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19 de maio de 2015

Aprofunda-se o mistério da matéria escura (em direção ao universo invisível)

Fig. 1 Imagem da APOD/Nasa mostrando a distribuição de matéria escura (machas azuis) em uma pequena região do céu localizada a "apenas" 3,4 bilhões de anos-luz de distância. Esta imagem, obtida a partir do desvio da luz sobre as estruturas de fundo, é considerada a melhor "prova" da existência da matéria escura. De forma simples, a luz dos objetos de fundo é desviada por um excesso de gravidade que não pode ser contabilizado pelo que é visível na imagem. Há uma força de atração (gravidade) apontando para uma região "vazia" (em azul), região que estaria preenchida por um tipo de matéria invisível. Ver (8) para mais detalhes.
Para os que se interessam pelos últimos acontecimentos de fronteira em pesquisa da física e da cosmologia, os recentes estudos sobre a chamada "matéria escura" (1) são realmente empolgantes. Embora pareça moderno, o assunto em si remonta à década de 1930, quando o astrônomo F. Zwicky (1898-1978) corretamente apontou que o excesso de velocidade observado em galáxias distantes é explicável pela existência de um tipo de matéria invisível que ele chamou de "dunkle materie" ou matéria escura. O termo se inspirou no fato de que boa parte da massa não podia ser observada - ou não estava associada ao que emite luz. A designação tornou-se inapropriada com o tempo, pois não foi possível encontrar nada transparente e atrativo o suficiente para causar o fenômeno. Trata-se verdadeiramente de matéria invisível, que não pode ser sentida como a "matéria normal". 

Vamos aqui apresentar um pequeno resumo do status do conhecimento presente, das tendências recentes de explicação e as consequências de algumas delas para nosso conhecimento (inclusive espírita).  

Breve resumo do conhecimento atual

Segundo Alexandre F. da Fonseca, existem mais de 31 mil artigos sobre o tópico "matéria escura" no Web of Science, de forma que é bastante difícil orientar-se no assunto sem algum tipo de filtragem. Para tanto,  é conveniente dividi-lo em duas grandes abordagens:

1) Conhecimento empírico: são inúmeras as provas da existência da matéria escura que começam a se acumular, ainda que observada em grandes estruturas no Universo (2, 3). A começar pelo artigo original de Zwicky (4), quando um tipo de matéria invisível foi proposta como sendo responsável pelo excesso de velocidade observada em estrelas nas galáxias. Embora a matéria escura possa ser observada a grandes distâncias, parecem falhar todas as tentativas de detectá-la próxima ao sol (5), o que aumenta ainda mais o mistério porque, se acredita, que essa matéria deveria preencher uniformemente o espaço de forma que o próprio sistema solar estaria "embebido" nela. Já existem, entretanto, evidências diretas da existência desse novo tipo de matéria (8); 

2) Conhecimento teórico: do lado teórico, existe outra divisão. A existência de perturbação no movimento de corpos celestes sempre pode ser explicada seja alterando a força responsável por esse movimento ou admitindo que existam outros corpos nas vizinhanças que causem perturbação na força gravitacional. Isso foi o que aconteceu com a descoberta de Netuno. No caso da matéria escura, a explicação logo evoluiu para duas escolas teóricas: uma que explica a existência da matéria escura como um tipo invisível de matéria (e que dá origem a desdobramentos em física de partículas) e outra que postulou uma mudança na própria lei de gravitação. Em uma de suas variedades, existe a chamada "dinâmica newtoniana modificada" ou, em inglês, MOND (Modified Newtonian Dynamics, (6). Atualmente existe um debate entre os proponentes de MOND e os defensores da matéria escura. O mainstream científico é claramente favorável à matéria escura e não à modificação da gravidade em resumo por duas razões:
i) Postular um novo tipo de matéria estaria mais de acordo com a chamada "navalha de Occam", que sugere que explicações mais simples devem ser favorecidas. A explicação mais "complicada" aqui corresponderia a modificar toda a física (lei da gravidade);
ii) Aplicações recentes da dinâmica modificada em alguns objetos celestes exigem a existência de matéria escura, ou seja, MOND não é capaz de explicar completamente o que se observa no céu.
É simples entender. O chamado aglomerado "Bullet" (8, ver Fig. 1) parece indicar que a força de atração está dirigida para uma região vazia no espaço. Essa região é vazia porque a luz dos objetos de fundo podem ser vistos através dela, o que indica que a densidade de matéria ordinária (mesmo que opaca porque não é iluminada) não é suficiente para explicar o fenômeno de mudança da direção da luz observado. Esse excesso se deve à presença de um tipo de matéria invisível. Outras estruturas semelhantes form detectadas (7), como a recente descoberta potencial de uma possível "galáxia invisível" (9).

