Breves Respostas para Grandes Questões



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Breves Respostas para Grandes Questões by Stephen Hawking (z-lib.org)
Breves respostas para grandes questões by Stephen Hawking [Hawking, Stephen] (z-lib.org), Manual de persuasão do FBI by Shafer, Jack Karlins, Marvin [Shafer, Jack] (z-lib.org)







Copyright © Spacetime Publications Limited 2018
Prefácio © Eddie Redmayne 2018
Introdução © Kip S. Thorne 2018
Posfácio © Lucy Hawking 2018
TÍTULO ORIGINAL
Brief answers to the big questions
REVISÃO
Marina Góes
Victor Almeida
CAPA
Julio Moreira | Equatorium Design
IMAGENS
Foto antiga do autor
: Cortesia de Mary Hawking
Foto recente do autor
: © Andre Pattenden
REVISÃO DE E-BOOK
Mariana Calil
GERAÇÃO DE E-BOOK
Intrínseca
E-ISBN
978-85-510-0432-6
Edição digital: 2018
1
a
edição
Todos os direitos desta edição reservados à
Editora Intrínseca Ltda.
Rua Marquês de São Vicente, 99, 3
o
andar
22451-041 – Gávea
Rio de Janeiro – RJ
Tel./Fax: (21) 3206-7400
www.intrinseca.com.br




SUMÁRIO
Folha de rosto
Créditos
Mídias sociais
Prefácio: Eddie Redmayne
Introdução: Kip S. Thorne
Por que formular as grandes questões?
1. Deus existe?
2. Como tudo começou?
3. Existe outra vida inteligente no universo?
4. Podemos prever o futuro?
5. O que há dentro de um buraco negro?
6. A viagem no tempo é possível?
7. Sobreviveremos na Terra?
8. Deveríamos colonizar o espaço?
9. A inteligência artificial vai nos superar?
10. Como moldaremos o futuro?
Posfácio: Lucy Hawking
Agradecimentos
Sobre o autor
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NOTA DO EDITOR
C
IENTISTAS, MAGOS DA 
tecnologia, grandes empresários, líderes políticos e o público em geral
perguntavam com frequência a Stephen Hawking o que ele achava das grandes questões. Stephen
manteve um arquivo pessoal gigantesco com suas respostas, que tomaram a forma de discursos,
entrevistas e ensaios.
Este livro foi extraído de seu arquivo pessoal e estava sendo desenvolvido na época de seu
falecimento. Ele foi completado com a colaboração de seus colegas do mundo acadêmico, sua
família e da Stephen Hawking Estate.
Uma porcentagem dos direitos será destinada à caridade.


PREFÁCIO
Eddie Redmayne
Q
UANDO ME ENCONTREI
com Stephen Hawking pela primeira vez, fiquei admirado com sua
extraordinária energia e sua vulnerabilidade. Devido a minha pesquisa, eu já estava familiarizado
com a determinação daquele olhar aliada ao corpo imóvel — interpretara Stephen no filme A
teoria de tudo havia pouco tempo, e por isso eu tinha passado vários meses estudando sua obra e a
natureza de sua deficiência, tentando aprender a usar meu corpo para expressar a evolução da
esclerose lateral amiotrófica (ELA) ao longo do tempo.
Mesmo assim, quando finalmente conheci Stephen — o ícone, o cientista de talento
fenomenal, cuja principal forma de comunicação se dava por uma voz computadorizada em
conjunto com sobrancelhas excepcionalmente expressivas —, fiquei pasmo. Tenho a tendência de
ficar nervoso com silêncios e acabo por falar demais, ao passo que Stephen compreende
perfeitamente o poder do silêncio, o poder de se sentir sob escrutínio. Sem jeito, decidi conversar
com ele sobre a proximidade de nossos aniversários, o que nos fazia ter o mesmo signo. A resposta
veio em alguns minutos: “Sou astrônomo. Não astrólogo.” Ele também insistiu que eu o
chamasse de Stephen e parasse de chamá-lo de professor. Bem que me avisaram…
Retratar Stephen foi uma oportunidade extraordinária. O que me atraíra para o papel fora a
dualidade entre seu triunfo externo na pesquisa científica e a batalha interna contra a ELA, que
começara quando ele tinha vinte e poucos anos. Sua história de empenho humano, vida familiar,
conquistas acadêmicas excepcionais e atitude desafiadora contra todos os obstáculos foi única,
complexa e rica. Embora quiséssemos retratar a inspiração, também queríamos exibir a fibra e a
coragem demonstradas tanto na vida de Stephen como na dos responsáveis por seus cuidados.
Mas era igualmente importante demonstrar a faceta do grande showman que ele era. Em meu
trailer, acabei recorrendo a três imagens. A primeira, de Einstein mostrando a língua, porque
Stephen Hawking também tem esse caráter brincalhão. Outra era a figura do Coringa titereiro em
um baralho de cartas, porque, para mim, Stephen sempre teve as pessoas na palma da mão. E a
terceira era James Dean. E foi disso que tirei proveito ao conhecê-lo — de seu brilho e de seu
senso de humor.
A maior pressão de interpretar alguém vivo é ter de prestar contas pela atuação à pessoa
retratada. No caso de Stephen, também à sua família, tão generosa comigo durante minha
preparação para o filme. Antes de Stephen comparecer à estreia, ele me avisou: “Vou dizer se
achei bom. Ou outra coisa.” Respondi que, se fosse “outra coisa”, talvez ele pudesse apenas dizer
“outra coisa” e me poupar dos detalhes excruciantes! Generosamente, Stephen disse que gostou.
Ele ficou comovido, mas como todo mundo sabe, afirmou também que esperava ter visto mais
física e menos sentimentos. Isso não se discute.
Desde A teoria de tudo, sigo em contato com a família de Stephen Hawking. Fiquei
emocionado quando me convidaram a ler um texto em seu funeral. Foi um dia incrivelmente
triste, mas iluminado, repleto de amor, lembranças felizes e reflexões sobre esse homem tão
corajoso, que guiou o mundo por meio de sua ciência e de sua luta por reconhecimento e
oportunidades de crescimento adequadas para pessoas com deficiência.


Perdemos uma mente verdadeiramente bela, um cientista admirável e o homem mais
engraçado que já tive o prazer de conhecer. E conforme sua família me disse quando ele morreu,
sua obra e seu legado continuarão vivos. Desse modo, é com tristeza, mas também com grande
satisfação, que apresento esta coletânea de textos sobre temas diversos e fascinantes. Espero que
você aprecie o que ele escreveu e, para citar Barack Obama, espero que Stephen esteja se
divertindo em algum lugar por aí, entre as estrelas.
Com amor,
Eddie


INTRODUÇÃO
Professor Kip S. Thorne
C
ONHECI
S
TEPHEN
H
AWKING 
em julho de 1965, em Londres, ao participar de uma conferência
sobre relatividade geral e gravitação. Stephen estava fazendo o doutorado na Universidade de
Cambridge; eu acabara de terminar o meu, em Princeton. Pelos auditórios, corriam rumores de
que Stephen pensara em uma explicação irresistível de como nosso universo deve necessariamente
ter surgido em algum momento finito no passado. Ele não pode ser infinitamente antigo.
Assim, para escutar Stephen falar, me espremi com mais de cem pessoas em uma sala
projetada para quarenta. Ele se apoiava em uma bengala para andar e sua voz era um pouco
arrastada. Fora isso, manifestava sinais apenas discretos da doença do neurônio motor, cujo
diagnóstico recebera havia apenas dois anos. Era notório que sua mente não tinha sido afetada.
Seu raciocínio lúcido se baseava nas equações da relatividade geral de Einstein e nas observações
astronômicas de que nosso universo está em expansão, bem como em algumas suposições simples
que, muito provavelmente, eram verdadeiras e faziam uso de novas técnicas matemáticas
desenvolvidas por Roger Penrose. Combinando tudo isso de maneira inteligente, irresistível e
convincente, Stephen deduziu seu resultado: nosso universo deve ter começado em algum tipo de
estado singular, há cerca de 10 bilhões de anos. (Na década seguinte, Stephen e Roger, juntando
esforços, provariam esse início singular do tempo de forma cada vez mais convincente e, na
mesma medida, também provariam que o âmago de todo buraco negro é ocupado por uma
singularidade onde o tempo termina.)
Saí muito impressionado da conferência de Stephen em 1965. Não apenas com sua
argumentação e conclusão, mas principalmente com seus insights e criatividade. Por isso o
procurei e passei uma hora conversando com ele a sós. Foi o início de uma amizade que duraria a
vida inteira, baseada não apenas em interesses científicos em comum, mas também em uma
notável empatia de ambas as partes, uma capacidade misteriosa de compreender um ao outro
como seres humanos. Não demorou para passarmos mais tempo conversando sobre nossas vidas e
nossos entes queridos — e até sobre a morte — do que sobre ciência, embora a ciência ainda fosse
a maior parte da liga que nos mantinha unidos.
Em setembro de 1973, levei Stephen e sua esposa, Jane, para Moscou. Apesar da exasperante
Guerra Fria, desde 1968 eu passava um mês na capital russa a cada dois anos, colaborando na
pesquisa com os membros de um grupo liderado por Iakov Borisovitch Zel’dovitch. Iakov era um
astrofísico esplêndido e também pai da bomba de hidrogênio soviética. Devido a seus segredos
nucleares, ele estava proibido de viajar para a Europa ocidental ou aos Estados Unidos. O homem
sonhava em debater com Stephen, mas não podia ir até ele. Assim, fomos a seu encontro.
Em Moscou, Stephen empolgou Zel’dovitch e centenas de outros cientistas com seus insights,
e Zel’dovitch, por sua vez, também lhe ensinou uma ou duas coisinhas. Foi uma tarde memorável
a que passamos com ele e seu aluno de doutorado, Alexei Starobinski, no quarto de Stephen no
Hotel Rossia. Zel’dovitch explicou de maneira intuitiva uma descoberta extraordinária que
fizeram, e Starobinski a detalhou matematicamente.
É necessária energia para um buraco negro girar. Já sabemos disso. Um buraco negro,


explicaram eles, pode usar a energia de rotação para criar partículas, que sairão voando,
transportando a energia de rotação consigo. Isso era novo e surpreendente — mas não
surpreendente demais. Quando um objeto tem energia de movimento, a natureza costuma
encontrar um modo de extraí-la. Já conhecíamos outras formas de extrair energia da rotação de
um buraco negro; esse era apenas um novo jeito, embora inesperado.
Ora, o grande valor desse tipo de conversa é que pode despertar novas linhas de pensamento. E
assim foi com Stephen. Ele ruminou sobre a descoberta de Zel’dovitch/Starobinski por vários
meses, observando-a por outros ângulos, até que um dia ela deflagrou um insight verdadeiramente
radical em sua mente: depois que um buraco negro para de girar, ele ainda pode emitir partículas.
O buraco negro pode emitir radiação assim como o Sol, como se estivesse quente — embora não
muito, apenas morno. Quanto mais pesado o buraco negro, mais baixa a temperatura. Um buraco
que pese tanto quanto o Sol tem temperatura de 0,00000006 Kelvin, 0,06 milionésimos de grau
acima do zero absoluto. A fórmula para essa temperatura está hoje gravada na lápide de Stephen
na abadia de Westminster, em Londres, onde suas cinzas repousam, entre os túmulos de Isaac
Newton e Charles Darwin.
Essa “temperatura Hawking” do buraco negro e sua “radiação Hawking” (como vieram a ser
chamadas) foram realmente radicais; talvez a mais radical descoberta da física teórica da segunda
metade do século XX. Ela abriu nossos olhos para ligações profundas entre a relatividade geral
(buracos negros), a termodinâmica (física do calor) e a física quântica (a criação de partículas
onde antes não havia nenhuma). Por exemplo, levou Stephen a provar que um buraco negro
possui entropia, ou seja, em algum lugar dentro ou em torno dele há uma aleatoriedade colossal.
Ele deduziu que a quantidade de entropia (o logaritmo da quantidade de aleatoriedade do buraco
negro) é proporcional à área da superfície do mesmo. Sua fórmula da entropia está gravada em
uma pedra memorial no Gonville & Caius College, em Cambridge, Inglaterra, onde ele
trabalhou.
Nos últimos 45 anos, Stephen e centenas de outros físicos lutaram para compreender a
natureza específica da aleatoriedade de um buraco negro. É uma questão que continua a gerar
novos insights sobre o casamento da teoria quântica com a relatividade geral; ou seja, sobre as mal
compreendidas leis da gravidade quântica.
No outono de 1974, Stephen trouxe seus alunos de doutorado e a família (sua esposa, Jane,
com os dois filhos do casal, Robert e Lucy) a Pasadena, Califórnia, onde ficaram por um ano, de
modo que ele e seus orientandos pudessem participar da vida intelectual de minha universidade, a
Caltech, e se unir temporariamente a meu grupo de pesquisa. Foi um ano glorioso, que, em seu
auge, chegou a ser chamado de “a era de ouro da pesquisa em buracos negros”.
Durante esse período, Stephen, parte de nossos alunos e eu tentamos chegar a uma
compreensão mais profunda a respeito dos buracos negros. Mas a presença de Stephen e sua
liderança em nossa pesquisa conjunta sobre o tema me proporcionou liberdade para ir atrás de
uma nova direção que eu vinha contemplando havia alguns anos: as ondas gravitacionais.
Há apenas dois tipos de ondas que podem viajar através do universo e nos trazer informação de
coisas muito distantes: as ondas eletromagnéticas (o que incluiu a luz, raios X, raios gama, micro-
ondas, ondas de rádio etc.) e as ondas gravitacionais.
Ondas eletromagnéticas consistem em forças elétricas e magnéticas oscilantes que viajam à
velocidade da luz. Quando incidem sobre partículas carregadas, como os elétrons em uma antena


