• Começa com um estrondo

Pergunte a Ethan: Como você pode argumentar com um criacionista da Terra jovem?

A ciência é para todos, mesmo para aqueles que possuem crenças fortemente arraigadas que parecem entrar em conflito com as melhores evidências disponíveis.

Principais conclusões

• De uma perspectiva científica, a evidência é esmagadoramente a favor de um Universo que começou há 13,8 bilhões de anos com o início do Big Bang quente.
• No entanto, muitos continuam a rejeitar essa conclusão, preferindo acreditar em um Universo com apenas 6.000 anos de idade, um sistema de crenças comumente referido como criacionismo da Terra jovem.
• O fato é, independentemente das crenças de qualquer um, que a ciência — tanto o corpo de conhecimento que nos trouxe quanto o próprio processo científico — é para todos.

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De uma perspectiva científica, algumas das maiores questões existenciais que intrigam os humanos desde o início da civilização finalmente foram respondidas. Desde que contamos histórias, nos perguntamos sobre questões como:

• O que é o Universo?
• De onde veio?
• Como chegou a ser como é hoje?
• E qual é o seu destino final, mesmo no futuro?

Durante os séculos 20 e 21, a ciência forneceu respostas robustamente satisfatórias a essas perguntas, com um conjunto de evidências esmagadoras apontando para a história cosmológica de consenso. Mas mesmo que o modelo cosmológico padrão seja amplamente aceito pelos cientistas, há muitos adeptos religiosos que rejeitam abertamente a noção de um Universo de 13,8 bilhões de anos que começou após um Big Bang quente.

O que, como cientista, você diria a essas pessoas? Isso é o que está sendo pedido essencialmente, de forma bastante provocativa, de um remetente pseudônimo que simplesmente atende por Bgb:

“O que se diz à ciência que nega cristãos fundamentalistas que insistem que o universo é apenas alguns milhares de anos com base no cálculo de gerações na Bíblia (ou outras razões)?”

Eu sempre disse e defendo que a ciência é para todos, independentemente do que você acredita, qual é sua formação ou qualquer outra característica ou história que você possa possuir. Isso inclui os criacionistas da Terra jovem. Se eles estivessem abertos para ouvir o que eu tinha a dizer, aqui está o que eu diria a eles.

A primeira visão com olhos humanos da Terra subindo sobre o membro da Lua. A descoberta da Terra a partir do espaço, com olhos humanos, continua sendo uma das conquistas mais emblemáticas da história de nossa espécie. A Apollo 8, que ocorreu em dezembro de 1968, foi uma das missões precursoras essenciais para um pouso bem-sucedido na Lua, que ocorreu pela primeira vez em 20 de julho de 1969. Observe que a cor azul da Terra se deve aos oceanos, não à atmosfera, e isso o planeta Terra neste momento continha todos os humanos, exceto os três que estavam a bordo da Apollo 8 na época.

1.) A ciência é para você .

Esta é a primeira – e sem dúvida, a mais importante – coisa que eu gostaria de impressionar em qualquer pessoa: que a ciência também é para você. Não importa o que você é, como você se identifica ou qual parte de você é mais importante para você, a ciência é tanto para você quanto para qualquer outra pessoa. Independentemente do seu:

• corrida,
• religião,
• país de origem,
• Gênero sexual,
• fluência no idioma,
• orientação sexual,

ou qualquer outro fator, propriedade ou característica que você usaria para se descrever, a ciência é para você.

Por que é que?

Porque a ciência, em sua essência, é simplesmente a investigação de nossa realidade física. Todos nós habitamos a mesma realidade; todos nós surgimos de dentro da mesma realidade; todos nós obedecemos às mesmas leis e regras pelas quais a natureza joga. Não há exceções a isso, nem para nenhum de nós, nem sob quaisquer condições ou circunstâncias que tenham sido investigadas, experimentadas, observadas ou medidas. Todos temos o direito de acreditar no que quisermos no que diz respeito ao propósito e significado, mas sempre que há questões que podem ser decididas por seus méritos científicos, a ciência é o fator decisivo.

Quando a quase totalidade é alcançada durante um eclipse lunar total, como o que ocorreu em 19 de novembro de 2021, é possível observar uma faixa azul oposta ao lado vermelho fora da totalidade. Isso é coloquialmente conhecido como o efeito 'Lanterna Japonesa' e surge devido à dispersão da luz de vários comprimentos de onda pela atmosfera da Terra.

