Todo o universo numa fórmula? As novas teorias para explicar “isto tudo”

E se o Universo, da mais ínfima partícula subatómica à maior das galáxias, fosse uma única e complexa rede neuronal, capaz de processar dados, reconhecer padrões, aprender e evoluir, tal qual um supersistema de Inteligência Artificial? Em agosto de 2020, Vitaly Vanchurin, cosmólogo teórico russo e professor associado da Universidade do Minnesota, nos Estados Unidos da América, defendeu precisamente esta ideia no estudo O Mundo como Uma Rede Neuronal.

A imagem de um Morpheus de óculos escuros, gabardina de cabedal e mão estendida, em que repousam dois comprimidos que encerram a escolha entre o despertar para a realidade e a vida na doce ilusão (no filme Matrix), terá ganhado forma na mente dos leitores mais apaixonados por clássicos de ficção científica, mas o próprio Vanchurin assegurou à VISÃO que não acredita que vivamos numa simulação. “Tudo o que eu mostrei foi que o Universo pode, muito bem, ser descrito exatamente com as mesmas equações que descrevem a dinâmica de aprendizagem das redes neuronais.”

As redes neuronais são sistemas computacionais, cujo funcionamento se inspira no cérebro humano. Formadas por nós, funcionam como os neurónios e utilizam algoritmos, são capazes de reconhecer padrões escondidos e correlações entre dados brutos, de agrupá-los, classificá-los e, com o tempo, aprender e melhorar continuamente.

Busca Encontrar uma teoria que explique o momento em que todas as forças eram apenas uma é algo que tem desafiado o conhecimento e a perseverança de físicos e cosmólogos, desde o início do século XX

O estudo, publicado na plataforma Arxiv e a aguardar revisão e avaliação dos pares, pretende explicar a natureza do Universo de uma forma unificada, reduzindo a separação existente entre Física Quântica – usada para estudar o que se passa a uma escala muito reduzida, como o comportamento de partículas subatómicas – e Física Clássica, aplicada a dimensões muito maiores, como a atração gravitacional entre galáxias afastadas por milhares de milhares de milhões de quilómetros. As ideias de Vanchurin apresentam-se, assim, como a mais recente proposta da Teoria do Tudo, o santo graal da Física que tenta unificar as quatro forças fundamentais da Natureza (eletromagnética, gravitacional, nuclear forte e nuclear fraca). A teoria é revolucionária, e a polémica sobre a mesma ainda vai no adro.

“O título promete mais do que dá ou, por outras palavras, acaba por ser uma metáfora. Além disso, hoje já ninguém publica sozinho, não estamos no tempo de Einstein, e as ideias de um autor devem ser confrontadas com as de outros antes de serem publicadas”, alerta o físico, professor universitário e ensaísta Carlos Fiolhais.

Da mesma opinião é Ricardo Barrué, físico e investigador no Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas (LIP), em Lisboa. Apesar de considerar a proposta um “exercício de Física teórica bastante interessante”, o investigador admite que esta exige condições tão específicas para poder ser descrita pela mecânica quântica ou pela relatividade geral que acaba por perder possibilidades enquanto Teoria do Tudo que, “como o nome indica, não deve ser uma teoria do específico”.

E existe ainda a questão da consciência. Se o Universo é um sistema neuronal, organizado como um supercérebro, então onde está a consciência de cada ser? Se Vanchurin vê a consciência como a maior ou menor capacidade de um subsistema – seja ele um humano ou uma pedra – aprender o meio onde se encontra, o neurocientista António Damásio relembra que “a consciência alargada que hoje temos daquilo que se passa à nossa volta consiste numa extensão da consciência primordial aplicada a tudo o que podemos percecionar, a tudo sobre o qual podemos pensar”, algo que, como aponta Barrué, uma pedra não conseguirá absolutamente fazer.

Poucos meses antes de Vanchurin, em abril de 2020, havia sido a vez de Stephen Wolfram, antigo membro da academia que se reinventou como empresário de sucesso, apresentar aquele que definiu como um “caminho para a teoria fundamental da Física”. O investigador modelou a realidade em redes de pontos, que obedecem a determinadas regras, e o objetivo era deixar que fosse o computador a criar mais redes e a tentar perceber se em alguma delas surgiria uma Teoria do Tudo.

“Não é trilhar um caminho já percorrido por outros e apresentar alternativas, mas jogar todas as probabilidades e esperar para ver se vai acontecer alguma coisa”, diz Ricardo Barrué, numa crítica que vai ao encontro das opiniões internacionais que têm considerado a tese simplista, com pouco fundamento teórico e egocêntrica.

