Princípio antrópico
O princípio antrópico, também conhecido como "efeito de seleção de observação", é a hipótese, proposta pela primeira vez em 1957 por Robert Dicke, de que a gama de possíveis observações que poderíamos fazer sobre o universo é limitada pelo fato de que as observações só poderiam acontecer em um universo capaz de desenvolver vida inteligente em primeiro lugar. Os proponentes do princípio antrópico argumentam que ele explica por que este universo tem a idade e as constantes físicas fundamentais necessárias para acomodar a vida consciente, pois se qualquer um deles fosse diferente, não estaríamos por perto para fazer observações. O raciocínio antrópico é frequentemente usado para lidar com a noção de que o universo parece estar bem ajustado para a existência da vida.
O princípio foi formulado como uma resposta a uma série de observações de que as leis da natureza e os parâmetros do universo assumem valores consistentes com as condições da vida como a conhecemos, em vez de um conjunto de valores que não seriam consistentes com a vida na Terra. O princípio antrópico afirma que isso é uma necessidade, porque se a vida fosse impossível, nenhuma entidade viva estaria lá para observá-la e, portanto, não seria conhecida. Ou seja, deve ser possível observar algum universo e, portanto, as leis e constantes de qualquer desses universos devem acomodar essa possibilidade. O termo antrópico em "princípio antrópico" tem sido argumentado como sendo um nome impróprio.[c] Ao destacar nosso tipo de vida baseada no carbono, nenhum dos fenômenos afinados requer vida humana ou algum tipo de chauvinismo do carbono [en]. Qualquer forma de vida ou qualquer forma de átomo pesado, pedra, estrela, ou galáxia serviria; nada especificamente humano ou antrópico está envolvido.
Complexidade Irredutível Complexidade especificada Universo bem afinado Designer inteligente Realismo teísta Criacionismo Tedeísmo Cronologia Discovery Institute Center for Science and Culture Estratégia da cunha Análise Crítica da Evolução Ensine a Controvérsia Design inteligente na política Kitzmiller v. Dover Area School District Judaísmo · Católica Romana Organizações científicas Em 1961, Robert Dicke observou que a idade do universo, vista por observadores vivos, não pode ser aleatória. Em vez disso, os fatores biológicos restringem o universo a estar mais ou menos em uma "era de ouro", nem muito jovem nem muito velho. Se o universo tivesse um décimo da idade atual, não haveria tempo suficiente para construir níveis apreciáveis de metalicidade (níveis de elementos além de hidrogênio e hélio), especialmente carbono, por nucleossíntese. Pequenos planetas rochosos ainda não existiriam. Se o universo fosse 10 vezes mais velho do que realmente é, a maioria das estrelas seria velha demais para permanecer na sequência principal e teria se transformado em anãs brancas, além das anãs vermelhas mais tênues, e os sistemas planetários estáveis já teriam chegado ao fim . Assim, Dicke explicou a coincidência entre grandes números adimensionais construídos a partir das constantes da física e a idade do universo, uma coincidência que inspirou a teoria do G variável de Dirac [en].
A frase "princípio antrópico" apareceu pela primeira vez na contribuição de Brandon Carter para um simpósio na Cracóvia, em 1973, em homenagem ao 500º aniversário de Copérnico. Carter, um astrofísico teórico, articulou o Princípio antrópico em reação ao Princípio de Copérnico, que afirma que os humanos não ocupam uma posição privilegiada no Universo. Carter disse: "Embora nossa situação não seja necessariamente central, ela é inevitavelmente privilegiada até certo ponto". Especificamente, Carter discordou do uso do Princípio de Copérnico para justificar o Princípio cosmológico perfeito [en], que afirma que todas as grandes regiões e tempos no universo devem ser estatisticamente idênticos. O último princípio sustentava a teoria do estado estacionário, que havia sido recentemente refutada pela descoberta em 1965 da radiação cósmica de fundo em micro-ondas. Esta descoberta foi uma evidência inequívoca de que o universo mudou radicalmente ao longo do tempo (por exemplo, através do Big Bang).