Tomemos, por exemplo, a afirmação de que “ o céu é azul .” Você pode argumentar que o céu é vermelho (e às vezes é, como durante certos pores do sol), ou que o céu é amarelo (e às vezes é, como quando a fumaça do incêndio enche os céus), ou que o céu é cinza (e às vezes é, dependendo da cobertura de nuvens), mas quando se trata de um dia claro e ensolarado, “o céu é azul” é uma afirmação cientificamente verdadeira.

Como nós sabemos?

Porque podemos testá-lo. Podemos estudar a luz que chega do céu de forma quantitativa, medindo suas propriedades e fazendo (e respondendo) perguntas-chave como:

• quanta luz chega,
• que energia possui a luz que chega,
• como essa energia é distribuída pelas várias cores,
• e como isso se relaciona com a propriedade de partículas de luz individuais – fótons – e as propriedades físicas (como comprimento de onda) que elas possuem?

Quando o fazemos, descobrimos que, embora a luz de todos os comprimentos de onda chegue dos céus, as “cores mais azuis” chegam preferencialmente em maior abundância do que as “cores mais vermelhas”, dando aos céus sua tonalidade azulada.

De altitudes muito altas nos céus pré-nascer ou pós-sol, um espectro de cores pode ser visto, causado pela dispersão da luz solar, várias vezes, pela atmosfera. A luz direta, de perto do horizonte, avermelha tremendamente, enquanto longe do Sol, a luz indireta só aparece em azul.

2.) A ciência permite que você entenda o mecanismo pelo qual os sistemas fisicamente reais se comportam .

Se você estivesse cientificamente curioso, talvez não quisesse apenas saber “o céu é azul?” Mas você também pode querer entender a explicação subjacente e ser capaz de responder à pergunta “por que razão o céu é azul?” É aqui que o poder da ciência realmente brilha.

Todo o Universo, até onde sabemos, é governado por um conjunto de leis físicas: regras que se aplicam a todos os sistemas físicos em todos os lugares no espaço e no tempo. A razão pela qual as estrelas – incluindo o nosso Sol – brilham como brilham é porque são quentes: essas bolas maciças de matéria produzem sua própria energia em seus núcleos através do processo de fusão nuclear. Essa energia, na forma de partículas energéticas e radiação, exerce uma pressão que neutraliza a força gravitacional, impedindo que as estrelas entrem em colapso gravitacional. Essa radiação salta dentro da estrela até atingir a fotosfera, ou o próprio membro da estrela, um processo que normalmente leva mais de 100.000 anos. Quando chega lá, é irradiado para fora, para o Universo.

A luz real do Sol (curva amarela, à esquerda) versus um corpo negro perfeito (em cinza), mostrando que o Sol é mais uma série de corpos negros devido à espessura de sua fotosfera; à direita está o corpo negro perfeito da CMB conforme medido pelo satélite COBE. Observe que as “barras de erro” à direita são surpreendentes 400 sigma; isso demonstra que o CMB não pode ser devido à luz das estrelas refletida.

As propriedades dessa radiação podem ser calculadas, mas dependem principalmente apenas da massa e do tamanho da estrela, que determinam a taxa de fusão nuclear no núcleo da estrela e a temperatura da superfície das várias camadas da fotosfera. A relação entre a temperatura, brilho e ionização de uma estrela tornou-se muito bem compreendida durante o século 20.

Quando essa luz chega à Terra – nosso planeta natal – ela encontra a atmosfera da Terra, composta principalmente de nitrogênio, oxigênio, vapor de água, argônio, dióxido de carbono e alguns outros gases. As moléculas de ar que compõem a atmosfera da Terra são pequenas, mas o comprimento de onda da luz solar também é pequeno, o que significa que a luz e essas moléculas interagem umas com as outras.

Comprimentos de onda de luz mais curtos (mais azuis) são menores e mais próximos em tamanho das moléculas que compõem a atmosfera da Terra. Comprimentos de onda mais longos (mais vermelhos) são maiores e mais distantes em tamanho dessas moléculas atmosféricas. Como resultado, a luz mais azul se espalha mais facilmente, sendo lançada em todas as direções. A luz mais vermelha é mais difícil de espalhar, pois se move principalmente em linha reta. É por isso que o céu, particularmente em direções distantes de onde o Sol está posicionado diretamente, parece azul, mas durante o pôr do sol, o Sol parece vermelho, pois essa luz azul se dispersa.

