Multiverso: A ideia que era perigoso negar

Em 1277, o bispo de Paris declarou que qualquer erudito que ensinasse ali e insistisse que havia apenas um universo corria risco de excomunhão – porque essa afirmação negava a Deus o poder de criar tantos mundos quanto desejasse. Séculos antes de telescópios ou satélites, o multiverso já era um tema sério o suficiente para ameaçar carreiras.

Hoje, o multiverso é um campo genuíno, embora contestado, da física: uma família de ideias sobre por que nosso universo pode não ser o único, construída sobre a teoria da inflação, mecânica quântica e buscas por padrões fracos na luz mais antiga do céu. Nada disso é ciência estabelecida, e alguns dos críticos mais veementes são os próprios físicos. Mas a história de como a ideia chegou aqui e o que as pessoas realmente tentaram testar é mais estranha do que a maioria da ficção científica.

A noção de que a realidade poderia conter mais de um universo não é uma invenção moderna. Ela remonta aos mesmos antigos pensadores gregos que primeiro sugeriram a existência de átomos – raciocinando que se a matéria pudesse ser construída a partir de peças indivisíveis espalhadas pelo espaço infinito, não havia razão óbvia para que esse espaço contivesse apenas um cosmos.

Nem todos concordavam. Aristóteles se opôs veementemente, insistindo que a lógica em si exigia um único universo e nada mais. Seu argumento prevaleceu por bem mais de mil anos, moldando o pensamento ocidental tão profundamente que na Idade Média havia se tornado quase doutrina oficial – até que a própria Igreja decidiu de outra forma. A declaração do bispo de Paris em 1277 virou o roteiro de cabeça para baixo: de repente, a visão aristotélica de um universo único era a posição arriscada a defender, pois parecia limitar o poder divino.

O próprio termo "multiverso" precede o debate científico moderno por décadas. Foi o filósofo e psicólogo americano William James quem primeiro usou a palavra, em 1895 – embora ele quisesse dizer algo bem diferente de universos bolha ou ramos quânticos. A física não alcançaria o vocabulário por grande parte de um século.

As teorias modernas do multiverso rastreiam-se principalmente à inflação: a ideia de que o universo jovem passou por um surto de expansão extremamente rápida, elaborada pelos físicos Alan Guth e Andrei Linde, entre outros, logo após 1980. Aquela única ideia reformulou a forma como os físicos imaginam os primeiros momentos após o Big Bang.

Aqui está a parte que leva diretamente a um multiverso: a inflação não precisa parar em todos os lugares ao mesmo tempo. Em nossa própria vizinhança cósmica, parou há 13,7 bilhões de anos, mas os cálculos sugerem que está ocorrendo em regiões distantes, continuamente criando novos "bolsos" de espaço-tempo "normal" como o nosso. Se aquela imagem se sustentar, todo nosso universo observável é apenas uma bolha em um mar infinitamente fervente, e só podemos ver uma pequena parte da bolha em que nos encontramos.

Essa é uma implicação verdadeiramente estranha: significa que o Big Bang não foi um evento único e único, mas algo que acontece constantemente, em algum lugar, para sempre – apenas não em qualquer lugar onde possamos agora apontar um telescópio.

Se outros universos bolha existem e nossa bolha jamais tocou um, raciocinavam os físicos, a colisão deve deixar uma marca na radiação cósmica de fundo – o fraco brilho remanescente do Big Bang que preenche todo o céu. Essa ideia levou a uma das poucas tentativas genuínas de testar o multiverso observacionalmente em vez de apenas discuti-lo filosoficamente.

Dois artigos apareceram em dois principais periódicos de física, Physical Review Letters e Physical Review D, apresentando pela primeira vez um método real para caçar outros universos. Processando 7 anos de dados do satélite WMAP da NASA, a equipe chegou ao primeiro teto sobre quantas marcas de colisão poderiam estar se escondendo em algum lugar naquela radiação de fundo.