Na categoria das explicações teóricas também estão propostas de física de partículas. Diz-se que a matéria escura seria formada por um tipo de partícula invisível "simples", que preencheria o espaço e que interagiria de forma fraca com a matéria ordinária (os chamados "WIMPs" - Weakly Interactive Massive Particles ou partículas massivas fracamente interagentes). Por causa disso, um experimento muito sensível foi montado em um laboratório subterrâneo (10), o chamado detector LUX que, até o presente  momento foi incapaz de detectar qualquer evento. Segundo análises mais detalhadas, os resultados desse experimento sepultam esperanças em detectar a causa da matéria escura como um elemento abundante no sistema solar. Esse resultado negativo fez crescer a suspeita de que a matéria escura seria um tipo de matéria invisível ainda mais complexa que sua prima visível e que se encontra ausente de nossas vizinhanças. Em um trabalho teórico recente (11) podemos ler:
Ainda assim, confrontado com a riqueza da física do mundo visível em torno de nós, é tentador imaginar que o mundo escuro seria igualmente complexo, cheio de estruturas, forças e matéria que é invisível para nós. Podemos esperar que todo um novo setor do Universo se abra a nós tão rico como o nosso próprio. 
Ao invés de se acreditar que os 21% de matéria escura seriam algo "sem estrutura" ou "simples", começam a aparecer os que defendem uma nova revolução na física, a de que nosso tipo de matéria ordinária é uma exceção e que um novo universo invisível está para ser desvendado.

Fig. 2 Distribuição de tipos de "matéria" existente no universo conhecido. A "nossa matéria" corresponde apenas a 4% do que seria observável. Cerca de 21% é considerado "matéria invisível. Fonte: http://chandra.harvard.edu/
Consequências da existência da matéria escura na forma "complexa"

Se a matéria escura como diz a ref. (11) pode formar átomos (12), moléculas e "estrelas escuras", "planetas escuros", "radiação escura" (14) etc, então estamos diante da maior revolução de todos os tempos, com consequências incríveis para a realidade dos "mundos habitados". Isso porque potencialmente seria possível a existência de "vida escura", ou seja, vida invisível, com seres habitando um universo separado do nosso fisicamente (mas não espacialmente). 

O espírito tem muitas propriedades distintas mas, certamente, a gravidade não é uma delas. Portanto, não se deve confundir esse universo material invisível com o plano espiritual - como seria tentador fazer e como alguns espiritualistas começam a acreditar. De fato, o espírito habita em um "universo paralelo", inacessível aos nossos sentidos e interage de forma desconhecida com nossa matéria. Já a matéria escura tem peso (é atraída para junto de corpos materiais) ou seja, exerce uma força conhecida sobre a matéria ordinária, a gravitação. Portanto, a matéria escura, como o nome diz, é um tipo de matéria que interage de alguma forma com sua prima ordinária tendo em comum com o espírito a invisibilidade.

A comprovação da existência de matéria invisível (Fig. 2) representa epistemologicamente uma revolução ainda maior do que a ideia de Copérnico ou a evolução de Darwin. Ela mostra que o Universo em que vivemos pode guardar segredos inimagináveis e que nossos mais avançados métodos de investigação são impotentes para desvendar esses mistérios. A existência da matéria escura está caracterizando uma crise na cosmologia (13) que prenuncia uma outra crise mais grave, de natureza epistemológica. Se boa parte do Universo é feita de coisas invisíveis (Fig. 2) como será possível fazer ciência? Se esse universo é cheio de detalhes e estruturas, como seria possível observá-lo? Teria a ciência da matéria atingido a fronteira onde apenas evidências indiretas existirão dessas novas substâncias, impossibilitando o desenvolvimento científico futuro no mesmo nível daquele conseguido com a matéria visível?

Creio que os fenômenos espíritas prenunciaram essa revolução de forma semelhante. O que seria ainda mais inimaginável é que coisas  invisíveis e indiretamente detectáveis haveriam de se manifestar com igual força tão longe de nós, nas grandes estruturas do Universo.