A combinação de um céu azul, escuro no alto, mais claro perto do horizonte, juntamente com um sol avermelhado no nascer ou no pôr do sol, pode ser explicada cientificamente, juntamente com a cor azul dos oceanos como um fenômeno independente. A chave é que a atmosfera dispersa a luz azul preferencialmente, enquanto deixa a luz vermelha relativamente inalterada.

3.) A ciência fornece um método para dados mensuráveis/observáveis, não suas noções preconcebidas, para levá-lo a uma conclusão responsável .

Havia muitas outras opções – e ouvi muitas delas ao longo da minha vida – que também poderiam explicar por que o céu é azul. O oceano, por exemplo, também é azul , e alguns disseram que o céu é azul porque o céu reflete os oceanos. Um professor de química (!) uma vez me explicou que nossa atmosfera é 21% de oxigênio, e o oxigênio é um gás azul claro e, portanto, os céus da Terra também são azuis. Mas nenhuma dessas opções explica com sucesso os céus azuis da Terra; a dispersão da luz pelas moléculas é, em vez disso, a culpada.

É verdade que o oceano é azul, mas é azul porque quando a luz do sol atravessa a água, as moléculas de água líquida absorvem diferentes comprimentos de onda (ou seja, cores) de luz com diferentes eficiências. A água absorve mais facilmente a luz visível infravermelha, ultravioleta e vermelha; se você mergulhar até mesmo em profundidades rasas, água e os objetos nela, começarão a parecer azuis. Desça para profundidades mais profundas e você verá que as cores laranja também são absorvidas. Em profundidades ainda mais profundas, os amarelos, verdes e violetas são absorvidos. De todas as cores da luz visível, a água é menos bem sucedida na absorção da luz azul. É por isso que os oceanos parecem azuis, mesmo do espaço.

Se você descer em um corpo de água e apenas permitir que seus arredores sejam iluminados pela luz solar natural de cima, descobrirá que tudo assume um tom azulado, pois a luz vermelha é a primeira a ter seus comprimentos de onda totalmente absorvidos.

O oxigênio, por sua vez, é um gás completamente incolor. É parcialmente verdade que é de cor azul, porque se você pressurizar e/ou resfriar o oxigênio o suficiente, ele pode entrar na fase líquida ou sólida e, em ambos os estados da matéria, o oxigênio realmente é azul. Mas como um gás, não tem cor inerente. Outros gases sim, lembre-se: Urano é azul porque o metano em sua atmosfera absorve a luz vermelha, mas reflete a luz azul. Netuno também é azul por causa de seu metano atmosférico, mas sua menor quantidade de neblinas em comparação com Urano lhe dá um tom azul mais escuro.

A coisa maravilhosa de ter uma explicação científica para um processo é que, uma vez que você entenda como um processo funciona, você pode aplicar esse entendimento a outros sistemas físicos. Você poderia prever que haveria regiões de céu azul disponíveis fora do cone de sombra de um eclipse solar total. Você poderia prever que a Lua ficaria vermelha durante um eclipse lunar, pois a luz vermelha do Sol ainda seria filtrada pela atmosfera da Terra, mas a luz azul seria dispersada. E você poderia prever que a luz brilhante através de um material azul e opalescente iluminaria a cor azul, mas essa luz laranja/vermelha seria transmitida através dele. Sem surpresa, todas essas previsões são confirmadas pela observação.

Alguns materiais opalescentes, como o mostrado aqui, têm propriedades de espalhamento Rayleigh semelhantes à atmosfera. Com a luz branca iluminando esta pedra do canto superior direito, a própria pedra espalha a luz azul, mas permite que a luz laranja/vermelha passe preferencialmente sem ser detida.

4.) A ciência lhe dá as mesmas respostas, repetidas vezes, independentemente de qual método você use para chegar à resposta .

Esta é a principal razão pela qual a ciência é uma ferramenta tão poderosa: porque quando você faz à natureza as perguntas certas da maneira certa sobre si mesma, ela revela seus segredos para nós. Se todo o nosso conhecimento científico fosse de alguma forma eliminado amanhã – todo ele, incluindo todos os dados já coletados e registrados sobre todos os fenômenos que ocorreram em nosso planeta e além – poderíamos começar de novo. Seguindo o processo da ciência, fazendo perguntas sobre o mundo e interrogando o mundo sobre as respostas por meio de observação, medição e experimento, chegaríamos rapidamente à mesma história científica que temos hoje.

