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Os Mistérios
do Universo |
O universo está cheio deles. A primeira sensação é de que há uma ordem em tudo isso. E foi pensando assim que os gregos associaram a palavra "cosmo", que quer dizer ordem em grego, à idéia de universo. E toda a evolução do conhecimento, principalmente no ocidente, se dá na tentativa de entender e explicar essa ordem. Olhar para o céu ou para a Terra é só uma opção... a ordem deve estar em todas as partes. As pesquisas sobre nós mesmos e o nosso planeta já avançaram bastante, mas ainda restam muitas indagações. Se é assim com o que está próximo de nós, é justo avaliar o quanto há pra ser desvendado no universo. Hoje nós sabemos que toda a energia consumida e transformada na Terra tem origem nas reações termonucleares do Sol, e que as substâncias de que somos feitos e que nos envolvem muito provavelmente têm origem no processo de evolução das estrelas. Mas, essa é uma noção recente. Foi só no final do século XVIII que surgiu a idéia de galáxia, mas mesmo assim muita gente pensava que as estrelas da VIA LÁCTEA eram todo o universo. Havia no céu dos telescópios do século XVI umas nuvens que pareciam poeira estelar ou coisa parecida, e foi só com a instalação de instrumentos mais potentes, já em 1925 , que a astronomia pôde identificar as estrelas gravitando nos diferentes formatos das galáxias . Enquanto o estudo do céu mais próximo permitia definir melhor a estrutura da VIA LÁCTEA, a observação do céu de fundo apresentava centenas, milhares de novas galáxias. Novas "ilhas-universo" apareciam a dezenas de milhares de anos-luz, cada uma com bilhões de estrelas. Através dessas descobertas, foi possível realizar cálculos para testar as teorias sobre a origem, idade e destino do universo. As galáxias estavam se afastando umas das outras, confirmando um universo em expansão. A medição da velocidade de afastamento das galáxias permite estimar a idade provável do universo. Hoje em dia, o tempo aceito para a existência do universo está entre 15 e 20 bilhões de anos. E, quanto mais se avança nas teorias e nas estimativas, mais mistérios aparecem. Um desses paradoxos se refere aos AGLOMERADOS GLOBULARES, que são agrupamentos de estrelas que giram em torno da maioria das galáxias e que podem conter desde algumas dezenas de milhares até vários milhões de estrelas . O problema é que eles parecem ser mais velhos que as galáxias, ou mais antigos que o próprio universo . Utilizando os mesmos métodos de datação adotados para as galáxias, os aglomerados globulares chegam a indicar 25 e até 30 bilhões de anos de idade. As estrelas mais brilhantes dos aglomerados são gigantes vermelhas e supergigantes. Alguns teóricos acreditam que os aglomerados globulares foram as unidades formadoras das galáxias nos primeiros momentos de criação do universo. Parece, no mínimo, um contra-senso pensar que alguma coisa possa ser mais antiga que o universo. Mas, é para onde nos leva o exercício da busca de nossas origens. Contra-senso ou não, os AGLOMERADOS estão aí e alguns deles são visíveis até a olho nu.
Inicialmente, os QUASARES foram identificados como estrelas azuis. Foi a radioastronomia que permitiu a definição de algumas das características desses corpos celestes. Eles têm um centésimo do diâmetro de uma galáxia, mas possuem luminosidade variando entre 100 e 1000 galáxias, isso considerando as várias freqüências do espectro eletromagnético . Alguns deles são os objetos celestes mais distantes que conhecemos, encontrados a 14 ou 15 bilhões de anos-luz de nós. Talvez eles tenham sido testemunhas vivas dos primeiros tempos do universo. Hoje, já são conhecidos mais de 3 000 "QUASI STELLAR ASTRONOMICAL RADIOSOURCES", que é a expressão que deu origem à palavra QUASAR. Os QUASARES podem ser etapas de evolução das GALÁXIAS ou, segundo algumas teorias, podem ser uma espécie de "saída" de BURACOS NEGROS. Ao contrário das estrelas, os quasares não produzem energia como resultado típico de reações termonucleares, e por isso as teorias sobre o "funcionamento" dos quasares fazem uma possível vinculação entre eles e os NÚCLEOS ATIVOS DE GALÁXIAS. A partir daí, os modelos se baseiam na idéia da acresção de matéria, quer por contração de estrelas massivas, quer por atração de um buraco negro. Isso tudo fica muito misterioso porque, para se explicar um mistério, acabamos usando outros mistérios ainda mais intrincados. Afinal, estamos falando de eventos ocorridos há 14, 15 bilhões de anos. Todas essas hipóteses se sustentam numa grande teoria geral de origem e destino do universo conhecida como "BIG BANG" ou "GRANDE EXPLOSÃO". Era uma vez... e toda a matéria, tudo o que conhecemos ou não, devia fazer parte de algo tão pequeno quanto as menores partículas que conhecemos. Nosso universo era então alguma coisa muito densa e inacreditavelmente pequena . Espaço e tempo não existiam.
