às eras agora, mas tanto as lições que ele nos ensinou quanto as lições que ele deixou de aprender por si mesmo estão abertas a todos nós. Que possamos celebrá-lo da melhor maneira possível: aumentando nosso próprio conhecimento e curiosidade para viver uma vida melhor.
Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .
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