de rádio ou tevê, elas sacodem essas partículas de um lado para o outro, depositando nelas a
informação transportada pelas ondas. Essa informação pode ser amplificada e transmitida para um
alto-falante ou uma tela de tevê a fim de que os seres humanos a compreendam.
Ondas gravitacionais, segundo Einstein, consistem de uma distorção espacial oscilante: um
estiramento e uma compressão oscilantes do espaço. Em 1972, Rainer “Rai” Weiss, do MIT,
inventou um detector de ondas gravitacionais em que espelhos presos internamente na curva e nas
extremidades de um tubo a vácuo em forma de L são afastados ao longo de um dos braços do L
pelo estiramento do espaço e aproximados ao longo do outro braço devido a compressão do
espaço. A luz do laser podia extrair a informação da onda gravitacional, e o sinal podia depois ser
amplificado e inserido em um computador para a compreensão humana.
O estudo do universo com o auxílio de telescópios eletromagnéticos (astronomia
eletromagnética) foi iniciado por Galileu quando construiu um pequeno telescópio óptico,
apontou-o para Júpiter e revelou a existência das quatro grandes luas do planeta. Durante os
quatrocentos anos transcorridos desde então, a astronomia eletromagnética revolucionou por
completo nosso entendimento do universo.
Em 1972, meus alunos e eu passamos a pensar no que poderíamos aprender sobre o universo
usando ondas gravitacionais: começamos a desenvolver uma visão para a astronomia de ondas
gravitacionais. Como as ondas gravitacionais são uma forma de distorção espacial, elas são
produzidas com mais intensidade por objetos que em si são compostos inteira ou parcialmente de
espaço-tempo distorcidos — ou seja, principalmente por buracos negros. Concluímos que as
ondas gravitacionais são a ferramenta ideal para explorar e testar os insights de Stephen sobre eles.
De uma forma mais geral — ao que nos pareceu —, a diferença entre as ondas gravitacionais e
as ondas eletromagnéticas é tão radical que nos aproxima de uma revolução em nosso
entendimento do universo, comparável talvez à extraordinária revolução eletromagnética que se
seguiu a Galileu — se essas ondas elusivas pudessem ser detectadas e monitoradas. Mas isso era
uma grande incógnita: estimamos que as ondas gravitacionais banhando a Terra são tão fracas que
os espelhos nas extremidades do dispositivo em forma de L de Rai Weiss fariam um movimento
de vaivém entre si de não mais que 1/100 do diâmetro de um próton (ou seja, 1/10.000.000 do
tamanho de um átomo), mesmo se a separação entre os espelhos fosse de vários quilômetros. O
desafio de medir movimentos tão minúsculos era gigantesco.
Assim, durante esse ano glorioso, com Stephen e meus grupos de pesquisa juntos no Caltech,
passei grande parte do meu tempo explorando as perspectivas de sucesso para as ondas
gravitacionais. Stephen foi de grande ajuda nessa tarefa pois, vários anos antes, ele e Gary
Gibbons, seu aluno, projetaram um detector de partículas (o qual nunca usaram).
Pouco após o regresso de Stephen a Cambridge, minha busca rendeu frutos com um intenso
debate até altas horas entre Rai Weiss e eu em seu quarto de hotel em Washington, D.C. Fiquei
convencido de que as perspectivas de sucesso eram boas o bastante para eu devotar a maior parte
de minha carreira — e da pesquisa de meus futuros alunos — a ajudar Rai e outros cientistas a
consumar nossa visão das ondas gravitacionais. E o resto da história todo mundo já sabe.
No dia 14 de setembro de 2015, os detectores de ondas gravitacionais do observatório LIGO
(construídos por uma equipe de mil pessoas no projeto fundado por Rai, Ronald Drever e eu, e
organizado, executado e liderado por Barry Barish) registraram e monitoraram ondas
gravitacionais pela primeira vez. Comparando os padrões de onda com previsões obtidas em


simulações de computador, nossa equipe concluiu que as ondas foram produzidas quando dois
buracos negros pesados, a 1,3 bilhão de anos-luz da Terra, colidiram. Era a aurora da astronomia
de ondas gravitacionais. Nossa equipe conquistara para elas o que Galileu conquistara para as
ondas eletromagnéticas.
Estou confiante de que, ao longo das décadas seguintes, a próxima geração de astrônomos de
ondas gravitacionais irá usá-las não só para testar as leis de Stephen para a física dos buracos
negros, como também para detectar e monitorar ondas gravitacionais oriundas do nascimento
singular de nosso universo e, desse modo, testar as ideias de Stephen e de outros sobre como nosso
universo veio a existir.
Entre 1974 a 1975, durante o glorioso ano em que passei me debatendo com as ondas
gravitacionais, Stephen chefiava nosso grupo conjunto de pesquisa sobre buracos negros quando
teve um insight ainda mais radical do que sua descoberta da radiação Hawking. Stephen forneceu
uma prova fascinante, quase irrefutável, de que, em um buraco negro que se forma e
posteriormente se extingue por completo, emitindo radiação, a informação que entrou nele não
consegue mais sair. Ela é inevitavelmente perdida.
Isso é radical, pois as leis da física quântica insistem inequivocamente que uma informação
nunca pode se perder totalmente. Assim, se Stephen estava certo, os buracos negros violam uma
das leis mais fundamentais da mecânica quântica.
Como isso poderia ocorrer? A evaporação de um buraco negro é governada pelas leis
combinadas da mecânica quântica e da relatividade geral — as leis não muito bem
compreendidas da gravitação quântica; e assim, raciocinou Stephen, o tórrido casamento da
relatividade com a física quântica deve levar à destruição da informação.
A maioria dos físicos teóricos acha essa conclusão abominável; são muito céticos em relação a
ela. Desse modo, por 44 anos eles têm se debruçado sobre o assim chamado paradoxo da perda de
informação. É uma busca que vale o esforço e a agonia implicados, uma vez que esse paradoxo é
uma chave poderosa para a compreensão das leis da gravitação quântica. Em 2003, o próprio
Stephen descobriu uma possível maneira de a informação escapar durante a evaporação do buraco
negro, mas isso não aplacou as dificuldades dos teóricos. Stephen não demonstrou que a
informação escapa, de modo que a busca continua.
Em meu discurso durante o enterro de suas cinzas na abadia de Westminster, celebrei essa
busca com as seguintes palavras: “Newton nos deu respostas. Hawking nos deu perguntas. E as
perguntas de Hawking, por sua vez, continuam a dar frutos, gerando descobertas décadas depois.
Quando finalmente dominarmos as leis da gravitação quântica e compreendermos por completo o
nascimento do universo, decerto será em grande medida por estarmos nos ombros de Hawking.”
• • •
Assim como aquele período luminoso de 1974 a 1975 foi apenas o início da minha procura pela
onda gravitacional, foi igualmente o início da jornada de Stephen pelo entendimento detalhado
das leis da gravitação quântica e pelo que essas leis dizem sobre a verdadeira natureza da
informação e aleatoriedade de um buraco negro, das singularidades dentro deles e do nascimento
singular de nosso universo — em suma, a verdadeira natureza do nascimento e da morte do


tempo.
Essas são grandes questões. Muito grandes.
Eu me esquivara das grandes questões. Não tenho habilidade, sabedoria e autoconfiança
suficientes para tentar respondê-las. Stephen, por outro lado, sempre se sentiu atraído por grandes
questões, estivessem ou não profundamente enraizadas em sua ciência. Ele, sim, tinha a
habilidade, a sabedoria e a autoconfiança necessárias.
Este livro é uma compilação de suas respostas às grandes questões, respostas nas quais ainda
estava trabalhando um pouco antes de morrer.
As respostas de Stephen a seis das questões deste livro estão profundamente enraizadas em sua
ciência. (Deus existe? Como tudo começou? Podemos prever o futuro? O que há dentro de um
buraco negro? A viagem no tempo é possível? Como moldaremos o futuro?) Aqui ele discutirá em
profundidade os assuntos que descrevi brevemente nesta Introdução, e também muito mais.
É impossível que as respostas às outras quatro grandes questões estejam vinculadas de forma
sólida à sua ciência. (Sobreviveremos na Terra? Existe outra vida inteligente no universo?
Deveríamos colonizar o espaço? A inteligência artificial vai nos superar?) Não obstante, suas
respostas denotam profunda sabedoria e criatividade, como não poderia deixar de ser.
Espero que você ache suas respostas tão estimulantes e perceptivas quanto eu achei. Aproveite!
Kip S. Thorne
Julho de 2018


POR QUE FORMULAR AS GRANDES QUESTÕES?


