A IMAGEM DO UNIVERSO (parte 38/n)

Sobre galáxias e estrelas

Uma galáxia é um ajuntamento de estrelas, gás e poeira, que se unem por ação da gravidade. Sabe-se hoje que a parte visível do Universo comporta cerca de 100 bilhões de galáxias, cada uma contendo em média cerca de 100 bilhões de estrelas. Somando tudo, são 10 bilhões de trilhões de estrelas! Com o impressionante detalhe de que as estrelas guardam entre si distâncias extraordinariamente elevadas: a estrela mais próxima do Sol, a estrela Alfa, da constelação de Centauro, dele dista 4,2 anos-luz (cerca de 40 trilhões de quilômetros!).

Constelação de Centauro

- Se não existir vida fora da Terra, então o Universo será um grande desperdício de espaço (...), costumava dizer Carl Sagan.

As galáxias têm variados aspectos, mas Edwin Hubble classificou-as segundo três tipos: galáxias elípticas, galáxias espirais e galáxias irregulares. Nossa galáxia, a Via Láctea, é uma galáxia espiral, de diâmetro igual a 100 mil anos-luz e espessura de 16 mil anos-luz, contendo entre 200 e 400 bilhões de estrelas. O Sol, uma delas, é a estrela que comanda nosso sistema solar, o qual, como um todo, desloca-se no espaço a uma velocidade de 16 quilômetros por segundo, em direção a Vega, a estrela mais brilhante da constelação de Lira. O diâmetro do Sol é mais de um milhão de vezes o diâmetro da Terra, sua massa é maior que 330 mil vezes a massa da Terra, e dele distamos cerca de 150 milhões de quilômetros. Sua luz demora mais de oito minutos para chegar até nós e é tão intensa que não nos deixa ver os outros astros durante o dia. O telescópio com que os cientistas estudam o Sol tem um filtro especial para proteger sua visão.

Via Láctea

Galáxia elíptica

Galáxia irregular

O que ocorre nas estrelas?

Uma estrela se forma quando uma gigantesca nuvem de gás hidrogênio começa a ser comprimida por ação da gravidade. A força da gravidade aquece o gás gradativamente, fazendo com que a energia gravitacional seja convertida em aceleração do movimento dos átomos de hidrogênio, ou seja, em energia cinética. Cada hidrogênio, no seu núcleo, tem apenas um próton, cuja carga positiva repele os prótons dos outros hidrogênios. Desse modo, inicialmente os prótons conseguem ficar separados, numa luta vitoriosa da sua energia eletromagnética contra a energia gravitacional.
Entretanto, quando, por ação da gravidade, a temperatura supera dez milhões de graus absolutos (graus Kelvin), a energia cinética dos prótons passa a sobrepujar a sua repulsão eletrostática, tendo como consequência que os prótons começam a se chocar uns com os outros. No choque, os núcleos de hidrogênio fundem-se em hélio, liberando uma enorme quantidade de energia, pois o próton do hidrogênio pesa mais que o próton do hélio, havendo uma sobra de massa (cerca de 0,7% do hidrogênio fundido), que se converte em energia nos termos da fórmula de Einstein (e = mc²). Essa energia preserva a estrela, pois contrabalança a atração gravitacional, que tende a puxar a estrela da sua periferia para o centro, e dela se originam o calor e a luz emitidos pela estrela.

- Uma estrela é uma cozinha nuclear, que queima hidrogênio para sobreviver, resultando dessa queima uma cinza nuclear na forma de hélio refugado.

Com o decorrer de bilhões de anos, os átomos de hidrogênio vão sendo consumidos, sempre acumulando mais hélio, até que a fusão de hidrogênio cessa e a a cozinha nuclear para de funcionar. Não há mais a sobra de massa resultante da fusão nuclear, nem, portanto, energia para contrabalançar a gravidade, e esta tende a esmagar a estrela.

Gigante vermelha

Gigante vermelha

Mas a temperatura da estrela assim comprimida se eleva a tal ponto que a estrela adquire a capacidade de queimar o próprio hélio, convertendo-o em outros elementos, como carbono e lítio. A estrela diminui muito o seu tamanho, mas sua temperatura torna-se muito mais elevada e sua atmosfera se expande de forma extraordinária. Nesse ponto a estrela deixa de ser uma estrela amarela normal e passa a ser uma "gigante vermelha". É o que acontecerá com o Sol, daqui a cinco bilhões de anos, quando nesse processo sua atmosfera ultrapassará a órbita de Marte.

