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Estamos Nós no Universo

1. Universo 2. No 3. Nós

4. Estamos 5. O Que Não Vemos Todavia Não Existe?

6. Lá e de Volta Outra Vez 7. Ó de Lá

8. A Música das Esperas 9. A Pluralidade dos Mundos 10. O Mundo das Pluralidades

Vitória, quarta-feira, 10 de fevereiro de 2010. José Augusto Gava.

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Capítulo 1 Universo

A PSICOLOGIA DO UNIVERSO

1. as figuras do universo;

(como nós vemos o universo; se o pensarmos como entidade podemos fazer essas perguntas, embora seja obviamente impróprio enquanto totalidade). Quais são?

2. os objetivos do universo; 3. as produções do universo; 4. as organizações do universo; 5. os espaçotempos do universo.

Como veremos ao encontrar números para expressar nem que seja por estimativa o universo, ele é praticamente inumerável em quantidade e em qualidade.

Henri LŒvenbruck editou na França em 2003 o livro O Testamento dos Séculos, que foi publicado no Brasil no Rio de Janeiro, Bertrand Brasil, 2009. Aqui ficou com as 401 páginas em que o autor tenta nos convencer - após intricadas idas e vindas em todas as perigo-pécias - a colocar Cristo dizendo em chaves complicadas “estamos sós no universo”. Se forem 33 linhas com 70 toques cada, serão mais de 2.100 espaços por página; contando que cada cinco espaços perfaçam uma palavra nos (400 x 2,1 mil =) 800 mil toques estimados do livro teríamos quase 170 mil palavras para colocar essa passagem tremendamente pessimista. Pensou todo um encadeamento para dizer essa coisa horrenda e absurdamente trivial.

O AUTOR E A OBRA

AUTOR

(é demoníaca, mas não está só, existe uma pilha delas atacando Cristo e a Igreja)

OBRA

Como se pode ver o planejamento de capa (pode nem vir do

autor) coloca um padre com um terço de um lado e um revólver do outro; por certo a Igreja cometeu muitos desatinos, mas não deve ser caracterizada como bandoleira.

Não zombe do infeliz do Henri. Como coisa boa para mim, atiçou-me a escrever este texto. Além disso, juntando Cristo na busca da chave com o que ele disse a São Pedro (“tu és Pedro e sobre essa pedra

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edificarei minha igreja”) e com a Rede Cognata pude finalmente - estando buscando desde 1994 – achar a chave para abrir π.

Na contracorrente de Henri, Giordano Bruno há mais de 400 anos já falava na pluralidade dos mundos e foi queimado por tal pronunciamento.

GIORDANO BRUNO (1548 a 1600)

OUTRO AUTOR E OUTRA OBRA SUA OBRA

O que o modelo pirâmide tem a dizer sobre isso? Bem antes de morrer, Carl Sagan escreveu com o soviético (antes

de 1991, porque nesse ano a URSS acabou) texto no qual propunha uma fórmula para cálculo de probabilidades da existência de mundos habitados.

É ESTA A OBR

OS AUTORES

A (Carl Sagan/I. S. Shklovskii, Vida Inteligente em el Universo, Barcelona, Reverté, 1981)

A OBRA SAGAN

(1934 a 1996)

SHKLOVSKII (1916 A 1985)

Sagan era astrofísico e falou um punhado de besteiras, inclusive

com Asimov e outros dando corda ao que chamei de “racionalismo amebiano”, pois se, segundo eles, habitamos o cisco que é a Terra só podemos ser amebas, e amebas racionais, pois pensamos.

Nem zombe de Carl Sagan, ele escreveu um brilhante livro de ficção científica denominado Contato (que rendeu um filme horroroso com Judie Foster).

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FAZENDO CONTATOO LIVRO BRILHANTE

(façam de novo, mas façam certo) O FILME IDIOTA

O livro me deu idéia de abrir π (se será possível ou não ainda

veremos).

Capítulo 2 No

Começaremos com esse material. Existem (segundo estimativas dos tecnocientistas) 100 bilhões de

galáxias, cada qual com 100 bilhões de estrelas em média (são números grandes, porque ninguém sabe mesmo), perfazendo ordem de grandeza de 100 x 109 x 100 x 109 = 10.000 x 1018 = 1022, que é número bem grande. Supondo que cada estrela tenha média de 10 planetas são 1023. Já os objetos presentes podem ser milhões [contando cometas e meteoritos onde se reunissem as condições-de-bandeira (ar, água, terra-solo, fogo-energia e disso tudo vida) podem ser bilhões em cada sistema estelar] ou mesmo bilhões, vamos dizer um bilhão, 109; então os objetos todos onde pode se desenvolver potencialmente vida seriam da ordem de 1032.

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5

COMEÇO NO BIG BANG TIRADO DA CARTILHA O SUSPIRO DA MATÉRIA

M

ICRO

PIRÂ

MID

E cê-bóla (campatícula

fundamental)

sub-campartículas átomos

moléculas ADRN

células órgãos

corpomentes ou indivíduos

1. fungos 2. plantas

3. animais (a matéria só aprende a suspirar aqui)

4. primatas

M

ESO

PIRÂ

MID

E

famílias grupos

empresas cidades-municípios

estados nações mundos

ou planetas

M

ACR

OPI

RÂM

IDE

sistemas estelares constelações

galáxias aglomerados

superaglomerados universos multiverso

A FÓRMULA DE DRAKE PARA O CÁLCULO DAS POSSIBILIDADES A EQUAÇÃO DE DRAKE

Frank Drake nasceu em Chicago, a 28 de Maio de 1930. Durante a especialização em Electrónica, em 1951, conheceu um perito em Astrofísica, Otto Struve, apaixonando-se assim pela Astronomia. Depois de concluído o serviço militar na Marinha, onde permaneceu 3 anos como especialista em

electrónica, inscreveu-se em Harvard com o objectivo de se formar em astronomia óptica, especializando-se, no entanto, em radioastronomia.

Terminado o curso em 1958, conseguiu ser colocado, em 1960, no Observatório Nacional da Radioastronomia (NRAO) em Green Bank, Estados Unidos, tendo formado o Projecto OZMA - pesquisa que duraria apenas duas

semanas, na procura de sinais de rádio provenientes de civilizações extraterrestres. Numa conferência em 1961 na Academia Nacional das Ciências, patrocinada pelo SETI, Drake apresentou aquilo que ficaria

conhecido como sendo a Equação de Drake. Esta equação traduz uma tentativa para estimar o número de civilizações

extraterrestres na nossa galáxia com as quais podemos entrar em contacto.

a matéria vai se complexando até

tornar-se vida

o “c

ham

ado

esca

toló

gico

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te,

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olog

icam

ente

6

6

O principal objectivo desta equação é permitir aos cientistas quantificar a incerteza dos factores que determinam o número de civilizações

extraterrestres. Mais recentemente, a Rare Earth hypothesis, que defende que as condições para a ocorrência de vida extraterrestre são muito raras no

Universo, é vista como uma possível refutação desta equação.

A equação de Drake enuncia que:

Onde:

• N – número de civilizações na nossa galáxia com as quais poderá ser possível contactar;

• R* - taxa de formação de estrelas na nossa galáxia; • fp – fracção dessas estrelas que possuem planetas;

ne – número médio de planetas que potencialmente podem conter vida / por estrela com planetas;

• fl – fracção de ne que actualmente possui vida; • fi – fracção de fl que actualmente possui vida inteligente;

• fc – fracção de fc que está disponível e apta para comunicar; • L – tempo de vida expectável dessa civilização.

Estimativas correntes dos parâmetros da Equação de Drake

R* - estimada por Drake como sendo de 10/ano. Os últimos cálculos da

NASA e da ESA indicam que essa taxa é de, aproximadamente, 6/ano. Porém, o Instituto Planck para a Física Extraterrestre, na Alemanha, afirma que a

nossa galáxia não é uma das maiores produtoras de estrelas e supernovas, no Universo.

• fp – estimada por Drake com sendo 0.5. • ne – estimada por Drake como sendo 2.

fl – estimada por Drake como sendo 1. Em 2002, Charles H. Lineweaver e Tamara M. Davis (University of New South Wales e Australian Centre for

Astrobiology) estimaram fl > 0.13 em planetas que existem, pelo menos, há um bilião de anos. Lineweaver também determinou que cerca de 10% de

sistemas estelares na Galáxia são passíveis de condições propícias à vida, já que possuem elementos pesados, estando longe de supernovas e estando

estáveis por tempo suficiente. • fi – estimada por Drake como 0.01. Alguns estimam que sistemas

solares em órbitas com exposição às radiações tão baixas como o nosso Sistema Solar podem ser 100.000 vezes mais raros, obtendo um valor de

1×10-7. • fc – estimado por Drake como sendo 0.01

• L – estimado por Drake como sendo 10 anos. Este valor pode ser determinado a partir da duração da nossa civilização desde o aparecimento da radioastronomia, em 1938, ou seja, L= 67 (68 se contarem já 2006). Num artigo na Scientific American, Michael Shermer estimou L como sendo 420 anos baseando-se na duração de 60 civilizações históricas. Porém, há que

notar que a “queda” de uma civilização não destrói o seu conhecimento nem a sua tecnologia, sendo aproveitadas pelas civilizações vindouras. Assim, as estimativas de Shermer devem ser consideradas como sendo pessimistas.

Da Equação de Drake, tendo em conta as novas estimativas, resulta: N = 6 × 0.5 × 2 × 0.33 × 1×10-7 × 0.01 × 420 = 8.316×10-7 = 0.0000008

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7

Note que são civilizações com as quais se pode fazer contato

numa estreita faixa civilizatória (embasada no planeta e desde que alguém esteja interessado). N é número bem pequeno: 0,000.000.8 = 0,000.08 % = 8 % % % = 8/100.100.100 ou 8 milionésimos; acontece que a Via láctea, em especial, tem estimadas 400 bilhões de estrelas e daí 4.1011 x 8.10-6 = 32.105 ou 320 mil CIVILIZAÇÕES TECNOCIENTÍFICAS SOMENTE NA NOSSA GALÁXIA, sem falar nos bilhões de outras.

Contudo, a avaliação do modelo pirâmide é bem outra.

5. Matemática; O CONHECIMENTO DAS CIVILIZAÇÕES

4. Ciência-Técnica: 4.6. Dialógica-p.6; 4.5. Cosmologia-p.5; 4.4. Informática-p.4; 4.3. Psicologia-p.3; 4.2. Biologia-p.2; 4.1. Física-Química (primeira ponte); 3. Filosofia-Ideologia; 2. Teologia-Religião; 1. Magia-Arte. Cada conhecimento replica, a seu modo, a percepção

tecnocientífica e podemos tomar a esta como sendo a geral. São seis patamares e cinco passagens, não contando a última, da

Dialógica-p.6 para cima, pois ela não pode ser feita por racionais. Não contando os objetos internos dos sistemas estelares (pois, embora possa haver vida neles não há muita chance de desenvolvimento até mais adiante),

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ficando somente com 1022 estrelas, tirando a raiz sexta disso teremos algo da ordem de < 5.104 ~ 5.000. Isso quer dizer que a cada passagem temos de dividir por cinco mil, digamos 10 mil. Seriam cinco passagens, mas a sexta, embora não possa ser feita pode levar aqueles racionais extremos a deparar com o problema.

AS ESTRELAS E AS PASSAGEN

PASSAGEM

S (esse número não é fantasmagórico, não provém de escolha, vem de simples operações)

NÍVEL NÚMERO DE TERRAS-ESTRELAS Físico-química de todos 10.000.000.000.000.000.000.000 = 1022

Biológico-p.2 da vida 1.000.000.000.000.000.000 = 1018

Psicológico-p.3 nosso 100.000.000.000.000 = 1014

Informacional-p.4 seguinte 10.000.000.000 = 1010 Cosmológico-p.5 1.000.000 = 106

Dialógico-p.6 vendo i Deus-Natureza

100 = 102

NA NOSSA GALÁXIA (4.1011

FQ estrelas)

todas 400.000.000.000 ~ 1011 B-p.2 vivas 40.000.000 ~ 107

P-p.3 racionais 4.000 ~ 103 Veja que a avaliação de 4,0 mil é pior do que a de N = 320 mil,

mas é um número mais seguro, que não provém de escolhas. Redução de 320/4 = 80/1, o que parece pessimismo, mas não é, pois toda essa gente está firmemente alcançando o nível tecnocientífico de matematização e, portanto, de comunicação. E deve haver vida em algo da ordem de 40 milhões de estrelas-planetas vivas. PELO MENOS. É questão de ser sistemático e descobrir.

