Por que algumas teorias morrem e outras não?

Sarah Charley - Symmetry - 08/07/2022

Por exemplo, todas as tentativas de detectar a matéria escura falharam, mas a teoria continua de pé.
[Imagem: Sandbox Studio/Chicago]

Deveria ser fácil

Em 1996, o físico Jonathan Feng, que hoje trabalha com coisas como neutrinos artificiais e quinta força fundamental da natureza, participou de um seminário sobre a procura por novas partículas previstas pela teoria da supersimetria.

O orador estava otimista de que os pesquisadores encontrariam as partículas em grandes colisores massivos, como o Tevatron, então ainda em operação nos EUA, ou o LHC, então em construção no CERN.

O que chamou a atenção de Feng foi a reação do seu colega Bruno Zumino, um dos fundadores da supersimetria, que também estava na plateia.

"Ele saiu do seminário balançando a cabeça," contou Feng, atualmente professor da Universidade da Califórnia de Irvine. "Eu pensei que ele ficaria feliz que um exército de pessoas estivesse interessado em sua teoria. Então por que ele estava balançando a cabeça?"

Feng alcançou o ilustre teórico durante a pausa para o café. Ele ainda se lembra do que Zumino lhe disse: "Nunca pensei que seria tão difícil. Se for tão difícil, eles nunca vão encontrar".

Teorias precisam estar corretas?

A resposta de Zumino deu a Feng uma visão da interação entre teoria e experimento.

Zumino morreu em 2014 aos 91 anos. O Tevatron nunca encontrou as partículas previstas, e o LHC ainda não encontrou nenhuma evidência de sua existência. No entanto, a supersimetria ainda é uma teoria muito popular entre os físicos.

Uma busca pelo termo "supersimetria" gera 15.107 resultados no repositório de artigos científicos arXiv.org. Isso dá uma média de 1,3 artigo por dia desde 1991, quando o arXiv.org foi lançado - o artigo mais recente foi enviado há 2 dias.

Por que a supersimetria continua a fazer sucesso após décadas de resultados nulos? Segundo o teórico Philip Tanedo, da Universidade da Califórnia em Riverside, é porque "é uma grande teoria".

"Uma grande teoria não precisa ser 'correta'," defende Tanedo. "Grandes ideias são atemporais, mesmo que não pareçam se encaixar em um problema específico."

Alguns físicos defendem que o modelo do Big Bang é um dogma científico, e não uma teoria.
[Imagem: Cortesia www.grandunificationtheory.com]

As teorias são construtos sociais

De fato, embora não confirmadas, as elegantes formulações matemáticas da supersimetria hoje são aplicadas à cosmologia, matéria condensada, óptica e vários outros campos de pesquisa. Mas por quê?

Porque as teorias - como os teóricos que as criam - são inerentemente sociais. "Há essa imagem de um teórico como um gênio solitário em uma cabana sozinho na floresta," ilustra Feng. "Isso é um mito total. A teoria é uma atividade extremamente social."

Assim como os artistas, os teóricos estão sempre à procura de novas reviravoltas em ideias antigas. "Monet não acordou uma manhã pensando, esta é a maneira correta de pintar a luz refletindo nas superfícies. Você pratica e descobre," ilustra Tanedo.

Por essa razão, as teorias raramente morrem. Em vez disso, elas crescem, se fundem e mudam de forma à medida que são influenciadas por novos dados experimentais e cultivadas por novas pessoas. A chave é manter a atenção dessas pessoas.

O professor Feng lembra quando a supersimetria e outra ideia, chamada technicolor, foram consideradas igualmente favoráveis. Mas então os resultados do LHC deram um golpe na technicolor - exatamente o mesmo que aconteceu à supersimetria.

"Foi interessante pra mim ver como os dados foram absorvidos por algumas pessoas e não por outras," comentou Feng. "Algumas pessoas pegaram os dados, analisaram as implicações mais óbvias e seguiram em frente. Mas outras tentaram encaixar os dados em suas estruturas teóricas, mesmo que tivessem que fazer ginástica matemática para fazer isso funcionar."

O professor Leonard Susskind é um dos autores da teoria do universo holográfico e de uma teoria da gravidade que dispensa a matéria escura.
[Imagem: NASA]

Reinventar a teoria, apesar dos dados

Nessa época, Feng estava se candidatando a cargos de pesquisa de pós-doutorado. Ele estava pensando em um lugar com muitos defensores "duro de matar" da technicolor. Ele consultou o mentor Leonard Susskind, que estava entre as primeiras pessoas a trabalhar na teoria.

Para surpresa de Feng, Susskind o encorajou a pensar duas vezes: "Algumas pessoas simplesmente nunca mudam, disse ele, e o campo vai passar por elas. [Susskind] foi um dos pais da technicolor e fez um bocado de investimento na teoria, mas aceitou os novos dados e seguiu em frente."

Hoje, Feng diz que reconhece que a física teórica precisa de uma mistura de pessoas que são flexíveis em seus pontos de vista, e de outras, que sejam mais tenazes.

"Nós queremos pessoas que sejam ágeis e possam se adaptar ao que a natureza nos lançar a seguir," disse ele. "Mas, por outro lado, a academia é difícil, e ela recompensa as pessoas teimosas e determinadas. Nós queremos pessoas assim também."

A sobrevivência de uma teoria depende dos cientistas, tanto dos experimentalistas quanto dos teóricos. Os resultados experimentais podem reforçar uma teoria com evidências de apoio ou colocá-la em dúvida. Quando isso acontece, cabe aos teóricos decidir se - e como - essa teoria pode ser reinventada.

"É uma linha muito tênue a seguir, ter certeza de suas convicções e estar disposto a enfrentar toda uma comunidade que está lhe dizendo que o que você faz é inútil, mas também ser capaz de mudar quando os dados lhe dizem alguma outra coisa," concluiu Feng.

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