Nosso universo está sintonizado para a vida?

Nossos modelos atuais de cosmologia têm 29 constantes. Se algum fosse um pouco diferente, o cosmos poderia não ser um lugar tão amigável à vida.

A região de formação estelar S106, capturada aqui com o Telescópio Espacial Hubble, é apenas um dos inúmeros lugares em nosso universo onde estrelas, planetas e, possivelmente, vida estão se formando. Crédito: NASA, ESA e Hubble Heritage Team (STScI/AURA) 

Se qualquer uma das constantes fundamentais da natureza, como a velocidade da luz ou a força da gravidade, mudasse um pouco, então a vida como a conhecemos seria completamente impossível. Essa constatação levou alguns a argumentar que nosso universo é inteligentemente projetado, feito especialmente para nós. Mas um nível mais profundo de análise sobre a natureza das probabilidades cósmicas mostra que o universo não precisa ser projetado para favorecer a vida.

Constantes universais

Os modelos padrão atuais de física de partículas e cosmologia têm 29 constantes. Esses são números que devemos medir experimentalmente e conectar em nossas equações para fazer a física explicar tudo, desde a natureza da forte força nuclear dentro dos átomos até a expansão acelerada de todo o universo. Essas constantes incluem a velocidade da luz, a força da gravidade e o valor da carga elétrica do elétron, entre muitos outros números mais arcanos.

Em princípio, o universo poderia ter qualquer combinação de qualquer um desses parâmetros conhecidos. A velocidade da luz poderia ter sido mais rápida ou mais lenta, por exemplo, ou a carga elétrica do elétron poderia ter sido mais forte ou mais fraca. Como atualmente não sabemos de onde vêm essas constantes e por que elas têm os valores que têm, não temos razão para suspeitar que elas tenham esses valores por qualquer motivo específico.

A grande maioria das combinações desses valores são simplesmente incompatíveis com a vida como a conhecemos. Mudar a velocidade da luz ou a força da gravidade, por exemplo, impediria que estrelas se formassem. E sem estrelas, elementos pesados como carbono e oxigênio nunca apareceriam, e planetas como a Terra nunca se formariam.

Ao longo da costa

Podemos vislumbrar o espaço de todas as combinações e valores possíveis de constantes fundamentais como um vasto mar, com a gama de valores compatíveis com a vida como uma ilha dentro desse mar. Esperaríamos que a combinação de valores mais compatíveis com a vida ficasse no centro da ilha, e a "costa" da ilha representasse combinações de constantes fundamentais que são pouco compatíveis com a vida.

Ingenuamente, esperaríamos que esta ilha fosse incrivelmente pequena em comparação com o tamanho total do mar, e que o centro da ilha fosse ainda menor, representando apenas uma pequena alfinetada de possíveis combinações de valores que poderiam levar à vida como a conhecemos. Isso parece uma situação especialmente antinatural e ajustada, em que o universo parece ser projetado por alguma inteligência divina com o propósito expresso de permitir que a vida apareça.

Mas um artigo recente publicado na revista de pré-impressão arXiv aponta uma falha nesse raciocínio. Essa falha se baseia na natureza não intuitiva das probabilidades ao lidar com um grande número de combinações possíveis.

Quando imaginamos esse mar de possibilidades, é apenas uma superfície bidimensional, representando todas as combinações possíveis de duas das constantes fundamentais. Para três constantes, teríamos que imaginar um oceano, com comprimento, largura e profundidade, e a faixa de volumes compatíveis com a vida como uma bola flutuando no meio desse oceano.

A verdadeira extensão de possibilidades, no entanto, é um hiperespaço de 29 dimensões. A gama de combinações possíveis também é um volume de 29 dimensões vivendo dentro desse espaço. E este volume de 29 dimensões tem algumas propriedades muito estranhas, especialmente em sua superfície.

A casca de uma laranja ocupa apenas uma pequena fração de seu volume total – você descasca a laranja e fica com muitas frutas suculentas para desfrutar. Mas através de uma estranha peculiaridade da matemática conhecida como fenômeno da concentração de medida, a "pele" de uma laranja quadridimensional ocupa uma proporção maior de seu volume total. A pele de uma laranja de 29 dimensões ocupa quase todo o seu volume. Se você fosse descascar uma laranja de 29 dimensões, não teria quase nada restante.

Isso significa que, em nosso vasto volume hiperespacial de combinações possíveis de constantes fundamentais, nossa ilha de universos compatíveis com a vida é composta quase inteiramente pela linha costeira. Essa linha de costa representa as combinações de parâmetros que são pouco compatíveis com a vida.

Uma mudança de perspectiva

O resultado final desse argumento é que nosso universo não está afinado para a vida. Na verdade, é pouco compatível com a vida como a conhecemos. E qualquer universo com combinações escolhidas aleatoriamente de parâmetros fundamentais também será quase sempre pouco compatível. O universo não precisa ser especial ou afinado para que a vida apareça. Mas, por outro lado, a vida será extremamente rara em quase qualquer universo genérico, o que também pode explicar por que nosso cosmos não está aparentemente repleto de formas de vida. 

Em outras palavras, nosso universo não é tão especial assim. Mas dentro do nosso universo, a vida é.

Fonte: Astronomy.com