E Pur Si Muove

Era noite, e estávamos no dia 7 de Janeiro de 1610. Galileo Galilei registava a presença de 3 estrelas fixas, totalmente invisíveis a olho nú devido à sua pequena dimensão, próximas de Júpiter e alinhando-se com este segundo uma linha recta.

Faz hoje precisamente 400 anos que Galileo Galilei apontou o seu telescópio a Júpiter que o levou a descobrir as luas que em seu torno gravitam. Esta observação não foi inocente, pois a polémica do heliocentrismo versus geocentrismo havia sido novamente levantada por Nicolau Copernico, com este a defender a primeira hipótese para o Sistema Solar na sua obra, De Revolutionibus Orbium Coelestium, de 1543. No entanto, haveria de ser uma outra observação, ainda por Galileo, que foi determinante na sua confiança inabalável de que era a Terra a girar em torno do Sol e não o contrário. Foi a observação das fases de Venus, pois entravam em contradição com a hipótese geocêntrica defendida pela Igreja.

Há quem defenda que a ciência nasceu neste dia, há 400 anos, tal como na Conferência de hoje na Fundação Calouste Gulbenkian pelo Prof. João Caraça. Talvez não tenha nascido propriamente a ciência, mas mais uma certa forma de fazer ciência que cortou radicalmente com a praxis vigente até então: realizar observações e fazer experiências. Galileo foi o grande responsável pelo desenvolvimento do método científico. O que até aí constituia um acumular do saber livresco, muito metido à reflexão filosófica sobre a Natureza, herdeiro da cultura grega, acabaria por colapsar gradualmente face às sucessivas demonstrações sobre como a Natureza funciona realmente. Uma revolução que ateou rapidamente pela Europa Central e do Norte, mas que poupou algumas regiões periféricas, como em Portugal. Seria com a reforma educativa do Marquês de Pombal em 1759 que na Universidade Portuguesa se deixaria de ensinar a física Aristotélica em favor da física Newtoniana cuja obra maior, Principia, havia sido publicada já em 1687.

A Coisa Aqui Está Preta!

Uma pequena digressão por assuntos científicos, que já me dão algumas saudades, numa tentativa de os encaixar no escasso tempo disponível para os escrever. No entanto, o assunto que aqui venho abordar tem um espaço especial neste estabelecimento, até pelo facto de ter sido o primeiro a ser abordado, agora novamente por razões equivalentes: polémica! E esse assunto é o da Matéria Negra e da Energia Negra.

Comecemos pela primeira parte, a Matéria Negra. Os métodos para a detecção de um tipo de matéria que ninguém ainda sabe bem o que é, baseiam-se na gravidade, ou seja, os halos de matéria negra detectam-se pela deformação que induzem nas imagens das galáxias distantes, tudo pelo facto de a luz seguir o percurso mais curto entre pontos no espaço-tempo e este se encontrar deformado pela presença de matéria (seja ela negra ou não). Acontece que nas observações de clusters (agrupamentos) de galáxias que se fundem entre si, os gases são arrastados para o centro de gravidade comum dos clusters. Observações recentes do “Bullet Cluster” revelam isso mesmo e mais, que os halos gigantescos de matéria negra coincidem com as galáxias do cluster e não com os gases no seu centro de gravidade. Estas observações vão precisamente no sentido da opinião corrente sobre este assunto, ou seja, que a matéria negra é uma matéria que não interage consigo própria e as zonas onde a sua densidade é maior são precisamente aquelas onde se concentra a matéria normal com que convivemos no dia-a-dia. Mas agora eis que um novo cluster, na constelação de Orion a 2,4 mil milhões de anos-luz de distância, designado Abell 520 vem estragar a festa. Tal como no caso anterior corresponde à fusão de dois clusters mas onde, surpreendentemente, a quantidade enorme de matéria negra do cluster se encontra, não nas zonas onde estão as galáxias, mas precisamente onde está o gás no centro de gravidade do cluster. A equipa responsável por esta descoberta, liderada por Andisheh Mahdavi e Henk Hoekstra, da Universidade de Victoria na British Columbia, escreveu na revista Astrophysical Journal que esta dissociação entre galáxias e matéria negra não pode ser facilmente explicada pelo paradigma corrente sobre a matéria negra. Agora, os físicos estão outra vez “aflitos”, à espera que outras observações independentes e cuidadas venham a confirmar esta observação. E à espera estão já dos dados do Telescópio Espacial Hubble, para virem a saber se afinal a matéria negra até interage consigo mesma através de uma força da natureza (candidata a ser a quinta, depois da gravidade, electro-magnética, fraca e nuclear forte) por agora completamente desconhecida. Constitui também a hipótese para que a Dinâmica Newtoniana Modificada (Modified Newtonian Dynamics, MOND) seja considerada para descrever essa “nova” força. Esta teoria, inventada em princípios de 80 por Mordehai Milgrom do Instituto de Ciência de Weizmann em Rehovot, Israel, pode ser uma das respostas possíveis.