Referências e notas

(1) http://edition.cnn.com/2014/09/20/tech/innovation/dark-matter-experiment-data/
(2) Clowe, D., Bradač, M., Gonzalez, A. H., Markevitch, M., Randall, S. W., Jones, C., & Zaritsky, D. (2006). A direct empirical proof of the existence of dark matter. The Astrophysical Journal Letters, 648(2), L109
(3) Spergel, D. N., & Steinhardt, P. J. (2000). Observational evidence for self-interacting cold dark matter. Physical Review Letters, 84(17), 3760.
(4) Zwicky, F. (1937), "On the Masses of Nebulae and of Clusters of Nebulae", Astrophysical Journal 86: 217
(5) Pitjev, N. P., & Pitjeva, E. V. (2013). Constraints on dark matter in the solar system. Astronomy Letters, 39(3), 141-149.
(6) Sanders, R. H., & McGaugh, S. S. (2002). Modified Newtonian dynamics as an alternative to dark matter. arXiv preprint astro-ph/0204521.
(7) A palavra "detectada" é melhor do que "observada" aqui pois a matéria escura só pode ser inferida a partir de seus efeitos, ou seja, de forma indireta.
(8) Clowe, D., Randall, S. W., & Markevitch, M. (2006). Catching a bullet: direct evidence for the existence of dark matter. arXiv preprint astro-ph/0611496.
(9) Minchin, R., Davies, J., Disney, M., Grossi, M., Sabatini, S., Boyce, P. & Van Driel, W. (2007). 21 cm Synthesis Observations of VIRGOHI 21—A Possible Dark Galaxy in the Virgo Cluster. The Astrophysical Journal, 670(2), 1056.
(10) Ou  Large Underground Xenon dark matter experimentVer: http://lux.brown.edu/LUX_dark_matter/Home.html
(11) Fan, J., Katz, A., Randall, L., & Reece, M. (2013). Double-disk dark matter. Physics of the Dark Universe, 2(3), 139-156.
(12) Kaplan, D. E., Krnjaic, G. Z., Rehermann, K. R., & Wells, C. M. (2010). Atomic dark matter. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2010(05), 021.
(13) http://aeon.co/magazine/science/has-cosmology-run-into-a-creative-crisis/ 
(14) Ackerman, L., Buckley, M. R., Carroll, S. M., & Kamionkowski, M. (2009). Dark matter and dark radiation. Physical Review D, 79(2), 023519.

8 de março de 2015

A questão da encarnação em diferentes mundos: um novo tipo de matéria?

Fig. 1 Lista de potenciais planetas habitáveis recém descobertos. Referência (1)

"Nós, Espíritos, só podemos responder de acordo 
com o grau de adiantamento em que vos achais. 
Quer dizer que não devemos revelar estas 
coisas a todos, porque nem todos estão em estado 
de compreendê-las e semelhante revelação 
os perturbaria." 
(Resposta à questão 182 em "O Livro dos Espíritos")

A principal obra lançada por Allan Kardec foi "O Livro dos Espíritos" (LE). É nesse livro que encontramos um capítulo inteiro (o Cap. IV) destinado à introdução e detalhamento da "pluralidade de existências", que tem como princípio auxiliar outra pluralidade, a dos "mundos habitados". Não é possível compreender o princípio da reencarnação sem assumir que existem muitos mundos no Universo. Descobertas recentes (ver Fig. 1) - dentro do que permite a capacidade técnica atual - tem revelado um número grande de novos planetas (chamados "exoplanetas"), tornando realidade o que havia sido amplamente afirmado pelos Espíritos no LE.

Neste post propomos um estudo da seção "Encarnação nos diferentes mundos" e chamamos a atenção, em particular, para a resposta da questão #181. Há várias motivações para esse estudo. Um deles é o fato de que evidências tangíveis e públicas da existência de vida extraterrestre ainda não existem. Isso é perturbador porque, dada o tamanho do Universo (e mesmo considerando as dimensões envolvidas), as chances de que apenas a Terra abrigue vida é estatisticamente irrelevante.  Isso está representado no famoso "Paradoxo de Fermi". Outras motivações se encontram no conhecimento do próprio LE: a lei da reencarnação seria universal, o que levanta a questão sobre como se daria esse fenômeno em diferentes mundos, dada a necessidade de matéria para acompanhar o Espírito em sua jornada evolutiva.

Compreensivelmente esse é um assunto difícil, onde é muito fácil fazer especulações e chegar a conclusões erradas na tentativa de se detalhar respostas. Aqui apenas comentamos alguns trechos do Cap. IV do LE e usamos a própria lógica interna e relação entre os princípios para tirar algumas conclusões gerais. É importante o leitor atentar para o caráter avançado das revelações contidas no Cap. IV, já que, na época de Kardec, a existência de mundos habitados era considerada uma questão meramente especulativa.

A seção sobre a encarnação nos diferentes mundos.