- Gigante vermelha é uma estrela queimando hélio.

Anã branca

Anã branca

Quando o hélio é todo queimado, a cozinha nuclear novamente para de funcionar, a gravidade volta a predominar, obrigando a gigante vermelha a encolher-se numa "anã branca", que pode ter um tamanho menor que um décimo de milésimo de seu tamanho original, embora preserve praticamente toda a massa original da estrela. Uma anã branca é o núcleo que resta da estrela depois que ela ejeta as suas camadas exteriores. Se a estrela original for pequena, sua anã branca será um pequeno astro moribundo cuja gravidade não segura os gases da periferia, que se espalham.

- Anã branca é o produto final de uma estrela que não tem massa suficiente para transformar-se numa supernova.

Supernova

Supernova: uma estrela explodindo

Há, porém, o caso de estrelas muito pesadas (algumas vezes mais pesadas que o Sol), que podem continuar fundindo elementos que resultaram da fusão do hélio, numa luta desesperada contra a gravidade, resultando no processo elementos cada vez mais pesados, até chegar à produção de ferro. Quando se alcança esse estágio, em poucas horas o núcleo é transformado em ferro, a energia da estrela é sugada, a pressão cai e as camadas externas começam a despencar em direção ao centro da estrela. Vão de encontro ao núcleo sólido de ferro, onde quicam e são ejetadas para o espaço sideral a altas velocidades, numa explosão que se chama de "supernova". A explosão pode expulsar para o espaço até 9/10 da matéria de uma estrela, num processo em que os elétrons colapsam com o núcleo, chocando-se com os prótons e originando nêutrons.

- A supernova é, pois, a explosão catastrófica de uma estrela que exauriu seu combustível nuclear.

Estrela de nêutrons (Pulsar)

Pulsar

Durante algum tempo, a supernova se apresentará com um brilho superior ao de uma galáxia de cem bilhões de estrelas. Com a energia da explosão da supernova, e no calor e pressão da mesma, são produzidos todos os elementos mais pesados que o ferro, que são lançados no espaço juntos com os escombros da explosão.
Os gases liberados no espaço dão origem a uma nova nebulosa (na qual poderão surgir novas estrelas).
Ao fim e ao cabo, a supernova se transforma numa estrela de nêutrons, totalmente morta, girando e emitindo radiação, como se fosse um farol dentro do Universo, por isso às vezes chamada de "estrela que pisca" ou "pulsar"(nome que se originou da expressão "pulsating radio sources").

-Uma estrela de nêutrons, que resulta portanto do colapso de uma estrela que passou pelo estágio de supernova, tem uma área equivalente à da cidade de Campinas, mas com uma densidade tão grande que uma colher de chá de sua matéria pode pesar um bilhão de toneladas.

SOU UM ANALFABETO CONTUMAZ

Pelo calçadão do Leblon

Sei apenas que preciso estudar mais, porque essa coisa de só saber Física inferioriza e dificulta minha vida perante as pessoas. Meu só caminho é padecer sobre os livros, de todos os assuntos, devorando-os, em vez de ficar prevaricando ou malbaratando meu ócio por aí.

May e eu

Foi o que pensei quando conheci May, e decidimos caminhar pelo calçadão do Leblon. Ela é egiptóloga, eu que nem desconfiava da existência dessa atividade.

- E você, Carlinhos, qual a sua profissão?

- Engenheiro malsucedido, pois abandonei o ofício e decidi fazer um doutorado de Física. Engenharia é profissão corriqueira e até meio óbvia. Mas, egiptóloga, que faz exatamente uma egiptóloga?

- Bem, atualmente estou envolvida num projeto internacional relacionado com o faraó Tutancâmon, do século XIV a. C., coordenado pelo Museu de Ciência de Londres. Sua tumba, descoberta em 1922, em Tebas, no Vale dos Reis, continha uma quantidade extraordinária de joias e é considerada um dos maiores tesouros arqueológicos de todos os tempos.

- Museu de Ciência, lá em Londres?

Tutancâmon

Perguntei o que ela já me informara, nada menos edificante. Fazer o quê, dizer o quê? Tinha até me esquecido que existiu alguém chamado Tutancâmon, e essa palavra não escutava havia bem uns vinte anos. E, se me lembro, o que o meu professor de História dizia era "Tutancamôn", e não "Tutancâmon".

- Estamos reconstituindo a verdadeira face de Tutancâmon, que não tinha os lábios grossos e o rosto triangular sugerido pela máscara mortuária que se encontra reproduzida nos livros de História. Na verdade seus lábios eram finos, dentro de um rosto largo, que, além do mais, se caracterizava por sobrancelhas grossas e olhos pequenos.