A
S PESSOAS SEMPRE 
quiseram respostas para as grandes questões. De onde viemos? Como o
universo começou? Qual é o significado e o desígnio por trás de tudo? Existe alguém lá fora? Os
relatos sobre a gênese do mundo criados no passado agora parecem menos relevantes e
verossímeis. Eles foram substituídos por uma variedade do que só podemos chamar de
superstições, abrangendo da Nova Era a Star Trek. Mas a ciência de verdade pode ser bem mais
estranha do que a ficção científica, e bem mais gratificante.
Eu sou cientista. Um cientista com profundo fascínio por física, cosmologia, o universo e o
futuro da humanidade. Fui criado para ter uma curiosidade inabalável e — como meu pai —
pesquisar e tentar responder às inúmeras questões que a ciência nos apresenta. Passei a vida
viajando pelo universo, dentro de minha mente. Por meio da física teórica, busquei responder
algumas das grandes questões. A certa altura, achei que veria o fim da física tal como a
conhecemos, mas hoje creio que a maravilha da descoberta continuará por muito tempo depois
que eu partir. Estamos perto de algumas dessas respostas, mas ainda não chegamos lá.
O problema é que a maioria das pessoas acredita que ciência de verdade é difícil e complicada
demais. Não concordo com isso. Pesquisar sobre as leis fundamentais que governam o universo
exigiria uma disponibilidade de tempo que a maioria não tem; o mundo acabaria parando se todos
tentassem estudar física teórica. Mas a maioria pode compreender e apreciar as ideias básicas, se
forem apresentadas de maneira clara e sem equações, algo que acredito ser possível e que sempre
gostei de fazer.
Tem sido um tempo glorioso para estar vivo e realizar pesquisa em física teórica. Nos últimos
cinquenta anos, temos mudado bastante a imagem que concebemos do universo, e ficarei feliz se
tiver dado alguma pequena contribuição. Uma das grandes conquistas da era espacial foi a
perspectiva que a humanidade adquiriu a respeito de si mesma. Quando vemos a Terra do espaço,
nós nos vemos como um todo. Vemos a unidade, e não as divisões. É uma imagem tão simples,
com uma mensagem admirável: um planeta, uma raça humana.
Quero que minha voz ecoe com as daqueles que buscam uma ação imediata sobre os
principais desafios à nossa comunidade global. Espero que doravante, mesmo quando eu não
estiver mais aqui, as pessoas no poder possam demonstrar criatividade, coragem e liderança. Que
elas se disponham a enfrentar o desafio do desenvolvimento sustentável e ajam não em interesse
próprio, mas em prol do bem comum. Sei perfeitamente como o tempo é precioso. Aproveite o
momento. Tome uma atitude já.
• • •
Eu já escrevi sobre minha vida anteriormente. E, ao pensar no fascínio que senti pelas grandes
questões ao longo de todos esses anos, acredito que valha a pena repetir algumas de minhas
primeiras experiências.
Nasci exatamente trezentos anos após a morte de Galileu e gosto de pensar que essa
coincidência influenciou os rumos de minha vida e sua ligação com a ciência. Mas calculo que
cerca de 200 mil outros bebês também nasceram nesse dia; não sei se algum deles posteriormente
se interessou por astronomia.
Cresci em uma casa vitoriana alta e estreita em Highgate, Londres, que meus pais haviam
comprado por uma pechincha durante a Segunda Guerra Mundial, quando todo mundo achou


que Londres seria arrasada pelas bombas. De fato, um foguete V2 caiu a algumas casas de
distância da nossa. Eu estava fora com minha mãe e minhas irmãs na época e, felizmente, meu
pai não se feriu. Por anos depois disso, eu e meu amigo Howard brincamos no local onde a bomba
deixou sua marca. Investigávamos os resultados da explosão com a mesma curiosidade que me
motivou durante a vida inteira.
Em 1950, o local de trabalho do meu pai foi transferido para o extremo norte de Londres, o
recém-construído National Institute for Medical Research, em Mill Hill. Assim, minha família se
mudou para a cidade de Saint Albans, nas imediações. Fui matriculado na High School for Girls,
a qual, apesar do nome, admitia meninos até a idade de dez anos. Mais tarde, frequentei a Saint
Albans School. Nunca fiquei muito acima da média da classe — era uma turma brilhante —, mas
meus colegas me apelidaram de Einstein, então presumivelmente viram coisas boas em mim.
Quando eu tinha doze anos, dois amigos meus apostaram um contra o outro, por um saco de
balas, que eu nunca chegaria a lugar algum.
Tive seis ou sete bons amigos em Saint Albans e me lembro de ter longas conversas e
discussões sobre tudo, de brinquedos de controle remoto a religião. Uma das maiores questões que
discutíamos era a origem do universo e a necessidade de um deus para criá-lo e pô-lo em
funcionamento. Eu ouvira dizer que a luz das galáxias distantes sofria um desvio para o lado
vermelho do espectro e que isso supostamente indicava que o universo estava se expandindo. Mas
tinha certeza de que haveria outro motivo para o desvio para o vermelho. Será que a luz ficava
cansada e mais vermelha no caminho até nós? Um universo essencialmente imutável e perpétuo
parecia bem mais natural. (Foi apenas mais tarde, após a descoberta da radiação cósmica de
fundo, cerca de dois anos depois do início minha pesquisa de doutorado, que me dei conta do meu
erro.)
Sempre fui muito interessado no funcionamento das coisas e costumava desmontá-las para ver
como operavam por dentro, só que não era muito bom em remontá-las. Minha habilidade prática
nunca se equiparou ao meu talento teórico. Meu pai encorajou meu interesse pela ciência e
ansiava para que eu estudasse em Oxford ou Cambridge. Ele mesmo estudara no University
College, Oxford, então achou que devia me candidatar a essa faculdade. Na época, o University
College não realizava pesquisa em matemática, portanto não me restava muita opção a não ser
tentar uma bolsa em ciências naturais. Fiquei surpreso quando fui aceito.
A atitude predominante em Oxford na época era muito antitrabalho. A ideia era ser brilhante
sem esforço ou aceitar suas limitações e obter seu diploma com a média mínima. Tomei isso
como um convite a fazer muito pouco. Não me orgulho disso, estou apenas descrevendo minha
postura na época, compartilhada pela maioria dos meus colegas. Um dos resultados de minha
doença foi me fazer mudar tudo aquilo. Quando enfrentamos a possibilidade de uma morte
precoce, percebemos que há um monte de coisas que queremos fazer antes que a vida chegue ao
fim.
Devido a minha falta de empenho, meu plano para passar na prova final era evitar questões
que exigissem conhecimento factual e me concentrar em problemas da física teórica. Porém não
dormi na noite anterior à prova e, portanto, não fui muito bem. Alcancei uma média entre
excelente e boa, e precisei passar por uma banca examinadora para determinar qual das duas
receberia. Na entrevista, perguntaram-me sobre meus planos para o futuro. Respondi que queria
fazer pesquisa. Se me dessem a média máxima, eu iria para Cambridge. Se ela fosse inferior a


isso, eu ficaria em Oxford. Consegui a máxima.
Nas longas férias após minha prova final, a universidade ofereceu uma série de pequenas bolsas
de viagem. Concluí que, quanto mais longe me propusesse a ir, maiores seriam minhas chances
de conseguir uma. Assim, afirmei que queria ir para o Irã. Parti no verão de 1962, tomando um
trem para Istambul, depois para Erzurum, no leste da Turquia, e então para Tabritz, Teerã,
Isfahan Shiraz e Persépolis, capital dos antigos reis persas. Quando voltava para casa, eu e Richard
Chiin, meu companheiro de viagem, fomos surpreendidos pelo terremoto de Bou’in-Zahra, um
tremor de 7,1 na escala Richter que matou quase 12 mil pessoas. Devo ter passado próximo ao
epicentro, mas nem percebi porque estava doente e viajando dentro de um ônibus chacoalhando
pelas estradas iranianas, muito acidentadas nessa época.
Passamos os dias seguintes em Tabriz, enquanto eu me recuperava de uma grave disenteria e
de uma costela quebrada ao ter sido jogado contra o banco da frente no ônibus, ainda sem saber da
tragédia porque não falávamos persa. Só quando chegamos a Istambul descobrimos o que
acontecera. Mandei um cartão-postal para meus pais, que esperavam ansiosamente uma notícia
minha havia dez dias, pois a última informação que tinham era que eu saíra de Teerã rumo à
região do desastre no dia em que ocorreu o tremor. A despeito do terremoto, tenho muitas
lembranças carinhosas do meu tempo no Irã. Uma curiosidade intensa sobre o mundo leva a
pessoa a correr perigo, mas, no meu caso, provavelmente foi a única vez que isso foi verdade.
Em outubro de 1962, com vinte anos de idade, cheguei ao departamento de matemática
aplicada e física teórica de Cambridge. Eu me candidatara a uma vaga de trabalho com Fred
Hoyle, o astrônomo inglês mais famoso da época. Digo astrônomo porque a cosmologia mal era
vista como uma disciplina legítima na época. Entretanto, Hoyle já estava com alunos o suficiente,
e, para minha grande decepção, fui indicado a Dennis Sciama, de quem nunca ouvira falar. Hoje
fico feliz de não ter virado aluno de Hoyle, porque teria sido levado a defender sua teoria do
estado estacionário, tarefa bem mais complicada do que negociar o Brexit. Comecei o trabalho
pela leitura de livros antigos sobre relatividade geral — como sempre, atraído pelas maiores
questões.
Como alguns de você devem ter visto no filme em que Eddie Redmayne faz uma versão
particularmente bela de mim, em meu terceiro ano em Oxford percebi que parecia estar ficando
mais desastrado. Caí algumas vezes sem entender por que e notei que não conseguia mais remar
direito. Estava claro que havia alguma coisa errada. Não fiquei nem um pouco feliz quando um
médico nessa época me disse para dar um tempo na cerveja.
O inverno seguinte à minha chegada a Cambridge foi muito rigoroso. Eu estava em casa para o
feriado do Natal quando minha mãe me convenceu a esquiar no lago de Saint Albans, mesmo eu
sabendo que não conseguiria. Caí e tive dificuldade de levantar. Minha mãe percebeu que havia
alguma coisa errada e me levou ao médico.
Passei semanas no St. Bartolomew’s Hospital e fiz diversos exames. Em 1962, os métodos eram
um pouco mais primitivos do que hoje em dia. Uma amostra de tecido muscular foi tirada de
meu braço, eletrodos foram grudados em mim e um fluido rádio-opaco foi injetado em minha
coluna para que os médicos o observassem subindo e descendo na radiografia, conforme o leito
era inclinado. Nunca me disseram de fato o que estava errado, mas compreendi o bastante para
saber que era bem grave, então não quis perguntar. Eu deduzira pela conversa dos médicos que,
fosse o que fosse, eu ia de mal a pior e não havia outra coisa a fazer a não ser me receitar


vitaminas. Na verdade, o médico que realizou os exames lavou as mãos e nunca mais voltei a vê-
lo. Sua opinião era de que não havia nada a ser feito.
A determinada altura, devo ter descoberto o diagnóstico de esclerose lateral amiotrófica (ELA),
uma espécie de doença neuromotora, na qual as células nervosas do cérebro e da medula espinhal
atrofiam e depois cicatrizam ou endurecem. Descobri também que pessoas com essa doença
pouco a pouco perdem a capacidade de controlar seus movimentos, de falar, comer e, no fim, até
respirar.
Minha enfermidade parecia progredir rapidamente. Foi compreensível que eu ficasse
deprimido e não visse sentido em continuar minha pesquisa de doutorado, porque não sabia se
viveria o suficiente para finalizá-la. Mas então o progresso da doença diminuiu e senti um
entusiasmo renovado por meu trabalho. Após minhas expectativas terem se reduzido a zero, cada
novo dia era como um bônus e passei a apreciar tudo que eu tinha. Enquanto houver vida, há
esperança.
E, claro, também surgiu uma jovem chamada Jane, que conheci em uma festa. Sua
determinação de que juntos poderíamos combater a doença era grande. Sua convicção me trouxe
esperança. O noivado animou meu estado de espírito e percebi que, se fôssemos casar, eu
precisaria arranjar um emprego e terminar meu doutorado. Como sempre, essas grandes questões
me impeliam. Comecei a estudar com afinco e tomei gosto por isso.
Para conseguir me sustentar financeiramente durante meus estudos, eu me inscrevi para uma
bolsa de pesquisa no Gonville & Caius College. Para minha grande surpresa, fui aceito e sou
membro do Caius desde então. A bolsa foi um divisor de águas em minha vida. Graças a ela pude
continuar com minha pesquisa apesar do agravamento da enfermidade. Também foi ela que
permitiu que Jane e eu nos casássemos, o que fizemos em julho de 1965. Nosso primeiro filho,
Robert, nasceu cerca de dois anos depois. Lucy, a segunda, veio após mais três anos. E nosso
terceiro filho, Timothy, nasceria em 1979.
Como pai, eu tentava instilar neles a importância de sempre fazer perguntas. Meu filho Tim
comentou certa vez em uma entrevista sobre ter me perguntado algo que na época parece ter
soado um pouco tolo. Ele queria saber se havia um monte de universos minúsculos espalhados
em volta do nosso. Eu lhe disse para nunca ter medo de propor uma ideia ou hipótese, por mais
absurda que pudesse parecer.
• • •
A grande questão em cosmologia no início dos anos 1960 era se o universo teve um início. Muitos
cientistas se opunham instintivamente à ideia, porque sentiam que o ponto de criação seria um
lugar onde a ciência sofreria um colapso. Teríamos que apelar à religião e à intervenção divina
para determinar como o universo começou. Era claramente uma questão fundamental e
exatamente o que eu precisava para completar minha tese de doutorado.
Roger Penrose mostrara que, após a contração de uma estrela em extinção a um determinado
raio, inevitavelmente ocorreria uma singularidade, que é um ponto onde o espaço e o tempo
chegavam ao fim. Sem dúvida, pensei, já sabíamos que nada era capaz de impedir uma estrela fria
e massiva de sucumbir ao peso da própria gravidade até ela atingir uma singularidade de