Essa seção do LE vai da questão 172 até 188. Da questão 172 até 180, Kardec está interessado em obter mais detalhes sobre como a validade geral da leis das múltiplas existências estendida para os muitos mundos do universo.  É explicado nessa parte que:
  • As diversas existências corporais não ocorrem todas na Terra. Portanto, elas não se processariam todas em um mesmo "globo", haveria possibilidade de migração dos Espíritos entre diferentes mundos;
  • A razão para que as múltiplas existências não ocorram todas em um mesmo mundo;
  • O que o Espírito leva consigo quando faz a migração entre diferentes mundos.
Embora a possibilidade de migração para diferentes mundos seja algo considerado "fantástico" para a maioria das pessoas, é importante entender que não se trata de uma "migração física". Da mesma forma que um Espírito pode ocupar diferentes corpos em várias encarnações, não haveria impedimento para que a encarnação ocorresse em diferentes mundos. É uma conclusão tirada a partir dos princípios assumidos, que são muito simples. Confusões e especulações sobre como se daria essa migração (a questão das distâncias imensas entre os mundos, diferenças de densidade, presença do vácuo interestelar etc) surgem por se tomar um elemento por outro, por se considerar como equivalentes "matéria" e "espírito". 

Em particular, o Espírito não precisa levar do mundo anterior o seu corpo anterior. Para isso, ele faz uso dos "elementos" já presentes no novo mundo. Devemos examinar com atenção a questão # 181. Por sua importância, reproduzimos integralmente a pergunta e a resposta:
181. Os seres que habitam os diferentes mundos tem corpos semelhantes aos nossos?
É fora de dúvida que têm corpos, porque o Espírito precisa estar revestido de matéria para atuar sobre a matéria. Esse envoltório, porém, é mais ou menos material, conforme o grau de pureza que chegaram os Espíritos. É isso o que assinala a diferença entre os mundos que temos de percorrer, porquanto muitas moradas há na casa de nosso Pai, sendo, conseguintemente, de muitos graus essas moradas. Alguns o sabem e desse fato têm consciência na Terra: com outros, no entanto, o mesmo não se dá. Grifo nosso, para versão em original em francês, ver (2).
Em primeiro lugar, invoca-se na resposta a necessidade do envoltório material para propiciar a encarnação. Espírito, perispírito e corpo material são três ingredientes gerais que entram na composição de um "encarnado" com descrito pelos princípios do LE. A pergunta feita por Kardec usa a palavra "corpo". Assim, na questão 181 reproduzida acima, não se está a falar do perispírito. Portanto, a resposta afirma que é possível existir "corpos menos materiais" do que o nosso, e que isso é imposto pela existência de uma escala de progresso (pureza) dos Espíritos. Além disso, a resposta caracteriza a diferença entre os mundos muito mais do que simplesmente pelo estado físico deles, é uma diferença entre "densidades".

Muito além do que comentamos acima, essa resposta leva uma conclusão muito mais importante: a de que a matéria pode ser encontrada em diferentes graus de "densidade" - não se trata aqui da densidade ordinária da física ou da química. Existiria, portanto, um tipo de matéria invisível, não acessível aos nossos sentidos ordinários (e nem a dispositivos ou equipamentos que usam esses sentidos).  

Kardec tenta então obter mais detalhes sobre como seria o estado físico e moral desses diferentes mundos, que é a questão #182. Somos então surpreendidos pela resposta, que já reproduzimos na introdução desse post:
Nós, Espíritos, só podemos responder de acordo com o grau de adiantamento em que vos achais. Quer dizer que não devemos revelar estas coisas a todos, porque nem todos estão em estado de compreendê-las e semelhante revelação os perturbaria. Grifo do autor. Original em francês: (3).
Ora, isso soa como uma maneira polida de se negar uma resposta! O que haveria ainda a ser revelado sobre a existência desse novo "elemento material"? Que a questão 181 não trada do perispírito pode ser apreciada ao se ler as questões  # 186 e # 187:
186. Haverá mundos onde o Espírito, deixando de revestir corpos materiais, só tenha por envoltório o perispírito?
Há e mesmo esse envoltório se torna tão etéreo que para vós é como se não existisse. esse o estado dos Espíritos puros.

187. A substância do perispírito é a mesma em todos os mundos?
Não; é mais ou menos etérea. Passando de um mundo a outros, o Espírito se reveste da matéria própria desse outro, operando-se, porém, essa mudança com a rapidez do relâmpago. Originais em francês: ver (4).
Dentro da lógica interna dos princípios do LE, se um encarnado é formado por três elementos, espírito, perispírito e matéria, então é preciso detalhar como se processa essa mudança em cada um desses elementos ao se migrar de um mundo a outro. Por isso temos questões diferentes para cada um deles. A resposta parte do princípio da existência de uma escala de aperfeiçoamento (pureza) que determina o grau de "densidade" para cada outro componente dele dependente: corpo e perispírito seriam adaptados a esse aperfeiçoamento. Vale a pena ler ainda a subquestão da 186 que afirma não haver "saltos" entre os estágios de aperfeiçoamento, esses se dariam de forma contínua.

