Quando mito e ciência se encontram

Muito do que é narrado nas tradições religiosas, como a estrela de Belém, é inspirado por eventos reais

No seu belíssimo "A Adoração dos Magos", o pintor renascentista italiano Giotto di Bondone reproduz a icônica visita dos reis magos à manjedoura onde está o bebê Jesus. Acima, vemos a estrela de Belém, representada como um cometa dourado. Giotto observou o cometa de Halley em 1301, o que influenciou sua obra de 1304.

O que ele não sabia é que o cometa havia aparecido também em 12 a.C.. A conexão que Giotto fez entre o cometa e a famosa estrela foi criticada por muitos, incluindo São Tomás de Aquino. (Quem estiver interessado em visões astronômicas de fim de mundo consulte o meu livro "O Fim da Terra e do Céu"). Cometas não brilham durante o dia, ele argumentou; fora isso, cometas são um mau agouro: "No sétimo dia todas as estrelas, tanto planetas quanto estrelas fixas, cairão dos céus com caudas em fogo, como cometas", escreveu.

A crença de que fenômenos celestes têm significado profético integra inúmeras culturas. Os céus, sendo a morada dos deuses (ou de Deus), espelham as intenções divinas, sejam elas boas ou más.

O grande astrônomo alemão Johannes Kepler, tentando justificar o evento bíblico em termos astronômicos, mostrou que Júpiter e Saturno sofreram três conjunções (estavam perto um do outro) no ano 7 a.C.. Ele imaginou que essas conjunções criassem uma nova, que seria o nascimento de uma estrela. (Hoje sabemos que o fenômeno nova ocorre quando uma estrela do tipo anã branca suga matéria de uma companheira a ponto de acumulá-la sobre sua superfície em altas densidades. O hidrogênio acumulado funde-se em hélio, criando uma nova, que brilha de 20 a cem dias).

Várias tentativas já foram feitas para se associar a estrela de Belém a um evento astronômico, nenhuma ainda conclusiva, se bem que muitas são sugestivas. Isso não tira a importância mítica do evento bíblico, mas mostra que muito do que é narrado nas tradições culturais e religiosas da humanidade é inspirado por eventos reais.

Outro exemplo curioso é o das renas voadoras, cuja origem já foi ligada aos efeitos de um cogumelo alucinógeno (capaz de causar delírios), o Amanita muscaria, que era, e presumivelmente ainda é, consumido em rituais xamânicos na Lapônia e em certas regiões da Sibéria. O cogumelo tem o aspecto que vemos nos contos de fada, vermelho com bolinhas brancas, e aparece frequentemente em lendas de várias culturas europeias. Entre os seus vários apelidos, meu favorito é "ovolo matto" (ovo louco), da região italiana de Trentino.

O etnobotânico Jonathan Ott chegou a especular que as cores do cogumelo inspiraram as da roupa do Papai Noel e que as renas davam a impressão de voar após ingerir o cogumelo e agir de forma descontrolada. Ou talvez os pastores e caçadores da Lapônia viam tais coisas após ingerir o cogumelo.

A cultura popular-religiosa ou não-é um rico repositório de experiências e narrativas, muitas vezes inspirada pelo que as pessoas veem (ou pensam que veem) e sentem (ou pensam que sentem). Se a ciência pode iluminar a origem dessas histórias, isso só adiciona à sua magia. Neste ano, pendurei um Amanita muscaria na árvore de Natal. A estrela, claro, já está no topo.

As quatro eras da astrobiologia

Somos já relacionados com outros seres extraterrestres, caso eles existam; toda vida vem da mesma fonte

Domingo passado, dei a palestra inaugural na Escola Avançada de Astrobiologia de São Paulo, um evento que reuniu cientistas de ponta e alunos de pós-graduação dos quatro cantos do planeta. Minha tarefa era ligar a cosmologia, que estuda a origem e a evolução do Universo, à astrobiologia, que se ocupa da origem da vida na Terra e da possibilidade de vida extraterrestre.