densidade infinita. Percebi que argumentos similares podiam ser aplicados à expansão do
universo. Nesse caso, eu poderia provar que havia singularidades onde o espaço-tempo teve início.
Um momento heureca veio em 1970, dias após o nascimento da minha filha, Lucy. Quando
me preparava para dormir certa noite — um processo que se tornara moroso devido minha
deficiência —, percebi que podia aplicar aos buracos negros a teoria da estrutura casual por mim
desenvolvida para os teoremas da singularidade. Se a relatividade geral está correta e a densidade
da energia é positiva, a área de superfície do horizonte de eventos — a fronteira de um buraco
negro — tem a propriedade de sempre aumentar quando matéria ou radiação adicional cai dentro
dela. Além disso, se dois buracos negros colidem e se fundem em um único buraco negro, a área
do horizonte de eventos em torno do buraco negro resultante é maior do que a soma das áreas do
horizonte de eventos em torno dos buracos negros originais.
Foi uma era de ouro, em que solucionamos a maioria dos principais problemas na teoria dos
buracos negros mesmo antes de haver qualquer evidência observacional dos mesmos. Na verdade,
fomos tão bem-sucedidos com a teoria geral clássica da relatividade que fiquei um pouco perdido
sobre o que fazer em 1973 após a publicação com George Ellis de nosso livro, The Large Scale
Structure of Spacetime [A estrutura em larga escala do espaço-tempo]. Meu trabalho com Penrose
mostrara que a relatividade geral deixava de vigorar nas singularidades, assim o próximo passo
óbvio seria combinar a relatividade geral — a teoria do muito grande — com a física quântica —
a teoria do muito pequeno. Em particular, eu questionava: poderia haver átomos em que o núcleo
é um minúsculo buraco negro primordial, formado no universo primitivo? Minhas investigações
revelaram uma relação profunda e antes insuspeitada entre a gravidade e a termodinâmica, a
ciência do calor, e solucionavam um paradoxo que fora debatido por trinta anos sem muito
progresso: como a radiação liberada por um buraco negro em processo de encolhimento poderia
transportar toda a informação sobre o que ele produzira? Descobri que a informação não se perde,
mas não é devolvida de maneira aproveitável — é como queimar uma enciclopédia e ficar com a
fumaça e as cinzas.
Para responder isso, estudei como campos ou partículas quânticos se dispersariam de um
buraco negro. Esperava que parte de uma onda incidente seria absorvida e que o restante se
espalharia. Mas, para minha grande surpresa, descobri que parecia haver emissão do próprio
buraco negro. No início, achei que devia existir algum erro em meus cálculos. Mas o que me
convenceu de ser um efeito real foi que a emissão era exatamente a exigida para identificar a área
do horizonte de eventos com a entropia de um buraco negro. Essa entropia, uma medida para a
desordem de um sistema, está resumida na seguinte fórmula simples:
Ela expressa a entropia, em termos da área do horizonte, e as três constantes fundamentais da
natureza: c, a velocidade da luz; G, a constante gravitacional de Newton; ħ, a constante de Planck.
A emissão dessa radiação térmica pelo buraco negro é hoje chamada de radiação Hawking e tenho


orgulho de ser seu descobridor.
Em 1974, fui eleito membro da Royal Society. A escolha foi uma surpresa para meus colegas
de departamento porque eu era jovem e não passava de um mero assistente de pesquisa. Três anos
depois, fui promovido a professor. Meu trabalho sobre buracos negros me dera esperança de que
descobriríamos uma teoria de tudo, e essa busca por uma resposta me motivou a continuar.
No mesmo ano, meu amigo Kip Thorne nos convidou para visitarmos o Instituto de
Tecnologia da Califórnia, o Caltech, e lá fui eu com minha jovem família e mais um bando de
colegas que trabalhavam com a relatividade geral. Nos últimos quatro anos, eu viera usando uma
cadeira de rodas manual, além de um carrinho motorizado azul de três rodas que andava
lentamente, à velocidade de uma bicicleta, e no qual eu às vezes dava caronas clandestinas.
Quando fomos para a Califórnia, ficamos hospedados em uma casa colonial do Caltech próxima
ao campus e ali usei uma cadeira de rodas motorizada pela primeira vez. Ela me proporcionou
considerável grau de independência, sobretudo porque os prédios e as calçadas nos Estados Unidos
são muito mais acessíveis para deficientes do que na Inglaterra.
Quando regressamos do Caltech, em 1975, senti no começo um certo baixo-astral. Na
Inglaterra, tudo parecia provinciano e limitado quando comparado à atitude empreendedora dos
americanos. Na época, o campo estava tomado de árvores mortas pela doença do olmo holandês e
o país sofria com a onda de greves. Entretanto, meu estado de espírito melhorou quando meu
trabalho teve êxito e fui escolhido, em 1979, como professor lucasiano de matemática, cargo
outrora ocupado por Sir Isaac Newton e Paul Dirac.
Durante a década de 1970, meu trabalho se voltou principalmente a buracos negros, mas meu
interesse em cosmologia foi renovado pelas sugestões de que o universo primitivo passara por um
período de rápida expansão inflacionária em que seu tamanho aumentou a um ritmo cada vez
mais acelerado, do modo como os preços têm aumentado desde o Brexit. Também passei um
tempo trabalhando com Jim Hartle, formulando uma teoria do nascimento do universo que
chamamos de “sem fronteira”.
No início da década de 1980, minha saúde continuava a deteriorar e eu sofria prolongados
ataques de asfixia porque a laringe estava ficando fraca, permitindo a entrada de comida nos
pulmões ao engolir. Em 1985, peguei pneumonia numa viagem ao CERN, o centro europeu de
pesquisa nuclear, na Suíça. Foi um momento crítico em minha vida. Fui levado às pressas para o
hospital cantonal de Lucerne e me puseram em um respirador. Os médicos deram a entender a
Jane que a doença progredira a um ponto em que não havia mais nada a ser feito e sugeriram
desligar os aparelhos para pôr um fim a minha vida. Mas Jane não autorizou e chamou uma
ambulância aérea para me levar ao Addenbrooke’s Hospital, em Cambridge.
Como você pode imaginar, foi um período muito difícil, mas felizmente os médicos no
Addenbrooke’s fizeram de tudo para me estabilizar no mesmo patamar em que eu estava antes da
visita à Suíça. Entretanto, como minha laringe continuou permitindo a passagem de comida e
saliva para meus pulmões, tiveram que realizar uma traqueostomia. Como a maioria já deve
saber, a traqueostomia acaba com a capacidade de falar. A voz é uma coisa muito importante. Se
ela for arrastada, como a minha era, as pessoas podem pensar que você tem deficiência mental e o
tratam de acordo. Antes da traqueostomia, minha fala era tão indistinta que só as pessoas que me
conheciam bem conseguiam me entender. Meus filhos estavam entre os poucos capazes de tal
feito. Por um tempo após a traqueostomia, a única maneira de me comunicar era soletrando as


palavras, muito vagarosamente, erguendo as sobrancelhas quando a pessoa apontava a letra certa
em um cartão de soletrar.
Por sorte, um especialista em computadores na Califórnia chamado Walt Woltosz ouviu falar
das minhas dificuldades. Ele me enviou um programa de computador criado por ele, chamado
Equalizer. O programa me permitia selecionar palavras inteiras na tela do computador em minha
cadeira de rodas ao pressionar um interruptor em minha mão. Ao longo dos anos, o sistema
evoluiu. Hoje em dia uso um programa chamado Acat, desenvolvido pela Intel, que controlo por
um pequeno sensor em meus óculos via movimentos de bochecha. Ele tem um celular, que me
dá acesso à internet. Posso afirmar que sou a pessoa mais conectada do mundo. Mantive o
sintetizador de voz original, porém, em parte porque não escutei nenhum com fraseado melhor e
em parte porque hoje me identifico com essa voz, mesmo com o sotaque americano.
Tive a ideia de escrever um livro de divulgação sobre o universo em 1982, mais ou menos na
época do meu trabalho sobre a condição sem-contorno. Acreditava que poderia ganhar uma
quantia modesta para ajudar a pagar os estudos dos meus filhos e meus custos médicos cada vez
mais altos, mas o principal motivo foi querer explicar em que pé estávamos em nosso
entendimento do universo: como talvez estivéssemos perto de encontrar uma teoria completa que
descreveria o universo e tudo que há nele. Como cientista, é importante fazer perguntas e
encontrar respostas, mas também me sinto na obrigação de comunicar ao mundo o que estamos
aprendendo.
De forma muito apropriada, Uma breve história do tempo foi publicado pela primeira vez no
Dia da Mentira, 1
o
de abril de 1988. Na verdade, originalmente o livro era para se chamar Do Big
Bang aos buracos negros: uma curta história do tempo. O título foi enxugado e mudado para
“breve”, e o resto da história todo mundo já sabe.
Nunca imaginei que Uma breve história do tempo faria tanto sucesso. Sem dúvida, sua
mensagem de superação, sobre como a despeito da minha deficiência consegui me tornar físico
teórico e ainda autor de um best-seller, ajudou. Nem todos devem ter terminado o livro ou
entendido tudo que leram, mas pelo menos se debruçaram sobre uma das grandes questões da
nossa existência e captaram a ideia de que vivemos em um universo governado por leis racionais
que, com auxílio da ciência, podemos descobrir e compreender.
QUAL ERA O SEU SONHO QUANDO CRIANÇA? 
ELE SE CONCRETIZOU?
Eu queria ser um grande cientista. Mas não fui um aluno muito bom durante a escola e raramente
fiquei acima da média em minha classe. Eu era desleixado e minha letra não era muito boa. Mas fiz
bons amigos na escola. Conversávamos sobre tudo, especificamente a origem do universo. Foi aí
que meu sonho começou e tive muita sorte por ele ter se tornado realidade.
Para os meus colegas, não passo de mais um físico, mas, para o público geral, possivelmente
me tornei o cientista mais conhecido do mundo. Isso se deve em parte ao fato de que cientistas,
com exceção de Einstein, não têm a mesma fama que estrelas do rock, e em parte porque me
encaixo bem no estereótipo do gênio com uma deficiência física. Não posso me disfarçar usando


peruca e óculos escuros — a cadeira me entrega. Ser famoso e facilmente reconhecido tem seus
prós e contras, mas os prós superam os contras de longe. As pessoas parecem genuinamente
contentes de me ver. Inclusive, obtive o maior público da minha vida ao abrir os Jogos
Paralímpicos em Londres, em 2012.
• • •
Tive uma vida extraordinária neste planeta e ao mesmo tempo viajei pelo universo usando minha
mente e as leis da física. Estive nos rincões mais remotos de nossa galáxia, viajei para dentro de
um buraco negro e voltei ao início do tempo. Na Terra, vivi altos e baixos, turbulência e paz,
sucesso e sofrimento. Fui rico e pobre, fui fisicamente apto e deficiente. Fui elogiado e criticado,
mas nunca ignorado. Tive o enorme privilégio, graças a meu trabalho, de poder contribuir para
nossa compreensão do universo. Mas seria um universo vazio, não fossem as pessoas que amo e
que me amam. Sem elas, a maravilha disso tudo teria me escapado.
No fim das contas, o fato de que nós, humanos, meras coleções de partículas fundamentais da
natureza, fomos capazes de alcançar alguma compreensão das leis que nos governam — e nosso
universo — é um tremendo triunfo. Quero compartilhar minha empolgação com essas grandes
questões e meu entusiasmo com sua busca.
Um dia, espero que saibamos as respostas para todas elas. Mas existem outros desafios, outras
grandes questões no planeta que devemos responder, e elas exigirão uma nova geração interessada,
engajada e com compreensão da ciência. Como alimentar uma população cada vez maior? Como
fornecer água limpa, gerar energia renovável, prevenir e curar doenças e refrear a mudança
climática global? Espero que a ciência e a tecnologia forneçam respostas a essas perguntas, mas
serão necessárias pessoas, seres humanos com conhecimento e compreensão, para implantar essas
soluções. Devemos lutar para que todo homem e toda mulher tenham a oportunidade de viver
vidas seguras e saudáveis, repletas de oportunidade e amor. Somos todos viajantes do tempo em
uma jornada rumo ao amanhã. Mas vamos trabalhar juntos na construção desse futuro, um lugar
que queremos visitar.
Seja corajoso, seja curioso, seja determinado, supere as probabilidades. É possível.


