Princípio antrópico

Definição

O princípio antrópico é a crença de que, se considerarmos a vida humana como uma determinada condição do universo, os cientistas podem usar isso como ponto de partida para derivar as propriedades esperadas do universo como consistentes com a criação da vida humana.

É um princípio que tem um papel importante na cosmologia, especificamente na tentativa de lidar com o aparente ajuste fino do universo.

O termo “princípio antrópico” foi introduzido pela primeira vez na literatura científica em 1974 por Brandon Carter.

Ao discutir o “grande número” de coincidências então evidentes na física e na cosmologia, Carter usou o termo para se referir ao fato de que fazer qualquer observação científica depende necessariamente de nossa existência.

Em 1986, o astrônomo John Barrow e o astrofísico Frank Tipler publicaram a obra de referência O Princípio Cosmológico Antrópico, que elaborou o princípio antrópico e as “coincidências cósmicas” em considerável detalhe técnico.

O próprio Carter mencionou duas variações do termo, e Barrow e Tipler definiram três:

Fraco princípio antrópico: Os valores observados de todas as quantidades físicas e cosmológicas não são igualmente prováveis, mas assumem valores restritos pelo requisito de que existam locais onde a vida baseada em carbono possa evoluir e pelo requisito de que o universo tenha idade suficiente para já ter feito isso. tão.
Princípio antrópico forte: O universo deve ter essas propriedades que permitem que a vida se desenvolva dentro dele em algum momento de sua história.
Princípio antrópico final: O processamento inteligente de informações deve existir no universo e, uma vez criado, nunca desaparecerá.

Como um único exemplo do princípio antrópico fraco, considere a força da gravitação. Deve ser equilibrado muito de perto com a expansão do universo para fornecer um universo que promova seres inteligentes.

Se fosse um pouco mais fraca, nos estágios iniciais do big bang, a matéria teria se dispersado muito rapidamente para permitir a formação de estrelas, muito menos galáxias. Por outro lado, se a gravitação fosse um pouco mais forte, o universo teria atingido uma extensão máxima e depois se recuperado em uma grande crise muito antes que o carbono pudesse surgir.

Considere por um momento o fato de que o carbono e os elementos mais pesados que o carbono parecem essenciais a qualquer forma concebível de vida inteligente – o punhado de elementos mais leves não forma estruturas atômicas complexas entre si. Mas o carbono e todos os elementos mais pesados que o carbono não foram formados no big bang, mas sim na explosão de estrelas de primeira geração no final de suas vidas. Assim, os cientistas observam, no espírito do fraco princípio antrópico, que não devemos nos surpreender por estar vivendo em um universo com 13,8 bilhões de anos, porque se fosse muito mais jovem, digamos com menos de três bilhões de anos, o carbono átomos não poderiam existir e, portanto, criaturas conscientes baseadas em carbono como nós não poderiam existir, muito menos estar lendo artigos como este e contemplando o significado de sua existência. Em outras palavras, nossa própria existência impõe limites rigorosos a vários aspectos do design de nosso universo.

O que é o princípio antrópico?

O Princípio Antrópico é o simples fato de vivermos em um universo criado para permitir nossa existência.

Se o universo fosse de outra maneira, não existiríamos e, portanto, não poderíamos fazer nenhuma observação.

Desde que foi introduzido pelo físico teórico Brandon Carter em 1973, o Princípio Antrópico progressivamente entrou em voga entre as comunidades físicas e filosóficas, fornecendo uma explicação simples para algumas coincidências que, de outra forma, são muito desconcertantes.

Por exemplo, por que certas constantes físicas são tão estranhamente ajustadas?

Enquanto algumas pessoas veem isso como evidência para um criador sobrenatural, os materialistas simplesmente observam que, se fosse de outra maneira, não estaríamos aqui.

Devido à interpretação dos muitos mundos da mecânica quântica, muitos físicos passaram a ver nosso universo como um dentre muitos – possivelmente um número infinito, ou superconjunto de universos às vezes chamado “o multiverso”.

Embora não saibamos nada sobre o processo subjacente que possa gerar tais universos, presumivelmente é aleatório, levando a universos com uma variedade de tamanhos, idades, densidades, dimensões e leis físicas fundamentais.

Considerando uma infinidade de universos gerados aleatoriamente, parece que muitos seriam hostis à existência de arranjos delicados e autoperpetuadores da matéria, conhecidos como vida.

Mesmo um subconjunto menor incluiria observadores inteligentes. Se a consciência é exibida apenas por um subconjunto de mentes inteligentes, pode até existir universos povoados por inteligências inconscientes ou entidades hipotéticas conhecidas na filosofia da mente como “zumbis”.

Todas essas fascinantes linhas de pensamento decorrem do reconhecimento das conseqüências de longo alcance do Princípio Antrópico.