A seguir a "FORÇA FORTE", que é a energia responsável por manter os núcleos atômicos coesos. Os átomos ainda não existiam nesse "período" do universo em formação, mas a força que os manteria unidos já existia, já era uma entidade individual . Nós estamos lidando com frações de 10 -43 de segundo, como se tudo estivesse ocorrendo quadro a quadro, numa supercâmera lenta. Então teria ocorrido uma imensa e rapidíssima expansão, na qual o universo teria ocupado muito mais espaço do que viria a ocupar nos 5 bilhões de anos seguintes. Esse evento recebeu um nome bem conhecido de nós, brasileiros: "INFLAÇÃO". Mas os "planos" do universo são muito mais eficientes que os nossos e a INFLAÇÃO DO BIG BANG retroagiu instantaneamente. Após a grande contração, teriam surgido os QUARKS e ANTIQUARKS, que são consideradas hoje em dia as menores constituintes da matéria. Como dá pra imaginar, QUARKS e ANTIQUARKS se anulam no contato, mas aproximadamente um a cada bilhão de pares conseguiu sobreviver para se combinar e formar a matéria como nós conhecemos. Agora é o ELETROMAGNETISMO que se torna entidade independente transitando entre partículas carregadas negativa e positivamente, transportado pelos FÓTONS. Na seqüência, quem se separa é a chamada "FORÇA FRACA", que é, a grosso modo, a energia responsável pela organização do movimento dos elétrons em torno dos núcleos atômicos. Só então começariam a se formar o que viriam a ser os átomos. Viria então um longo período de dominação da energia entre 10-32 segundos após o BIG BANG e os 3 000 primeiros anos de vida do universo, quando, e só então, pelo esfriamento geral do universo, a matéria passou a predominar. O universo só vai ficar parecido com o que nós vemos hoje uns 300 000 anos depois, quando ele se torna transparente e o esfriamento é suficiente para que a energia eletromagnética se separe definitivamente da matéria. As galáxias só começaram a se formar depois de 200 milhões de anos do big bang e continuam, desde então, em contínua expansão. Quando a gente mergulha nos detalhes desses modelos a coisa parece complicada, mas em linhas gerais o BIG BANG é uma hipótese simples: num dado instante, o universo nasce a partir de uma grande explosão e segue se expandindo até a configuração atual. Talvez por isso ela tenha sido aceita com facilidade por várias vertentes da ciência e até pela Igreja, que via a cosmologia identificar o instante da criação. Mas, faltava a comprovação observacional. E ela veio com mais uma magnífica intervenção do acaso . Aliás, a radioastronomia é mestre nessas coisas desde suas origens. Ajustando uma antena para acompanhamento de um satélite, os radioastrônomos ARNO PENZIAS e ROBERT WILSON, dos laboratórios BELL, descobriram um ruído de fundo que parecia um defeito. Eles desmontaram o equipamento, espantaram uns pombos que tinham feito seus ninhos por ali, e o sinal constante permanecia. Fizeram então um relatório sobre o "defeito", que acabou caindo nas mãos de astrofísicos e cosmólogos. A grande descoberta foi anunciada. Aquele ruído era a RADIAÇÃO REMANESCENTE do BIG BANG. Em 1965, um equipamento na Terra sintonizava uma espécie de "eco" eletromagnético do momento da criação, que se espalha por todo o universo em radiação de microondas equivalente a 3 Kelvin.