Princípio antrópico fraco (P.A.Fr.)[a] (Carter): "... nossa localização no universo é necessariamente privilegiada a ponto de ser compatível com nossa existência como observadores." Observe que, para Carter, "localização" se refere à nossa localização no tempo como no espaço. Princípio antrópico forte (P.A.Fo.)[b] (Carter): "[O] universo (e, portanto, os parâmetros fundamentais dos quais depende) deve ser tal que admita a criação de observadores dentro dele em algum estágio. Parafraseando Descartes, cogito ergo mundus talis est." A tag latina ("penso, logo o mundo é tal [como é]") deixa claro que "deve" indicar uma dedução do fato de nossa existência; a afirmação é, portanto, um truísmo. Em seu livro de 1986, The anthropic cosmological principle, John Barrow e Frank Tipler partem de Carter e definem o princípio antrópico fraco (P.A.Fr.)[a] e o princípio antrópico forte (P.A.Fo.)[b] da seguinte forma:
Carter optou por se concentrar em um aspecto tautológico de suas ideias, o que resultou em muita confusão. De fato, o raciocínio antrópico interessa aos cientistas por causa de algo que está apenas implícito nas definições formais acima, ou seja, que devemos considerar seriamente a existência de outros universos com valores diferentes dos "parâmetros fundamentais" - ou seja, as constantes físicas adimensionais e condições iniciais para o Big Bang. Carter e outros argumentaram que a vida como a conhecemos não seria possível na maioria desses universos. Em outras palavras, o universo em que estamos é ajustado para permitir a vida. Collins e Hawking (1973) caracterizaram a então grande ideia inédita de Carter como o postulado de que "não existe um universo, mas todo um conjunto infinito de universos com todas as condições iniciais possíveis". Se isso for concedido, o princípio antrópico fornece uma explicação plausível para o ajuste fino de nosso universo: o universo "típico" não é ajustado com precisão, mas com universos suficientes, uma pequena fração será capaz de sustentar vida inteligente. O nosso deve ser um desses e, portanto, o ajuste fino observado não deve ser motivo de admiração.
Nenhuma evidência observacional possível tem relação com o princípio antrópico fraco (P.A.Fr.)[a] de Carter, pois é apenas um conselho para o cientista e não afirma nada discutível. O teste óbvio do princípio antrópico forte (P.A.Fo.)[b] de Barrow, que diz que o universo é "necessário" para sustentar a vida, é encontrar evidências de vida em universos diferentes do nosso. Qualquer outro universo é, pela maioria das definições, inobservável (caso contrário, seria incluído em nossa porção deste universo). Assim, em princípio, o princípio antrópico forte (P.A.Fo.)[b] de Barrow não pode ser falsificado pela observação de um universo no qual um observador não pode existir. O filósofo John Leslie afirma que o princípio antrópico forte (P.A.Fo.)[b] de Carter (com multiverso) prevê o seguinte: Hogan enfatizou que seria muito estranho se todas as constantes fundamentais fossem rigorosamente determinadas, pois isso nos deixaria sem uma explicação pronta para o aparente ajuste fino. Na verdade, talvez tenhamos que recorrer a algo semelhante ao princípio antrópico forte (P.A.Fo.)[b] de Barrow e Tipler: não haveria opção para tal universo não suportar a vida.
A nucleossíntese do carbono-12
Fred Hoyle pode ter invocado o raciocínio antrópico para prever um fenômeno astrofísico. Diz-se que ele raciocinou, a partir da prevalência na Terra de formas de vida cuja química era baseada em núcleos de carbono-12, que deve haver uma ressonância não descoberta no núcleo de carbono-12, facilitando sua síntese em interiores estelares por meio do processo triplo-alfa. Ele então calculou a energia dessa ressonância não descoberta em 7,6 milhões de elétron-volts. O grupo de pesquisa de Willie Fowler logo encontrou essa ressonância, e sua energia medida estava próxima da previsão de Hoyle. No entanto, em 2010, Helge Kragh [en] argumentou que Hoyle não usou o raciocínio antrópico ao fazer sua previsão, já que ele fez sua previsão em 1953 e o raciocínio antrópico não ganhou destaque até 1980. Ele chamou isso de "mito antrópico", dizendo que Hoyle e outros fizeram uma conexão posterior entre o carbono e a vida, décadas após a descoberta da ressonância.