- A reconstituição facial de uma pessoa que morreu há tanto tempo há de ser muito complicada, observei, fazendo força para não ficar calado todo o tempo.

- Morreu há 34 séculos. Posso dizer que envolve técnicas de raios X, processos e efeitos especiais e programas de computador, capazes de compatibilizar a face que se quer reconstituir com os ossos do crânio encontrados no sarcófago.

- Muito interessante.

Centenas de preciosidades no túmulo

- Suspeita-se que tenha recebido um violento golpe na cervical enquanto dormia. A ferida não lhe causou a morte de imediato, e sua agonia se prolongou durante dois meses de terrível sofrimento.

- Onde você entra, nessa história, como egiptóloga?

- Tudo que faço é colaborar com informações históricas, pois não sou habilitada nessas técnicas de reconstituição facial. Por exemplo, houve certa vez uma discussão sobre a idade com que morreu Tutancâmon, e fui chamada a dar a minha opinião.

- Com que idade ele morreu?

- Para mim, morreu quando tinha 18 anos, mas esse não é um ponto completamente decidido. Subiu ao trono com nove anos, sendo conhecido como o faraó-menino.

- Os egípicios eram precoces...

- Eram, de fato. Cleópatra chegou ao poder com apenas 18 anos. Isso cerca de 1.400 anos depois de Tutancâmon .

- Só sei que Cleópatra gostava de seduzir imperadores romanos, como César e Marco Antônio. Mais não sei dizer, nem vi aqueles filmes apoteóticos...

Elisabeth Taylor

- Cleópatra foi muito mais do que uma colecionadora de maridos ou uma mulher sedutora num filme do Cecil B. de Mile. Para além de se destacar pela sua beleza, falava vários idiomas e patrocinava as artes e as ciências. Lembre-se de que governava o Egito a partir de Alexandria, capital cultural da Antiguidade...

- Portanto, uma senhora rainha.

- Ela era filha de tios, veja você.

- Filha de tios? Pode isso?

- Cleópatra era filha de Ptolomeu Aulete e Cleópatra Trifena, que eram irmãos. Ptolomeu Aulete era pai de Cleópatra, mas seu tio, por parte de mãe; Cleópatra Trifena era sua mãe, mas também tia, por parte de pai. Filha dos tios, portanto.

- Assim não vale!

- Vale, sim, pois ela própria se casou com dois de seus irmãos mais jovens. Um de cada vez, bem entendido.

- Uma promiscuidade familiar.

- E real.

Vivien Leigh (1945)

Ela, culta e bonita, egiptóloga, veja só! E eu, idiota que sou, pagando o preço de não poder contribuir para o assunto e, mais ainda, concorrendo decisivamente para a banalização dos diálogos: “muito interessante”, “os egípcios eram precoces” "uma senhora rainha" e “com que idade ele morreu?”

- Os filmes do Cecil B. de Mile, a minha eterna subcultura!

May!

A IMAGEM DO UNIVERSO (36/n)

O que falta explicar

A teoria do Big Bang faz uma descrição coerente da evolução do Universo, não restando nenhuma dúvida de que este teve um início quente e denso, começando sua carreira a partir de um volume infinitesimal, ou seja, a partir de um ponto.


- E as leis da Física, como ficam? Se matéria atrai matéria, como justificar a explosão?

- Esse ponto absoluto, quase metafórico, caracteriza o que os cientistas chamam de singularidade, um estado de gravitação infinita, onde falham as leis físicas conhecidas, incluindo a própria teoria da Relatividade. É bom saber que, no mundo do infinitamente pequeno, além de não valer a teoria da Relatividade, não vale o determinismo, não vale a nossa lógica, não vale sequer a nossa capacidade de observação. Desse modo, a singularidade está a exigir a criação de uma teoria da gravitação quântica, o que, alás, mobiliza hoje centenas de físicos e cosmólogos de todo o mundo.

- Falta isso, é?

Via Láctea

- Há cem anos não sabíamos se havia outra galáxia, para além da Via Láctea; hoje sabemos que há pelo menos 100 bilhões de galáxias; achávamos que o Universo era estático e descobrimos que está em expansão; era tido como infinito e em verdade iniciou-se de um ponto absoluto há 13,7 bilhões de anos. Ou seja, a ciência progride em direção à verdade, em aproximações sucessivas, com ensaios e erros, não sendo impossível que venha a ser encontrada uma teoria da unificação que explique a singularidade do Big Bang.