1
DEUS EXISTE?



CIÊNCIA RESPONDE 
cada vez mais perguntas que costumavam ser domínio da religião. A religião
foi uma primeira tentativa de responder questões que todos fazemos: por que estamos aqui, de
onde viemos? Há muito tempo, a resposta era quase sempre a mesma: foram deuses que
construíram tudo. O mundo era um lugar assustador, assim até valentões como os vikings
acreditavam em seres sobrenaturais para explicar os fenômenos naturais, tais como raios,
tempestades e eclipses. Hoje em dia, a ciência oferece respostas melhores e mais consistentes, mas
as pessoas sempre vão se aferrar à religião porque lhes dá conforto e elas não confiam — ou não
compreendem — a ciência.
Alguns anos atrás, uma manchete na primeira página do Times dizia “Hawking: ‘Deus não
criou o universo’”. A matéria era ilustrada. Deus era mostrado em um desenho de Michelangelo,
com ar estrondoso. Publicaram uma foto minha, com ar presunçoso. Fizeram parecer um duelo
entre nós. Mas não tenho nada contra Deus. Não quero passar a impressão de que meu trabalho é
sobre provar ou refutar a existência dele. Meu trabalho é encontrar uma estrutura racional para
compreender o universo que nos cerca.
Por séculos, presumia-se que pessoas com deficiência como eu viviam sob uma maldição
infligida por deus. Bom, talvez eu tenha irritado alguém lá em cima, mas prefiro pensar que tudo
pode ser explicado de outra forma, com as leis da natureza. Se você confia na ciência, como eu,
acredita que há certas leis que sempre são obedecidas. Se preferir, pode dizer que as leis são obra
divina, mas isso é antes uma definição de deus do que uma prova de sua existência. Em cerca de
300 a.C., um filósofo chamado Aristarco ficou fascinado por eclipses, sobretudo os lunares. Ele foi
corajoso o bastante para questionar se eram mesmo causados pelos deuses. Aristarco foi um
verdadeiro pioneiro da ciência. Estudando o céu cuidadosamente, chegou a uma conclusão
ousada: ele percebeu que o eclipse na verdade era a sombra da Terra passando sobre a Lua, não
um evento divino. Liberado por essa descoberta, ele foi capaz de identificar o que realmente
estava acontecendo lá no alto e desenhou diagramas mostrando a verdadeira relação entre o Sol, a
Terra e a Lua. A partir disso, chegou a conclusões ainda mais notáveis. Ele deduziu que a Terra
não era o centro do universo, como todos pensavam, mas que na verdade orbitava o Sol. De fato,
compreender esse arranjo explica todos os eclipses. Quando a Lua lança sua sombra na Terra,
trata-se de um eclipse solar. E quando a Terra projeta a sombra na Lua, há um eclipse lunar. Mas
Aristarco foi ainda mais longe. Ele sugeriu que as estrelas não eram fendas no chão celestial,
como acreditavam seus contemporâneos, mas outros sóis, como o nosso, só que muito distantes.
Que descoberta assombrosa deve ter sido. O universo é uma máquina governada por princípios ou
leis — leis essas que podem ser compreendidas pela mente humana.
Acredito que a descoberta dessas leis foi a maior conquista da humanidade, pois são essas leis
da natureza — como hoje as chamamos — que nos dirão se necessitamos mesmo de um deus
para explicar o universo. As leis da natureza são uma descrição de como as coisas de fato
funcionam no passado, presente e futuro. No tênis, a bola sempre vai exatamente onde dizem que
irá. E há também muitas outras leis em funcionamento nesse exemplo. Elas governam tudo que
está acontecendo, desde como a energia da raquetada é produzida nos músculos dos tenistas até a
velocidade com que a grama cresce sob seus pés. Mas o mais importante é que essas leis físicas,
além de serem imutáveis, são universais. Elas se aplicam não só à trajetória de uma bola, mas
também ao movimento dos planetas e tudo mais que existe no universo. Ao contrário das leis
feitas pelos seres humanos, as leis da natureza não podem ser quebradas — eis por que são tão


poderosas e, quando encaradas do ponto de vista religioso, também controversas.
Se você aceita, como eu, que as leis da natureza são fixas, nesse caso não demora muito até se
perguntar: que papel deus tem a desempenhar? Essa é uma grande parte da contradição entre
ciência e religião e, embora minhas opiniões tenham virado manchete, trata-se de um conflito
antigo. Poderíamos definir deus como a encarnação das leis da natureza. Porém não é assim que a
maioria pensa. As pessoas se referem a uma criatura semelhante ao ser humano, com a qual
podem se relacionar. Quando observamos a vastidão do universo, e como a vida humana é
insignificante e acidental, parece muito implausível.
Uso a palavra “deus” em sentido impessoal, como Einstein fez para as leis da natureza; assim,
conhecer a mente de deus é conhecer as leis da natureza. Minha previsão é que conheceremos a
mente de deus até o fim deste século.
A única área restante que a religião pode reclamar para si é a origem do universo, mas mesmo
nesse caso a ciência está progredindo e não deve demorar a fornecer uma resposta definitiva.
Quando publiquei um livro perguntando se deus criou o universo, ele causou certo alvoroço. As
pessoas se irritaram que um cientista pudesse ter algo a declarar sobre questões religiosas. Não
pretendo dizer a ninguém no que acreditar, mas para mim perguntar se deus existe é uma questão
válida para a ciência. Afinal, é difícil pensar em um mistério mais importante ou fundamental: o
que (ou quem) criou e controla o universo?
Sou da opinião de que o universo foi criado espontaneamente, do nada, segundo as leis da
ciência. O pressuposto básico da ciência é o determinismo científico. As leis da ciência
determinam a evolução do universo dado seu estado a um dado momento. Essas leis podem ou
não ter sido determinadas por deus, mas ele não pode intervir para infringi-las, pois então elas não
seriam leis. Isso dá a deus a liberdade de escolher o estado inicial do universo, mas mesmo aí
parece que deve haver leis. Assim deus não teria liberdade alguma.
Apesar da complexidade e variedade do universo, percebe-se que, para criar um, precisamos de
apenas três ingredientes. Vamos imaginar que poderíamos listá-los em um tipo de livro de receitas
cósmico. Quais são os três ingredientes necessários? O primeiro é a matéria — coisas que tenham
massa. A matéria está a nossa volta, por toda a parte, no chão sob nossos pés e no espaço sideral
acima. Poeira, rocha, gelo, líquidos. Vastas nuvens de gás, espirais massivas de estrelas com
bilhões de sóis, espalhados por distâncias inacreditáveis.
A segunda coisa de que vamos precisar é energia. Mesmo que você nunca tenha pensado a
respeito, todo mundo sabe o que é energia. Algo que encontramos diariamente. Vire para o Sol e
você pode senti-la no rosto: a energia produzida por uma estrela a 150 milhões de quilômetros de
distância. A energia permeia o universo e impulsiona os processos que fazem dele um lugar
dinâmico, mudando infinitamente.
Assim, temos matéria e temos energia. A terceira coisa de que precisamos é espaço. Espaço aos
montes. Pode-se chamar o universo de muitas coisas — assombroso, belo, violento —, mas de
apertado, isso não. Onde quer que olhemos, vemos espaço, mais espaço e depois ainda mais
espaço. Estendendo-se em todas as direções. É de deixar tonto. Então de onde poderia provir toda
essa matéria, energia e espaço? Até o século XX, não tínhamos ideia.
A resposta veio dos insights de um homem, provavelmente o cientista mais extraordinário de
todos. Seu nome era Albert Einstein. Infelizmente não cheguei a conhecê-lo, pois eu tinha apenas
treze anos quando morreu. Einstein percebeu algo absurdamente extraordinário: que dois


ingredientes principais na composição do universo — massa e energia — são basicamente a
mesma coisa, dois lados da mesma moeda, se preferir. Sua famosa equação E = mc
2
simplesmente quer dizer que a massa pode ser pensada como uma espécie de energia e vice-versa.
Assim, em vez de três ingredientes, podemos agora dizer que o universo tem apenas dois: energia e
espaço. Mas de onde provêm toda essa energia e espaço? A resposta foi encontrada após décadas de
trabalho dos cientistas: ambos foram espontaneamente inventados em um evento que hoje
chamamos de Big Bang.
No momento do Big Bang, um universo inteiro passou a existir e, com ele, o espaço. Tudo
inchou, como uma bexiga sendo soprada. Então de onde vem toda essa energia e espaço? Como
pode um universo inteiro repleto de energia, da espantosa vastidão do espaço e de tudo que há
nele simplesmente surgir do nada?
Para alguns, é aí que deus volta a entrar em cena. Deus criou a energia e o espaço. O Big Bang
foi o momento da criação. Mas a ciência conta uma história diferente. Correndo o risco de me
meter em maus lençóis, acho que podemos compreender muito mais os fenômenos naturais que
aterrorizavam os vikings. Podemos ir até além da linda simetria de energia e matéria descoberta
por Einstein. Podemos usar as leis da natureza para nos debruçar sobre a própria origem do
universo e descobrir se a existência de deus é o único modo de explicá-la.
Minha infância na Inglaterra do pós-guerra foi uma época de austeridade. As pessoas diziam
que você nunca ganharia algo a troco de nada. Mas hoje, após toda uma vida de trabalho, acho
que na verdade podemos ganhar um universo inteiro de graça.
O grande mistério no coração do Big Bang é explicar como um universo inteiro e
fantasticamente imenso de espaço e energia pode se materializar do nada. O segredo reside em
um dos fatos mais estranhos sobre nosso cosmos: as leis da física requerem a existência de algo
chamado “energia negativa”.
Para ajudá-lo a compreender esse conceito estranho, porém crucial, deixe-me fazer uma
simples analogia. Imagine que um homem quer construir uma colina em um terreno plano. A
colina vai representar o universo. Para fazer isso, ele cava um buraco no chão e usa a terra para
erguer sua colina. Mas é claro que não está apenas fazendo uma colina, também está fazendo um
buraco — na verdade, uma versão em negativo da colina. O material que havia no buraco agora se
tornou a colina, de modo que são elas por elas. Esse é o princípio por trás do que aconteceu no
início do universo.
Quando o Big Bang produziu uma quantidade massiva de energia positiva, simultaneamente
produziu a mesma quantidade de energia negativa. Dessa forma, o positivo e o negativo resultam
em zero, sempre. É outra lei da natureza.
Então onde está toda essa energia negativa hoje? Está no terceiro ingrediente de nosso livro de
receitas cósmico: no espaço. Pode soar estranho, mas, segundo as leis da natureza relativas à
gravidade e ao movimento — leis que estão entre as mais antigas da ciência —, o espaço é um
vasto depósito de energia negativa. O suficiente para assegurar que tudo resulte em zero.
Admito que, a menos que matemática seja sua praia, isso é difícil de entender, mas é verdade.
A rede infinita de bilhões de galáxias, atraindo umas às outras pela força da gravidade, atua como
um gigantesco dispositivo de armazenamento. O universo é uma enorme bateria armazenando
energia negativa. O lado positivo das coisas — a massa e a energia que vemos hoje em dia — é
como a colina. O buraco correspondente, ou a porção negativa das coisas, esparrama-se por todo o


