Enterrado sob uma montanha de papéis e garrafas vazias de Coca-Cola Zero, Alan Guth pondera sobre as origens do cosmos. Físico teórico de renome mundial e professor do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Guth é mais conhecido por ser pioneiro na teoria da inflação cósmica, um modelo que explica o crescimento exponencial do universo meras frações de segundo após o Big Bang, e sua continuação expansão hoje.
A inflação cósmica não apenas descreve a física subjacente do Big Bang, no entanto. Guth acredita que também apóia a ideia de que nosso universo é um dos muitos, com ainda mais universos ainda a se formar.
A Science Friday foi ao MIT (onde este escritor também trabalha, mas em um departamento diferente) para conversar com Guth em seu escritório sobre as infinitas possibilidades em um cosmos sem fim e o biscoito da sorte que mudou sua vida.
Alan Guth em 2007. Foto de Betsy Devine/Wikipedia/CC BY-SA 3.0 Science Friday: O que fez você perceber que queria ser cientista?
Alan Guth: Lembro-me de um evento no ensino médio, que talvez seja indicativo do meu desejo de ser um físico teórico em particular. Eu estava cursando física no ensino médio, e um amigo meu estava fazendo um experimento que consistia em pegar uma vara e fazer furos nela em diferentes lugares e girá-la nesses diferentes furos e ver como o período dependia de onde estava o buraco. A essa altura, eu tinha acabado de aprender física e cálculo básicos o suficiente para poder calcular qual deveria ser a resposta a essa pergunta. Lembro-me de uma tarde em que nos reunimos e comparamos minha fórmula com os dados dele usando uma régua de cálculo para fazer os cálculos. Na verdade funcionou. Fiquei muito empolgado com a ideia de que podemos realmente calcular as coisas, e elas realmente refletem a maneira como o mundo real funciona.
Você fez sua dissertação sobre física de partículas e disse que não ficou exatamente como você queria. Você poderia me falar sobre isso?
Minha dissertação foi sobre o modelo de quarks e sobre como quarks e anti-quarks podem se ligar para formar mésons. Mas foi realmente pouco antes de a teoria dos quarks sofrer uma grande revolução [quando os físicos passaram da crença de que os quarks são partículas pesadas que têm uma grande energia de ligação quando se combinam, para a teoria da cromodinâmica quântica de que os quarks são realmente muito leves e sua energia de ligação aumenta à medida que se afastam]. Eu estava do lado errado dessa revolução. Minha tese, mais ou menos, tornou-se totalmente obsoleta na época em que a escrevi. Com certeza aprendi muito fazendo isso.
O que te levou à cosmologia?
Não foi realmente até o oitavo ano de pós-doutorado em [física de partículas] que entrei em cosmologia. Um colega de pós-doutorado em Cornell chamado Henry Tye se interessou pelo que era então uma classe moderna de teorias de partículas chamadas grandes teorias unificadas [modelos de física de partículas que descrevem como três das quatro forças fundamentais do universo – eletromagnetismo, interações nucleares fracas e forças nucleares fortes interações – agem como uma força em energias extremamente altas]. Ele veio até mim um dia e me perguntou se essas grandes teorias unificadas prediziam que deveria haver monopolos magnéticos [partículas que têm uma carga líquida de norte magnético ou uma carga líquida de sul magnético.]
Eu não sabia sobre grandes teorias unificadas na época, então ele teve que me ensinar, o que ele fez, com muito sucesso. Então eu sabia o suficiente para juntar dois mais dois e concluir – como tenho certeza que muitas pessoas ao redor do mundo fizeram – que sim, grandes teorias unificadas predizem que monopolos magnéticos deveriam existir, mas que seriam escandalosamente pesados. Eles pesariam algo como 10 elevado a 16 vezes a potência de um próton [o que significa que os cientistas deveriam teoricamente ser capazes de observá-los no universo, embora ninguém ainda tenha].
Cerca de seis meses depois, houve uma visita a Cornell do [Prêmio Nobel] Steve Weinberg, que é um físico fabuloso e alguém que eu conhecia dos meus dias de estudante de pós-graduação no MIT. Ele estava trabalhando em como grandes teorias unificadas poderiam explicar o excesso de matéria sobre antimatéria [no universo], mas envolvia a mesma física básica que determinar quantos monopolos existiam no universo primitivo envolveria. Decidi que, se era sensato o suficiente para Steve Weinberg trabalhar, por que não eu também?
Depois de algum tempo, Henry Tye e eu chegamos à conclusão de que muitos monopolos magnéticos seriam produzidos se combinarmos a cosmologia convencional com as grandes teorias unificadas convencionais. Fomos pegos ao publicar isso, mas Henry e eu decidimos que continuaríamos tentando descobrir se havia alguma coisa que pudesse ser mudada que talvez tornasse possível que grandes teorias unificadas fossem consistentes com a cosmologia como a conhecemos.
Como surgiu a ideia de inflação cósmica?