A crítica que une ambas as teses, “brincadeiras matemáticas de base computacional”, nas palavras de Fiolhais, é que nenhuma delas é passível de ser provada no mundo real. “Como, enquanto experimentalista, eu vou perceber se o mundo é realmente uma rede neuronal ou um gráfico computacional? Neste caso, torna-se muito difícil avançar”, lamenta também Ricardo Barrué.

Partícula de Deus?
A dificuldade na verificação foi, desde sempre, um dos maiores obstáculos às Teorias do Tudo, a receita com a qual, no fundo, se cozinharia tudo o que existe. Retroceder até ao Big Bang, o início do espaço e do tempo, e encontrar uma teoria que explicasse o momento em que todas as forças eram apenas uma é algo que tem desafiado o conhecimento e a perseverança de físicos e cosmólogos, desde o início do século XX.

Steven Weinberg, Sheldon Glashow e Abdus Salam conseguiram unir, em 1967, a força eletromagnética à força nuclear fraca (tendo ganhado os três o prémio Nobel da Física por esse trabalho) e, atualmente, uni-las à força nuclear forte já não parece algo completamente impossível. O grande mistério que permanece é a força da gravidade. É que, se as três primeiras são estudadas pela mecânica quântica, que analisa o movimento de partículas a uma escala muito reduzida, a gravidade “vem numa escala completamente oposta, porque é regida pela Teoria da Relatividade Geral, que descreve a interação, através da gravidade, de dois corpos que estão muito longe, como planetas e galáxias”, explica Ricardo Barrué.

Matematicamente, podem até criar-se novos mundos, mas, como sublinha Carlos Fiolhais, ‘a Física não serve para descrever outros mundos, mas este em que vivemos’

A solução que tem atraído mais gente e consumido mais recursos intelectuais é a Teoria das Cordas, inteiramente quântica e relativamente complicada que, segundo Carlos Fiolhais, “tem coisas a mais”. Ou seja: descreve novas partículas e considera um espaço a 11 dimensões que “são coisas que nós não temos possibilidade nenhuma de comprovar, porque são energias às quais não temos acesso”, diz o físico. De facto, matematicamente podem até criar-se novos mundos, mas, como sublinha Fiolhais, “a Física não serve para descrever outros mundos, mas este em que vivemos”.

Será que, na busca pelo princípio dos tempos, tropeçaremos na prova matemática de que Deus existe? “As pessoas podem chamar-lhe ‘equação de Deus’ se assim o desejarem, mas eu não acredito que seja necessário”, afirma Vitaly Vanchurin. Segundo o cosmólogo, “se a aprendizagem acabasse por se revelar supervisionada, então isso apoiaria o criacionismo, mas se não for, apoiaria a evolução”.

Para o Henrique Leitão, prémio Pessoa, não se levanta sequer a questão. “As descrições científicas do mundo não têm qualquer incidência sobre o modo como o cristianismo vê e entende Deus. Se o mundo começou com o Big Bang, se o Universo está em expansão ou em contração, nada disto afeta grandemente a conceção cristã de Deus”, explica o também presidente do Departamento de História e Filosofia da Ciência da Universidade de Lisboa, que considera, ainda assim, o desejo de tentar fazer teorias matemáticas que expliquem a realidade em todas as suas escalas “um ideal científico excelente”.

Já Carlos Fiolhais defende que o mundo funciona segundo leis naturais e que ninguém garante sequer que haja ou não uma teoria simples unificada de tudo. “Não é obrigatório”, afirma o investigador. “Não há ninguém que tenha feito o bolo. O Universo fez-se a si próprio, de acordo com determinadas regras, e nós, na Física, temos este projeto de tornar simples aquilo que é complicado”, conclui.

Teorias do Tudo

Conciliar as regras da Física Clássica com as da Física Quântica é o objetivo final destas teses

Teoria das Cordas
Existem várias versões desta teoria que propõe um Universo formado por cordas constituídas por pequenas partículas. O modo como as cordas oscilam é o que dá forma a todas as partículas, e, em escalas inferiores a um núcleo atómico, toda a matéria pode ser descrita pelos modos vibracionais destas pequenas cordas fechadas.

Teoria M
É uma evolução da Teoria das Cordas mas acrescenta os conceitos de supersimetria e de supergravidade, afirmando que tudo é formado por membranas e que o Universo flui através de 11 dimensões: três espaciais (altura, largura, comprimento), uma temporal e sete dimensões “dobradas”, a que são atribuídas outras propriedades, como massa e carga elétrica.

Teoria da Gravidade Quântica em Loop
Os conceitos de tempo e de espaço simplesmente não existem para esta teoria. O espaço é um campo e o tempo nasce dos processos desse mesmo campo. Logo, o Universo seria formado por campos quânticos que não viveriam no espaço-tempo, mas seriam eles o próprio espaço-tempo.

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