espaço.
O que isso significa em nossa busca por descobrir se existe um deus? Se o universo resulta em
nada, não é preciso alguém para criá-lo. O universo é o supremo almoço grátis.
Como sabemos que a soma do positivo e do negativo resulta em zero, tudo que precisamos
fazer é descobrir o que — ou quem, se preferir — deu origem ao processo todo. O que pode ter
causado o surgimento espontâneo de um universo? Inicialmente, parece um problema
desconcertante — afinal, as coisas não se materializam do nada. Não podemos estalar os dedos e
esperar que uma xícara de café apareça quando temos vontade. É preciso prepará-la a partir de
outras coisas como grãos de café, água e talvez leite e açúcar. Mas viaje por essa xícara de café —
pelas partículas de leite, até o nível atômico, descendo ainda mais até o nível subatômico — e
adentramos um mundo onde criar algo a partir do nada é possível. Pelo menos, por algum tempo.
Isso porque, nessa escala, partículas como prótons se comportam de acordo com as leis da
natureza que chamamos de mecânica quântica. E, com efeito, essas partículas podem aparecer ao
acaso, existir por algum tempo e voltar a sumir para reaparecer em outro lugar.
Como sabemos que o universo já foi muito pequeno — menor do que um próton —, o
significado disso é assombroso. Significa que o próprio universo, em toda sua inapreensível
vastidão e complexidade, poderia simplesmente ter passado a existir sem violar as leis conhecidas
da natureza. Desse momento em diante, vastas quantidades de energia foram liberadas à medida
que o próprio espaço se expandia — um lugar para armazenar toda a energia negativa necessária
para fechar o balanço. Mas é claro que a questão crítica volta a surgir: deus criou a leis quânticas
que permitiram a ocorrência do Big Bang? Em suma, precisamos de um deus para lhe dar início
de modo que o Big Bang pudesse… fazer bang? Não quero ofender a fé de ninguém, mas acho
que a ciência tem uma explicação mais convincente do que a existência de um criador divino.
Nossa experiência cotidiana nos leva a crer que tudo que acontece foi causado por algum
evento prévio. Assim, nada mais natural acreditarmos que alguma coisa — um deus, talvez —
tenha feito o universo. Mas quando falamos sobre o universo como um todo, não é
necessariamente assim. Permita-me explicar. Imagine um rio correndo pela encosta de uma
montanha. O que causou o rio? Bom, talvez a chuva que caiu mais cedo nas montanhas. Mas o
que causou a chuva? Uma boa resposta seria o Sol, que esquentou o oceano e lançou o vapor
d’água no céu, fazendo as nuvens. Ok, mas o que fez o Sol brilhar? Bom, se olharmos dentro dele,
veremos um processo conhecido como fusão, em que átomos de hidrogênio se unem para formar
hélio, liberando vastas quantidades de energia no processo. Até aqui tudo bem. De onde vem o
hidrogênio? Resposta: do Big Bang. Mas eis o xis da questão. As leis da natureza nos dizem que
não só o universo pode ter surgido sem ajuda, como um próton, e não ter exigido nada em termos
de energia, como também é possível que nada tenha causado o Big Bang. Nada.
A explicação reside novamente nas teorias de Einstein e em seus insights sobre como o espaço
e o tempo no universo estão fundamentalmente entrelaçados. Algo incrivelmente maravilhoso
aconteceu com o tempo no instante do Big Bang. O próprio tempo começou.
Para compreender essa ideia espantosa, considere um buraco negro flutuando no espaço. Um
buraco negro típico é uma estrela tão massiva que entrou em colapso. É tão massivo que nem
mesmo a luz consegue escapar de sua gravidade, e é por isso que são quase totalmente negros. Sua
atração gravitacional é tão poderosa que não só dobra e distorce a luz, como também o tempo.
Para entender como, imagine um relógio sendo sugado para dentro dele. À medida que o relógio


se aproxima, ele começa a ficar cada vez mais lento. O próprio tempo começa a desacelerar.
Agora imagine que o relógio, ao entrar no buraco negro — é claro, presumindo que suportasse as
forças gravitacionais extremas —, chega a parar. Ele para não por estar quebrado, mas porque,
dentro do buraco negro, o próprio tempo não existe. E foi exatamente isso que aconteceu no
nascimento do universo.
Nos últimos cem anos, fizemos avanços espetaculares em nossa compreensão do universo.
Conhecemos as leis que governam quase todas as condições, com exceção das mais extremas, tais
como as que deram origem ao universo ou os buracos negros. Acredito que o papel desempenhado
pelo tempo no começo do universo é a chave final para eliminar a necessidade de um grande
projetista e revelar como o universo criou a si mesmo.
COMO A EXISTÊNCIA DE DEUS SE ENCAIXA EM NOSSO ENTENDIMENTO SOBRE O
COMEÇO E O FIM DO UNIVERSO? E SE DEUS EXISTISSE E VOCÊ TIVESSE
OPORTUNIDADE DE CONHECÊ-LO, O QUE PERGUNTARIA A ELE?
A pergunta é: o modo como o universo começou foi escolhido por deus por motivos que não
podemos compreender ou foi determinado por uma lei da ciência? Acredito no segundo. Se preferir,
você pode chamar as leis da ciência de “deus”, mas não seria um deus pessoal que você vai
conhecer e para quem vai fazer perguntas. Se tal deus existisse, eu gostaria de lhe perguntar o que
ele pensa de um negócio tão complicado quanto a teoria-M em onze dimensões.
À medida que viajamos de volta no tempo em direção ao momento do Big Bang, o universo
fica cada vez menor e continua diminuindo até finalmente chegar a um ponto em que se torna
um espaço tão ínfimo que na verdade se trata de um único buraco negro infinitesimalmente
pequeno e denso. E, assim como acontece com os buracos negros que hoje flutuam pelo espaço,
as leis da natureza ditam algo verdadeiramente extraordinário. Elas nos dizem que aí também o
próprio tempo tem que parar. Não podemos voltar a um tempo anterior ao Big Bang porque não
havia tempo antes do Big Bang. Finalmente encontramos algo que não possui uma causa, porque
não havia tempo para permitir a existência de uma. Para mim, isso significa que não existe a
possibilidade de um criador, porque ainda não existia o tempo para que nele houvesse um criador.
As pessoas querem respostas para as grandes questões, como “Por que estamos aqui?”. Não
esperam respostas fáceis, então estão preparadas para quebrar um pouco a cabeça. Quando me
perguntam se um deus criou o universo, digo que a pergunta em si não faz sentido. O tempo não
existia antes do Big Bang, assim não existe tempo no qual deus produziu o universo. É como
perguntar onde fica a borda da Terra. A Terra é uma esfera e não tem borda; procurá-la é um
exercício fútil.
Se eu tenho fé? Cada um é livre para acreditar no que quiser. Na minha opinião, a explicação
mais simples é que deus não existe. Ninguém criou o universo e ninguém governa nosso destino.
Isso me levou a perceber uma implicação profunda: provavelmente não há céu nem um além-
túmulo. Acho que acreditar em vida após a morte não passa de ilusão. Não existe evidência
confiável disso e a ideia vai contra tudo que sabemos em ciência. Acho que, quando morremos,
voltamos ao pó. Mas, em certo sentido, continuamos a viver: na influência que deixamos, nos


genes que passamos adiante para nossos filhos. Temos apenas esta vida para apreciar o grande
plano do universo, e sou extremamente grato por isso.


2
COMO TUDO COMEÇOU?


H
AMLET DISSE: 
“E
U
poderia ficar encerrado numa casca de noz e me considerar rei do espaço
infinito.” Para mim, tal passagem diz que, embora nós, humanos, sejamos muito limitados
fisicamente — particularmente no meu caso —, nossa mente é livre para explorar o universo todo
e ir audaciosamente até onde a Enterprise teme pisar. O universo é de fato infinito ou apenas
muito grande? Ele teve um início? Vai durar para sempre ou apenas por muito tempo? Como
nossas mentes finitas podem compreender um universo infinito? Não é pretensão de nossa parte
até mesmo tentar fazê-lo?
Sob o risco de incorrer no destino de Prometeu, que roubou o fogo dos deuses antigos para uso
dos humanos, acredito que podemos — e devemos — tentar entender o universo. A punição dele
foi ficar acorrentado a uma rocha pela eternidade, embora felizmente tenha sido libertado por
Hércules. Já fizemos notável progresso em compreender o cosmos, mas ainda não temos um
retrato completo. Gosto de pensar que talvez não estejamos muito longe.
Segundo o povo boshongo da África central, no início só havia trevas, água e o grande deus
Bumba. Um dia, Bumba, sentindo dor de barriga, vomitou o Sol. O Sol secou parte da água,
deixando a Terra. Ainda com dor, Bumba vomitou a Lua, as estrelas e depois alguns animais — o
leopardo, o crocodilo, a tartaruga e, enfim, o homem.
Esses mitos da criação, como muitos outros, tentam responder as questões que intrigam todos
nós. Por que estamos aqui? De onde viemos? A resposta em geral era de que os humanos tinham
origem comparativamente recente porque deve ter sido óbvio que a raça humana estava
aperfeiçoando seu conhecimento e tecnologia. Assim, não podemos estar por aqui há muito
tempo, pois do contrário teríamos progredido ainda mais. Por exemplo, segundo o bispo Ussher, o
Livro de Gênesis apontava o início dos tempos como sendo o dia 22 de outubro de 4004 a.C., às
seis da tarde. Por outro lado, o ambiente físico, como as montanhas e os rios, muda muito pouco
no decorrer de nossa vida. Assim, acreditava-se que fosse um pano de fundo constante e que
sempre existira como uma paisagem deserta ou que fora criado ao mesmo tempo que os humanos.
Porém, nem todos estavam felizes com a ideia de que o universo teve um início. Por exemplo,
Aristóteles, o mais famoso filósofo grego, acreditava que o universo existia desde sempre. Algo
eterno é mais perfeito do que algo criado. Ele sugeriu que o motivo para enxergamos progresso era
que inundações e outros desastres naturais haviam repetidamente lançado a civilização de volta ao
começo. A motivação para acreditar em um universo eterno era o desejo de evitar que uma
intervenção divina fosse invocada para criar o universo e colocá-lo em movimento. Por outro lado,
os que acreditavam que o universo teve um início usavam isso como argumento para a existência
de deus como a primeira causa, ou o motor inicial, do universo.
Se a pessoa acreditava que o universo teve um início, as questões óbvias eram: “O que
aconteceu antes do início? O que deus estava fazendo antes de criar o mundo? Estaria preparando
o Inferno para as pessoas que fizessem tais perguntas?” A possibilidade de um início do universo
foi uma grande preocupação para o filósofo alemão Immanuel Kant. Ele achava que havia
contradições lógicas, ou antinomias, nas duas posições. Se o universo teve um início, por que
esperou um tempo infinito antes de começar? Ele chamava isso de tese. Por outro lado, se o
universo existira desde sempre, por que levou um tempo infinito para chegar ao estágio atual? Ele
chamava isso de antítese. Tanto a tese como a antítese dependiam do pressuposto de Kant de que
o tempo era absoluto. Ou seja, ele ia do passado infinito para o futuro infinito independentemente
de existir ou não um universo.


