segunda-feira, 29 de março de 2021

A Magnífica Sintonia Fina no Universo

2. Reunindo os átomos certos

 

Por Hugh Ross

 

As moléculas da vida não podem ser consequência a menos que quantidades suficientes dos elementos essenciais para a vida estejam disponíveis, o que significa que átomos de vários tamanhos devem ser capazes de se formar. Para que isso aconteça, um delicado equilíbrio deve existir entre as constantes da física que governam as forças nucleares forte e fraca, a gravidade e as energias do estado fundamental nuclear (níveis de energia quântica importantes para a formação de elementos de prótons e nêutrons) para várioselementos chaves.

No caso da força nuclear forte - a força que governa o grau em que prótons e nêutrons se unem nos núcleos atômicos - o equilíbrio é fácil de ver. Se essa força fosse muito fraca, prótons e nêutrons não ficariam juntos. Nesse caso, apenas um elemento existiria no universo, o hidrogênio, porque o átomo de hidrogênio tem apenas um próton e nenhum nêutron em seu núcleo. Por outro lado, se a força nuclear forte fosse ligeiramente maior do que a que observamos no cosmos, os prótons e nêutrons teriam tal afinidade um com o outro que nenhum ficaria sozinho. Todos eles se encontrariam ligados a muitos outros prótons e nêutrons. Em tal universo não haveria hidrogênio, apenas elementos pesados. A química da vida é impossível sem hidrogênio; também é impossível se o hidrogênio for o único elemento.

Quão delicado é o equilíbrio para a força nuclear forte? Se essa força fosse apenas 2% mais fraca ou 0,3% mais forte do que realmente é, a vida seria impossível em qualquer momento e em qualquer lugar do universo.[289]

Estamos apenas considerando a vida como a conhecemos? Não, estamos falando sobre qualquer tipo concebível de química da vida em todo o cosmos. Esta delicada condição deve ser atendida universalmente.

No caso da força nuclear fraca - a força que governa, entre outras coisas, as taxas de decadência radioativa - se essa força fosse muito mais forte do que o que observamos, a matéria no universo seria rapidamente convertida em elementos pesados. Mas se essa força fosse muito mais fraca, a matéria no universo permaneceria na forma apenas dos elementos mais leves. De qualquer maneira, os elementos essenciais para a química da vida (como carbono, oxigênio, nitrogênio, fósforo) não existiriam ou existiriam em quantidades muito pequenas para que todos os produtos químicos essenciais à vida fossem construídos. Além disso, a menos que a força nuclear fraca fosse delicadamente equilibrada, aqueles elementos essenciais à vida produzidos apenas nos núcleos de estrelas supergigantes nunca escapariam dos limites desses núcleos (explosões de supernova se tornariam impossíveis).[290]

A energia da força da gravidade determina o quão quente as fornalhas nucleares nos núcleos das estrelas irão queimar. Se a força gravitacional fosse mais forte, as estrelas seriam tão quentes que queimariam de forma relativamente rápida, muito rápida e muito errática para a vida. Além disso, um planeta capaz de sustentar vida deve ser sustentado por uma estrela que seja estável e queime por muito tempo. No entanto, se a força gravitacional fosse mais fraca, as estrelas nunca ficariam quentes o suficiente para iniciar a fusão nuclear. Em tal universo, nenhum elemento mais pesado do que o hidrogênio e o hélio seria produzido.

No final dos anos 1970 e início dos anos 1980, Fred Hoyle descobriu que um incrível ajuste fino das energias nucleares do estado fundamental para o hélio, berílio, carbono e oxigênio era necessário para a existência de qualquer tipo de vida. As energias do estado fundamental para esses elementos não podem ser superiores ou inferiores entre si em mais de 4% sem produzir um universo com oxigênio ou carbono insuficiente para a vida.[291] Hoyle, que escreveu extensivamente contra o teísmo [292] e o Cristianismo em particular,[293] no entanto, concluiu com base neste ajuste fino quádruplo que "um superinteleto ajustou/tocou a física, a química e a biologia".[294]

Em 2000, uma equipe de astrofísicos da Áustria, Alemanha e Hungria demonstrou que o nível de design do eletromagnetismo e da força nuclear forte é muito maior do que o que os físicos haviam determinado anteriormente.[295] A equipe começou observando essa realidade para que qualquer tipo de vida física concebível seja possível no universo, devem existir certas abundâncias mínimas dos elementos carbono e oxigênio. Em seguida, eles apontaram que as únicas fontes astrofísicas de quantidades significativas de carbono e oxigênio são estrelas gigantes vermelhas. (Estrelas gigantes vermelhas são grandes estrelas que, por meio da fusão nuclear, consumiram todo o seu combustível de hidrogênio e, posteriormente, se engajam na fusão do hélio em elementos mais pesados.)

O que a equipe astrofísica fez foi construir matematicamente modelos de estrelas gigantes vermelhas que adotaram valores ligeiramente diferentes da força nuclear forte e constantes de força eletromagnética. Eles descobriram que pequenos ajustes nos valores de qualquer uma dessas constantes implicam que estrelas gigantes vermelhas produziriam muito pouco carbono, muito pouco oxigênio ou muito pouco oxigênio e carbono. Especificamente, eles determinaram que se o valor da constante de acoplamento do eletromagnetismo fosse 4% menor ou 4% maior do que o que observamos, então a vida seria impossível. No caso da constante de acoplamento da força nuclear forte, se fosse 0,5% menor ou maior, a vida seria impossível.

Esses novos limites nas energias das forças eletromagnéticas e forças nucleares fornecem restrições muito mais rígidas nas massas de quark e no valor de expectativa do vácuo de Higgs.[296] Sem entrar em detalhes sobre o que são os valores das expectativas do vácuo de Higgs e dos quarks, o novos limites não apenas demonstram um design aprimorado para a física de estrelas e planetas, mas também um design matemático aprimorado da física das partículas fundamentais.

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Fonte:

ROSS, Hugh. The Creator and the Cosmos: How the Greatest Scientific Discoveries of the Century Reveal God. Colorado Springs, Colo.: NavPress, 2001, pp 21-28

Tradução Walson Sales

Traduzindo trechos e buscando editoras interessadas nas publicações.“Examinaitudo. Retende o bem.” I TS 5:21.

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Notas:

[289]Richard Swinburne, “Argument from the Fine-Tuning of the Universe,” Physical Cosmology and Philosophy, ed. John Leslie (New York: Macmillan, 1991), 160; Hugh Ross, The Fingerprint of God, 2nd ed. rev. (Orange, CA: Promise, 1991), 122.

[290]Ross, 122–123.

[291]Fred Hoyle, Galaxies, Nuclei, and Quasars (New York: Harper and Row, 1965), 147–150; Fred Hoyle, “The Universe: Past and Present Reflection,” Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics 20 (1982), 16; Ross, 126–127.

[292]Fred Hoyle, The Nature of the Universe, 2nd ed. rev. (Oxford, U.K.: Basil Blackwell, 1952), 109; Fred Hoyle, Astronomy and Cosmology: A Modern Course (San Francisco, CA: W. H. Freeman, 1975), 684–685; Hoyle, “The Universe: Past and Present Reflection,” 3; Hoyle, Astronomy and Cosmology, 522.

[293]Hoyle, The Nature of the Universe, 111.

[294]Hoyle, “The Universe: Past and Present Reflection,” 16.

[295]H. Oberhummer, A. Csótó, and H. Schlattl, “Stellar Production Rates of Carbon and Its Abundance in the Universe,” Science 289 (2000): 88–90.

[296]Oberhummer, Csótó, and Schlattl, 90

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