- Duvido.

Duvidar da ciência pode não ser bom...

Lord Kelvin (1824-1907), nascido William Thomson, era um físico irlandês muito influente do século XIX, a ponto de ter recebido inúmeras homenagens oficiais na Inglaterra e de ter sido sepultado ao lado de Newton, na Abadia de Westminster. Uma honra que mereceu por mais de 300 trabalhos e importantes contribuições em praticamente todas as áreas da Física.

Lord Kelvin (William Thomson)

Kelvin ficou mais conhecido por seu trabalho em Termodinâmica. Antes o cientista Jacques Charles chegara, por seus cálculos e experiências, à conclusão de que todos os gases teriam volume igual a zero à temperatura de -273 graus Celsius. Kelvin percebeu, porém, que não era o volume da matéria que se anulava nessa temperatura e, sim, a energia cinética de suas moléculas. Concluiu que - 273 graus Celsius era a temperatura mais baixa possível e chamou-a de "zero absoluto". A partir dessa noção, propôs uma nova escala de temperaturas, que posteriormente recebeu o nome de escala Kelvin, com valores sempre iguais aos da escala de Celsius, acrescidos de 273. As chamadas temperaturas absolutas. A escala Kelvin permite maior simplicidade nas expressões matemáticas das relações entre grandezas termodinâmicas.

Escala de Celsius X Escala Kelvin (= temperatura absoluta)

Em famosa carta de 27 de abril de 1900, Lord Kelvin declarou oficialmente que a Física já descobrira praticamente tudo que havia para descobrir no Universo e que os físicos estariam daquela data em diante condenados a revisar o que já se fizera anteriormente.

- Pouco modesto...

- Pois é...

Falecido pouco depois, não teve o dissabor de ver o quanto tudo mudou em termos de conhecimentos físicos, com o advento da Física Quântica, da Relatividade Especial, da Relatividade Geral, do Modelo do Big Bang e a consequente nova Cosmologia.

- Duvidar da ciência pode não ser bom...

Ruim de Opiniões

Aliás, Lord Kelvin ficou famoso por suas gafes e previsões equivocadas. São dele as seguintes pérolas do ceticismo malsucedido, registradas na história da evolução científica e das invenções tecnológicas:

"Átomos não existem."

"Radioatividade é bobagem."


"O rádio não tem futuro."


"Os aviões são impossíveis, porque mais pesados que o ar."


"Os raios X vão se revelar um embuste."


"A Teoria da Evolução, de Darwin, é incompatível com a pouca idade da Terra."

Protocolo de Montreal

Salvando a camada de ozônio


Circundando a Terra a uma altitude que varia entre 15 e 40 quilômetros, a camada de ozônio atua como um escudo que nos protege da luz ultravioleta do Sol. Se houver uma deterioração importante dessa camada, os raios ultravioletas destruirão o nosso sistema imunológico e, pois, a capacidade que temos de lutar contra as doenças. Provocarão, além disso, câncer de pele nas pessoas de pele clara, e somente nestas, pois as pessoas de pele escura têm um suprimento abundante de melanina, que as protege dos seus efeitos. Para aumentar o problema, essas radiações solares atacam e destroem o fitoplancto marinho, que é a base da cadeia alimentar que mantém a vida nos mares, e arruínam as plantas terrestres e as colheitas, para além de outros males, cujas consequências nem conhecemos em sua plenitude.

A razão do buraco na camada de ozônio

F. Sherwood Rowland

F. Sherwood Rowland e Mario Molina, professores da Universidade da Califórnia, provaram em seu laboratório, em 1974, que a camada de ozônio estava sendo seriamente danificada por causa do uso industrial do clorofluorcarboneto, o que, aliás, lhes rendeu o Prêmio Nobel de Química, de 1995. De fato, desde a década de 1970, os clorofluorcarbonetos, ou simplesmente CFCs, compostos artificiais inventados nos laboratórios dos Estados Unidos e da Alemanha, constituídos de carbonos ligados a átomos de cloro e de flúor, tornaram-se o principal fluido ativo dos refrigeradores e dos aparelhos de ar condicionado, em substituição à amônia e ao dióxido de enxofre, e preponderaram na indústria microeletrônica e na fabricação de espumas, produtos de limpeza, aerossóis e solventes químicos.