O raciocínio antrópico tem sido empregado em áreas que vão da teoria das supercordas – o esforço para criar uma teoria unificadora da gravidade quântica – até a previsão do futuro da raça humana; adivinhar o destino do universo.

O uso do Princípio Antrópico tem sido criticado por sua capacidade quase fantasmagórica de contribuir para processos indutivos em vários domínios.

Além disso, por ser tão novo e incomum, os críticos afirmam que esse princípio foi superestendido em certas áreas. Por exemplo, em O princípio cosmológico antrópico, John Barrow e Frank Tipler introduzem um “Princípio antrópico final”, que afirma que uma vez que a vida inteligente entre em existência no universo, ela nunca desaparecerá. Tais extensões gung-ho do Princípio aumentaram o ceticismo entre certos pensadores.

Outros acham que é simplesmente amplo demais para fazer previsões úteis, testáveis e específicas.

O Princípio Antrópico afirma que o universo tinha que ser do jeito que é para as pessoas existirem

Princípio antrópico – Cosmologia

Princípio antrópico, em cosmologia, qualquer consideração sobre a estrutura do universo, os valores das constantes da natureza ou as leis da natureza que influenciam a existência da vida.

Claramente, a própria existência da humanidade mostra que a estrutura atual do universo e os valores tomados pelas constantes da natureza permitem que a vida exista.

De fato, parece que muitas características do universo necessárias para a evolução e persistência da vida são resultados de coincidências incomuns entre diferentes valores das constantes da natureza – quantidades como a massa do elétron, a força da gravidade ou a vida útil do nêutron. O significado, se houver, dessas coincidências não é compreendido. O que se entende é que, se essas quantidades fossem levemente alteradas, nenhuma forma de complexidade ou vida poderia existir no universo.

Atualmente, não se sabe por que as constantes da natureza assumem seus valores observados. Talvez seus valores sejam os únicos possíveis que eles poderiam tomar; em outras palavras, pode haver apenas um universo logicamente possível. Nesse caso, deve-se considerar inteiramente fortuito que a combinação de valores adotados pelas constantes permita a existência da vida – ou pode-se acreditar que a vida é tão adaptável que surgiria de alguma forma em muitos universos possíveis.

No entanto, é provável que pelo menos algumas das constantes da natureza (e possivelmente todas) tenham seus valores influenciados, ou mesmo completamente determinados, por flutuações aleatórias de origem mecânica quântica na história inicial do universo. Se fosse esse o caso, as constantes da natureza poderiam ter assumido valores diferentes daqueles observados, e as probabilidades de obter diferentes coleções de valores para eles poderiam ser calculáveis.

Espera-se que as teorias das supercordas possam eventualmente prever os valores dessas constantes.

As previsões podem ser probabilísticas e podem existir muitas teorias de supercordas logicamente auto-consistentes das forças da natureza, cada uma com diferentes leis e constantes da natureza. Nesse caso, a probabilidade de possuir propriedades do universo que permitem a vida existir pode ser avaliada.

A perspectiva antrópica também é importante na avaliação das previsões de modelos cosmológicos quânticos que fazem apenas previsões probabilísticas sobre a estrutura do universo.

Se, por exemplo, os modelos ignorassem a questão de saber se os observadores vivos poderiam existir, eles poderiam erroneamente concluir que é preciso comparar o universo observado apenas com os tipos de universo que uma teoria em particular prevê serem os mais prováveis, em vez de comparar o universo. universo observado com um universo que seria o mais provável, dada a condição de permitir que a vida exista e evolua.

Aplicação do princípio antrópico

Em 1952, o astrônomo britânico Fred Hoyle usou pela primeira vez o raciocínio antrópico para fazer uma previsão bem-sucedida sobre a estrutura do núcleo de carbono.

O carbono é formado por reações nucleares nos interiores estelares que combinam três núcleos de hélio para formar um núcleo de carbono. Essa reação de três corpos é muito improvável.

Para reconciliá-lo com a abundância de carbono no universo, Hoyle previu que o núcleo de carbono deve possuir um nível de energia intrínseca a um valor quase igual ao da soma das três energias de hélio na temperatura de sua combinação.

Sob essas circunstâncias, a reação nuclear prossegue com rapidez especial: diz-se que é “ressonante”.

Logo depois, os físicos encontraram um nível de energia de carbono exatamente no local previsto por Hoyle.

Posteriormente, verificou-se que a próxima reação nuclear na cadeia, a combinação de carbono com outro núcleo de hélio para produzir oxigênio, apenas falha em ser ressonante por uma margem muito estreita.

Se também tivesse ressonância, todo o carbono necessário para promover a bioquímica seria rapidamente queimado em oxigênio.

Essas coincidências nas posições relativas dos níveis de energia nos núcleos de carbono e oxigênio são finalmente determinadas por combinações complicadas dos valores das constantes fundamentais da natureza.