Inflação cósmica
Don Page criticou toda a teoria da inflação cósmica da seguinte forma. Ele enfatizou que as condições iniciais que possibilitaram uma seta do tempo termodinâmica em um universo com origem no Big Bang devem incluir a suposição de que na singularidade inicial, a entropia do universo era baixa e, portanto, extremamente improvável. Paul Davies refutou essa crítica invocando uma versão inflacionária do princípio antrópico. Embora Davies aceitasse a premissa de que o estado inicial do universo visível (que preenchia uma quantidade microscópica de espaço antes de inflar) tinha que possuir um valor de entropia muito baixo - devido a flutuações quânticas aleatórias - para explicar a seta termodinâmica observada do tempo, ele considerou este fato uma vantagem para a teoria. O fato de que o minúsculo pedaço de espaço a partir do qual nosso universo observável cresceu tinha que ser extremamente ordenado, para permitir que o universo pós-inflação tivesse uma seta do tempo, torna desnecessária a adoção de quaisquer hipóteses "ad hoc" sobre o estado inicial de entropia, hipóteses que outras teorias do Big Bang requerem.
Teoria das cordas
A teoria das cordas prevê um grande número de universos possíveis, chamados de "planos de fundo" ou "vazios". O conjunto desses vácuos é frequentemente chamado de "multiverso" ou "paisagem antrópica" [en] ou "paisagem de cordas". Leonard Susskind argumentou que a existência de um grande número de vácuos coloca o raciocínio antrópico em terreno firme: apenas universos cujas propriedades permitem a existência de observadores são observados, enquanto um conjunto possivelmente muito maior de universos sem tais propriedades passa despercebido. Steven Weinberg acredita que o princípio antrópico pode ser apropriado por cosmólogos comprometidos com o não-teísmo, e refere-se a esse princípio como um "ponto de virada" na ciência moderna, porque aplicá-lo à paisagem de cordas "pode explicar como as constantes da natureza que observamos pode assumir valores adequados para a vida sem ser ajustado por um criador benevolente". Outros – principalmente David Gross, mas também Lubos Motl, Peter Woit [en] e Lee Smolin – argumentam que isso não é preditivo. Max Tegmark, Mario Livio e Martin Rees argumentam que apenas alguns aspectos de uma teoria física precisam ser observáveis e/ou testáveis para que a teoria seja aceita, e que muitas teorias bem aceitas estão longe de serem completamente testáveis atualmente.