Como ponto de partida, é bom lembrar que nós, e qualquer outro tipo de vida que por acaso exista no Cosmo, somos produto da mesma física e química. Nisso, somos já relacionados com outros seres extraterrestres, caso existam. Toda vida vem da mesma fonte.

As criaturas vivas são aglomerados de moléculas capazes de criar cópias de si mesmos.

Como moléculas são coleções de átomos, e átomos são feitos de prótons, nêutrons e elétrons, a vida precisa, como ingredientes essenciais, das partículas de matéria que preenchem o Cosmo.

A primeira era foi, portanto, a era física, começando com a origem do Universo e se estendendo até a formação das primeiras estrelas algumas centenas de anos após o Big Bang. Foi nessa era que surgiram os elétrons, prótons e nêutrons que, primeiro, formaram os núcleos atômicos mais leves, isótopos de hidrogênio, de hélio e de lítio. Em torno de 400 mil anos após o Big Bang, prótons e elétrons combinaram-se para formar átomos de hidrogênio, os mais simples e abundantes do Universo. Esse átomos aglomeraram-se em nuvens gigantescas que, com a ajuda da gravidade, formaram as primeiras estrelas: enormes e de curta vida. Esses monstros estelares explodiram com tremenda violência, gerando os átomos que preenchem a Tabela Periódica, o carbono, o oxigênio, o nitrogênio e os outros ingredientes de todos os seres vivos. Aqui se inicia a segunda era, a era química.

Esses átomos espalharam-se pelo espaço interestelar, semeando as galáxias nascentes que, já no segundo bilhão de anos após o Big Bang, encheram o Cosmo. Nessas galáxias, o mesmo processo de vida e morte das estrelas foi se repetindo, e mais elementos químicos foram forjados. Junto a elas, nasceram planetas e suas luas. A diversidade de mundos é espantosa, cada qual semeado com sua dose de elementos químicos. Naqueles onde existe água líquida e uma química complexa, a vida pode ter surgido. Começou aqui a terceira era, a era biológica.

Sabemos que, em torno de 3,8 bilhões de anos atrás, a vida surgiu aqui na Terra, composta dos restos de estrelas que explodiram em nossa vizinhança cósmica. Possivelmente, ela surgiu também em outros lugares, tanto antes quanto depois de ter surgido aqui. A quarta era, que chamo de era cognitiva, é bem mais recente, começando há menos de meio milhão de anos na Terra. Pode ter começado um ou dois bilhões de anos antes daqui, mas não muito mais do que isso. A vida demora a evoluir de seres unicelulares a seres multicelulares e, destes, a seres inteligentes, se é que o faz. A diversidade da vida em um planeta depende de sua história. A vida que encontramos aqui só existe aqui. Mesmo se a vida for de fato comum no Cosmo, é pouco provável que a vida inteligente o seja. Deste modo, somos únicos no universo.

A 'partícula de deus' continua arredia

O bóson de Higgs é o elo perdido do modelo que descreve tudo o que sabemos sobre a matéria

A cada dia, aumentam as expectativas de que algo precisa acontecer no LHC (do inglês Large Hadron Collider, Grande Colisor de Hádrons), o gigantesco acelerador de partículas do Cern (Organização Europeia de Pesquisa Nuclear). Desenhado para encontrar, principalmente, uma partícula chamada "Higgs", em homenagem ao físico inglês Peter Higgs, que propôs sua existência, até o momento os experimentos não têm nada a mostrar.

Pelo contrário, os resultados parecem delimitar a massa da hipotética partícula a valores que contrariam muitos cálculos. Talvez a constituição da matéria seja mais estranha do que suspeitamos.