Capítulo 3 Nós

APONTANDO OS TELESCÓPIOS E OS RADIOTELESCÓPIOS

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BIG BROTHER SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence, Busca ou Pesquisa de Inteligência Extraterrestre – BIE ou PIE)

Como funciona o programa SETI

por Craig Freudenrich, Ph.D. - traduzido por HowStuffWorks Brasil

Neste artigo Introdução de Como funciona o programa SETI

2. Busca nos céus 3. Contato

4. SETI@home 5. O futuro do SETI

6. Discos para o firmamento 7. Mais informações sobre ETs

8. Veja todos os artigos sobre Espaço

Introdução de Como funciona o programa SETI Será que estamos sós ou existem seres

inteligentes em outros planetas? Jamais saberemos se dependermos da viagem espacial -

as distâncias entre as estrelas são incomensuráveis e nossas idéias mais avançadas com relação às naves espaciais, como propulsão à luz, propulsão nuclear, veleiros solares e os

motores de matéria/anti-matéria, provavelmente levarão muitos anos até

se tornarem realidade. Como podemos detectar sinais de vida extraterrestre (ET)? Uma das formas é

escutando as comunicações de rádio vindas de fora da Terra. O rádio não apenas é a forma

mais barata de comunicação, como também um sinal de civilização tecnológica. De forma não intencional, a humanidade tem anunciado sua

existência desde a década de 30 por meio das ondas de rádio e transmissões de televisão que deixam diariamente a Terra rumo ao espaço.

A busca por inteligência extraterrestre (SETI) é executada diariamente por dedicados cientistas. No filme "Contato", a personagem de Jodie Foster, Ellie

Arroway, pesquisa os céus com vários radiotelescópios. Quando ela recebe uma mensagem de rádio de uma estrela distante surgem implicações

profundas para a humanidade. O projeto SETI é um empreendimento científico extremamente

controvertido. Alguns cientistas acreditam que se trata de uma completa perda de tempo e dinheiro, ao passo que outros crêem que a detecção de um

sinal extraterrestre mudaria para sempre nosso enfoque sobre o universo.

Foto cedida pelo

observatório NAIC de Arecibo, fotógrafo David

Parker Radiotelescópio de

Arecibo

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10

• como pesquisar uma área tão grande?

Dez anos de SETI O programa SETI completou dez anos em maio de 2009 sem encontrar até o

momento qualquer sinal de vida alienígena. Mas fechou uma década de funcionamento com 140 mil participantes de 235 mil computadores ajudando

a procurar vida inteligente no espaço. Lançado em 17 de maio de 1999, o SETI@home rapidamente atraiu uma

legião de seguidores em todo o mundo. Três meses depois de sua estreia, 1 milhão de pessoas baixou o salva-telas do programa em casa, no trabalho, na escola, em universidades e até em escritórios do governo. Durante esses dez primeiros anos, mais de 5 milhões de pessoas se inscreveram no programa, e

hoje, apesar dos mais de 80 projetos de computação voluntária que competem com ele, o SETI ainda tem o maior núcleo de usuários dedicados.

Todos querendo um pouco de crédito por ajudar a encontrar ETs (se e quando forem encontrados). "O número de membros disparou e depois caiu", diz o

diretor do projeto David Anderson, "mas nós temos mais poder de computação que nunca, graças ao constante aumento do poder dos

processadores." O desafio agora, de acordo com o cientista-chefe Dan Werthimer, é rastrear todas as frequências, todas as áreas do céu, e todos os possíveis padrões de sinais de sinais de vida inteligente extraterrestre. Durante seus 10 anos de operação, o SETI@home aumentou constantemente a captura por sinais de rádio do radiotelescópio de Arecibo e, subsequentemente, a análise desses

dados. Hoje, mais frequencias são cobertas e mais pontos no céu são escaneados simultaneamente. Desde março de 2009, o software também

procura por pulsos únicos, além dos sinais repetidos de sempre. Nesse artigo examinaremos o programa SETI. Veremos como os

radiotelescópios funcionam e como são usados em pesquisas, quais as probabilidades de detecção de vida alienígena, o que poderia acontecer

se tais sinais forem detectados e como alguém pode ingressar no programa SETI e participar da pesquisa.

Busca nos céus Qual a melhor forma de pesquisar a imensidão do universo e receber o sinal

de rádio de inteligência ET? Existem três dilemas fundamentais:

• onde pesquisar no mostrador do rádio, um sinal ET? • como fazer o melhor uso dos limitados recursos de radiotelescópio

disponíveis para o SETI? Áreas grandes x áreas pequenas

Duas abordagens básicas para pesquisas SETI foram estabelecidas para contornar a magnitude dos céus.

• Pesquisa em campo amplo

•

- nesse método é feita a pesquisa de grandes trechos do céu, um de cada vez, em busca dos sinais de vida

extraterrrestre. A pesquisa em campo amplo possibilita que o céu inteiro seja varrido em baixa resolução durante um curto período de tempo.

Entretanto, seria difícil apontar com precisão a fonte exata, caso algum sinal seja detectado, sem antes fazer a pesquisa em alta resolução. Pesquisa orientada - neste método, é feita a investigação intensa de um número limitado de estrelas (até 2 mil) parecidas com o sol,

procurando sinais. A pesquisa orientada possibilita investigações mais detalhadas de pequenas áreas, localizações prováveis de vida ET. Esta

abordagem ignora, entretanto, grandes porções do firmamento. Qual é a freqüência?

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11

Quando estamos viajando por uma região desconhecida e queremos localizar uma estação no rádio do carro, variamos a sintonia até encontrar alguma

emissora. Bem, a questão que se coloca é, em qual faixa o sinal ET poderia irradiar? Este é, talvez, o maior de todos os desafios para os pesquisadores do

SETI, pois existe uma grande quantidade de freqüências - bilhões segundo Carl Sagan. O universo está repleto de ruídos de rádio, de fenômenos que ocorrem naturalmente. Felizmente, a natureza fornece uma "janela" no

espectro do rádio onde o ruído de fundo é baixo.

Na faixa de freqüências de 1 a 10 GHz existe uma queda brusca no ruído de fundo. Nessa região, existem duas freqüências causadas pela excitação dos

átomos e das moléculas: a de 1,42GHz, provocada pelos átomos de hidrogênio e a de 1,65GHz, vinda dos íons hidroxila. Como o hidrogênio e os

íons hidroxila são componentes da água, essa área tem sido chamada de

Espectro do rádio que mostra a janela ou o "buraco de água" na região de microondas

buraco da água

• executar campanhas de observação limitadas nos radiotelescópios existentes;

. Muitos pesquisadores do SETI imaginam que os extraterrestres teriam conhecimento dessa região de freqüências e que

deliberadamente transmitiram lá devido ao baixo ruído. Assim, a maioria dos protocolos de pesquisa incluem essa área do espectro. Ainda que tenham sido

propostas outras freqüências, os pesquisadores do SETI não alcançaram um consenso em qual destas freqüências devem procurar.

Outra abordagem não limita a pesquisa a nenhuma faixa estreita de freqüências, em vez disso, constroem grandes processadores de sinal

multicanais capazes de escanear bilhões de freqüências simultaneamente. Muitos projetos SETI utilizam essa abordagem.

Recursos de radioteslecópio limitados A quantidade de radiotelescópios no mundo é limitada e os pesquisadores do SETI devem competir com outros radioastrônomos pelo tempo de alocação desses instrumentos. Existem três soluções possíveis para esse problema:

• analisar dados de rádio obtidos por outros radioastrônomos (chamadas pesquisas às custa de terceiros ou pesquisas parasitas);

• montar novos radiotelescópios que sejam inteiramente dedicados ao projeto SETI.

Muitas pesquisas SETI tem sido feitas "alugando" o tempo de radiotelescópios existentes. Foi assim que aconteceu no filme "Contato". No mundo real, o

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Projeto Fênix (a única pesquisa SETI orientada), alugou o rádiotelescópio de Parkes na Austrália, o telescópio de 140 m em Green Bank, na West Virginia,

e o rádiotelescópio de Arecibo, em Porto Rico. O projeto Fênix tem um caminhão cheio de equipamentos para análises de sinais montado no

telescópio para a pesquisa. O projeto SERENDIP (em inglês) usa um receptor extra no radiotelescópio de

Arecibo quando ele é usado por terceiros. Os pesquisadores do SERENDIP analisam os sinais obtidos do alvo de interesse. O projeto SERENDIP tira

vantagem da vasta disponibilidade de tempo de telescópio, mas os pesquisadores não têm controle sobre os alvos que serão estudados e não podem executar estudos de acompanhamento para confirmar um possível

sinal extraterrestre. O conjunto de telescópios de Allen é um novo radiotelescópio que está sendo

construído pelo instituto SETI. Localizado a nordeste de San Francisco, na "área silenciosa de rádio" do observatório Hat Creek da Universidade da

Califórnia, em Berkeley, o conjunto será inteiramente dedicado ao SETI e usará centenas, talvez milhares de pequenas antenas parabólicas domésticas de satélite para coletar sinais por interferometria. O conjunto de telescópios

de Allen deverá custar cerca de US$ 62 milhões.

Foto cedida por Seth Shostak do Instituto SETI

Projetos SETI Vários projetos SETI foram executados desde 1960. Veja abaixo a lista dos

principais.

Conjunto de telescópios Allen (em cima, protótipo da matriz de 7 discos; embaixo, concepção artística

do conjunto completo)

• Projeto Ozma

•

- primeira pesquisa SETI dirigida pelo astrônomo Frank Drake em 1960.

Projeto Big Ear SETI do Estado de Ohio

•

- lançado em 1973, conseguiu detectar um breve sinal não confirmado que recebeu o nome WOW!, em

1977. EM 1997 foi fechado dando lugar a um campo de golfe. Projeto SERENDIP - lançado pela Universidade da Califórnia, em

13

13

Berkeley, em 1979. • Projeto da NASA HRMS

•

: levantamento por microondas em alta resolução (High-resolution Microwave Survey) - lançado pela NASA, em 1982, e interrompido em 1993 quando o congresso dos EUA cortou os

recursos. Projeto META

•

mega-canal para exame extraterrestre (Mega-channel Extraterrestrial Assay) - lançado pela Universidade de Harvard em 1985

para pesquisar 8,4 milhões de canais de 0,5Hz. Projeto COSETI

•

(Columbus Optical SETI) - lançado em 1990 como primeira pesquisa SETI para a busca de sinal laser de origem ET.

Projeto BETA

•

exame de bilhões de canais extraterrestres (em inglês: Billion-channel Extraterrestrial Assay) - lançado na Universidade de

Harvard em 1995. Projeto Fênix

•

- lançado em 1995, continuação dos trabalhos SETI da NASA pelo Instituto SETI.

Projeto Argus

•

- lançado em 1996, é o projeto SETI de levantamento de todo o firmamento.

Projeto Southern SERENDIP•

- lançado na Austrália em 1998. SETI@home

Contato

- disponível desde 1999, programa de proeção de telas para análise de dados usando computadores domésticos.

Caso um sinal seja detectado, existe uma série de passos a seguir para confirmar sua procedência extraterrena.

1. Move-se o radiotelescópio (mudando seu eixo) - o sinal deve sumir, voltando quando o telescópio for novamente apontado para o alvo. Isto

confirmaria que o sinal provém do campo de visão do telescópio. 2. Fontes terrenas ou próximas da Terra, como os satélites, devem ser

eliminadas como emissores do sinal. 3. Fontes extraterrestres naturais conhecidas, como os pulsares e

quasares, devem ser eliminadas. 4. O sinal deve ser confirmado por outro rádiotelescópio, preferivelmente

de um outro continente. Uma vez que o sinal tenha sido confirmado existem passos muito específicos

que devem ser seguidos para a liberação dessa informação. Consulte no Instituto SETI, a declaração de princípios referentes às atividades que devem ser executas após a detecção de inteligência extraterrena (em inglês) para os

detalhes. O filme "Contato" ilustra bem a detecção de um sinal ET e os eventos subseqüentes.

Quais as possibilidades de encontrarmos sinais ETs? Para abordagem dessa questão, o astrônomo Frank Drake montou uma equação, em 1961, a fim de

calcular o número de civilizações alienígenas na galáxia. Esta equação, conhecida como equação de Drake, considera fatores astronômicos,

biológicos e sociológicos em suas estimativas:

Paradoxo de Fermi Enrico Fermi, físico vencedor do prêmio Nobel, argumentou que, se a vida necessita de bilhões de anos para desenvolver inteligência, emitir sinais e viajar até as estrelas; se existem bilhões de mundos no universo; e se o

universo tem mais de 13 bilhões de anos, por que, então, ainda não fomos visitados por ETs ou por que a galáxia não está cheia deles? Esse argumento foi usado para questionar o valor do SETI e o autor David Brin falou sobre ele

em um ensaio chamado "O grande silêncio" ("The Great Silence").