O BIG BANG entusiasmava a todos não só pela possibilidade de explicar as coisas, mas também pela série de novos desafios que ele lançava. Por exemplo: para que as contas da teoria confirmem um universo fechado, que vai se expandir até um determinado limite e então passará a se contrair, há a necessidade de uma "x" quantidade de matéria. Toda a matéria que nós conseguimos detectar no universo, estrelas , galáxias , nebulosas , quasares, tudo , mas TUDO MESMO que conhecemos, representa aproximadamente 1% do total da massa necessária. E mais: há teóricos que afirmam que as galáxias, por exemplo, não se sustentam se não estiverem envolvidas por uma grande quantidade de matéria, que como nós não conseguimos detectar, ficou conhecida como "MATÉRIA ESCURA".
A outra se incumbe de operar na área do infinitamente pequeno, as partículas sub-atômicas constituintes da matéria. Nas últimas décadas, a grande batalha dos pesquisadores tem sido procurar uma maneira de desenvolver uma linguagem comum que permita a unificação em busca de modelos mais adequados ao que conhecemos das manifestações da natureza. Em ACELERADORES de PARTÍCULAS como o instalado no campus da USP em São Paulo, os físicos testam modelos para o "funcionamento" de estrelas e pesquisam a estrutura atômica buscando os caminhos que o big bang percorreu para a geração da matéria. Um ACELERADOR de PARTÍCULAS é uma espécie de lançador de partículas que projeta um feixe orientado para percorrer uma linha onde são acelerados por eletro-ímã. Tudo se resume em fazer as particulas se chocarem de maneira controlada contra anteparos especialmente escolhidos para os diversos tipos de experimentos.
Os mistérios nascidos da mente dos cosmólogos teóricos não param por aí. E entre eles talvez o mais instigante seja o da SINGULARIDADE, ou BURACO NEGRO. Em matemática, uma singularidade é o que acontece quando se divide algo por zero. A resposta é infinita, indefinida. A SINGULARIDADE aparecia nas previsões da RELATIVIDADE GERAL, indicando que poderia haver regiões no universo onde as leis da física não eram válidas. Regiões onde matéria e energia e até mesmo o espaço e o tempo eram destruídos ou criados. Em tese, um excesso de matéria pode provocar um irreversível colapso sobre si mesma, arrastando tudo o que estiver dentro ou próximo do horizonte de eventos. Ainda em tese, a idéia da SINGULARIDADE ou do BURACO NEGRO é válida para qualquer forma de concentração de matéria. Tanto para uma estrela muito massiva, como para todo o universo.
Após décadas de teorias e incertezas, CYGNUS X-1 estava ali, a "apenas" 6000 anos-luz, ainda dentro da nossa galáxia. Os buracos negros estavam no mundo. O que haveria do outro lado de um buraco negro? A singularidade que deu origem ao big bang pode ser o avesso de um buraco negro? Não para responder a nenhuma dessas questões, mas para pôr mais lenha da fogueira do universo, vale a citação de um pensamento do astrônomo inglês ARTHUR STANLEY EDDINGTON, contemporâneo de EINSTEIN : "ENCONTRAMOS UMA ESTRANHA PEGADA NA ORLA DO DESCONHECIDO. DESENVOLVEMOS TEORIAS PROFUNDAS, UMA APÓS A OUTRA, PARA EXPLICAR SUA ORIGEM. POR FIM , CONSEGUIMOS RECONSTRUIR A CRIATURA QUE FEZ A PEGADA. E, ORA VEJAM! ELA É NOSSA PRÓPRIA PEGADA ". ENSINAR
E APRENDER
1 - Uma atividade
que integra Ciência com Educação Artística
é a exploração das metáforas propostas pelo
programa para os mistérios astronômicos. Por exemplo, a vitória-régia
que se transforma numa Galáxia. 
2 - Dúvidas que parecem intransponíveis podem encontrar respostas em fontes aparentemente simples, como enciclopédias, livros, revistas e pessoas especializadas. As universidades, as sociedades de pesquisa e ensino, os planetários têm, na sua maioria, serviços de atendimento para alunos e professores. Nossa lista de endereços é um ponto de partida. |