Mario Molina

Quando esses produtos são consumidos e as geladeiras e condicionadores de ar são postos a funcionar, o clorofluorcarboneto liberta-se para a atmosfera, espalhando-se ao redor do planeta. Um gás praticamente inerte, que, entretanto, tem grande capacidade de destruir o ozônio, sem ser destruído. Cada átomo de cloro liberado na estratosfera pode remover 100 mil moléculas de ozônio, antes de regressar à superfície da Terra, na forma de cloreto de hidrogênio. O buraco na camada de ozônio diminui durante o inverno, mas aumenta na primavera, sobretudo na Antártica e, de maneira menos importante, no Pólo Norte.

Protocolo de Montreal, a solução

Montreal

A própria indústria, a princípio relutante, teve de reconhecer a gravidade do seu produto, cujos efeitos maléficos podem perdurar por algumas dezenas de anos. Em 1978 o uso dos CFCs em aerossóis foi proibido nos Estados Unidos, Canadá, Noruega e Suécia, e algumas indústrias importantes começaram a desmobilizar suas fábricas de CFC, a partir da década de 1980. O primeiro acordo global foi alcançado pelo Protocolo de Montreal, de 1987, pelo qual 150 nações se comprometeram a reduzir o uso dos CFCs à metade, até o ano de 2000. Duas revisões desse acordo foram acertadas, em Londres e Copenhague, a última das quais em 1992, ficando estabelecido que todas as nações importantes do mundo se empenharão em reduzir a zero, até 2030, a produção de CFCs e de outros halocarbonetos, de propriedades semelhantes. Desde 1995 não se produz mais o CFC em escala industrial, limitando-se a uma produção marginal, para fins médicos.


A conseqüência é que já se observa uma redução sensível no buraco de ozônio sobre a Antártica, sendo esperada a total regeneração da camada até o ano de 2050.

NÃO SERVIMOS ALMOÇOS GRÁTIS

TANSTAAFL

Se tem alguém comendo,...

Há no folclore norte-americano a história de que, estando um sábio a morrer, um grupo de amigos pediu-lhe, como último legado, um aforismo que fosse definitivo e não comportasse nenhuma exceção. O moribundo, que era solícito e generoso, pronunciou então suas palavras finais:

- Oh, there ain't no such thing as a free lunch.

Numa tradução não literal, essa frase significa algo como “amigos, não existe esse tal de almoço grátis” ou o nosso popular “se tem alguém comendo, tem alguém pagando”.
O aforismo foi assumido pelos economistas e tornou-se popular nos Estados Unidos, especialmente depois de adotado por Milton Friedman, professor da Universidade de Chicago e líder do pensamento econômico liberal. A frase se aplica a todas as situações da economia e serve de alerta para os que acreditam em algum milagroso suprimento “natural” de benesses. É especialmente enfatizado que, sempre que alguém consegue algum benefício do governo, legítimo ou não, os contribuintes é que pagam por ele. Pois, afinal, não existe almoço grátis.

... tem alguém pagando!

Deleitam-se muitas pessoas em buscar exceções à aplicação do aforismo, e alguns acham que está nesse caso o exemplo da mãe que amamenta o filho.

- Ninguém está pagando nada à mãe, dizem esses.

- Como não?, indagam os que não concordam. Pois há custos envolvidos, para fazer a capacidade de amamentação da mãe, e alguém tem de pagar por eles.

O acrônimo TANSTAAFL, formado pelas iniciais de “There Ain't No Such Thing As A Free Lunch”, tem sido usado em lugar da própria frase, sobretudo depois que se tornou nome de um boteco frequentado por estudantes, em Chicago.

Minha pátria

Sobre camas e guarda-chuvas

Um homem e uma mulher que se conhecem num bar do Leblon e optam no ato pelo uísque de oito anos são cumplíces de um ideal inexorável: a cama. É necessário valorizar cada evento como se fosse o último. Com emoção, Estevinho admirou longamente a beleza de Pascale, deitada a seu lado. Se Aristóteles, que se meteu em tudo, esqueceu-se de dizer que a mulher é a perfeição, eis aí mais um imperdoável erro de Aristóteles. Uma mulher bonita começa pelos olhos, continua nos lábios, prossegue por vales insondáveis e só vai acabar... Não, não acaba não, isso mesmo, uma mulher bonita não acaba nunca. Nua assim, magnífica assim!
Volúpia, entrega, alegria, prazer, apoteoses à primeira potência, apoteoses ao quadrado, apoteoses ao cubo, todas recíprocas e bem fundamentadas, eis os derivativos do amor, que é a melhor das faculdades humanas.