14

14

N = R * x f p x n e x f l x f i x f c

•

x L onde:

N•

- quantidade de civilizações abertas à comunicação; R*

•

- taxa média de formação de estrelas ao longo da vida da galáxia (10 a 40 por ano);

fp - fração daquelas estrelas possuindo planetas (0 < fp

•

<1, estimada como sendo 0,5 ou 50%);

ne - quantidade média de planetas semelhantes à Terra, por sistema planetário (0 < ne

• <1, estimada como sendo 0,5 ou 50%);

fL - fração dos planetas onde a vida se desenvolve (0 < fp

•

<1, estimada como sendo 1 ou 100%);

fi - fração de seres vivos onde se desenvolve a inteligência (0 < fp

•

<1, estimada como sendo 0,1 ou 10%);

fc - fração de planetas onde a vida inteligente desenvolveu tecnologia como a do rádio (0 < fc <1, estimada como sendo 0,1 ou 10%);

L

Se usarmos as estimativas listadas acima e decidirmos que R

- duração da vida de civilizações comunicáveis em anos (a estimativa é muito imprecisa, variando de centenas a milhares de anos).

As frações na equação de Drake têm valores não nulos entre 0 e 1. Os

primeiros três termos do segundo membro da equação são termos astronômicos. Os próximos dois são termos biológicos. Os dois finais são

termos sociológicos. A equação de Drake tem sido uma diretriz na pesquisa SETI. O valor de N vem

sendo estimado como variando de milhares a bilhões de civilizações na galáxia, dependendo das estimativas de outros valores.

* fica sendo igual a 40, a equação de Drake se transforma em:

Em 1999, Dan Werthimer e David P. Anderson, cientistas da Universidade da Califórnia, em Berkeley, trabalharam no projeto SERENDIP e reconheceram que a capacidade de computação disponível era um fator limitante para a análise dos dados da antena de Arecibo usados pelo SERENDIP. Em vez de

usarem um ou mais supercomputadores para analisar os dados, muitos computadores menores poderiam ser empregados para analisar

pequenas quantidades de dados pela Internet. Visualizaram um programa

N = (40 estrelas por ano) x (0,5) x (0,5) x (1) x (0,1) x (0,1) x (500 anos) = 50 civilizações

Como se percebe, a equação de Drake produz resultados dependentes dos parâmetros empregados e N vem sendo aceito como variando de 1 a milhares. Alguns aspectos do SETI e da pesquisa astronômica em geral têm se dedicado a reunir dados que produzam estimativas confiáveis dos termos na equação

de Drake, como a quantidade de planetas extra-solares.

SETI@home

protetor de telas denominado SETI@home que poderia ser baixado pela Internet da Universidade da Califórnia, em Berkeley, e instalado no

computador doméstico do participante. O programa pode trabalhar como

Nota Algumas apresentações da equação de Drake colocam um termo adicional

depois de R* - fs, por conta da fração de estrelas formadas parecidas com o Sol. Valores não nulos fs variam entre 0 e 1, mas são estimados como sendo

0,1 ou 10%.

15

15

programa residente ou como protetor de telas. O projeto funciona assim:

1. os dados são coletados na antena de Arecibo em Porto Rico onde o projeto SERENDIP está atualmente sendo executado;

2. os dados são armazenados em fita ou disco, juntamente com anotações sobre as observações referentes à data, tempo, coordenadas celestes e

notas sobre o equipamento de recepção; 3. os dados são divididos em pequenos lotes (cerca de 107 segundos cada

bloco) para uso dos PCs domésticos; 4. o programa SETI@home no PC do participante baixa um lote de dados

dos servidores do computador na Universidade da Califórnia, em Berkeley; 5. o PC do participante analisa o lote de dados baixado de acordo com os

algoritmos existentes no programa SETI@home. São necessárias de 10 a 20 horas para a análise dos dados, dependendo do processador do computador

e do tamanho da memória; 6. ao final, o PC do participante transfere os resultados para os servidores

de Berkeley tendo assinalado os possíveis achados da análise feita; 7. depois de processar os dados, o PC do participante pede

nova quantidade do servidor e o processo continua. O protetor de tela é dividido em três seções: a janela de análise dos dados (em cima, à esquerda), as informações do usuário e dos dados (em cima, à direita) e o gráfico de freqüência/potência do sinal/tempo à medida que a análise vai transcorrendo (embaixo). O lote de dados é analisado depois que

os dados são distribuídos por muitos canais mediante uma técnica matemática chamada Transformada Rápida de Fourier (em inglês: Fast

Fourier Transform - FFT). Como os dados são randômicos, em todos os canais o sinal é o mesmo. Se houver um pico de sinal, um ou mais canais FFT ficarão

em evidência, acima de um determinado limiar de potência do sinal. A seguir, o programa verifica se a freqüência de um dos picos muda

ligeiramente para outra - essa mudança seria causada pela rotação da Terra e indicaria que o pico tem origem extraterrestre. Finalmente, como a antena de Arecibo é estacionária - isto é, não rastreia os objetos juntamente com a

rotação da terra - um sinal ET flutuaria sobre a superfície do disco, da margem para o centro, e um gráfico do pico ao longo do tempo seria

semelhante a uma curva boca-de-sino (gaussiana). O programa executa testes para verificar se o pico é ajustável a esta curva. Se esses critérios forem

atendidos, o programa assinala a informação para que seja analisada posteriormente pela Universidade da Califórnia, em Berkeley.

Análise dos dados da janela SETI@home

16

16

A seção de informações do usuário e de dados da tela contém anotações sobre as observações obtidas do lote de dados, além das notas do usuário.

Seção de informações do usuário e de dados da tela do

SETI@home

Janela gráfica da tela do SETI@home

A tela gráfica possibilita aos usuários acompanharem o progresso da análise. O programa anota todos os picos observados e repassa essas informações para a Universidade da Califórnia, em Berkeley, para mais análises. Cada conjunto de dados é processado por dois usuários, como forma de certificação. Se um pico passar pelos critérios empregados para considerá-lo como sinal, outros

projetos SETI examinarão as coordenadas mais detalhadamente para confirmação da descoberta.

Com o SETI@home, um computador e uma conexão na Internet, qualquer pessoa pode participar do programa SETI. Atualmente o site do SETI@home na

Internet tem um milhão de acessos e 100 mil visitantes por dia. O futuro do SETI

Aparentemente, o público tem grande interesse na pesquisa SETI. Se o interesse puder ser medido pelo apoio financeiro de fundações privadas como

o Instituto SETI, Liga SETI e pela participação no SETI@home, seu futuro parece ser brilhante, com desenvolvimento em várias áreas.

• Novos programas SETI explorarão outras áreas do espectro do rádio, como as regiões das microondas.

Com os avanços tecnológicos na potência dos computadores pessoais e da Internet, é provável que a participação no SETI@home aumente, assim

como é possível que surjam novos programas de computador para distribuição da potência computacional

Novos radiotelescópios como o conjunto de telescópios de Allen serão construídos exclusivamente para a pesquisa SETI.

.

Usando tecnologias relativamente baratas produzidas em série como antenas parabólicas para satélites, computadores e equipamentos

17

17

eletrônicos, amadores poderão implementar seus próprios programas SETI. Um desses programas amadores é o Projeto BAMBI (em inglês).

• Como um extraterrestre poderá enviar sinais luminosos ao invés de sinais de rádio, mais programas SETI ópticos podem florescer. Para a busca de sinais luminosos extraterrestres nas proximidades de estrelas parecidas com o sol, pode ser mais aconselhável buscar na porção infravermelha do espectro, pois a luz de fundo da estrela pode ser menos obstrutiva, como

mostrado abaixo:

Um desses programas SETI chama-se

Espectro de luz de estrela parecida com o sol, mostrando onde as faixas de laser visível e infravermelha poderiam brilhar acima da luz de

fundo COSETI (em inglês) - Columbus Optical

SETI. A possibilidade de vida extraterrestre vem intrigando a humanidade

há muitos anos. Vivemos um momento em que a tecnologia já avançou o suficiente para que possamos detectar sinais de extraterrestres e até mesmo emitir nossos próprios sinais para as estrelas. Com os avanços tecnológicos e com o crescente interesse pelo programa SETI, podemos estar próximos de encontrar a resposta para a questão: "existe vida extraterrestre no universo

que nos cerca"? Discos para o firmamento

Se os extraterrestres se comunicarem pelo rádio, como podemos detectar esses sinais? Os sinais de rádio são ondas de luz, como a luz visível, a luz

infravermelha (calor) e os raios X. Mas os sinais de rádio têm comprimentos de onda mais longos do que essas formas de luz. Para detectar os sinais de rádio

usamos os rádiotelescópios. Um rádiotelescópio é um receptor de rádio semelhante ao de um rádio de nossa casa ou de um carro. É composto

18

18

das seguintes partes:

Diagrama das partes de um rádio telescópio (projeto Cassegrain).

•

Passe o mouse sobre a legenda para ver o detalhe de cada parte.

Disco - é um refletor parabólico ("balde") que coleta as ondas de rádio trazendo-as para o foco (como um espelho faz em um telescópio

refletor). O telescópio no diagrama é um projeto Cassegrain, que usa um sub-refletor (como o espelho secundário em um telescópio de reflexão)

para alimentar as cornetas de alimentação

•

fazendo com que as ondas de rádio concentrem o foco por trás do disco.

Antena - é um aparelho de metal localizada no foco do rádiotelescópio. Converte as ondas de rádio em corrente elétrica, quando

ligado na freqüência correta, porque as ondas de rádio provocam movimentos dos elétrons da antena.

Sintonizador

•

- aparelho elétrico que separa um único sinal de rádio dos milhares que chegam na antena. O sintonizador ajusta a freqüência da

antena para coincidi-la com uma freqüência específica dentre as que chegam pelas ondas de rádio. O SETI usa analisadores multicanais que

tornam possível sintonizar múltiplas freqüências simultaneamente. Amplificador

•

- aparelho elétrico que aumenta a força de uma corrente elétrica fraca originada de um sinal de rádio que está chegando.

Registradores de dados

•

- fita magnética ou aparelhos digitais que armazenam os sinais dos amplificadores.

Instrumentos de dados auxiliares - aparelhos adicionais que codificam a informação em fitas de dados para a interferometria (veja abaixo). Esses instrumentos incluem receptores de GPS que registram a posição do radiotelescópio e dos aparelhos para marcações de tempo

precisas. Computadores - os computadores são usados para captar e analisar os

dados, bem como para controlar os movimentos do telescópio.

Ruído Os dispositivos eletrônicos do rádiotelescópio - antena, sintonizador e

amplificador - freqüentemente são refrigerados com nitrogênio líquido ou hélio líquido para reduzir as correntes elétricas randômicas, ou o ruído. Quanto mais baixo for o ruído mais fácil a detecção dos sinais fracos.

19

19

Sistemas mecânicos - engrenagens e motores nos eixos horizontal e vertical são usados para apontar e rastrear o disco.

Em geral os grandes radiotelescópios possibilitam a detecção de sinais fracos e conseguem resolvê-los - assim, quanto maior for o disco, maior será a

resolução do sinal. Entretanto, os grandes discos são difíceis e caros para construir e manter. Para contornar esse problema, os radioastrônomos usam a técnica chamada

Os interferômetros combinam imagens de vários radiotelescópios para formar uma única imagem que

parece ter sido obtida de um único disco grande

interferometria. Ela combina os sinais de vários pequenos radiotelescópios distribuídos por uma grande área para obter o mesmo

resultado de um único telescópio em uma só área. Mais informações sobre ETs

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• Como funcionam os motores de foguete • Como funcionarão os propulsores de luz • Como funciona a tecnologia de vela solar • Como funcionará a propulsão por fusão • Como funcionará a espaçonave inflável

• Como as naves espaciais Voyager transmitem mensagens de rádio? • Por que ouvimos melhor certas estações de rádio à noite? (em inglês)

Mais links interessantes (em inglês) Informações gerais sobre o SETI

• Instituto SETI • Observatório de Jodrell Bank: antecedentes do SETI e do projeto Fênix

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• Liga SETI: uma breve cronologia do SETI • Projeto Contato - quem é capaz de decifrar a mensagem de uma

civilização alienígena? • A liga SETI: pergunte ao Dr. SETI

• Observatório radiotelescópio grande orelha (em inglês: Big Ear Radio: fundamentos do SETI;

Organizações SETI • Instituto SETI Online

• A sociedade planetária: a página do SETI • A liga SETI

Projetos SETI • SETI na Universidade da Califórnia, em Berkeley

• Observatório de Jodrell Bank: pesquisa SETI • Instituto SETI: projeto Fênix

• Projeto SERENDIP • Centro SETI na Austrália

• Home Page do Observatório Big Ear Radio • COSETI: recursos ópticos do SETI para o planeta Terra

SETI@home • SETI@home

• MSNBC.com: a linha de frente na pesquisa por ETs < Futuro do SETI

• Instituto SETI: matriz de telescópios Allen A equação de Drake

• Instituto SETI: equação de Drake • Instituto SETI: calculadora da equação de Drake • Calculadora da equação de Drake uses fs

Radio astronomia e interferometria term

• Observatório Nacional de Radioastronomia • NASA JPL: fundamentos de radioastronomia caderno de exercícios