É conveniente falar da massa de partículas pesadas em unidades da massa do próton, o integrante principal do núcleo de todos os átomos. O limite atual da massa da partícula Higgs, anunciado no dia 18 de novembro passado, é menor do que a de 141 prótons, provavelmente em torno de 120 prótons. Se a Higgs existir, claro. Porque devemos sempre lembrar que físicos não ditam como funciona a natureza.

Uma partícula como Higgs ajudaria a compreensão de como outras partículas (como quarks e elétrons) têm as massas que têm, mas não significa que a Higgs existe.

Mas antes de continuarmos, um pequeno aparte sobre esse estranho apelido, "partícula de deus". Claro que uma partícula de matéria não tem nada a ver com Deus. "A Partícula de Deus" é o título do livro do prêmio Nobel Leon Lederman, diretor do laboratório americano Fermilab quando fiz meu pós-doutorado lá. O título foi sugerido pelo seu editor, que não gostou do título que ele havia proposto. Lederman queria chamar o livro de "The God Damned Particle" ("maldita partícula") porque ninguém consegue encontrá-la. Mas o editor achou que "The God Particle" venderia muito mais. Acho que ele tinha razão.

A Higgs é o elo perdido do Modelo Padrão, um conjunto de resultados que descrevem em detalhe tudo o que sabemos sobre as partículas que compõem a matéria e suas interações. Ele é um triunfo da física do século 20, reunindo décadas de grandes descobertas experimentais e teóricas. Sua precisão é tamanha ao descrever como as partículas interagem entre si que ninguém, ou quase ninguém, duvidava de que a Higgs, ou algo como ela, seria encontrada. A realidade, entretanto, é outra: não só a Higgs não apareceu, como, se existir, terá uma massa que não seria a mais "natural".

A busca por uma partícula tão elusiva é um excelente modelo de como a ciência funciona. Uma hipótese é proposta, prevendo a existência de uma nova entidade natural. Cálculos detalhados são feitos, tentando isolar as propriedades dessa entidade hipotética. Experimentos são montados para testar a hipótese, ou seja, para tentar encontrar a possível nova entidade. Em caso afirmativo, ótimo. Em caso negativo, há duas alternativas: ou a entidade não existe ou a hipótese deve ser refinada. Esse refinamento gera novas hipóteses que também precisam ser testadas.

Esse processo eventualmente leva a novas explicações de como a natureza funciona. Um resultado negativo muitas vezes abre caminhos inesperados, ampliando nosso conhecimento do Universo. Em ciência, crise leva ao novo.

O vazamento

Toda exploração nos limites do conhecimento envolve riscos enormes. A do pré-sal não será diferente

Aconteceu o primeiro desastre sério da história recente da exploração petrolífera da costa do Rio. Cheguei aqui nesta semana e fiquei horrorizado com as manchetes sobre o vazamento de óleo no campo de Frade, em poço explorado pela Chevron na bacia de Campos, a 370 quilômetros do continente.

O vazamento ocorre a uma profundidade de 1,2 km e, até quarta-feira, havia liberado, segundo a empresa, em torno de 2.500 barris após 15 dias. Existem disparidades entre o que a ANP (Agência Nacional de Petróleo), os observadores da ONG SkyTruth e os porta-vozes da Chevron andam dizendo.

Segundo a SkyTruth, o vazamento foi de cerca de 15 mil barris, muito superior ao declarado pela companhia. Enquanto a Chevron diz ter engajado 18 navios em rodízio para a limpeza da região, a Polícia Federal do Rio diz que havia apenas um. Para piorar, a empresa contratada para perfurar o poço, a Transocean, é a mesma que operava a plataforma Deepwater Horizon, responsável pelo maior vazamento da história americana, no golfo do México, no ano passado.

Consequentemente, a ANP suspendeu as atividades da Chevron no Brasil e negou à companhia a possibilidade de perfurar novo poço para explorar a camada do pré-sal. Com uma reserva estimada em 50 milhões de barris, o pré-sal é uma das maiores descobertas dos últimos 30 anos. Não é coincidência que, quando voo para o Rio hoje, noto que uma fração razoável dos passageiros trabalham para a indústria petrolífera e suas subsidiárias.