- Um instante de amor, Estevinho, vale por uma boa eternidade...

Depois, o repouso do guerreiro, que é hora boa para filosofar. Quanta obra-prima, livros, filmes, peças e canções há sobre mesas, pianos, luvas, colares, retratos e outras variadas entidades. Um texto de Rubem Braga exalta o guarda-chuva, veja só, um objeto que tem a particularidade de ser esquecido na primeira estiada.

- Amei a sua cama, Estevinho...

Sobre cama, porém, tudo que Estevinho conhecia era a história do homem traído que, ao separar-se da mulher, doou-lhe tudo o que possuía, menos a cama. Pois se a cama tivesse ido com ela, além da mulher teria perdido a própria alma.

- Pascale?

- Sim?

- Minha pátria é minha cama.

TÉDIO

NENHUMAÇÃO RECÍPROCA

Depois de oito anos, Cecília e eu éramos outros, não outros quaisquer e ocasionais, mas outros consumados, consumadíssimos. Até que ela me veio com aquela história de Montgomery Clift e Shelley Winters, um amor que teve de fenecer para ensejar outro amor, maior e renovado; eu merecia, assim também, encontrar a minha Elizabeth Taylor, pois a mim não me faltavam os atributos para um merecido lugar ao sol.
Foi assim, civilizadamente assim, que ela me comunicou que nosso casamento já não lhe interessava. Uma derradeira convivência ainda nos tocou, sem nenhuma animosidade ou irritação. Que nem fariam sentido na nossa história, da qual a separação foi apenas um capítulo necessário. Estranho, porém, foi continuar transitando mais quarenta dias pelos caminhos da casa, pois nenhum cenário permanece neutro, nem impune, em face de um amor exaurido. Até a arte perde o sentido, as cores se esmaecem e, para dizer a verdade, nunca vi a menor graça naquela cortina da sala de visitas, lilás, isso mesmo, lilás, e em momento algum estive de acordo com a moldura que ela escolheu para o Böcklin que arrematamos no leilão da Bartolomeu Mitre. Nem mesmo um telefonema ou um protocolar cartão de despedida. Pois um deixou de existir para o outro, aquele estágio na relação de duas pessoas que, para Octávio Paz, poderia chamar-se de nenhumação. Ou melhor, nenhumação recíproca, que é a arte de inexistir daqui para lá e de lá para cá...

Octávio Paz

A IMAGEM DO UNIVERSO (35/n)

BIG BANG E SUAS PROVAS

(1) O primeiro êxito da teoria do Big Bang veio em 1948, com a chamada nucleossíntese do Big Bang, uma teoria de George Gamow e Robert Alpher, que mostrou como se formaram os elementos naturais leves (principalmente hidrogênio, hélio, lítio e berílio), momentos após o Big Bang, em apenas 300 segundos. Pela teoria, o hidrogênio deveria responder por 75 % da massa do Universo e o hélio, 25%, sendo marginais as contribuições dos outros elementos naturais. Essas percentagens correspondem exatamente à participação dos dois elementos no Universo. Em 14 de abril de 1948, o Washington Post publicou matéria alusiva à coincidência dos cálculos da nucleossíntese do Big Bang com os números do Universo real, estampando a seguinte manchete:

"O MUNDO COMEÇOU EM CINCO MINUTOS"

(A nucleossíntese dos elementos pesados foi explicada posteriormente por Fred Hoyle: os elementos mais pesados, até o ferro, são cozidos nas estrelas.; os elementos mais pesados que o ferro são cozidos nas explosões de supernovas.)

(2) Em 1965 houve a constatação, por Penzias e Wilson, da existência da radiação cósmica de fundo, uma radiação resultante do Big Bang , hoje na temperatura de 2,7 graus absolutos, que continua circulando por todo o Universo, prevista por George Gamow, Ralph Alpher e Robert Herman em 1948.

Mapa do céu obtido pelo WMAP

(3) Em 2003 o satélite WMAP fotografou o Universo quando ainda um bebê de 380 mil anos de idade, há cerca de 13,5 bilhões de anos. O Universo, desde o Big Bang, tem 13,73 (mais ou menos 0,12) bilhões de anos.

- Mas o que havia antes do Big Bang?

- Antes do Big Bang, não havia nada.

- Como, nada?

- Nada é nada mesmo, pois foi com o Big Bang que surgiram a matéria, o espaço e o tempo.