• Princípios de rádio interferometria e VLBI • Observatório Big Ear Radio: guia do principiante à rádio astronomia e

ao SETI Radioastronomia amadora e SETI • SETI amador: projeto BAMBI

• Home Page da Sociedade de astrônomos radioamadores (em inglês: The Society of Amateur Radio Astronomers (SARA)

Livros e Vídeos • "Beyond Contact: A Guide to SETI and Communicating with Alien

Civilizations," por Brian S. McConnell • "Are We Alone in the Cosmos?: The Search for Alien Contact in the New Millennium," por Ben Bova (Editor), Byron Preiss (Editor), William R. Alschuler

(Editor) • "Here Be Dragons: The Scientific Quest for Extraterrestrial Life," por

Simon Levay, David W. Koerner • "Seti Pioneers: Scientists Talk About Their Search for Extraterrestrial

Intelligence," por David W. Swift • "The Search for Extraterrestrial Intelligence: A Philosophical Inquiry,"

por David Lamb • "Aliens: Can We Make Contact with Extraterrestrial Intelligence?," por

Andrew J. H. Clark, David H. Clark • "Sharing the Universe: Perspectives on Extraterrestrial Life," por Seth

21

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Shostak, Frank Drake (foreword) • "Carl Sagan's Cosmic Connection: An Extraterrestrial Perspective," por

Carl Sagan, Freeman J. Dyson • "Aliens: Can We Make Contact with Extraterrestrial Intelligence?," por

Andrew J. H. Clark, David H. Clark • "Contact," by Carl Sagan

• "Understanding Extraterrestrials" (2000) Documentary (VHS) Sabendo o diâmetro da Galáxia (a Via Láctea) é de 100 mil anos

luz, que o Sol se situa a 30 mil anos luz do centro, tomando a proporção de 10.000/1 podemos estimar que se todas as estrelas-psicológicas estivessem na mesma circunferência do Sol - de pouco mais de 180 mil anos-luz -, cada extrela-psi estaria a no máximo 18 anos-luz uma da outra. Mas não é assim, a distribuição não é essa, é muito mais espalhada.

Capítulo 4 Estamos

A POSIÇÃO DO SOL NA VIA LÁCTEA

Desde onde estamos para lá Henri concluiu que não existe vida

nenhuma, nem muito menos vida inteligente; de lá para cá algum outro Henri deve ter concluído que não existimos, pelo menos como vida inteligente, e eu não lhe tiraria a razão.

22

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Ele tirou tal conclusão a partir de uma idéia que parece boa: se estamos só a nossa responsabilidade PARA COM TUDO não é maior?

A PROBABILIDADE DE QUE HENRI EXISTA

1/10

(é a mesma daqui para lá que de lá para cá; a vantagem – ou desvantagem – é que Henri existe do lado de cá)

22 = 1/10.000.000.000.000.000.000.000 Henri é infinitesimal? Não seria melhor supor que as coisas são simples e que há qualquer grau de necessidade de Deus e de fortuidade da Natureza em i

Deus-Natureza necessário-suficiente? 05/02/2009

Cientista estima que exista vida inteligente em 38 mil planetas

da BBC Brasil

Há civilizações inteligentes fora da Terra e elas poderiam estar presentes em quase 40 mil planetas, segundo novos cálculos feitos por Duncan Forgan, um

astrofísico da Universidade de Edimburgo, na Escócia. A descoberta de mais de 330 planetas fora de nosso Sistema Solar nos últimos anos ajudou a redefinir o provável número de planetas habitados por alguma

forma de vida, segundo um artigo de Forgan publicado na revista especializada "International Journal of Astrobiology".

As atuais pesquisas estimam que haja pelo menos 361 civilizações inteligentes em nossa galáxia --e possivelmente 38 mil fora dela. Mesmo que haja quase 40 mil planetas com vida, no entanto, é muito pouco provável que

seja estabelecido qualquer contato com vida alienígena. Pesquisadores apresentam estimativas de vida inteligente fora da Terra com

frequência, mas é um processo quase que de adivinhação --estimativas recentes variam entre um milhão e menos de um planeta com alguma forma

de vida. 'É um processo para quantificar nossa ignorância', disse Forgan.

Simulações

Em seu artigo, Forgan conta que criou uma simulação de uma galáxia parecida com a nossa, permitindo que ela desenvolva sistemas solares

baseados no que se conhece a partir da existência dos planetas fora do nosso Sistema Solar --os chamados exoplanetas.

Esses mundos alienígenas simulados foram então submetidos a três cenários diferentes. O primeiro parte da premissa de que o surgimento da vida é

difícil, mas sua evolução é fácil. Neste caso, haveria 361 civilizações inteligentes na galáxia.

O segundo parte do princípio de que a vida pode surgir facilmente, mas sua evolução para vida inteligente seria difícil. Nessas condições, a estimativa é

de que haveria 31.513 outros planetas com alguma forma de vida.

23

23

O terceiro caso examina a possibilidade de que a vida poderia ter passado de um planeta para outro durante colisões de asteroides --uma teoria popular de

como a vida surgiu na Terra. Neste caso, a estimativa é de que haveria 37.964 civilizações inteligentes.

Suposições

Se, por um lado, a descoberta de novos planetas distantes e desconhecidos pode ajudar em uma estimativa mais precisa sobre o número de planetas semelhantes à Terra, algumas variáveis nesses cálculos continuarão sendo

meras suposições. Por exemplo, o tempo entre a formação de um planeta e o surgimento das

primeiras formas de vida, ou deste momento até a existência de vida inteligente, são grandes variáveis em uma suposição geral.

Nesses casos, afirma Forgan, teremos que continuar partindo do princípio de que a Terra não é uma exceção. "É importante nos darmos conta de que o

quadro que construímos ainda está incompleto", disse o astrofísico. "Mesmo que existam formas de vida alienígenas, nós não necessariamente conseguiremos fazer contato com elas, e não temos nenhuma ideia de sua

forma." "A vida em outros planetas pode ser tão variada como na Terra e não

podemos prever como são as formas de vida inteligente de outros planetas, ou como elas se comportam", conclui.

HENRI NÃO ESTÁ SÓ

Biosofia

Para uma nova compreensão da Vida, do Universo e do Homem ESTAREMOS SÓS NO UNIVERSO?

O Universo abriga no seu seio uma imensidade de diferentes modos de existir: estrelas, planetas, satélites, quasares, buracos negros, poeiras, moléculas, partículas… Um subconjunto desse grupo tem vida inteligente. Seremos,

porém, os únicos?… Num tão imenso Cosmos?…

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Desafios para o séc. XXI

Nas últimas décadas do séc. XX, e mais precisamente na última, a possibilidade de existência de vida noutros planetas converteu-se num tema de

interesse público generalizado, graças à divulgação de certas descobertas científicas, nomeadamente, a existência de outros sistemas planetários

orbitando estrelas como o “nosso” Sol e as informações provenientes das sondas enviadas aos planetas Marte e Júpiter.

Entrámos no século XXI sem provas experimentais inequívocas da existência de vida no Universo, para além da que alberga o nosso planeta. Isso, contudo, não significa que outras expressões de vida não existam. Afinal, a humanidade

ainda “só” chegou a caminhar sobre a superfície da Lua e as nossas sondas espaciais, de acção limitada, apenas visitaram uma pequena parte dos planetas

do Sistema Solar. A nossa busca é, pois, recente e de curto alcance. A falta de evidências experimentais deve interpretar-se mais como insuficiência de

informação do que como ausência de vida ou como sinal de improbabilidade de que ela exista em outro lugar.

Apesar dessa escassez de conhecimentos, podemos hoje dizer que a maioria dos cientistas e um número crescente de pessoas consideram como muito

provável a existência de vida em outros mundos. Esta “quase-certeza” não “cai do céu”, nem é fruto de uma imaginação mais (ou excessivamente) fértil! De

facto, assenta no conhecimento cada vez mais aprofundado que hoje possuímos sobre a formação e constituição do Universo e sobre o modo como

surgiu, evolui e se sustém a vida na Terra.

Uma pergunta incontornável

A procura de vida extraterrestre impõe uma questão prévia: o que é a vida? Parece uma pergunta simples (”está-se mesmo a ver o que é!”) mas, quando

tentamos responder, afinal percebemos a dificuldade que encerra. Bem… (começamos…) parece fácil distinguir o que está “vivo” do que é “inerte”: os

animais estão vivos e as pedras não! Na verdade, a vida é um dos conceitos mais difíceis de definir em ciência, uma

vez que os critérios usados para o fazer são também, pelo menos quando considerados individualmente, aplicáveis à matéria considerada “não-viva”. Não deveremos deixar de ter presente que qualquer definição que façamos sobre o que é a vida está condicionada pelo conhecimento que temos das

entidades “vivas” e das entidades “inertes” com as quais partilhamos a nossa existência terrena.

Em geral, consideramos “vivo” um organismo que possui capacidade própria para se mover em direcção a um objectivo a atingir (procurar nutrientes,

afastar-se do calor, etc.), responder a estímulos externos, reproduzir-se por meios próprios, consumir nutrientes para sobreviver e, eventualmente, para se

multiplicar; crescer e desenvolver-se, aumentando em complexidade e atingindo um estádio adulto.

Para cada uma das afirmações anteriores, poderemos encontrar contra-exemplos. As montanhas crescem, ainda que o façam a uma escala temporal geológica. Os cristais minerais também. Os ciclos de gelo e degelo quebram certas rochas e cristais, dividindo-os, e cada troço pode continuar a crescer.

Uma mula, descendente do cruzamento de uma égua com um burro, é geralmente um animal estéril [( Nos últimos anos registaram-se casos

esporádicos (um ou outro na China e um, muito recente, em Portugal) de reprodução de uma mula.)], não se pode reproduzir, e ninguém ousaria dizer

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que não se trata de um ser vivo! Fora de uma célula hospedeira, um vírus (situando-se no limiar do que hoje admitimos como “vivo”), não parece ser mais do que um sólido cristalino composto por proteínas. Quando se aloja

numa célula, contudo, usa a química da célula para se reproduzir e fá-lo com muita eficiência. Mesmo uma definição mais completa - por exemplo, quando consideramos um organismo vivo como um sistema que pode interagir com o ambiente em que está inserido, trocar com ele energia ou matéria e ser capaz de se multiplicar - é também aplicável ao nascimento e divisão das estrelas!

O aspecto que pretendemos salientar é que não é possível especificar facilmente nenhuma propriedade aplicável apenas e só à vida. Não parece

haver uma distinção absolutamente óbvia entre matéria viva e matéria inerte, uma vez que as propriedades características da vida também se encontram na

matéria considerada inerte. Não obstante, e esta parece ser (um)a chave da questão, embora não se distingam pelo tipo de características, distinguem-se pelo grau de complexidade que apresentam. Na verdade, todas as formas de

vida são mais complexas do que as formas não-vivas. Neste sentido, a generalidade dos cientistas considera que a vida provém da não-vida por

evolução química, por construção gradual de blocos cada vez mais elaborados e complexos de matéria “inerte”. Trata-se, portanto, de uma definição química

de vida. Talvez este modo de falar sobre a vida nos deixe perplexos e um tanto desiludidos. Provavelmente, quando nos olhamos ao espelho, quando

pensamos e sentimos, achamo-nos mais, muito mais, do que meros agregados complexos de substâncias químicas! Este é, no entanto, o retrato que a ciência

de hoje nos dá de nós mesmos. Um bom exemplo disso, acontece quando vamos ao médico e nos queixamos de problemas de ordem emocional ou mental, ou mesmo quando realizamos exames neurológicos tecnicamente avançados e regressamos a casa cheios de medicamentos químicos; é esse princípio de entendimento da vida que está a ser aplicado: um conjunto de

processos bioquímicos com repercussões ao nível emocional e mental. Entretanto.talvez a vida seja mais do que um mero conjunto de reacções

químicas e processos bioquímicos. Talvez a vida seja uma qualidade que anima toda a matéria mas que só se torna perceptível para nós a partir de certos graus

de complexidade da mesma (matéria). Talvez a forma ou o molde em que a vida se manifesta adquira justamente a complexidade necessária para que ela (vida) se possa expressar. (Nesse caso a função determinaria o órgão!) Esta é

uma concepção antiqüíssima e, por certo, respeitável e digna de se ter em conta. À luz do actual conhecimento científico, todavia, a vida é um

aglomerado químico complexo e são os vestígios dessa vida química que procuraremos descobrir fora do nosso planeta.