Com o aumento da população mundial e, consequentemente, do consumo de petróleo e seus derivados, fica cada vez mais difícil achar reservas de fácil exploração. Mas o pré-sal realmente bate todos os recordes. Com profundidade de 6 a 7 quilômetros da superfície e passando por uma camada de sal com espessura variando de 200 metros a 2 quilômetros, a extração será extremamente difícil, desafiando a tecnologia atual.

Desde que ouvi falar do pré-sal pela primeira vez, tenho tido pesadelos sobre a possibilidade concreta de desastres ecológicos de dimensões catastróficas, capazes de comprometer a costa do Brasil desde o Espirito Santo até Santa Catarina.

Ouvimos muito sobre a euforia da descoberta e sobre como é viável a extração do petróleo sob essas condições complicadas, mas muito pouco sobre medidas tomadas caso vazamentos ocorram, o que me parece inevitável. Toda exploração nos limites do conhecimento envolve riscos enormes. O pré-sal não será uma exceção para esse fato.

Enquanto outras economias debatem como ir além do uso de combustíveis fósseis, o Brasil, com sua vasta rede hidrelétrica e potencial solar e eólico, parece estar querendo ir para trás. Claro que todos querem os royalties que vêm da exploração do petróleo, sempre com a visão do lucro a curto prazo. Mas acidentes como esse, no campo de Frade, mostram os perigos da exploração desenfreada e sem medidas rígidas de controle.

O pré-sal pode vir a ser a galinha dos ovos de ouro do Brasil. Vale lembrar que, na fábula de Esopo, o dono da galinha, ganancioso e impaciente, acaba por matá-la para pegar os ovos que acreditava ter no ventre. E acaba sem nenhum.

O cérebro determina o que é real?

Estamos cercados de radiação eletromagnética que não vemos. O essencial é invisível aos olhos

Para que eu esteja escrevendo estas palavras, uma coreografia desconhecida organiza a ação coletiva de milhões de neurônios no meu cérebro: ideias emergem e são expressas em palavras, que datilografo no meu laptop graças à coordenação detalhada dos meus olhos e músculos. Algo está no comando, uma entidade que chamamos de "mente".

Segundo a neurociência moderna, nossa percepção do mundo é sintetizada em regiões diferentes do cérebro. O que chamamos corriqueiramente de "realidade" resulta da soma integrada de incontáveis estímulos coletados pelos cinco sentidos, captados no mundo exterior e transportados para nossas cabeças pelo sistema nervoso.

A cognição, a experiência concreta de existirmos aqui e agora, é uma fabricação de incontáveis reações químicas fluindo por bilhões de conexões sinápticas entre neurônios.

Eu sou e você é uma rede eletroquímica autossustentável, que se define através de sua atuação na malha de células biológicas que constituem o nosso corpo. Mas somos muito mais do que isso.

Somos todos diferentes, mesmo se feitos da mesma matéria-prima. A ciência moderna destituiu o velho dualismo cartesiano de matéria e alma em favor de um materialismo estrito. Hoje, afirmamos que o teatro do ser ocorre no cérebro e que o cérebro é uma rede de neurônios que se acendem e apagam como luzes numa árvore de Natal.

Ainda não temos ideia de como essa coreografia neuronal engendra a nossa sensação de existirmos como indivíduos. Vivemos nossas vidas convencidos de que a separação entre nós e o mundo à nossa volta é clara. Precisamos dela para construir uma visão objetiva da realidade que nos cerca.
No entanto, nossa percepção dessa realidade, na qual baseamos nossa sensação de existir como indivíduos, está longe de ser completa. Nossos sentidos capturam apenas uma pequena fração do que realmente ocorre à nossa volta. Trilhões de neutrinos vindos do coração do Sol atravessam nossos corpos a cada segundo.