Fig. 2 Distribuição de tipos de "matéria" existente no universo conhecido. A "nossa matéria" corresponde apenas a 4% do que seria observável. Cerca de 21% é considerado "matéria invisível. Fonte: http://chandra.harvard.edu/
Um apêndice especulativo

A questão da existência de variedades de matéria que seriam inacessíveis aos nossos sentidos é um assunto fascinante. Isso porque, tal "inacessibilidade" até certo grau pode se manifestar. Não seria possível que alguma propriedade da matéria não mudasse ao se passar de uma "densidade" a outra?

Não há como deixar de fazer aqui um paralelo com as descobertas recentes em cosmologia, sobre a existência da "matéria escura" (dark matter) (5), Fig. 2. Já em 1933 se percebeu que o movimento de estrelas em outras galáxias e da matéria visível era discrepante com a quantidade inferida de matéria a partir desse movimento. Havia algo faltando que não pode ser explicado com base nas leis de Newton. Hoje, sabe-se que existem diversos tipos de "matéria", a nossa é chamada "bariônica", sendo que mais de 95% do que existe no Universo é feito de matéria "não-bariônica" e é totalmente invisível (Fi.g 2). Essa matéria apenas "interage" com nossa matéria ordinária por meio da gravidade: portanto, a matéria invisível tem peso.

O debate atual procura saber qual seria a origem dessa matéria. É crença geral de que é preciso primeiro seguir o caminho da física de partículas. A matéria escura seria um tipo de partícula exótica ainda não descoberta, que "preencheria" o espaço e seria responsável por essa gravidade excedente. Entretanto, todos os esforços para se achar tal partícula falharam absolutamente em décadas de pesquisa. Em particular o experimento LUX (6) montou um dos mais sensíveis dispositivos para se detectar partículas desse tipo e não deu resultado algum. Isso abre caminho para que outras trilhas teóricas sejam percorridas, como a da existência de outras dimensões no Universo. 

Há considerável grau de especulação ao se tentar correlacionar esses temas de pesquisa com a revelação de outros tipos de matéria como feita na questão 181 do LE. Seria a "matéria escura" a ponta de uma imensa cadeia de descobertas de outros tipos de matéria que compõem os diferentes mundos "invisíveis" de que falam os Espíritos? Não sabemos. É certo, porém, que um caminho já foi aberto.

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Referências

181. Les êtres qui habitent les différents mondes ont-ils des corps semblables aux nôtres ?
Sans doute ils ont des corps, parce qu'il faut bien que l'Esprit soit revêtu de matière pour agir sur la matière ; mais cette enveloppe est plus ou moins matérielle selon le degré de pureté où sont arrivés les Esprits, et c'est ce qui fait la différence des mondes que nous devons parcourir ; car il y a plusieurs demeures chez notre Père et pour lors plusieurs degrés. Les uns le savent et en ont conscience sur cette terre, et d'autres ne sont nullement de même.
(3) Ver: http://associationspiritualistedecambrai.asso-web.com/uploaded/PDF/le-livre-des-esprits.pdf
182. Pouvons-nous connaître exactement l'état physique et moral des différents mondes ?
Nous, Esprits, nous ne pouvons répondre que suivant le degré dans lequel vous êtes ; c'est-à-dire que nous ne devons pas révéler ces choses à tous, parce que tous ne sont pas en état de les comprendre et cela les troublerait.
186. Y a-t-il des mondes où l'Esprit, cessant d'habiter un corps matériel, n'a plus pourenveloppe que le périsprit ?
Oui, et cette enveloppe même devient tellement éthérée, que pour vous c'est comme si ellen'existait pas ; c'est alors l'état des purs Esprits. 
187. La substance du périsprit est-elle la même dans tous les globes ?
Non ; elle est plus ou moins éthérée. En passant d'un monde à l'autre, l'Esprit se revêt de la matière propre de chacun ; c'est d'aussi peu de durée que l'éclair.
(5) Interessante o uso do termo "escura" para se designar esse tipo novo de matéria. De fato, "escuro" pode levar a se imaginar essa matéria como algo opaco ou que bloqueie a vista do que está além dela. Mas, isso não é verdade: ela é de fato "invisível".

(6) http://lux.brown.edu/LUX_dark_matter/Experiment.html