A vida química na Terra

C, H, N, O

A vida química na Terra é constituída por moléculas nas quais a presença de carbono é imprescindível. Não deixa de ser extraordinário que, em 92

elementos naturais existentes no Universo, só 21 desempenhem um papel essencial no funcionamento da vida terrestre. Os elementos principais, para

além do carbono (C), são o hidrogénio (H), o oxigénio (O), o azoto (N), o enxofre (S) e o fósforo (P). Outros elementos relevantes são o sódio (Na), o

potássio (K), o magnésio (Mg), o cálcio (Ca) e o cloro (Cl). Em menores quantidades, encontramos o manganês (Mn), o ferro (Fe), o cobalto (Co), o

cobre (Cu) e o zinco (Zn), recorrendo ainda alguns organismos ao boro (B), ao

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alumínio (Al), ao vanádio (V), ao molibdénio (Mo) e ao iodo (I). Existem outros elementos que também participam na biologia, embora com menor

relevância. É o caso do silício (Si), abundante em muitos organismos unicelulares, do níquel (Ni), que actua como catalizador em vários organismos,

e do bromo (Br), encontrado em certas formas marinhas. Os elementos mais comuns do universo são, por ordem decrescente de

abundância, o H, He (hélio), O, C, N, Ne (néon), Si, Mg, Fe, S, Ar (árgon), Al, Ca, Ni e Na. Por sua vez, os que mais abundam na crosta terrestre são O, Si, Al,

Fe, Ca, Na e K. Percebe-se assim que a vida química não está baseada nos elementos mais abundantes na crosta terrestre (ou mesmo no Universo, uma vez que o He é o segundo mais abundante) mas nos de propriedades químicas

mais favoráveis. O carbono, devido à possibilidade de formar 4 ligações simples ou ligações duplas e triplas, torna-se o único átomo capaz de formar extensas moléculas de grande complexidade estrutural e forte estabilidade

química. Por outro lado, o C existe na fase gasosa (nomeadamente ligado ao O e formando o CO2) e também se dissolve na água, permitindo que os

organismos a ele acedam com grande facilidade, tanto na atmosfera como nos oceanos.

Por ser um elemento muito abundante na crosta terrestre, o Si tem sido apontado como uma possível alternativa ao carbono. No entanto, ao contrário deste elemento, o silício não existe em fase gasosa nem se dissolve na água em

quantidades suficientemente abundantes para responder aos requisitos mínimos que parecem permitir a existência de vida.

Água

A presença de água líquida é hoje generalizadamente aceite como um dos

requisitos sem o qual a vida na Terra não se poderia ter desenvolvido. Permitindo dissolver nutrientes e detritos, a água actua como meio de

transporte das diversas substâncias químicas e é ela própria um reagente. Porquê a água e não outro líquido? Sobretudo por duas propriedades

específicas. Em primeiro lugar, por permanecer no estado líquido num intervalo grande de temperaturas - como sabemos, entre os 0o (ponto de

congelação) e os 100o Celsius (ponto de ebulição), à pressão atmosférica. Pode permanecer ainda no estado líquido para além destas temperaturas: por

exemplo, na presença de sais, como no mar, mantendo-se líquida abaixo dos 0o C, e quando as pressões são maiores do que a pressão atmosférica, como pode acontecer no interior da terra ou no fundo dos oceanos, mantendo-se líquida

acima dos 100o

Outras substâncias como o amoníaco (líquido entre -78 C.

o C e -33o C), o metano (líquido entre -182o C e -164o C) ou o etano (líquido entre -183o C e -89o C)

poderiam ser também bons candidatos; porém, o intervalo de liquidez não é tão amplo e a temperatura superior desse intervalo é negativa em todos os 3 casos; a essas temperaturas tão baixas, as reacções químicas no interior dos possíveis organismos ocorreriam a ritmos muito mais lentos. Em geral, cada

descida de 10o C reduz o ritmo das reacções químicas a metade. É possível que a vida na Terra não tivesse surgido tão pouco tempo após a formação do

planeta (V. Infra) se se tivesse desenvolvido num destes líquidos. A segunda característica especial da água é o facto de ser menos densa quando

congelada, ou seja, de o gelo flutuar na água líquida em vez de se afundar. Devido a esta particularidade, mesmo quando a água à superfície gela, no

interior mantém-se líquida, permitindo assim a sobrevivência de organismos e a continuidade dos processos químicos. Ainda que a vida possa existir em

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outros líquidos, as características mencionadas convertem a água no líquido mais propício para a sustentar.

Todos conhecemos as fases sólida, líquida e gasosa da matéria. A fase líquida constitui o meio de excelência para a realização das complexas reacções

químicas associadas à geração da vida; contudo, essa fase é a mais rara do Universo! Na imensidão do espaço cósmico encontramos matéria na fase

sólida (pó, meteoritos, asteróides,…) e na fase gasosa (nebulosas,..). Para um líquido não se evaporar, é necessário estar em contacto com um gás a pressão suficiente. Uma gota de líquido no espaço interestelar (pressão nula, não há atmosfera) evaporar-se-ia imediatamente. Os “habitantes” mais comuns do

espaço cósmico são as estrelas mas todas as substâncias que as constituem são gasosas. Muitos planetas são também gasosos. Além disso, como sabemos, um líquido precisa de um sólido que o contenha, que o delimite. Assim, os líquidos requerem uma superfície sólida que os “ampare” e uma atmosfera que impeça a sua evaporação. Sistemas como a Lua, sem atmosfera, não podem ter água à

superfície. Podem, no entanto, tê-la disponível em canais internos, eventualmente até aquecida por actividade vulcânica.

Fontes energéticas

Outro elemento essencial para o desenvolvimento da vida na Terra foram

certamente as diferentes fontes energéticas disponíveis. Para além da energia solar, a vida pôde contar, entre outras, com a energia proveniente das descargas eléctricas devidas à actividade atmosférica, com a energia

geotérmica proveniente do calor gerado na formação do planeta, da actividade vulcânica e da desintegração de elementos radioactivos no interior, e com a

energia química desenvolvida nas reacções químicas. Note-se igualmente que a geração e o desenvolvimento de vida dependem,

ainda, não só da estabilidade do meio ambiente - entendida aqui como estabilidade geológica e climática - mas também da ausência de influências

perturbadoras (como, por exemplo, impactos gigantes de meteoritos), as quais podem provocar alterações repentinas, eventualmente dramáticas, na

temperatura, na disponibilidade de água e na exposição à luz solar. Admite-se que a vida não terá sobrevivido com carácter continuado na Terra até que o

índice inicial dessas perturbações tenha sofrido um abaixamento considerável. Por outro lado, a luz ultravioleta procedente do Sol deve ter tido, inicialmente, efeitos de igual modo devastadores para a vida. Como sabemos, a exposição às emanações solares ultravioletas aniquila rapidamente qualquer organismo e

esteriliza a superfície de qualquer planeta (todos conhecemos os efeitos nocivos associados à exposição à luz solar ultravioleta). Ainda que a

quantidade total de energia solar fosse cerca de 30% menor na história inicial da Terra, a emissão de luz ultravioleta naquela época superava a actual em

várias ordens de grandeza. Os organismos que habitavam debaixo da terra ou na água estariam completamente protegidos. A vida terrestre só terá migrado para a superfície quando aumentou a quantidade de oxigénio na atmosfera e,

por sua vez, a abundância de oxigénio favoreceu a formação da camada de ozono que protege da radiação ultravioleta.

Uma questão de probabilidades

Actualmente, admite-se que existam na nossa galáxia cerca de 100 mil milhões

de estrelas como o nosso Sol. Quantos planetas com atmosfera e líquidos à superfície existirão orbitando essas estrelas?

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As modernas teorias de formação das estrelas consideram que sempre que se formam estrelas formam-se também planetas como um subproduto dessa

reacção, e que os planetas maiores devem ainda possuir satélites gravitando em seu redor. Podemos, assim, partir do princípio de que a maioria das

estrelas dá origem a sistemas solares maiores ou menores mas semelhantes ao nosso.

A Ciência calcula que a Terra exista há cerca de 4700 milhões de anos e hoje aceita-se que os primeiros sinais de vida terão aparecido cerca de 1000

milhões de anos depois. À falta de outros termos de comparação, tomaremos este período como o tempo médio necessário para o surgimento de vida num

planeta. Assim, consideraremos que qualquer estrela que viva até cerca de 1000 milhões de anos (o tempo de vida de uma estrela depende, por exemplo, da sua massa inicial) não permitirá que a vida se forme em qualquer um dos

planetas que gravitam à sua volta. Segundo esta perspectiva, na nossa galáxia, 80% das estrelas (80 mil milhões de estrelas) vivem tempo suficiente para que

a vida se inicie num dos seus planetas. As chamadas estrelas da 1a geração são essencialmente constituídas por hidrogénio e hélio gasosos e, caso se formem planetas à sua volta, muito

provavelmente não serão planetas sólidos. Estrelas mais velhas, da 2a e 3a gerações, contêm substâncias de elementos mais pesados, os quais favorecem a criação de planetas sólidos. Na nossa galáxia, estima-se que somente 20% das estrelas são de 2a e 3a geração e, assim, “apenas” cerca de 20 mil milhões de

estrelas terão planetas sólidos gravitando em seu redor. Por sua vez, admitimos que é necessário que os planetas descrevam órbitas

quase circulares em volta do sol para que este constitua uma fonte de energia contínua e permita que a química da vida se desenvolva. Ora, alguns sóis

fazem parte de sistemas binários e ternários de estrelas, tornando, por diferentes razões, o ambiente à sua volta inadequado ao desenvolvimento de

planetas com órbitas regulares e reduzindo assim o número que nos interessa para cerca de 10 mil milhões de estrelas.

Agora, é necessário que esses planetas, descrevendo órbitas regulares em volta de um sol com um tempo de vida suficientemente longo, possuam massa

suficiente para ter atmosfera e manter a água ou outras substâncias na fase líquida à sua superfície. Admitamos que no nosso sistema solar, onde se conhecem cerca de 50 planetas (já incluindo os seus satélites), apenas o planeta Terra tem as condições indicadas e que a mesma proporção se

encontra nos outros sistemas solares. As hipótese de encontrarmos planetas com as condições desejadas seriam, portanto, de 1 em 50, o que nos leva a 2%

dos 10 mil milhões de estrelas. Ou seja, só na nossa galáxia, poderão existir 200 milhões de planetas com atmosfera e líquidos à sua superfície.

Será possível a vida ter-se originado e estar em desenvolvimento nesses planetas?

Um propósito da Natureza?

Durante os anos 30 do século XX realizaram-se experiências laboratoriais em

que moléculas inorgânicas simples eram misturadas e atingidas com descargas eléctricas (para estimular a emissão de luz por parte dessas moléculas) ou

irradiadas com luz ultravioleta para simular as condições a que a Terra esteve sujeita no período inicial da sua formação. Verificou-se, ao fim de alguns dias,

que se tinham formado moléculas orgânicas simples, nomeadamente, aminoácidos. Ora, os aminoácidos são os blocos de construção fundamentais

das proteínas e estas são a base dos seres vivos que conhecemos.

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De tempos a tempos, a Terra é atingida por materiais provenientes do espaço, os nossos conhecidos meteoritos. A maior parte destes projécteis é feita de pedra e metais, especialmente ferro. Alguns, poucos, são constituídos por

rochas ricas em carbono e nestes os cientistas encontraram moléculas orgânicas simples. Estas moléculas orgânicas são diferentes das produzidas

actualmente pelos seres vivos terrestres mas, admitindo que os meteoritos são feitos de matéria pertencente ao nosso sistema solar, a descoberta destas

moléculas indica que a química elementar da vida poderia estar já em formação enquanto o Sol e os seus planetas desenvolviam o processo de

aglomeração e condensação. No espaço sideral há nuvens de gás, as nebulosas, a partir das quais se formam as estrelas quando as condições se propiciam. Estas nuvens são essencialmente

constituídas por hidrogénio e hélio. Nos últimos 20 anos, contudo, têm-se encontrados vestígios de outras moléculas e os telescópios de infravermelhos

detectaram a presença de algumas moléculas orgânicas simples. Os três factos relatados, quer de origem laboratorial, quer provenientes da investigação da matéria extraterrestre, sugerem que a química orgânica, ou

seja, a presença de compostos simples à base de carbono, é uma característica da matéria cósmica e não apenas de circunstâncias especiais criadas à

superfície do planeta Terra. Por outro lado, o facto de a vida química encontrada na Terra ser baseada em

moléculas complexas de carbono parece indicar que, encontradas as condições ambientais adequadas, a química orgânica se poderá ter desenvolvido no

sentido de favorecer a criação de moléculas de maior complexidade, com graus de organização e estrutura cada vez mais elaborado.

Assim, o conhecimento científico actual sugere que a Natureza contenha em si, espalhado pelo Cosmos, o mesmo potencial de vida que terá proporcionado o

aparecimento e a evolução da vida na Terra.

Liliana Ferreira Licenciada em Física; Doutorada em Física da Radiação; Professora no Departamento de Física da Universidade de Coimbra; Investigadora na

Faculdade de Ciências de Lisboa.

Capítulo 5 O Que Não Vemos Todavia Não Existe?

Clarice Lispector, que era genial e infelizmente morreu (não sem

antes deixar suas iluminuras para nós), fazia a pergunta mais ou menos como está no título do capítulo: “o que não vemos todavia não existe?”