Um pouco antes de começar a conversar com Henry Tye sobre monopolos, houve uma palestra em Cornell por Bob Dicke, físico e cosmólogo de Princeton, na qual ele apresentou algo que foi chamado de problema da planicidade, um problema sobre a taxa de expansão dos primeiros universo e quão precisamente ajustado tinha que ser para que o universo funcionasse para produzir um universo como aquele em que vivemos [isto é, um que tem pouca ou nenhuma curvatura do espaço-tempo e, portanto, é quase perfeitamente “plano”]. Nesta palestra, Bob Dicke nos disse que se você pensasse no universo um segundo após o início, a taxa de expansão realmente teria que ser exatamente 15 casas decimais, ou então o universo se separaria rápido demais para qualquer estrutura formar ou recolher rápido demais para que qualquer estrutura se forme.
Na época, eu achava isso incrível, mas nem entendia. Mas depois de trabalhar nessa questão do monopolo magnético por seis meses, percebi uma noite que o tipo de mecanismo em que estávamos pensando que suprimiria a quantidade de monopolos magnéticos produzidos após o Big Bang [o 'mecanismo' sendo uma fase transição que ocorre após uma grande quantidade de super-resfriamento] teria o efeito surpreendente de levar o universo a um período de expansão exponencial - que é o que agora chamamos de inflação - e essa expansão exponencial resolveria esse problema de planicidade. Também atrairia o universo para a taxa de expansão exata que o Big Bang exigia [para criar um universo como o nosso].
Você disse em conversas anteriores que um biscoito da sorte desempenhou um papel legitimamente importante em sua carreira. Como assim?
Durante a primavera de 1980, depois de ter tido essa ideia de inflação, decidi que a melhor maneira de divulgá-la seria dar muitas palestras sobre ela. Visitei o MIT, mas o MIT não havia anunciado nenhuma vaga naquele ano. Durante o último dia desta viagem de seis semanas, eu estava na Universidade de Maryland, e eles me levaram para um jantar chinês, e a fortuna que ganhei no meu biscoito da sorte chinês disse: “Uma oportunidade emocionante espera por você se você não são muito tímidos.” Eu pensei sobre isso e decidi que poderia estar tentando me dizer alguma coisa. Quando voltei para a Califórnia, liguei para um dos membros do corpo docente do MIT e disse gaguejando que não havia me candidatado a nenhum emprego porque não havia nenhum emprego no MIT, mas queria dizer a eles que se eles pode estar interessado em mim, eu estaria interessado em vir. Então eles voltaram para mim em um dia e me fizeram uma oferta. Foi ótimo. Vim para o MIT como membro do corpo docente e estou aqui desde então.
Quando e onde você faz o seu melhor trabalho?
Acredito firmemente que faço o meu melhor pensamento no meio da noite. Eu gosto muito de poder ter períodos de tempo razoavelmente longos, algumas horas, quando posso me concentrar em algo e não ser interrompido, e isso só acontece à noite. O que geralmente acontece é que eu adormeço às 9h30 e acordo às 1 ou 2 e começo a trabalhar e depois adormeço novamente às 5.
Quem é um colaborador dos sonhos com quem você adoraria trabalhar?
Aposto que teria sido muito divertido trabalhar com Einstein. O que eu realmente respeito em Einstein é seu desejo de deixar de lado todos os modos convencionais e apenas se concentrar no que parece ser o mais próximo que podemos chegar de uma teoria precisa da natureza.
No que você está trabalhando atualmente?
O projeto mais concreto em que estou trabalhando é um projeto em colaboração com um grupo bastante grande aqui no MIT no qual estamos tentando calcular a produção de buracos negros primordiais que podem ter acontecido com uma certa versão da inflação. Se isso der certo, esses buracos negros primordiais talvez possam ser as sementes dos buracos negros supermassivos nos centros das galáxias, que são muito difíceis de explicar. Seria incrivelmente emocionante se esse fosse o caso.
O que mais você está pensando?
Uma questão maior, que está na minha mente há uma década, é o problema de entender as probabilidades em universos eternamente inflados. Em um universo eternamente inflado, esses universos de bolso [como aquele em que vivemos] continuam sendo formados literalmente para sempre. Um número infinito de universos de bolso é formado, e isso significa que qualquer coisa que seja fisicamente permitida acabará acontecendo um número infinito de vezes.
Normalmente interpretamos probabilidades como ocorrências relativas. Achamos que vacas de uma cabeça são mais prováveis do que vacas de duas cabeças porque achamos que há muito mais vacas de uma cabeça do que vacas de duas cabeças. Não sei se existem vacas de duas cabeças na terra, mas vamos fingir que existem. Em um universo eternamente inflado, supondo que uma vaca de duas cabeças seja pelo menos possível, haverá um número infinito de vacas de duas cabeças e um número infinito de vacas de uma cabeça. É difícil saber o que você quer dizer se tentar dizer que um é mais comum que o outro.
Se alguma coisa pode acontecer em um universo eternamente inflado, existe uma situação em que eu seja o cosmólogo e você o jornalista?
[Risos] Provavelmente, sim. Acho que o que saberíamos com certeza é que qualquer coisa que seja fisicamente possível – e não vejo por que isso não seja fisicamente possível – acontecerá um número infinito de vezes.
Esta entrevista foi editada por questões de espaço e clareza. Marcia Bartusiak, Professora da Prática do Programa de Pós-Graduação em Redação Científica no Massachusetts Institute of Technology, emprestou sua experiência durante o processo de verificação de fatos.