Mudança de Paradigma

Até o início do século XVII, ou seja, antes de Galileu, a ciência fazia-se quase sempre com submissão ao misticismo e aos textos sagrados. As respostas às questões deviam ser procuradas na Bíblia, nos documentos da Igreja ou nos textos ungidos de Aristóteles e São Tomás de Aquino. Caso neles não se achasse a resposta, a pergunta certamente não deveria ter sido formulada. Com o telescópio, que soube aperfeiçoar e logo apontou para o firmamento, Galileu descobriu as luas de Júpiter, observou as fases de Vênus, as crateras da Lua e as manchas solares, tudo em desacordo com a visão aristotélica de que a Terra era imóvel e plantada no centro de um Universo perfeito. O filósofo Giulio Libri recusou-se a olhar pelo telescópio de Galileu, sob a alegação de que “isso é um instrumento da falsidade, que faz as coisas parecerem como não são.” As questões de Galileu com o Santo Ofício podem ter ido além da sua insistência na concepção heliocêntrica, haja vista que esta foi estabelecida por Copérnico, um clérigo, e que vários cardeais já a aceitavam naquele tempo. O problema real era deixar que a verdade fosse descoberta por um pensador e observador individual, e profano, que, para complicar, insistia em escrever em italiano, não em latim.
Pois a vulgarização dessas coisas só servia para abalar a fé das pessoas comuns. Acusado em 1633 de duvidar de que “Deus fixou a Terra sobre suas fundações, para que não se movesse nunca mais”, conforme está registrado na Bíblia, Galileu foi submetido a um longo julgamento pelo Santo Ofício, que o condenou ao silêncio e ao isolamento. Uma página negra, sem dúvida, mas com consequências importantes: o processo contra Galileu acabou ensejando um duro golpe no prestígio da Igreja.
Pois a ciência tornou-se independente e foi se afastando cada vez mais da religião, chegando a recusar a adesão desta ao Big Bang. Em 22 de novembro de 1951 o Papa Pio XII fez um discurso na Academia Pontífice de Ciência, no qual endossou o modelo cosmológico do Big Bang, comparando-o ao Fiat Lux do Gênese. Pelos seus líderes mais importantes, a comunidade científica simplesmente repudiou o apoio papal, enfatizando com determinação que modelos científicos nada têm a ver com concepções religiosas.
Ou seja, Galileu venceu a parada, ainda uma vez. Ele que se tornara o mais conhecido dos cientistas, além de símbolo da luta contra o obscurantismo.

ALTERNÂNCIA E EXPLICAÇÃO

Alternância

A gente alterna...

Um homem ia pela estrada, montado no cavalo, e atrás seguia sua mulher, caminhando.

- Como se justifica, perguntou alguém, que o senhor viaje a cavalo, enquanto sua mulher segue a pé, atrás?

- Nem sempre, respondeu o cavaleiro, pois quando o cavalo cansa eu permito que ela caminhe à nossa frente.

Explicação

Um homem vendia cadeiras na feira por um preço muito inferior ao das lojas. Um dia um rival pôs-se a vender, no mesmo local, cadeiras em tudo semelhantes às do primeiro, mas por um preço muito menor.

-Como pode você vender, por um preço inferior ao meu, cadeiras iguais às que faço, se eu roubo a madeira, roubo o forro, roubo os pregos e roubo a tinta?

- Muito simples, respondeu o outro, eu roubo as cadeiras vendidas por você.

A IMAGEM DO UNIVERSO (34/n)

A VITÓRIA DO BIG BANG

Em 1964, os pesquisadores norte-americanos Arno Penzias e Robert Wilson, que trabalhavam para os Laboratórios Bell, tentavam calibrar, em Nova Jersey, a antena gigantesca de um radiotelescópio, construído para pesquisar os sinais do satélite artificial Echo I, que os captava da estrela Cassiopeia A. Em dado momento perceberam no radiotelescópio um estranho e persistente ruído, vindo de todas as direções do céu e sempre com a mesma intensidade, no momento em que tudo estava desligado. Um ruído sem causa. Em vão procuraram defeitos em todos os componentes do radiotelescópio e de sua antena, chegando mesmo a se preocupar com as fezes (“material dielétrico branco”) depositadas na antena por um casal de pombos que nela se alojaram. Até uma célebre armadilha para pombos foi por eles pendurada na antena.

Armadilha para pombos, na antena de Penzias e Wilson

Na sequência desses eventos, e com o auxílio dos físicos teóricos da Universidade de Princeton, ficou provado que Penzias e Wilson haviam detectado a radiação cósmica de fundo, que está atualmente na forma de ondas de rádio, no espectro conhecido como micro-ondas, à temperatura de 2,7 graus Kelvin, em lugar dos 5,0 graus Kelvin postulados por Gamow.