EU QUERO ESSA MULHER ASSIM MESMO (canta a música)

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Que clareza! Não vermos os antípodas quer dizer que 120 milhões de

japoneses não produzem mais de cinco trilhões de dólares por ano? Ou eles estarem de outro modo sujeitos ao laço gravitacional significa que eles estão de cabeça para baixo? Não vermos 99,999999999999...% da esfera significa que somos o único ponto dela?

Entrementes, como disse Voltaire: não acredito com nada do que você disse, mas defenderei até a morte seu direito de dizê-lo.

Não concordo com uma só palavra do que dizeis, mas defenderei até a morte o vosso

direito de dizê-lo.

VOLTAIRE NA INTERNET

Capítulo 6 Lá e de Volta Outra Vez

A ÁRVORE GENEALÓGICA DE BILBO BOLSEIRO (na literatura foi uma espécie de Prometeu, foi roubar o fogo do deus-dragão Smaug)

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No livro de Tolkien O Hobbit Bilbo Bolseiro é menor que os anões, fortes e resistentes. No entanto é ele quem vai enfrentar o cuspidor de fogo Smaug, poderoso dragão de milhares de anos, rico até não mais poder.

Na introdução de O Senhor dos Anéis, Tolkien diz que os Hobbits têm entre dois e quatro pés de altura (0,6 - 1,2 m) com a altura média sendo de três

pés e seis polegadas (1 m). Eles tendem a ser troncudos e ter orelhas levemente pontudas.

SOBRE OS HOBBITS

Não é nenhum super-herói super-forte e indestrutível, é pouco mais que uma criança, um ser fraquinho. Bilbo enfrenta no caminho até chegar à cova de Smaug todo gênero de dificuldades e não recua. Bilbo tem parentes, tem família, é grupalizado, como nós somos na Terra, ele não despreza a coletividade como Henri. Não vai sozinho, vai com todos.

O ENFRENTAMENTO DO TERROR DE SMAUG, O GRANDE DRAGÃO (O Hobbit é sobre combater nossos pavores, nossos medos diante dos grandes perigos fora de casa)

Certo, há um tesouro esperando por nós, porém um dragão

terrível o defende com dentes e garras, literalmente. Não é fácil conseguir o tesouro, nem ninguém disse que seria: milhões morrerão nas naves exploradoras, todo mundo sabe disso.

1. não há perigo nenhum lá fora; A DUPLA TENTATIVA DE HENRI

2. como, para ele, só existimos nós, somos super-importantes; dar-nos a devida importância garantiria nunca nos ferirmos.

Não é verdade! Há perigo lá fora. Há muitos perigos, demais. Crescimento é isso,

é passar por todo tipo de ameaça e sobreviver. Crianças mimadas não se tornam melhores, tornam-se piores,

tremendamente ruins porque passam a desprezar tudo, inclusive o trabalho de

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oferecer-lhe “de mão beijada” os produtos. É quando é posta em perigo de morte que a árvore oferece seus frutos ao ser penetrada pelos pregos ofensivos ou lacerada pelo facão quando é cortada.

Capítulo 7 Ó de Lá

AL DI LÁ

Quando escrito em chinês a palavra crise

compõe-se de dois caracteres: um representa

perigo e o outro representa

(aproveitei a música, porque ela sugere várias coisas, das quais aproveitarei a experiência arriscada: aventura é anúncio de perigo e recompensa, é anúncio de crise, de crescimento; já se sabe – Kennedy falou - o caractere chinês da crise é composto de dois outros, PERIGO + OPORTUNIDADE, soma zero)

oportunidade.

Al Di La

Non credevo possibile, La la la la la Si potessero dire queste

parole: la la la la

la la la la Al di la; Não acreditava possível

Del bene piu prezioso, se pudessem dizer, estas palavras: Ci sei tu Além do bem mais precioso,

estás tu. Além do sonho mais ambicioso, estás tu. Al di la; Além das coisas mais belas,

Del sogno piu ambizoso, além das estrelas, Ci sei tu estás tu,

além, estás tu, para mim, para mim, somente para mim. Al di là delle cose più belle. Além do mar mais profundo,

Al di là delle stelle, ci sei tu. estás tu. Al di là, ci sei tu per me, per

me, soltanto per me Além dos limites do mundo,

estás tu. Al di la; Além do horizonte,

Del mare piu profondo, além da vida, Ci sei tu estás tu, além,

estás tu para mim. Al di la; La la la la la

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Del limiti del mondo, la la la la Ci sei tu. la la la la

Al di la; estás tu! Della volta infinita, estás tu! Al di la della vita.

Ci sei tu, E o beijo que dei Al di la, era o amor

Ci sei tu per me. que guardei pelo resto da vida. Pois eu sabia, tudo de ti era completamente meu. lá lá lá lá La la la la la la la la la la la la Al di lá Além!

Como disse João Paulo II, “não tenham medo”, vão! Não ouçam os que como Henri têm medo, vão!

SAIAM DA TERRA (aqui há muitos perigos, desde queda de meteoritos até super-vulcões)

Capítulo 8 A Música das Esperas

Música das Esferas A MÚSICA DAS ESFERAS

Por Marcelo Gleiser

Por que Pitágoras era o único que ouvia a música das esferas, em seu tempo? Será que o coro celeste dos movimentos dos Planetas ainda dá o ritmo para a

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música que conta a expansão do Universo, hoje observada pela Ciência através da emissão de radiação? Do conceito de esferas cristalinas dos gregos

antigos à descoberta da energia escura que molda o Universo, o físico Marcelo Gleiser explora a relação entre a harmonia e o cosmo no curso "Música das Esferas" para explicar como as noções de beleza, música e

geometria serviram e servem de inspiração para algumas das idéias mais fascinantes sobre o universo onde vivemos.

É preciso ir até as esferas para ouvir sua música, a menos que

você seja Pitágoras (e ele falou em outro sentido, como tentarei mostrar). O QUANTO NÓS ESPERAMOS

SUBIDA PESSOAMBIENTAL (não contando a micropirâmide)

PESSOAMBIENTES EXPANSÃO mundo (em processo de

constituição ou globalização)

AMBIENTES

nações estados

cidades-municípios empresas

PESSOAS grupos famílias

indivíduos Quando estamos prestes a sair de casa, a aventurarmo-nos fora

da varanda surge gente cheia de medo que se encolhe num canto qualquer e espera minguar até desaparecer. Claro, morrerão milhares de início logo além do horizonte da Terra, até se tornar corriqueiro; e depois morrerão milhões nas profundezas do sistema solar. Naves se perderão, outras cairão, outras explodirão sem mais nem menos e de tudo acontecerá.

O QUE TE FOI PROMETIDO (é o mesmo que foi construído; não é só para você, é para compartilhar, mas mesmo assim está lá; como se fossem dólares ou euros – vou colocar em euros, cada um representando uma estrela, 1022

€ 10.000.000.000.000.000.000.000 )

10.000 x 1.000.000.000 x 1.000.000.000 Um bilhão já é muito, um bilhão de bilhões significa que cada

bilhão de antes se comporta como apenas um: e mesmo assim serão 10.000 destes. Se isso não te impressionar como largueza, não sei o que o fará!

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Capítulo 9 A Pluralidade dos Mundos

SEJA DEUS, SEJA A NATUREZA OU AMBOS QUE ESTÃO FAZENDO TUDO, O GOSTO É O DA VARIEDADE

A multiplicidade do universo é tanta que mal podemos aquilatar.

É uma riqueza tão desbragada que não há realmente condição de esgotamento, se houver sabedoria; o que pode acontecer é, como na Terra, os excessos levarem a perigo de desaparecimento da espécie dominante, continuando o planeta a ser usado para outros projetos.

Capítulo 10 O Mundo das Pluralidades

Preciso Aprender a Ser Só Marcos Valle/Paulo Sérgio Valle

Ai, se eu te pudesse fazer entender Sem teu amor eu não posso viver E sem nós dois o que resta sou eu

Eu assim, tão só! Eu preciso aprender a ser só

Poder dormir sem sentir teu amor Saber que foi só um sonho e passou.

Ai, o amor, Quando é demais

Ao findar leva a paz Me entreguei sem pensar,

Que a saudade existe, e se vem, É tão triste ver.

Ai, meus olhos choram a falta dos teus,

O ATAQUE DO VALLE

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Estes teus olhos que foram, tão meus Por Deus entenda,

Que assim eu não vivo, Eu morro pensando, no nosso amor.

Eu preciso aprender a ser só

Eu Preciso Aprender a Só Ser E A DEFESA DE GIL

Gilberto Gil

Sabe, gente. É tanta coisa pra gente saber.

O que cantar, como andar, onde ir. O que dizer, o que calar, a quem querer.

Sabe, gente. É tanta coisa que eu fico sem jeito. Sou eu sozinho e esse nó no peito.

Já desfeito em lágrimas que eu luto pra esconder. Sabe, gente.

Eu sei que no fundo o problema é só da gente. E só do coração dizer não, quando a mente

Tenta nos levar pra casa do sofrer. E quando escutar um samba-canção.

Assim como: "Eu preciso aprender a ser só". Reagir e ouvir o coração responder:

"Eu preciso aprender a só ser." "Eu preciso aprender a só ser."

DUAS RESPOSTAS

encolhimento

(uma conduz ao encolhimento e outra à expansão; o verbo muda de posição e altera tudo)

Eu preciso aprender a ser só.

para baixo e para dentro

expansão Eu preciso aprender a só ser.

para cima e para fora

Ainda que a iniciativa de Henri pareça apontar para a super-valorização da humanidade a verdade é que os seres logo enjoam de tudo, inclusive de sua própria importância, e caem na prostração. Dom modo como ele coloca seria o equivalente de uma criança crescer numa casa e descobrir não haver nenhum outro ser inteligente com que conversar nas redondezas; embora pudesse ter todas as coisas em volta, o ser gosta mesmo é de conversar, de papear, de prosear – a língua é o mais importante para nós, para todos e cada um dos racionais. Logo essa criança ficaria chateada, mesmo tendo a fazenda só para si, pois não haveria mais ninguém com quem trocar idéias e a troca de idéias é o que a evolução e a suplantação dos perigos nos coloca.

A Terra é um dos mundos da pluralidade, onde ela pode ser vista pelos racionais a toda a nossa volta. Contudo, contentar-se com isso é estupidez e regressão.

Serra, segunda-feira, 15 de fevereiro de 2010. José Augusto Gava.

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ANEXOS Capítulo 9

OLHE SÓ QUE ALEGRIA

A infindável busca do conhecimento…

(e isso só no nível físico-químico; imagine só que desdobramento formidável!)

Eternos Aprendizes « Foto: estrela de Wolf Rayet alimenta a nebulosa azul de bolha Sharpless 308

Uma noite estrelada no Brasil » O dia em que o Universo foi paralisado: novo modelo cosmológico para a

energia escura

O destino final do Universo depende da exata natureza da energia escura. Dependendo de suas propriedades, Se a densidade de energia escura for

constante, a expansão continuará a acelerar para sempre resultando no 'Big Freeze'. Se aumentar, a aceleração da expansão pode ser tão rápida que as

galáxias, estrelas, planetas e mesmo os átomos sejam completamente desintegrados, o chamado 'Big Rip'. Finalmente, se a densidade de energia escura diminuir com o tempo, o universo pode colapsar, o chamado 'Big

Crunch'. Crédito: NASA/CXC/M. Weiss / Portal do Astrônomo Imagine um momento em que o Universo inteiro esteve paralisado. De acordo

como o novo modelo para a energia escura, isso é essencialmente o que aconteceu há cerca de 11,5 bilhões de anos, quando o Universo tinha ¼ do

tamanho atual.

O novo modelo publicado em 06 de maio de 2009 no jornal Physical Review D, foi desenvolvido pelo pesquisador associado Sourish Dutta e o professor de física Robert Scherrer na Universidade de Vanderbilt, os quais trabalharam junto com o Professor de física Stephen Hsu e o estudante David Reeb da

Universidade do Oregon.

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Cerca de 70% do Universo é composto de energia escura, cuja natureza é

ainda um enigma para os físicos. Crédito:NASA Uma fase cosmológica de transição, similar a um congelamento (ou

paralisação), é um dos aspectos notórios deste recente esforço explicar o papel da energia escura – essa misteriosa força negativa que os cosmologistas

consideram dominar e controlar o Universo com mais de 70% de toda a energia+matéria do cosmos. A energia escura tem empurrando o Universo em

uma expansão acelerada. Outra faceta que difere essa nova formulação das teorias existentes é a

previsão testável que descreve a taxa de expansão do Universo. Em adição, as micro-explosões criadas em aceleradores de partículas de grande porte poderão excitar o campo da energia escura e essas excitações poderão

eventualmente criar partículas exóticas, nunca antes detectadas. “Uma das grandes insatisfações sobre as diversas explicações existentes para a energia escura é que trata-se de algo difícil de testar”, disse Scherrer, “Nós

desenhamos um modelo que pode interagir com a matéria convencional (bariônica) e assim obter conseqüências observáveis”.