Esse é o notável poder da ciência e o poder do processo científico de autocorreção. A ciência é um empreendimento empírico: os dados que coletamos informam as perguntas que fazemos; as perguntas que fazemos nos fornecem dados relevantes; os dados adicionais nos permitem tirar conclusões replicáveis ​​sobre as questões iniciais; e lenta mas seguramente, construímos um quadro consistente e coerente que explica uma ampla variedade de fenômenos todos sob o mesmo guarda-chuva. Quanto mais bem-sucedida for uma teoria ou modelo em explicar fenômenos observáveis ​​sob uma ampla gama de condições, maior será a validade científica dessa teoria ou modelo.

Uma história visual do Universo em expansão inclui o estado quente e denso conhecido como Big Bang e o crescimento e formação da estrutura subsequente. O conjunto completo de dados, incluindo as observações dos elementos de luz e do fundo cósmico de micro-ondas, deixa apenas o Big Bang como uma explicação válida para tudo o que vemos. A previsão de um fundo de neutrinos cósmicos foi uma das últimas grandes previsões não confirmadas do Big Bang, e agora foi validada por meio de dois métodos independentes, embora indiretos.

Provavelmente foi um exercício inofensivo, para você, passar por isso usando o exemplo de que “o céu é azul”. É aí que a ciência é fácil: quando concorda com nossa intuição de como as coisas devem funcionar, e quando não ofende nossas sensibilidades, quando se alinha com nosso senso comum e nossa experiência comum e, talvez o mais importante, quando não entra em conflito com o que percebemos ser nossa identidade central.

Sua identidade central provavelmente não está envolvida na cor do céu da Terra, e provavelmente também não está envolvida com a explicação por trás desse fenômeno. Se fosse, a linha de raciocínio acima provavelmente o ofenderia muito e faria com que você encontrasse algum motivo para rejeitar a evidência apresentada, mesmo que não haja nenhum argumento científico e lógico contra isso.

Algumas pessoas, no entanto, têm suas identidades centrais desafiadas por uma descoberta científica. Muitos são incapazes de aceitar as leis da relatividade, pois a noção de que espaço e tempo não são entidades absolutas é simplesmente inaceitável para eles. Outros não podem aceitar a natureza indeterminada da física quântica: que coisas como localizações e trajetórias de partículas não são determinadas objetivamente até que uma medição seja feita. E ainda outros rejeitam:

• o quente Big Bang,
• a ciência da geologia e da geofísica,
• ou a teoria biológica da evolução,

tudo com base em que rejeitam o próprio processo da ciência em determinar as respostas às questões de nossas origens: cósmicas, planetárias ou biológicas.

Medir o tempo e a distância (à esquerda de “hoje”) pode informar como o Universo evoluirá e acelerará/desacelerará no futuro. Ao vincular a taxa de expansão ao conteúdo de matéria e energia do Universo e medir a taxa de expansão, podemos chegar a uma estimativa da quantidade de tempo que se passou desde o início do Big Bang quente.

Meu conselho para você, se você é uma dessas pessoas, é considerar a seguinte questão.

Se você não soubesse, de antemão, a resposta para uma pergunta que você pode fazer, que pergunta(s) você faria ao Universo para que ele lhe revelasse a resposta?

É isso que você deveria estar se perguntando. Se você se pergunta se a Terra é plana, pense nas perguntas decisivas que você pode fazer – e depois saia e teste – para fornecer as respostas para você. Se você se pergunta se os humanos já pousaram na Lua, você pode pensar em como alguém testaria a ideia e depois coletar as evidências críticas que resolvem o problema.

Viaje pelo Universo com o astrofísico Ethan Siegel. Os assinantes receberão a newsletter todos os sábados. Todos a bordo!

E se você quiser saber há quanto tempo os seres humanos estão na Terra, há quanto tempo a Terra existe, quantos anos tem o Sistema Solar ou há quanto tempo o Universo (presente, observável) existe, você pode aprender a perguntar ao perguntas relevantes que revelarão as respostas. Como cientista, meu objetivo ao falar com alguém não é convencê-lo de que as verdades científicas que passei a vida estudando são, de fato, as melhores respostas que temos hoje, embora as veja como a mais próxima da realidade que temos. consegui reunir. Em vez disso, meu objetivo é convencê-lo a isso, se você quiser saber a resposta para uma pergunta que pode ser respondida olhando para o mundo ou o próprio universo, é exatamente assim que você deve tentar descobrir!

Envie suas perguntas Ask Ethan para beginwithabang no gmail ponto com !

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