O resultado foi um nulo definitivo: os dados excluíram aumentar o modelo cosmológico padrão com colisões bolha e fixaram o número médio detectável no céu inteiro em menos de 1,6, com 68% de confiança. Não é prova de que outros universos não existem – apenas que, se nossa bolha jamais colidiu com uma vizinha, os dados do WMAP não o mostram claramente. Os pesquisadores observaram que universos bolha que chegam perto o suficiente podem e fazem breve colagem juntos, como bolhas de sabão fazem, o que é exatamente o tipo de evento que essa busca foi construída para capturar.

Uma afirmação separada e não relacionada reignitiu brevemente o debate. Após examinar o espectro da radiação cósmica de fundo, o astrofísico Ranga-Ram Chary relatou um sinal cerca de 4.500 vezes muito brilhante, de acordo com os números conhecidos de prótons e elétrons que se acreditava existir nos primeiros dias do universo.

O que tornou a anomalia interessante foi sua forma: ela se encaixava melhor em um cosmos onde a proporção entre partículas de matéria e fótons é cerca de 65 vezes maior do que o valor medido em nosso universo – não apenas uma pequena flutuação estatística, mas uma incompatibilidade com um conjunto completamente diferente de constantes físicas. Chary estimou as chances de que fosse simplesmente ruído em 30%, enquanto permitia uma possibilidade muito mais dramática: que um universo vizinho derramasse algumas de suas próprias partículas de matéria no nosso.

Chary foi cuidadoso para não exagerar a descoberta, escrevendo que alegações tão incomuns quanto evidência de universos alternativos exigem um ônus de prova igualmente elevado. Quase uma década depois, nenhuma análise de acompanhamento confirmou o sinal como evidência genuína de qualquer coisa além de nosso universo – um lembrete de como uma anomalia intrigante pode desaparecer rapidamente uma vez que mais dados chegam.

Nem toda ideia multiverso vem da cosmologia. A mecânica quântica tem sua própria versão, nascida de um quebra-cabeça sobre o que acontece quando uma medição é feita. O físico Hugh Everett propôs, em 1957, que cada resultado possível de um evento quântico realmente ocorre, cada um em sua própria versão ramificada da realidade – uma estrutura agora geralmente chamada de interpretação dos muitos mundos, embora alguns físicos ainda se referir a seus nomes mais antigos, a formulação de estado relativo e a interpretação de Everett.

Em vez de uma única história se desdobrando, a imagem de Everett descreve uma árvore continuamente ramificada de realidades, com cada versão igualmente real para os observadores dentro dela. Permanece como uma das interpretações mais debatidas da teoria quântica precisamente porque não pode ser testada diretamente – os outros ramos estão, por construção, para sempre fora do alcance.

Se um multiverso realmente produz inúmeros universos com diferentes constantes físicas, levanta uma questão óbvia: por que o nosso, por acaso, tem as constantes certas para que estrelas, planetas e química existam? Uma resposta comum se baseia no que é chamado princípio antrópico – o raciocínio de que não devemos nos surpreender em nos encontrarmos em um universo capaz de sustentar o tipo de vida que pode fazer a pergunta em primeiro lugar, por mais raro que tal universo pudesse ser entre todos os possíveis.

A frase em si é mais jovem do que você poderia esperar: apareceu pela primeira vez na contribuição do físico Brandon Carter para um simpósio de 1973 em Cracóvia, mais de uma década depois que a ideia subjacente já estava circulando na cosmologia. Desde então, tornou-se um dos conceitos mais citados e mais debatidos ligados ao multiverso – uma forma de explicar nossa própria existência sem exigir que alguém tenha intencionalmente ajustado o universo para nós.

Nada disso resolve se outros universos são reais. O que mostra é que o multiverso, por mais lentamente, passou de um argumento medieval sobre os limites do poder divino para um conjunto de previsões testáveis sobre padrões fracos no céu – mesmo quando, até agora, esses testes continuam voltando sem nenhum sinal claro.

• Long Live the Multiverse! | Scientific American
• The Case for Parallel Universes | Scientific American
• Is our universe inside a bubble? First observational test of the 'multiverse' | ScienceDaily
• First Observational Tests of Eternal Inflation (arXiv)
• Cosmologist thinks a strange signal may be evidence of a parallel universe | phys.org
• Wikipedia: Multiverse
• Wikipedia: Many-worlds interpretation
• Wikipedia: Anthropic principle