O novo modelo associa a energia escura a uma entidade denominada ‘energia do vácuo’. Como diversas teorias existentes, esta propõe que o espaço por si próprio é a fonte da energia repulsiva que está empurrando o Universo em

expansão. Por muitos anos os cientistas atribuíram o valor ZERO a ‘energia do vácuo’. Mas com o surgimento da mecânica quântica essa visão foi alterada. De acordo com a teoria da mecânica quântica, o espaço vazio é preenchido com pares de partículas ‘virtuais’ que espontaneamente e aleatoriamente

surgem e desaparecem muito rapidamente para serem detectadas. Essa atividade subatômica é uma fonte lógica da energia escura uma vez que

ambas estão espalhadas através do espaço cósmico. Essa distribuição é consistente com a evidência que a densidade média da energia escura tem se mantido constante à medida que o Universo se expandiu. Essa característica está em contraste direto com a matéria convencional e a energia associada, que se tornaram cada vez mais diluídas à medida que o Universo se inflou.

Essa nova teoria é mais uma das que atribuem a energia escura como um novo campo de pesquisa denominado quintessência. A quintessência é comparável

a outros campos básicos como a gravidade e eletromagnetismo, mas tem propriedades intrínsecas únicas. Uma delas é a sua homogeneidade através do Universo, ou seja, ela se apresenta com a mesma força em todos os pontos do

espaço. Outra importante característica é a sua atuação como um agente anti-gravitacional, empurrando os objetos cósmicos (nesse caso: galáxias e

aglomerados de galáxias) para longe uns dos outros ao invés de tentar

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aproximá-los como a gravidade atua. Em sua forma mais simples a força do campo quintessencial permanece

constante através do tempo. Nesse caso esse campo de força perfaz o papel da constante cosmológica, um termo que Albert Einstein adicionou a Teoria da

Relatividade Geral para justificar que o Universo não iria se contrair sob a força gravitacional. Quando as evidências de que o Universo está

efetivamente se expandindo surgiram Einstein abandonou esse termo (constante cosmológica) das suas equações considerando que a expansão

universal é uma das soluções das equações da Teoria da Relatividade Geral. Recentemente, ao final dos anos 90, estudos sobre os comportamentos das supernovas tipo Ia (explosões extraordinárias de estrelas, tão poderosas que

seu brilho é consegue ofuscar a luminosidade da galáxia inteira onde o fenômeno ocorreu, onde residem bilhões de estrelas) indicaram que o

Universo não só está se expandindo mas também que a taxa de expansão é acelerada, ao contrário das expectativas anteriores dos cientistas que

pensavam que a expansão estaria sendo freada pela gravidade… Tais constatações abalaram a cosmologia uma vez que se pensava até então

que a gravidade era a única força efetiva de interação entre objetos astronômicos (a força eletromagnética atua de forma localizada e não chega e influir em distâncias astronômicas uma vez que em geral os objetos cósmicos apresentam-se com carga total neutra. Além disso, as forças ‘forte’ e ‘fraca’

só atuam no microcosmo das partículas subatômicas). Assim posto, os cosmologistas no século XX não tinham idéia de que entidade cosmológica de

fato poderia estar impulsionando a expansão do Universo. O modo mais simples de explicar esse fenômeno bizarro era trazer de volta o conceito da

‘constante cosmológica’, abandonado por Einstein no início do século, atribuindo ao mesmo propriedades anti-gravitacionais. Infelizmente essa

explicação tem suas fraquezas, assim os físicos tem buscado ativamente por outras explicações sobre possíveis agentes anti-gravitacionais.

Visão do Universo desde o Big Bang passando pelo momento atual e a visão

do futuro Esses agentes anti-gravitacionais (chamados de ‘modelos de energia escura’,

na literatura técnica) em geral invocam os conceitos da quintessência ou campos de energia mais exóticos. Por outro lado, nenhum desses campos

energéticos teóricos já foi devidamente detectado na natureza. Entretanto os físicos assumem que os campos de energia escura não interagem

significativamente com a matéria convencional e a radiação. Uma das conseqüências de se considerar a interação da quintessência com a matéria convencional é a teoria que o ‘campo de energia escura’ atravessou

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uma fase de transição – o congelamento – quando o Universo se esfriou a uma determinada temperatura quando sua idade chegou a 2,2 bilhões de anos após

o Big Bang. Como resultado disso a densidade de energia do campo quintessencial teria permanecido em um nível relativamente alto até a

transição de fase quando abruptamente caiu em um nível inferior de energia e tem permanecido assim desde então.

Essa transição teria liberado uma fração da energia escura armazenada no campo sob a forma de ‘radiação escura’. De acordo com o novo modelo

cosmológico, essa radiação escura é distinta da radiação convencional que conhecemos como a luz, ondas de rádio, raios-X, microondas, raios

ultravioleta e infravermelho, raios gama e outros tipos. Ela é completamente indetectável por quaisquer instrumentos já construídos pela humanidade até

agora. Entretanto a natureza provê um método de detecção. De acordo com a Teoria da Relatividade Geral, a gravidade é produzida pela distribuição da energia e do momento. Assim, as mudanças nos diferenciais de energia e momento causados pela introdução súbita da radiação energética escura

deveriam ter afetado o campo gravitacional do Universo de uma forma que afetou sua expansão de alguma forma característica.

Na próxima década ou mais além, as pesquisas astronômicas de larga escala que estão em andamento atualmente e visam plotar a expansão universal medindo os brilhos das mais distantes supernovas deverão ser capazes de detectar as variações na taxa de expansão do Universo que o novo modelo cosmológico prevê. Ao mesmo tempo os novos equipamentos de colisão de partículas, como o LHC (Large Hadron Collider), que estará reentrando em

operação na Suíça em breve poderão produzir energias altas o suficiente para excitar o campo energético quintessencial e assim permitir a geração de novas

partículas exóticas, desconhecidas até então.

Portal do Astrônomo: Fontes e referências:

Energia Escura ScienceDaily: The Day The Universe Froze: New Model For Dark Energy por

David F. Salisbury, adaptado de material fornecido pela Vanderbilt University Cosmos Magazine: Dark Energy Froze the Universe por Heather Catchpole

Scientific Blogging: Cosmological Phase Transition – New Model Suggests Dark Energy ‘Froze’ The Universe

Sourish Dutta, Emmanuel N. Saridakis, and Robert J. Scherrer. Dark energy from a quintessence (phantom) field rolling near a potential minimum

(maximum). Physical Review D, 2009; 79 (10): 103005 DOI: 10.1103/PhysRevD.79.103005

Estudo independente confirma: o destino do Universo é controlado pela

Energia Escura

Há 10 anos o estudo das distantes A ENERGIA ESCURA ATUA INIBINDO O CRESCIMENTO DAS GALÁXIAS

supernovas tipo Ia originou a descoberta da energia escura que é considerada a responsável pela expansão acelerada do

Universo. Agora, os cientistas confirmam a existência dessa misteriosa e repulsiva força, usando uma linha independente de experimentos e medições. As novas descobertas fornecem novas e consistentes provas para a teoria geral

da relatividade estabelecida por Einstein e suportam a idéia que a energia escura é uma propriedade intrínseca e imutável do vácuo cósmico. Pela

primeira vez, os astrônomos observaram claramente os efeitos da energia escura nos objetos colapsados mais massivos do Universo (os aglomerados

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galácticos), usando o Observatório Chandra de raios-X da NASA. Rastreando como a energia tem impulsionado o crescimento dos aglomerados galácticos e

combinando isto com os estudos anteriores, os cientistas conseguiram as melhores evidências até o momento do que é a energia escura e qual será o

real destino do Universo.

A imagem composta à esquerda é a do aglomerado estelar Abell 85,

localizado a cerca de 740 milhões de anos-luz da Terra. Este aglomerado galáctico é um dos 86 observados pelo Chandra para estudar como a energia

escura reprimiu o crescimento destas estruturas massivas ao longo dos últimos 7 bilhões de anos. A emissão na cor violeta é originada pelo gás

aquecido a milhões de graus de temperatura que foi detectado pelo observatório de raios-X Chandra da NASA. As demais cores mostram as galáxias em uma imagem ótica do SDSS – Sloan Digital Sky Survey. A

ilustração à direita mostra flagrantes da simulação feita por Volker Springel representando o crescimento da estrutura cósmica quando o Universo tinha,

respectivamente, 0,9 bilhões, 3,2 bilhões e 13,7 bilhões de anos de idade (agora). Essa imagem nos mostra como o Universo evoluiu de uma

arquitetura suave para um estado contendo uma vasta quantidade de estruturas. O crescimento das estruturas foi inicialmente formatado

predominantemente pela força atrativa da gravidade. Esta situação mudou há 5,5 bilhões de anos quando a interferência da força repulsiva gerada pela

energia escura passou a dominar o cenário universal. Créditos: Raios-X - NASA/CXC/SAO/A.Vikhlinin et al.; Ótico - SDSS; Illustração - MPE/V.Springel.

. Os cientistas julgam que a energia escura é uma ‘força repulsiva’ que domina o Universo atual, embora não tenham nenhuma idéia clara do que consiste a

energia escura, na realidade. Compreender a natureza da energia escura é um dos maiores problemas atuais da Cosmologia. A energia escura supostamente

trabalharia contra a gravidade tentando empurrar a matéria em queda de volta, expandindo-a e inibindo o crescimento das galáxias. Segundo disse o

astrofísico Alexey Vikhlinin, esses novos resultados reforçam mas não provam a suspeita de que a energia escura é uma estranha antigravidade denominada constante cosmológica, que é equivalente à ‘energia do espaço vazio’ e foi uma hipótese concebida e posteriormente abandonada por Albert Einstein, como “um engano”, há um século. Outras tentativas de explicar a natureza dessa estranha força incluem desde modificações na teoria da relatividade

geral para grandes escalas até a criação de uma nova física, mais abrangente. Caso isso seja verdade (as evidências indicam que sim), qualquer que seja o

modelo físico apropriado para explicá-la, o Universo está condenado a se esvaziar (inflar) e um dia no futuro (algo como 100 bilhões de anos) todas as

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galáxias (exceto as vizinhas do grupo local, mais próximas da Via Láctea) desaparecerão da nossa vista e ficarão fora do “Universo Observável”.

O "Universo Observável" depende do ponto de vista do observador. A Terra está no centro de uma parte do Universo - aquele que podemos ver. Um ser de uma civilização extraterrestre vivendo em uma galáxia distante como a M87 iria ver uma parte distinta do Universo, a parte centrada nele. Em um Universo com idade estimada em 13,7 bilhões de anos nós só podemos ver até uma distância de 13,7 bilhões de anos-luz, ou seja, um subconjunto do Universo. Quanto mais longe vemos, mais voltamos no tempo. A luz leva 50

milhões de anos para chegar da galáxia M87 até nós e então vemos a situação da M87 há 50 milhões de anos atrás. O limite observável vai até

quando o Universo tinha 380.000 anos de idade, quando o Universo tornou-se transparente e os fótons passaram a fluir.

O astrofísico Alexey Vikhlinin e seus colegas do Observatório Astrofísico do Smithsonian em Cambridge, Massachusetts, mapearam o comportamento do

crescimento de um conjunto de aglomerados galácticos ao longo de bilhões de anos. Esses aglomerados massivos de poeira e gás cósmico são ligados entre si pela força da gravidade. Esse time de cientistas analisou as imagens em raios-X desses aglomerados originadas pelo observatório espacial Chandra de raios-X

da NASA e concluiu que o crescimento dessas complexas e gigantescas estruturas galácticas tem sido atenuado desde 5,5 bilhões de anos atrás.

Esse período de 5,5 bilhões de anos é de fato um momento crucial na guerra entre a força repulsiva originada pela

A batalha pela dominância do Universo

energia escura e o puxão atrativo gerado pela força gravitacional. Em outras palavras o Universo foi inflado de

tal forma pela energia escura tornou-se muito difícil para a gravidade juntar a matéria dos aglomerados galácticos afastados pela força repulsiva. Dessa

forma não só os aglomerados galácticos tiveram seus crescimentos atrofiados como também a formação de novos aglomerados foi prejudicada e declinou.

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Os diversos cenários do Universo, da esquerda para a direita: contração,

expansão linear e expansão acelerada A cronologia do efeito da energia escura no crescimento dos aglomerados

coincide com as descobertas feitas através da análise das supernovas distantes que haviam mostrado que a expansão do Universo que esteve desacelerada no

passado remoto passou a se acelerar há 5,5 bilhões de anos atrás. Essas são duas fases distintas da história do Universo:

• A era dominada pela matéria (a era anterior que findou há 5,5 bilhões de anos)

• A era dominada pela energia escura (a era atual)

A guerra das forças - a energia escura vence a gravidade: situação há 9

bilhões de anos atrás, há 4 bilhões de anos e hoje.