Estamos cercados por radiação eletromagnética de todos os tipos-ondas de rádio, infravermelha, micro-ondas-sem nos dar conta disso. Sons escapam da nossa audição, grãos microscópicos de poeira e bactérias são invisíveis aos nossos olhos. Como disse a raposa ao Pequeno Príncipe: "O essencial é invisível aos olhos".

Nossos instrumentos em muito ampliam nossa visão, permitindo-nos "ver" o que escapa aos nossos sentidos. Mas a tecnologia tem limites, mesmo que esteja sempre avançando. Portanto, uma grande fração do que ocorre escapa e escapará à nossa detecção. O que sabemos sobre o mundo depende do que podemos medir e detectar.

Quem, então, pode determinar que sua sensação do real é a verdadeira? O indivíduo que percebe a realidade apenas com os sentidos? Ou o que amplifica sua visão com instrumentos diversos?

Obviamente, essas pessoas verão coisas diferentes. Se compararem o que chamam de realidade material, o conjunto das coisas que existem à sua volta, irão discordar completamente. Qual dos dois está certo? Eu proponho que nenhum está. Mas vamos ter de continuar essa conversa na semana que vem.

O que é o espaço?

O espaço vazio não existe: há um vácuo de flutuações de energia capazes de criar partículas de matéria

DE VEZ em quando é bom parar e refletir sobre coisas que pensamos ser triviais. Com frequência, descobrimos que o que tomamos como simples é bem mais complicado do que parece. Esse é o caso do conceito de espaço na física e na matemática.

Todo mundo tem uma noção intuitiva de espaço: é o que separa as coisas. Sem ele, tudo estaria embolado no mesmo lugar. Portanto, de acordo com essa definição, para entender o que é espaço implicitamente precisamos de outros objetos.

Obviamente, é difícil compreender o que é o espaço vazio, já que nesse caso não existem objetos distantes entre si. Mas conhecemos intuitivamente o seu significado: uma região sem qualquer matéria. Ou seja, para definirmos espaço, vazio ou não, precisamos de matéria.

Na matemática, espaço é uma construção abstrata, uma invenção para definir distâncias entre dois ou mais pontos ou entre dois ou mais objetos. É importante lembrar que espaço é uma invenção e que não tem, a princípio, uma existência física. Espaço não é uma coisa. Ou é?

Na física moderna, a história fica mais complicada e bem mais interessante. Para Newton, o criador das leis da mecânica e da gravidade, o espaço é uma espécie de palco onde se desdobra o drama da natureza. Os fenômenos ocorrem sem afetar o palco, que está lá apenas para permitir que objetos interajam entre si. Por exemplo, o Sol e a Terra ou você e uma cadeira. Com Einstein e a relatividade, tudo muda.

Einstein mostrou que o espaço não é inerte: ele responde à presença de matéria, sendo uma entidade plástica e não rígida como supôs Newton. Quando, no final do século 17, Newton explicou a atração gravitacional entre dois corpos, imaginou o espaço entre eles como sendo irrelevante. O que importava era a massa dos corpos e a distância entre eles. Para Newton, a gravidade age através do espaço, uma influência um tanto misteriosa que atua à distância: o Sol não precisa tocar na Terra para influenciá-la.

Einstein mudou isso, sugerindo que o espaço em torno de objetos é distorcido em proporção à sua massa e densidade. Quanto mais denso um corpo, maior sua atração gravitacional e maior a distorção que causa no espaço à sua volta. Para Einstein, o espaço deixou de ser apenas palco e virou ator também.

Mas mesmo para Einstein o espaço vazio ainda seria o espaço sem qualquer objeto material e, portanto, com geometria plana. Com a física quântica, houve uma nova mudança na compreensão do que seria o "vazio". No mundo dos átomos e das partículas subatômicas, tudo existe num estado de agitação constante: um elétron nunca para no mesmo lugar. Portanto, sempre haverá algum movimento.