Esse ainda é o cenário na cabeça de muitos cientistas atualmente. Porém, em 1915, Einstein
introduziu sua revolucionária teoria geral de relatividade. Nela, espaço e tempo não eram mais
absolutos, não eram mais um cenário fixo para os eventos. Antes, eram quantidades dinâmicas
moldadas pela matéria e energia do universo. Elas eram definíveis apenas dentro do universo,
assim não tinha sentido falar em um tempo anterior ao nascimento do universo. Seria como
perguntar por um ponto ao sul do polo Sul. Não é definível.
Embora a teoria de Einstein tenha unificado o tempo e o espaço, ela não nos informa muito
sobre o espaço em si. Algo que parece óbvio sobre o espaço é que ele se estende a perder de vista.
Não esperamos que o universo termine em uma parede de tijolos, embora não haja motivo lógico
para que não seja assim. Mas instrumentos modernos como o telescópio espacial Hubble nos
permitem sondar nas profundezas. O que vemos são bilhões e bilhões de galáxias, dos mais
variados tamanhos e formatos. Há galáxias elípticas gigantes e galáxias em espiral como a nossa.
Cada uma delas contém bilhões e bilhões de estrelas, muitas das quais terão planetas a sua volta.
Nossa própria galáxia bloqueia a visão em algumas direções, mas, fora isso, as galáxias estão
distribuídas, a grosso modo, de maneira uniforme por todo o espaço, com algumas concentrações
locais e vazios entre elas. A densidade de cada uma parece diminuir a distâncias muito grandes,
mas isso talvez seja porque estão tão longe e apagadas que mal conseguimos vê-las. Até onde
podemos afirmar, o universo continua pelo espaço indefinidamente e é basicamente igual, por
mais que se estenda.
Ainda que o universo pareça exatamente o mesmo de cada posição no espaço, ele está
definitivamente mudando com o tempo. Isso só foi percebido nos primeiros anos do século
passado. Até então, acreditava-se que o universo fosse em essência constante no tempo. Ele podia
ter existido por um tempo infinito, mas isso parecia levar a conclusões absurdas. Se as estrelas
emitissem radiação por um tempo infinito, teriam aquecido o universo à mesma temperatura que
elas. Mesmo à noite, o céu inteiro seria brilhante como o Sol, porque toda linha de visão
terminaria em uma estrela ou numa nuvem de poeira que fora aquecida até ficar tão quente
quanto as estrelas. Assim, a observação que todo mundo já fez — de que o céu à noite é escuro —
é muito importante. Ela implica que o universo não pode ter existido para sempre no estado como
o conhecemos hoje. Algo deve ter ocorrido para acender as estrelas em um momento finito no
passado. Então a luz de estrelas muito distantes ainda não teria tido tempo de chegar até nós. Isso
explicaria por que o céu à noite não está iluminado por todas as direções.
Se as estrelas simplesmente estavam ali desde sempre, por que não acenderam de repente
alguns bilhões de anos atrás? Qual foi o relógio que lhes avisou que era hora de brilhar? Isso
intrigou alguns filósofos, como Immanuel Kant, que acreditava que o universo sempre existira.
Para a maioria das pessoas, porém, isso era consistente com a ideia de que o universo fora criado,
do jeito como é hoje, há apenas alguns milhares de anos, como concluíra o bispo Ussher.
Entretanto, começaram a aparecer discordâncias dessa ideia, com observações feitas pelo
telescópio de cem polegadas no monte Wilson, na década de 1920. Para começar, Edwin Hubble
descobriu que muitas áreas de luz tênue, chamadas nebulosas, eram na verdade outras galáxias, ou
seja, vastos agrupamentos de estrelas como nosso Sol, mas a uma grande distância. Para
parecerem tão pequenas e tênues, as distâncias tinham de ser tão grandes que a luz delas levaria
milhões ou até bilhões de anos para chegar a nós. Isso indicou que o início do universo não
poderia ter ocorrido há apenas alguns milhares de anos.


Mas a segunda coisa que Hubble descobriu foi ainda mais extraordinária. Ao analisar a luz de
outras galáxias, Hubble foi capaz de medir se estavam se movendo em nossa direção ou se
afastando de nós. Para sua grande surpresa, ele descobriu que estavam quase todas se afastando.
Além disso, quanto mais distantes de nós, mais rapidamente se afastavam. Em outras palavras o
universo está se expandindo. As galáxias estão se afastando umas das outras.
A descoberta da expansão do universo foi uma das maiores revoluções intelectuais do século
XX. Foi uma total surpresa e mudou completamente a discussão sobre a origem do universo. Se as
galáxias estão se afastando, devem ter estado mais próximas no passado. À presente taxa de
expansão, podemos estimar que devem ter estado realmente muito próximas há cerca de 10 a 15
bilhões de anos. Assim parece que o universo deve ter começado nessa época, com tudo ocupando
um mesmo ponto no espaço.
Mas muitos cientistas ficaram descontentes com o fato de o universo ter um início, pois dava a
entender que a física deixaria de vigorar. Teríamos que invocar um agente externo — que, por
conveniência, pode-se chamar de deus — para determinar como o universo começou. Desse
modo, eles promoveram teorias em que o universo estava se expandindo no momento presente,
mas não tinha um início. Uma delas era a teoria do estado estacionário, proposta por Bondi, Gold
e Hoyle em 1948.
Na teoria do estado estacionário, conforme as galáxias se afastavam, a ideia era que novas
galáxias se formariam da matéria que deveria estar continuamente sendo criada por todo o espaço.
O universo teria existido desde sempre, e sempre com a mesma aparência. Esta última
propriedade tinha o grande mérito de ser uma previsão passível de teste por observação. O grupo
de radioastronomia de Cambridge, sob coordenação de Martin Ryle, fez um levantamento de
fontes de rádio fracas no início da década de 1960. Elas estavam distribuídas de forma
razoavelmente uniforme pelo céu, indicando que a maioria das fontes provinha de fora da nossa
galáxia. As fontes mais fracas ficavam mais afastadas, em média.
A teoria do estado estacionário previa uma relação entre o número de fontes e sua força. Mas as
observações mostraram mais fontes fracas do que o previsto, indicando que as fontes da densidade
eram mais elevadas no passado. Isso contrariava o pressuposto básico da teoria do estado
estacionário, o qual afirmava que tudo era constante no tempo. Por esse e outros motivos, a teoria
do estado estacionário foi abandonada.
Outra tentativa de evitar que o universo tivesse um início foi a sugestão de que houve uma fase
prévia de contração, mas a matéria não cairia toda no mesmo ponto devido à rotação e às
irregularidades locais. Em vez disso, diferentes partes da matéria passariam umas pelas outras e o
universo voltaria a se expandir com a densidade permanecendo sempre finita. Dois russos, Evgeny
Lifshitz e Isaak Khalatnikov, alegaram ter provado que uma contração geral sem simetria exata
sempre levaria a uma rebatida, com a densidade permanecendo finita. Esse resultado foi muito
conveniente para o materialismo dialético marxista-leninista, pois evitava perguntas incômodas
sobre a criação do universo. Logo, tornou-se uma profissão de fé para os cientistas soviéticos.
Comecei minha pesquisa em cosmologia mais ou menos na época em que Lifshitz e
Khalatnikov publicaram sua conclusão de que o universo não teve início. Percebi que era uma
questão muito importante, mas não fiquei convencido pelos argumentos que eles haviam usado.
Estamos acostumados à ideia de que os eventos são causados por eventos prévios, que por sua
vez são causados por eventos ainda mais anteriores. Há uma cadeia de causalidade se estendendo


até o passado. Mas suponha que essa cadeia tenha um início, suponha que tenha havido um
primeiro evento. O que o causou? Não é uma questão que muitos cientistas queriam abordar.
Tentaram evitá-la. Assim como os russos e os defensores da teoria do estado estacionário, todos
alegavam que o universo não teve início ou que sua origem não pertencia ao domínio da ciência,
mas à metafísica ou à religião. Na minha opinião, não é uma posição que um cientista de verdade
deva assumir. Se as leis da ciência ficam suspensas no início do universo, não podem falhar
também outras vezes? Uma lei não é uma lei se vigora apenas de vez em quando. Acredito que
deveríamos nos esforçar para compreender o início do universo com base na ciência. Pode ser
uma tarefa acima de nossa capacidade, mas, pelo menos, devemos tentar.
Roger Penrose e eu conseguimos demonstrar por meio de teoremas geométricos que o universo
deve ter tido um início, caso a teoria da relatividade geral de Einstein estivesse correta e
determinadas condições razoáveis fossem satisfeitas. É difícil discutir com um teorema
matemático, assim Lifshitz e Khalatnikov admitiram que o universo devia ter um início. Embora
essa ideia pudesse não ser muito bem vista, o regime nunca permitiu que a ideologia comunista
ficasse no caminho dos estudos científicos da física. A física era necessária para a bomba e era
importante que funcionasse. Entretanto, a ideologia soviética impediu o progresso em biologia
quando renegou a efetividade da genética.
Embora os teoremas comprovados por Roger Penrose e eu demonstrassem que o universo deve
ter tido um início, não ofereciam muita informação sobre a natureza desse início. Eles indicavam
que o universo começou em um Big Bang, um momento em que foi comprimido a um único
ponto de densidade infinita, uma singularidade do espaço-tempo. A essa altura, a teoria da
relatividade geral de Einstein teria deixado de vigorar. Assim não podemos usá-la para deduzir de
que maneira o universo começou. A origem do universo aparentemente fica fora do escopo da
ciência.
A evidência observacional confirmando a ideia de que o universo teve um início muito denso
veio em outubro de 1965 com a descoberta de uma leve trama de micro-ondas por todo o espaço,
alguns meses após meu primeiro resultado da singularidade. Essas micro-ondas são do mesmo
tamanho das micro-ondas em seu forno, só que bem menos potentes. Só seriam capazes de
esquentar sua pizza até 270,4 graus centígrados negativos, o que não é eficaz nem para
descongelar uma pizza, muito menos para cozinhá-la. Você mesmo pode observar essas micro-
ondas. Aqueles que tiveram contato com uma televisão analógica já as observaram. Se você já
colocou sua TV em um canal vazio, uma porcentagem pequena do chuvisco exibido na tela é
causada por esse fundo de micro-ondas. A única interpretação razoável é que esse fundo é a
radiação remanescente de um estado primitivo, muito quente e denso. À medida que o universo se
expandia, a radiação teria esfriado até chegar ao mero resquício que observamos hoje.
Para mim e para uma série de outras pessoas, a ideia de o universo ter começado em uma
singularidade não foi muito agradável. O motivo para a teoria da relatividade geral deixar de
funcionar perto do Big Bang era por ser uma teoria clássica. Ou seja, ela implicitamente
pressupunha o que parecia óbvio para o bom senso: que toda partícula tem posição e velocidade
bem definidas. Nessa assim chamada teoria clássica, se um observador soubesse as posições e
velocidades de todas as partículas do universo a um dado momento, poderia calcular onde
estariam a qualquer outro momento dado, passado ou futuro. Entretanto, no século XX, os
cientistas descobriram que não podiam calcular exatamente o que aconteceria em distâncias


muito curtas. O problema não era apenas a necessidade de teorias melhores. Parece haver um
certo nível de aleatoriedade ou incerteza na natureza que não é passível de eliminação, mesmo
com as melhores de nossas teorias. Isso pode ser resumido no princípio da incerteza, proposto em
1927 pelo cientista alemão Werner Heisenberg. É impossível alcançar a exatidão ao se prever
simultaneamente a posição e a velocidade da partícula. Quanto mais precisa for a previsão da
posição, menos precisa será a previsão da velocidade, e vice-versa.
Einstein repudiou veementemente a ideia de que o universo é governado pelo acaso. Seu ponto
de vista ficou sintetizado na máxima “Deus não joga dados”. Mas toda evidência aponta o
contrário: deus é um tremendo apostador. O universo é como um cassino gigante com os dados
rolando ou a roleta girando a todo momento. A casa corre o risco de perder dinheiro a cada
lançamento de dados ou giro de roleta. Mas com uma grande quantidade de apostas, as
probabilidades ficam na média e o dono do cassino se certifica de que essa média opere em seu
favor. Por isso donos de cassino são tão ricos. A única chance de ganhar contra eles é apostar todo
seu dinheiro em alguns poucos lances de dados ou giros da roleta.
O mesmo se dá com o universo. Quando ele é grande, há uma quantidade numerosa de lances
de dados, e os resultados correspondem a uma média que pode ser prevista. Porém, quando ele é
muito pequeno, próximo ao Big Bang, há apenas uma pequena quantidade de lances de dados e o
princípio da incerteza é muito importante. Portanto, a fim de compreender a origem do universo,
devemos incorporar o princípio da incerteza à teoria da relatividade geral de Einstein. Esse tem
sido o grande desafio da física teórica nos últimos trinta anos. Ainda não o solucionamos, mas já
avançamos bastante.
Agora, vamos supor uma tentativa de prever o futuro. Como conhecemos apenas certas
combinações de posição e velocidade de uma partícula, não podemos fazer previsões acuradas
sobre as posições e velocidades futuras. Só podemos atribuir uma probabilidade a determinadas
combinações de posições e velocidades. Assim, há uma certa probabilidade quanto a determinada
versão do futuro do universo. E se partirmos para uma tentativa de compreender o passado da
mesma forma?
Considerando a natureza das observações que podemos fazer hoje, tudo que nos resta é atribuir
uma probabilidade a uma versão da história do universo. Assim, o universo tem muitas histórias
possíveis, cada uma com sua própria probabilidade. Há, por exemplo, uma história do universo
em que a Inglaterra volta a ganhar a Copa do Mundo, mas a probabilidade talvez seja baixa. Essa
ideia de que o universo tem múltiplas histórias pode soar como ficção científica, mas hoje é aceita
como um fato científico. Seu autor foi Richard Feynman, que trabalhou no célebre e respeitável
California Institute of Technology e costumava tocar bongô em uma boate de striptease na
mesma rua. A abordagem de Feynman para compreender o funcionamento das coisas foi atribuir
a cada possível história uma determinada probabilidade para depois aplicar essa noção em
previsões. Funciona espetacularmente bem para prever o futuro. Presumimos, então, que deve
funcionar também para deduzir o passado.
Hoje os cientistas estão trabalhando para combinar a teoria da relatividade geral de Einstein e a
ideia das múltiplas histórias de Feynman em uma teoria unificada completa, que descreverá tudo
que acontece no universo. Essa teoria unificada vai nos permitir calcular como o universo evolui,
dado seu estado a determinado momento. Mas a teoria unificada em si não nos dirá como o
universo começou ou qual foi seu estágio inicial. Para isso, precisamos de algo extra. É necessário