Dimensões do espaço-tempo
Existem dois tipos de dimensões: espacial (bidirecional) e temporal (unidirecional). Seja o número de dimensões espaciais N e o número de dimensões temporais seja T. Que N = 3 e T = 1, deixando de lado as dimensões compactificadas invocadas pela teoria das cordas e indetectáveis até agora, pode ser explicado apelando para as consequências físicas de deixando N diferir de 3 e T diferir de 1. O argumento é muitas vezes de caráter antrópico e possivelmente o primeiro de seu tipo, embora antes do conceito completo entrar em voga. A noção implícita de que a dimensionalidade do universo é especial é atribuída pela primeira vez a Gottfried Wilhelm Leibniz, que no Discurso sobre metafísica [en] sugeriu que o mundo é "aquele que é ao mesmo tempo o mais simples em hipóteses e o mais rico em fenômenos". Immanuel Kant argumentou que o espaço tridimensional era uma consequência da lei da gravitação universal do inverso do quadrado. Embora o argumento de Kant seja historicamente importante, John D. Barrow disse que ele "coloca o ponto final de trás para frente: é a tridimensionalidade do espaço que explica por que vemos leis de força de quadrado inverso na natureza, e não vice-versa" (Barrow 2002: 204).[g]
Algumas das disputas e especulações metafísicas incluem, por exemplo, tentativas de apoiar a interpretação anterior de Pierre Teilhard de Chardin do universo como sendo centrado em Cristo (compare Ponto ômega), expressando uma creatio evolutiva em vez da antiga noção de creatio continua. De uma perspectiva estritamente secular, humanista, permite também colocar os seres humanos de volta no centro, uma mudança antropogênica na cosmologia. Karl W. Giberson [en] afirmou laconicamente que O que emerge é a sugestão de que a cosmologia pode finalmente estar de posse de alguma matéria-prima para um mito pós-moderno da criação. William Sims Bainbridge discordou do otimismo de Chardin sobre um futuro Ponto ômega no final da história, argumentando que logicamente estamos presos no Ponto ômicron, no meio do alfabeto grego, em vez de avançar para o fim, porque o universo não precisa ter quaisquer características que apoiariam nosso progresso técnico posterior, se o princípio antrópico apenas exigir que seja adequado para nossa evolução até este ponto.
O princípio cosmológico antrópico
Um estudo completo existente do princípio antrópico é o livro The anthropic cosmological principle de John D. Barrow, um cosmólogo, e Frank J. Tipler, um cosmólogo e físico matemático. Este livro expõe em detalhes as muitas coincidências e restrições antrópicas conhecidas, incluindo muitas encontradas por seus autores. Embora o livro seja principalmente um trabalho de astrofísica teórica, ele também aborda a física quântica, a química e as ciências da Terra. Um capítulo inteiro argumenta que o Homo sapiens é, com grande probabilidade, a única espécie inteligente [en] na Via láctea. O livro começa com uma extensa revisão de muitos tópicos da história das ideias que os autores consideram relevantes para o princípio antrópico, porque os autores acreditam que esse princípio tem antecedentes importantes nas noções de teleologia e design inteligente. Eles discutem os escritos de Fichte, Hegel, Bergson e Alfred North Whitehead, e a cosmologia do Ponto ômega de Teilhard de Chardin. Barrow e Tipler distinguem cuidadosamente o raciocínio teleológico do raciocínio eutaxiológico [en]; o primeiro afirma que a ordem deve ter um propósito conseqüente; o último afirma mais modestamente que a ordem deve ter uma causa planejada. Eles atribuem essa distinção importante, mas quase sempre negligenciada, a um obscuro livro de 1883 de L. E. Hicks.
Carter frequentemente se arrepende de sua própria escolha da palavra "antrópico", porque transmite a impressão enganosa de que o princípio envolve seres humanos especificamente, em vez de observadores inteligentes em geral. Outros criticaram a palavra "princípio" como sendo muito grandiosa para descrever aplicações diretas de efeitos de seleção [en]. Uma crítica comum ao princípio antrópico forte (P.A.Fo.)[b] de Carter é que ele é um deus ex machina fácil que desencoraja as buscas por explicações físicas. Para citar Penrose novamente: "[E]le tende a ser invocado por teóricos sempre que eles não têm uma teoria boa o suficiente para explicar os fatos observados." O princípio antrópico forte (P.A.Fo.)[b] de Carter e o princípio antrópico fraco (P.A.Fr.)[a] de Barrow e Tipler foram descartados como truísmos [en] ou tautologias [en] triviais - isto é, declarações verdadeiras apenas em virtude de sua forma lógica e não porque uma afirmação substantiva é feita e apoiada pela observação da realidade. Como tal, eles são criticados como uma forma elaborada de dizer: "Se as coisas fossem diferentes, elas seriam diferentes",[carece de fontes?] o que é uma afirmação válida, mas não reivindica uma alternativa factual em detrimento de outra.