Se seus valores fossem ligeiramente diferentes daqueles observados, os blocos de construção da vida – elementos mais pesados que o hélio – não se formariam e persistiriam facilmente; a vida pode até ser impossível.

Os blocos de construção da vida são todos feitos por interações nucleares nas estrelas. Quando as estrelas esgotam suas fontes primárias de combustível nuclear (hidrogênio e hélio produzido no big bang), elas explodem e dispersam esses elementos no espaço, onde finalmente são incorporados à poeira, planetas e pessoas.

Esse processo é longo e lento: leva vários bilhões de anos.

Por esse motivo, não é de surpreender que o universo seja tão grande. Como o universo está se expandindo, deve necessariamente ter bilhões de anos-luz de tamanho para suportar qualquer vida bioquímica complexa.

Se o universo fosse do tamanho da galáxia da Via Láctea (72.000 anos-luz de diâmetro), ele teria pouco mais de um mês – nem idade suficiente para produzir os elementos básicos da complexidade bioquímica.

O princípio antrópico implica que a vida não poderia existir em um universo significativamente menor que o universo observado.

O universo se expande a uma taxa crítica que divide os futuros nos quais continuará se expandindo para sempre daqueles em que um dia se contrairá de volta a um estado de crescente densidade e temperatura.

O raciocínio antrópico mostra que, se o universo tivesse se expandido muito mais rápido que a taxa crítica, as partículas de matéria teriam se separado tão rapidamente uma da outra no passado, que nenhuma galáxia e estrela poderiam se formar.

Por outro lado, se o universo tivesse se expandido muito mais lentamente do que a taxa crítica, teria implodido antes que as estrelas e, portanto, os blocos de construção da vida pudessem se formar.

Em qualquer situação, o universo provavelmente não teria dado origem a observadores vivos.

Formas do princípio antrópico

A interpretação dessa situação é controversa e levou a muitas formas do princípio antrópico.

O Princípio Antrópico Fraco (WAP) é o truísmo de que o universo deve possuir as propriedades necessárias para a existência de observadores.

O Princípio Antrópico Fraco (WAP) não é uma teoria da física. Pelo contrário, é um princípio metodológico.

Portanto, não é apropriado perguntar se é testável.

Se o Princípio Antrópico Fraco (WAP) for ignorado, conclusões incorretas serão tiradas da evidência observacional.

Foi introduzido pela primeira vez pelo físico americano Robert Dicke em 1957 em resposta à tentativa do físico inglês Paul Dirac em 1937 de explicar algumas coincidências observadas entre os valores de diferentes constantes da natureza, propondo que a força da gravidade diminui à medida que o universo envelhece.

Dicke mostrou que essas coincidências eram equivalentes ao requisito de que a humanidade vive tarde o suficiente na história do universo para que o carbono se forme em estrelas. A proposta radical de Dirac era, portanto, completamente desnecessária.

Brandon Carter

Em 1973, o físico inglês nascido na Austrália Brandon Carter propôs que o Princípio Antrópico Fraco (WAP) se distinguisse de um forte princípio antrópico Princípio Antrópico Forte (SAP), que postula que a vida deve existir no universo.

Isso foi apresentado como uma afirmação teleológica: o universo foi ajustado para garantir que a vida surja.

A análise desta afirmação está fora do domínio da ciência. (Como alternativa, se todos, ou mesmo muitos, universos possíveis existirem ou puderem existir potencialmente e formarem uma coleção de universos possíveis, cada um definido por uma permutação diferente de constantes físicas, a vida teria que surgir em pelo menos um membro da coleção, porque o universo visível mostra que há pelo menos uma possibilidade de suporte à vida.)

Algumas interpretações da mecânica quântica requerem a admissão de um número infinito de possíveis realidades quânticas.

Um princípio antrópico participativo (PAP) foi proposto pelo físico americano John Archibald Wheeler. Ele sugeriu que, se levarmos a sério a interpretação de Copenhague da mecânica quântica, podemos concluir que, como não se pode dizer que nenhum fenômeno existe até que seja observado, “observadores” podem ser necessários para dar sentido ao universo. Essa possibilidade é difícil de avaliar, dada a incerteza de como (ou se) a mecânica quântica se aplica a todo o universo.

O físico britânico John Barrow e o físico americano Frank Tipler propuseram um princípio antrópico final: o universo é estruturado de modo que um número infinito de bits de informação possa ser processado pelos computadores para o futuro a qualquer momento. Ou seja, a complexidade no nível necessário para constituir a vida pode continuar a existir para sempre.

Princípio antrópico

Princípio antrópico

Fonte: Encyclopaedia Britannica/www.physics.sfsu.edu/www.thoughtco.com/www.unav.edu/inters.org/www.wisegeek.org/abyss.uoregon.edu/ned.ipac.caltech.edu/explainingscience.org