Penzias e Wilson

Essa descoberta, um caso típico de serendipidade, desferiu um golpe mortal na teoria do Universo Estacionário e representou um argumento decisivo para a teoria do Big Bang. No dia 21 de maio de 1965, o New York Times publicou matéria na primeira página que tinha a seguinte manchete:

"SIGNALS IMPLY A 'BIG BANG' UNIVERSE"
("SINAIS CONFIRMAM A TEORIA DO "BIG BANG")

Penzias escreveria posteriormente:

"Quando você sair hoje à noite, e tirar o chapéu, estará recebendo um pouco do calor do Big Bang no seu couro cabeludo. Se tiver um rádio FM e sintonizá-lo entre duas estações, ouvirá aquele chiado aborrecido. Saiba que meio por cento dele estará vindo dos primeiros momentos da criação do Universo."

O interessante é que no alvoroço motivado pela confirmação do Big Bang, os nomes de Gamow, Alpher e Hermann foram completamente esquecidos e a outros cientistas foi atribuída a teoria da radiação cósmica de fundo. A injustiça (Alpher chegou a sofrer um grave ataque cardíaco) está sendo progressivamente corrigida, nos numerosos livros que reconstituem a trajetória da teoria do Big Bang.


E a idade do Universo?

A velocidade de afastamento das galáxias fora estabelecida por Hubble em cerca de 171 quilômetros por segundo para cada milhão de anos-luz (558 quilômetros por segundo para cada megaparsec). Esse valor desacreditava o Big Bang, pois, aplicando-o em direção ao passado, chegava-se, pelos cálculos, à conclusão de que o Universo teria começado sua expansão e existência há cerca de 1,8 bilhão de anos. Uma contradição com a assertiva dos geólogos de que a Terra tem 4,5 bilhões anos e, sobretudo, um argumento decisivo para os que defendiam um Universo eterno e imutável.

- Como pode a Terra, que é fiha, ser mais velha que a mãe?, perguntava Christopher Impey, da Universidade do Arizona.

Não era bem assim

Tamanhas são as dimensões do Universo que a luz emitida pelos astros, em particular pelas estrelas, pode demorar anos, séculos, milênios, milhões e bilhões de anos até chegar a nós. O Sol está a oito minutos-luz, significando que sua luz leva oito minutos luz para alcançar o observador terrestre; a estrela Alfa, da constelação de Centauro, que é a estrela mais próxima, leva quatro anos; Sirius, da constelação do Cão Maior, a estrela mais brilhante, 8,6 anos; Aldebaran, da constelação de Touro, 65,1 anos; Deneb, da constelação do Cisne, 3.227,7 anos.

-Desse modo, olhando para o céu noturno contemplo todas as épocas do Universo permitidas pelo alcance e capacidade da minha vista. A olho nu, vejo a história mais recente. Com um telescópio, é possível ver partes muito mais antigas. Com um satélite, posso ver a luz de todas as estrelas, ou seja, quase toda a história do Universo.

Satélite WMAP

Em 2003 o satélite WMAP (Sonda Anisotrópica de Micro-Ondas Wilkinson) conseguiu enxergar como era o Universo quando ele tinha apenas 380 mil anos, isso há 13,3 bilhões de anos-luz.

- O Universo tem portanto 13,7 bilhões de anos, com margem de erro de 0,2 bilhão. Uma idade compatível com a idade da Terra, com a idade de todas as estrelas e com a teoria do Big Bang.

- E a velocidade definida pela constante de Hubble?

- O valor da constante de Hubble (171 quilômetros por segundo para cada milhão de anos-luz (558 quilômetros por segundo para cada megaparsec) estava simplesmente errado, o que foi verificado por medições cada vez mais precisas e finalmente comprovado pelo projeto WMAP.
O valor correto da constante é de 71 quilômetros por segundo para cada megaparsec (3.260.000 anos-luz).

Big Bang

13,7 bilhões de anos, para a esquerda

A constatação da existência da radiação cósmica de fundo, mais a nucleossíntese do Big Bang, que explica a abundância de hidrogênio e hélio no Universo, e a confirmação da idade do Universo, de cerca de 13,7 bilhões de anos pelo WMAP, sobre derrotar o Universo Estacionário, colocaram a teoria do Big Bang na rota de uma explicação para o Universo. Nem tudo está resolvido, todavia, conforme se discutirá na próxima postagem.