algo chamado de condições de contorno — coisas que nos dizem o que acontece na fronteira do
universo, nas margens do espaço e do tempo. Mas se a fronteira do universo for apenas um ponto
normal do espaço e do tempo, poderíamos ultrapassá-la e reclamar o território além como parte
do universo. Por outro lado, se o contorno do universo ficasse em uma margem irregular onde o
espaço ou o tempo estivessem comprimidos e a densidade fosse infinita, seria muito difícil definir
condições de contorno significativas. Assim não fica claro quais condições de contorno são
necessárias. Não parece haver uma base lógica para a escolha de um conjunto de condições de
contorno em detrimento de outro.
Entretanto, Jim Hartle — da Universidade da Califórnia, em Santa Barbara — e eu
percebemos que havia uma terceira possibilidade. Talvez o universo não tivesse contorno no
espaço e no tempo. À primeira vista, isso parece estar em contradição direta com os teoremas
geométricos que mencionei antes. Eles mostravam que o universo deve ter tido um início, um
limite no tempo. Porém, de modo a tornar as técnicas de Feynman matematicamente bem
definidas, os matemáticos desenvolveram um conceito chamado tempo imaginário. Ele não tem
nada a ver com o tempo real que vivenciamos. É um truque matemático para fazer os cálculos
funcionarem ao substituir o tempo real percebido por nós. Nossa ideia foi dizer que não havia
fronteira no tempo imaginário. Isso resolveu o problema de tentar inventar condições de
contorno. Chamamos isso de proposição sem-contorno.
Se a condição de contorno do universo é de que não existe contorno no tempo imaginário, ela
não terá uma única história. Há muitas histórias no tempo imaginário, e cada uma delas
determina uma história em tempo real. Assim temos uma superabundância de histórias para o
universo. O que então diferencia a história particular, ou o conjunto de histórias no qual vivemos,
do conjunto de todas as histórias possíveis do universo?
Um ponto que podemos observar prontamente é que muitas dessas histórias possíveis do
universo não passam pela sequência de formação de galáxias e estrelas, algo que foi essencial para
nosso próprio surgimento. Talvez seres inteligentes possam surgir sem galáxias nem estrelas, mas
parece pouco provável. Assim, o mero fato de existirmos como seres capazes de perguntar “Por
que o universo é do jeito que é?” é uma restrição à história na qual vivemos. Implica ser uma
dentre a minoria de histórias que contém galáxias e estrelas. Esse é um exemplo do que
chamamos de princípio antrópico. O princípio antrópico diz que o universo tem que ser mais ou
menos como o vemos porque, se fosse diferente, não haveria ninguém para observá-lo.
Muitos cientistas abominam o princípio antrópico porque parece ser um artifício enganoso
sem grande capacidade de previsão. Mas o princípio antrópico pode receber uma formulação
precisa e parece ser essencial à abordagem da origem do universo. A teoria-M, nossa melhor
candidata para uma teoria unificada completa, admite um número muito grande de histórias
possíveis para o universo. A maioria delas é bastante inadequada para o desenvolvimento de vida
inteligente. São vazias, têm duração curta demais, são curvadas demais ou estão erradas de
alguma maneira. E, contudo, segundo a ideia das múltiplas histórias de Richard Feynman, essas
histórias sem habitantes podem ter uma probabilidade bem elevada.
Não estamos interessados em saber a quantidade de histórias possíveis que não contenham vida
inteligente. Nosso único interesse é o subconjunto de histórias em que a vida inteligente se
desenvolve. Essa vida inteligente não precisa se parecer em nada com a humana. Homenzinhos
verdes também serviriam. Na verdade, talvez se saíssem até melhor. Não vemos muitos casos de


comportamento inteligente na história da raça humana.
Como um exemplo do poder do princípio antrópico, considere o número de direções no
espaço. É experiência comum o fato de vivermos em um espaço tridimensional. Ou seja,
podemos representar a posição de um ponto no espaço com três números — latitude, longitude e
altura acima do nível do mar, por exemplo. Mas por que o espaço é tridimensional? Por que ele
não tem duas, quatro ou mais dimensões, como na ficção científica? Na teoria-M o espaço tem
dez dimensões (a teoria propõe inclusive uma dimensão de tempo), mas se acredita que sete das
dez direções espaciais sejam infinitesimalmente recurvadas, deixando três que são grandes e quase
planas. É como um canudo de refrigerante. A superfície do canudo é bidimensional. Entretanto,
uma direção é recurvada em um pequeno círculo, de modo que, visto de longe, o canudo parece
uma linha unidimensional.
Por que não vivemos em uma história em que oito dimensões sejam infinitesimalmente
recurvadas, deixando apenas duas dimensões perceptíveis? Um animal bidimensional passaria por
apuros para digerir a comida. Se ele tivesse um intestino que passasse através dele, como nós
temos, ele dividiria o animal em dois e o pobre coitado se desmantelaria. Assim, duas direções
planas não são suficientes para algo tão complicado quanto a vida inteligente. Há algo especial a
respeito de um espaço tridimensional. Com três dimensões, os planetas podem ter órbitas estáveis
ao redor das estrelas. Isso é consequência de uma característica da gravitação, que segue a lei do
quadrado inverso descoberta por Robert Hooke, em 1665, e elaborada por Isaac Newton. Imagine
a atração gravitacional de dois corpos a determinada distância um do outro. Se a distância for
duplicada, então a força entre eles diminui pela metade. Se a distância for triplicada, a força é
dividida por nove. Se quadruplicada, divide-se por dezesseis, e assim por diante. Isso leva a órbitas
planetárias estáveis. Vamos pensar agora em um espaço quadridimensional. Nele a gravitação
obedeceria a lei do cubo inverso. Se a distância entre dois corpos for duplicada, a força
gravitacional seria dividida por oito; se triplicada, por 27; se quadriplicada, por 64. Essa mudança
para a lei do cubo inverso impediria que os planetas tivessem órbitas estáveis em torno de seus
sóis. Eles cairiam no sol ou escapariam para as trevas e o frio do espaço exterior. De modo similar,
as órbitas dos elétrons nos átomos não seriam estáveis, então a matéria como a conhecemos não
existiria. Assim, embora a ideia de múltiplas histórias permitisse qualquer número de direções
quase planas, apenas histórias com três direções planas conterão seres inteligentes. Apenas nessas
histórias a questão será formulada: “Por que o espaço tem três dimensões?”
O QUE VEIO ANTES DO BIG BANG?
Segundo a proposição sem-contorno, perguntar o que veio antes do Big Bang não faz sentido — é
como perguntar o que há ao sul do pólo Sul —, pois não existe um conceito de tempo disponível para
ser empregado. A ideia de tempo só existe dentro do nosso universo.
Uma característica notável do universo observável diz respeito ao fundo de micro-ondas
descoberto por Arno Penzias e Robert Wilson. Ele é essencialmente um vestígio fóssil de como era
o universo quando muito jovem. Essa radiação de fundo é quase a mesma em todas as direções
que olhemos. As diferenças entre direções são de cerca de uma parte em 100 mil. Essas diferenças


são incrivelmente minúsculas e precisam de uma explicação. A explicação geralmente aceita para
essa homogeneidade é que, muito no começo de sua história, o universo passou por um período
de rápida expansão, por um fator de pelo menos um bilhão de bilhão de bilhão. Esse processo é
conhecido como inflação, algo que foi bom para o universo, ao contrário da inflação de preços
que muitas vezes nos atormenta. Se a história se resumisse a isso, a radiação de micro-ondas seria
absolutamente a mesma em todas as direções. Então de onde vêm as pequenas discrepâncias?
No início de 1982, escrevi um artigo propondo que essas diferenças surgiam das flutuações
quânticas durante o período inflacionário. As flutuações quânticas ocorrem como consequência
do princípio da incerteza. Além do mais, essas flutuações foram a semente das estruturas em nosso
universo: as galáxias, as estrelas e nós. Essa ideia obedece basicamente ao mesmo mecanismo da
assim chamada radiação Hawking emanando do horizonte de um buraco negro, a qual eu previra
uma década antes. Mas agora ela vem de um horizonte cosmológico, a superfície que dividiu o
universo nas partes que podemos ver e nas partes não observáveis. Fizemos um workshop em
Cambridge no verão desse ano, acompanhado por todos os principais pesquisadores nessa área.
Nesse encontro, estabelecemos a maior parte do nosso cenário atual da inflação, incluindo as
cruciais flutuações de densidade que deram origem à formação de galáxias e, portanto, à nossa
existência. Diversas pessoas contribuíram para a resposta final. Isso foi dez anos antes de as
flutuações no céu de micro-ondas terem sido descobertas pelo satélite COBE, em 1993. Ou seja, a
teoria precedeu em muito a experimentação.
A cosmologia se tornou uma ciência de precisão dez anos depois, em 2003, com os primeiros
resultados da sonda WMAP. A WMAP produziu um maravilhoso mapa da temperatura do céu de
micro-ondas cósmico, uma fotografia do universo com cerca de um centésimo de sua presente
idade. As irregularidades que você vê estão previstas pela inflação e significam que algumas
regiões do universo tinham uma densidade ligeiramente mais elevada que outras. A atração
gravitacional da densidade extra retarda a expansão dessa região e pode levá-la, no fim das contas,
a entrar em colapso e formar galáxias e estrelas. Assim, olhe com cuidado para o mapa do céu de
micro-ondas. Ele é a planta para toda a estrutura do universo. Somos o produto de flutuações
quânticas em um universo muito primitivo. Deus joga dados, afinal.
Hoje a WMAP é superada pela sonda espacial Planck, com um mapa do universo com
resolução muito maior. A Planck está testando nossas teorias de forma efetiva e pode até mesmo
chegar a detectar a planta das ondas gravitacionais previstas pela inflação. Seria a marca da
gravidade quântica por todo o céu.
Podem existir outros universos. A teoria-M prevê que uma multiplicidade de universos foi
criada do nada, os quais correspondem às muitas diferentes histórias possíveis. Cada universo tem
muitas histórias possíveis e muitos estados possíveis ao longo do seu desenvolvimento até o
presente e rumo ao futuro. A maioria desses estados será muito diferente do universo que
observamos.
Ainda há esperança de vermos a primeira evidência da teoria-M no acelerador de partículas
LHC — o Large Handron Collider no CERN, em Genebra. Da perspectiva da teoria-M, ele
investiga apenas baixas energias, mas podemos ter sorte e ver um sinal mais fraco da teoria
fundamental, como a supersimetria. Acho que a descoberta de parceiras supersimétricas para as

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