Agora, para não deixar as águas deste Universo demasiado calmas, eis que Subir Sarkar, físico teórico da Universidade de Oxford, no Reino Unido, escreveu um tratado onde sugere que a energia negra, uma estranha força que parece obrigar o Universo a expandir, pode na realidade ser apenas o efeito de uma bolha enorme de espaço vazio em torno da nossa Galáxia. O artigo que escreveu está disponível no arquivo electrónico ArXiv. Acontece que estas bolhas são conhecidas e podem explicar as observações sobre as supernova que levaram à conclusão que a expansão do Universo está a acelerar. Mais um aviso à navegação: é preciso continuar com observações cuidadas e verificar se os dados obtidos confirmam ou não as conclusões.

Definitivamente, como diria Chico Buarque: A coisa aqui está preta!...

O Universo Extravagante

Dado que o assunto sobre a Energia e Matéria Negras no Universo suscitou interesse que baste, aqui deixo uma sugestão de leitura aos interessados neste assunto. O livro em causa chama-se “The Extravagant Universe” e foi escrito por Robert P. Kirshner, professor de Astrofísica na Universidade de Harvard, e líder de um dos dois projectos que analisaram as Supernova Tipo Ia mais distantes, ou seja, com elevados desvios para o vermelho (redshift). O outro grupo era liderado por Carl Pennypacker e Saul Perlmutter, do Lawrence Berkley Laboratory, na California. O livro não tem tradução em português (pelo menos ainda), mas conseguem-se boas edições paperback em língua inglesa a preços aceitáveis.

O livro de Robert Kirshner começa por dar um enquadramento do problema, percorrendo as raízes históricas das ideias que acabaram por formar o percurso desta aventura até à descoberta surpreendente, em 1998, que a expansão do Universo está a acelerar. Revisitamos não só Einstein e Hubble, mas um conjunto de outros astrofísicos cujos nomes não são conhecidos do grande público, um dos quais o truculento Fritz Zwicky, de origem suiça, cuja definição de “spherical bastard” se encontra nos anais da ciência: “a bastard any way you look at it”. Este astrofísico é responsável pela designação de “supernova” (na altura, anos 30, um novo tipo de estrelas explosivas, bastante mais catastróficas e violentas) e pela hipótese da “matéria negra”, descoberta nos aglomerados de galáxias. O livro é de leitura fácil e contém uma parte relativa aos processos observacionais dedicados ao estudo das estrelas supernova que conduziram à descoberta da expansão acelerada do Universo. O livro contém igualmente uma releitura dos modelos do Universo à luz das novas descobertas, nomeadamente a energia negra. Demonstra também a forma como os dados são sempre escrupulosamente escrutinados em ciência antes de serem publicados e apresentados à comunidade científica. Um cuidado que, por vezes, tende a ser esquecido neste cada vez mais competitivo e stressante mundo científico, onde o futuro da carreira profissional e as hipóteses de angariar novos projectos é função directa do número de publicações científicas produzidas, muitas sem interesse nenhum. Mais raro, embora tenham acontecido dois casos mediáticos nos últimos anos, é haver pura desonestidade e completa falsificação de resultados. Após a publicação dos resultados das Supernova Ia, a revista Science elegeu a expansão acelerada do Universo a descoberta científica do ano. Vale seguramente a pena tentar saber porquê.

The Extravagant Universe
Robert P. Kirshner
Princeton University Press, 2002