Existe uma probabilidade de que mesmo no espaço vazio, uma flutuação de energia possa criar partículas de matéria. A física quântica permite uma violação temporária da conservação de energia.

Partículas podem aparecer do espaço vazio (ou vácuo), contanto que se desintegrem outra vez, numa dança constante de criação e destruição.

Ou seja, de acordo com a física quântica, o espaço vazio não existe. Há um vácuo pleno de flutuações de energia capazes de criar partículas de matéria, mesmo que por apenas alguns instantes. O espaço vira uma coisa que pode criar.

Dexter entre a ciência e a religião

Na série de TV, um mata em nome de Deus, e o outro, em nome da sua justiça pessoal; ambos estão errados

Imagino que muitos de vocês conheçam a popular série da Showtime chamada "Dexter", agora no seu sexto ano. Se não conhecem, não tem problema: aqui vai um resumo.

Imagine um assassino justiceiro, que mata apenas os criminosos. Na série, Dexter Morgan, representado pelo ator Michael Hall, é adorável, boa gente e trabalha como analista para a polícia de Miami. Sua especialidade é explorar os traços de sangue no local do crime, buscando pistas que levem ao assassino. Ele só mata suas vítimas após conferir que, de fato, são culpadas. O interessante da série é que você acaba torcendo por um assassino que ignora o sistema penal. Sua lógica é: quem assassina uma pessoa inocente merece morrer. Ponto.

A cada ano, Dexter confronta assassinos diversos, cada qual com suas características. A diferença é que Dexter conseguiu domar o seu "passageiro negro," o instinto assassino que o faz matar outros seres humanos. Se não o domou, conseguiu converter uma força destrutiva numa força positiva (que busca um senso de justiça).

Nesta temporada, Dexter, um ateu que baseia suas ações em decisões racionais, confronta pela primeira vez a fé e suas dúvidas. Os assassinos agem em nome de Deus, ou assim acreditam, recriando os eventos descritos no Apocalipse de João, último livro do Novo Testamento. O show é uma paródia dos inúmeros assassinatos em nome da religião, tema que discuti com Frei Betto no livro "Conversa sobre a Fé e a Ciência" (Ed. Agir, 2011).

Numa conversa entre Dexter e o irmão Sam, um ex-criminoso que virou pastor e que ajuda outros criminosos a encontrar o caminho do bem, a essência do confronto é esclarecida. Diz o irmão Sam: "Não posso provar para você que Deus existe. Mas a ciência não pode provar que Ele não existe". Ou seja, para os que têm fé, Deus só pode ser encontrado além do plano de ação da ciência, baseado numa metodologia dedutiva. Já um ateu reverteria o argumento dizendo: "Se você está tão certo de que Deus existe, então prove. Não vejo evidência".

No cerne do argumento encontramos uma incompatibilidade fundamental entre o discurso da ciência e os da fé. O irmão Sam já disse: para os que acreditam em presenças sobrenaturais no mundo, o discurso científico tem pouco a dizer sobre a existência de Deus. Eles tomam antibióticos e mandam e-mails com seus iPads, mas param por aí.

Seria de esperar que alguma espécie de coexistência pacífica pudesse ser encontrada, em que o crente e o descrente concordassem em não concordar. Se você acredita em Deus, vá em frente. Se não, vá em frente também. Infelizmente, as muitas questões nas quais a religião pode influenciar decisões políticas, educacionais e sociais não permitem essa coexistência inocente. A separação entre Igreja e Estado deveria tomar conta disso, mas, infelizmente, não é o caso.

Não sei o que vai ocorrer na série. Ao usar assassinos que são fanáticos religiosos, os autores estão tomando partido. Por outro lado, Dexter também é um assassino, mesmo se ateu. Um mata em nome de Deus, o outro em nome de uma justiça pessoal. Ambos estão errados. Espero que ao menos na TV algum meio-termo seja atingido. Ficaria decepcionado se Dexter virasse religioso.