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David Spergel, astrofísico da universidade de Princeton afirmou que a consistência entre os resultados obtidos pelas duas técnicas distintas “é um triunfo para a teoria da relatividade geral de Einstein”, a qual descreve a

força gravitacional como uma propriedade intrínseca da geometria do espaço-tempo do Universo. As descobertas fornecem explicações alternativas

consistentes para a expansão acelerada do Universo e levam os pesquisadores da ciência cosmológica um passo a frente no entendimento da energia escura.

Visão do Universo desde o big-bang passando pelo momento atual e a visão

do futuro O que foi estudado pelos cientistas do Smithsonian

Vikhlinin e seus colegas usaram o ?

observatório espacial de raios-X Chandra para avaliar 86 aglomerados galácticos previamente localizados pelo satélite Rosat (1990-1999). Um dos conjuntos consistia de 37 aglomerados galácticos distantes cerca de cinco bilhões de anos-luz, a quase metade do caminho até ao “limite” conhecido do “Universo Observável”. O outro grupo continha 49 aglomerados galácticos distantes cerca de meio bilhão de anos-luz ou mais

próximos. Suas massas, determinadas pela extensão das imagens de raios-X e seus espectros, variavam do equivalente a 100 trilhões de vezes a massa do

Sol até quintilhões de massas solares. Assim, pela primeira vez os astrônomos observaram claramente os efeitos da energia escura nos objetos colapsados mais massivos do Universo. Ao estudar como a energia escura inibiu o crescimento dos aglomerados galácticos, em

combinação com outros estudos anteriores, os cientistas obtiveram as melhores evidências sobre o que a energia escura representa e qual será o

destino do Universo. Este trabalho, que demorou anos para ser realizado, é diferente de outros métodos de pesquisa de energia escura como, por exemplo, a técnica que

utiliza as supernovas tipo Ia como velas cósmicas. Estes novos resultados em raios-X providenciam um teste independente e crucial da energia escura, há

muito perseguido pelos cientistas, que depende sobre como a gravidade compete com a expansão acelerada no crescimento das estruturas cósmicas. Outras técnicas baseadas em medições de distâncias, tais como os trabalhos que se baseiam no estudo das supernovas tipo Ia, não têm esta sensibilidade

especial. Para ajudar a decidir entre estas opções, é necessária uma nova maneira de

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se olhar para a energia escura. Ao observarmos como a aceleração cósmica afeta o crescimento de enxames galácticos com o passar do tempo, uma nova

‘visão cósmica’ do problema é enfim alcançada. “Este resultado pode ser chamado de ‘desenvolvimento restrito do Universo‘”, disse Vikhlinin. “O que quer que esteja forçando a expansão acelerada do Universo, está também

forçando uma diminuição na velocidade do seu desenvolvimento”. Os resultados mostram que o incremento de massa dos aglomerados galácticos

ao longo do tempo se alinha com a tese do Universo dominado pela energia escura. Torna-se bem mais difícil para os objetos massivos como os

aglomerados galácticos crescerem quando o espaço se estica (infla, expande), devido à atuação da energia escura. Vikhlinin e sua equipe viram este efeito

claramente nos dados analisados. Os resultados são notavelmente consistentes com aqueles dos trabalhos de medição das distâncias, revelando que a teoria da relatividade geral também se aplica perfeitamente, como esperado, em

grandes escalas. “Durante anos, os cientistas quiseram começar a testar como funciona a

gravidade em grandes escalas e agora finalmente começamos”, disse William Forman, co-autor deste estudo do Observatório Astrofísico do Smithsonian.

“Este é um teste em que a relatividade geral poderia ter fracassado [mas isto não ocorreu]”.

Comparando os dados do estudo aos modelos de evolução cósmica, Vikhlinin e equipe constataram que os aglomerados com maior massa representam

apenas 20% do número que deveria existir, hoje, se não existisse a energia escura no Universo. Os aglomerados galácticos “continuam crescendo, mas

muito devagar”, afirma Vikhlinin. Quando combinado com outras pistas — supernovas, o estudo da radiação

cósmica de fundo e a distribuição das galáxias –, este novo resultado em raios-X dá aos cientistas a melhor compreensão até à data das propriedades da

energia escura. Os novos resultados em raios-X sobre os aglomerados (combinados com as

medições das supernovas tipo Ia, os resultados do WMAP sobre a radiação de fundo de microondas remanescente do Big Bang e a distribuição das galáxias) oferecem aos cientistas a melhor compreensão até hoje sobre as propriedades

da energia escura. O estudo fortalece as evidências de que a energia escura está associada à constante cosmológica. Embora a constante cosmológica seja o principal

candidato para explicar a energia escura, os trabalhos teóricos sugerem que esta deva ser cerca de 10120

“Agrupar todos estes dados nos dá uma evidência mais forte que a energia escura é, de fato, a

(10 elevado a potência 120) vezes maior que a observada. Por isso, estão sendo exploradas alternativas à teoria da

relatividade geral, tais como as teorias que envolvem dimensões escondidas.

constante cosmológica, ou em outras palavras, que ‘o nada

Estes resultados acarretam conseqüências extraordinárias para a previsão do destino final do

pesa algo’”, afirma Vikhlinin. “Serão necessários muitos mais testes, mas até agora a teoria de Einstein tem se revelado completamente

confiável”.

Universo. Se a energia escura é explicada pela constante cosmológica, a expansão do Universo continuará acelerando e a Via-Láctea e a

sua galáxia vizinha, Andrômeda, nunca se fundirão com o aglomerado de Virgem. Nesse caso, em aproximadamente cem bilhões de anos, todas as

outras galáxias desaparecerão da visão da Via Láctea (já unida a Andrômeda em uma só mega-galáxia) e finalmente, o superaglomerado local de galáxias

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também se desintegrará. Os trabalhos de Vikhlinin e seus colegas serão publicados em dois artigos distintos no exemplar de 10 de fevereiro de 2009 da revista científica The

Astrophysical Journal. O Centro de Vôo Espacial Marshall da NASA em Huntsville, Alabama, coordena

o programa Chandra para o Conselho da Missão Científica da NASA em Washington. O Observatório Astrofísico Smithsoniano controla as operações

científicas e de vôo do Chandra a partir de sua base em Cambridge, Massachusetts.

Fontes e referências: ScienceNow Daily News: Galaxy Clusters Throttled by Dark Energy por Yudhijit

Bhattacharjee New York Times: Dark Energy Stunts Galaxies’ Growth por DENNIS OVERBYE

Science Daily: Dark Energy Found Stifling Growth In Universe Chandra press release: Dark Energy Found Stifling Growth in Universe

NASA – Marshall Space Flight Center: Dark Energy Found Stifling Growth in Universe por:

JD Harrington – Headquarters, Washington – j.d.harrington@nasa.gov Jennifer Morcone – Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala. –

Jennifer.J.Morcone@nasa.gov Megan Watzke – Chandra X-ray Center, Cambridge, Mass. –

cxcpress@cfa.harvard.edu NASA, WMAP: Timeline of the Universe

Scientific American: Beyond the Shadow of a Doubt? Dark Energy Independently Confirmed

Scientific American: Discovering a Dark Universe – A Q&A with Saul Perlmutter.Dark energy is pushing the universe apart at an ever faster rate.

Astrophysicist Saul Perlmutter recounts the experimental approaches he took to make that discovery. Por David Appell

Scientific American: Dark Forces at Work. Ten years ago two teams discovered that the universe will expand forever at an ever faster rate, thanks to an

unseen energy. The leader of one of the groups, Saul Perlmutter, expects that new observations will soon illuminate the universe’s dark side. Por David

Appell Universe Today: No “Big Rip” in our Future: Chandra Provides Insights Into

Dark Energy por Nancy Atkinson ArXiv.org: Chandra Cluster Cosmology Project III: Cosmological Parameter

Constraints Autores: A.Vikhlinin, A.V.Kravtsov, R.A.Burenin, H.Ebeling, W.R.Forman,

A.Hornstrup, C.Jones, S.S.Murray, D.Nagai, H.Quintana, A.Voevodkin Nature.com Blog: New clues for dark energy

Astro.Iag.Usp: Constante Cosmológica e Energia Escura aula por Ronaldo E. de Souza

Astro.Iag.Usp: A Inflação (cósmica) aula por Ronaldo E. de Souza Astro.Iag.Usp: A relatividade geral e a cosmologia aula por Ronaldo E. de

Souza Astro.Iag.Usp: A expansão do Universo aula por Ronaldo E. de Souza

Astro.Iag.Usp: O Big-Bang – aula por Ronaldo E. de Souza Inovação Tecnológica: Descoberta primeira evidência da existência da Energia

Escura Inovação Tecnológica: Teoria da Energia Escura completa 10 anos

Inovação Tecnológica: Cientistas criam primeira “imagem” da Energia Escura

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Inovação Tecnológica: Astrônomos descobrem parte da matéria perdida do Universo

A linha do tempo desde o Big-Bang - representação gráfica da evolução do Universo ao longo de 13,7 bilhões de anos: à esquerda está representado o

momento mais cedo que hoje podemos medir, quando um período de “inflação” produziu uma expansão de crescimento exponencial no Universo (o tamanho está representado pela largura vertical da grade ilustrada no

infográfico). Nos bilhões de anos seguintes, a expansão o Universo gradualmente reduziu-se através da atração gravitacional exercida pela matéria sobre si mesma. Mais a frente a expansão começou a acelerar-se novamente em decorrência da predominância da energia escura atuando

sobre a expansão do Universo. A radiação de fundo primordial (CMB) detectada pelo WMAP foi emitida cerca de 380.000 anos após a era da

inflação quando o Universo deixou de ser opaco e tornou-se transparente permitindo que a radiação fluísse livremente. A assinatura do Universo

primordial, anterior aos 380.000 anos, está presente na CMB que fornece o pano de fundo para o desenvolvimento do Universo. Crédito: NASA/WMAP

Science Team

A infindável busca do conhecimento… Eternos Aprendizes

• Início • Índice

• Termos de Uso « Estudo independente confirma: o destino do Universo é controlado pela

Energia Escura NGC 6543 – a Nebulosa Olho de Gato é capturada pela visão de raios-X do

telescópio Chandra » Novo modelo cosmológico tenta dar novas pistas sobre o Big-Bang e o

Universo inflacionário

A comunidade científica em geral pensa que todo e qualquer traço do que havia antes do Big-Bang foi apagado, ou seja, não pode ser medido, detectado

ou observado. Agora, um grupo de astrofísicos acredita que interpretando vestígios dos estágios iniciais do Universo poderão trazer-nos algumas pistas

sobre isso. Marc Kamionkowski, do Caltech (California University of Technology), EUA, declarou que “Não é mais uma completa loucura

perguntar-se ‘o que aconteceu antes do Big-Bang‘”. Kamionkowski liderou um time que propôs um modelo matemático explicando uma anomalia na teoria da distribuição uniforme da radiação e matéria. Esse estudo foi detalhado no

jornal cientifico Physical Review.

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O Universo Inflacionário – Crédito: WMAP Science Team, NASA. O Universo tem se expandido gradualmente. Entretanto, sua expansão inicial foi extraordinariamente tão rápida quanto o seu crescimento desde as

flutuações em escala quântica em um trilionésimo de um segundo. De fato, esse cenário cosmológico, denominado Inflação, tem sido esmiuçado,

evidenciado e quantificado pela análise de 5 anos dos dados do observatório espacial WMAP. Os equipamentos do WMAP detectaram a radiação de

microondas cósmica de fundo (Cosmic Microwave Background – CMB) – o brilho residual do Universo primordial. O extraordinário sucesso WMAP na

exploração do primeiro trilionésimo de segundo, favorecendo os cenários da teoria inflacionária se apóia na sua habilidade de realizar medidas precisas e

inéditas das propriedades da radiação de microondas de fundo. As sutis propriedades são destiladas das condições do Universo primordial

relacionadas aos seus primeiros momentos de existência. O diagrama esquemático acima retrata os 13,7 bilhões de anos (além do trillionésimo de

um segundo) da história do Universo desde a escala quântica inicial até a escala da formação das estrelas, galáxias e planetas.

Os investigadores analisaram o fenômeno chamado inflação, inicialmente proposto em 1980 por Alan Güth, que infere que o espaço expandiu-se

exponencialmente nos instantes seguintes ao

A Expansão Exponencial do Universo

Big-Bang. Adrienne Erickcek, do time da Caltech, explicou que o problema da tese da inflação, entretanto, é que o Universo não é tão uniforme quanto à forma

simplificada que a teoria original preconiza – há assimetria. Até recentemente as medidas da radiação cósmica de fundo (CMB – uma forma de radiação eletromagnética que permeou o Universo cerca de 400.000 anos depois do Big-Bang) estavam consistentes com a tese da inflação cósmica – as flutuações minúsculas na CMB pareciam, na média, estarem espalhadas por

todas as direções. Há alguns anos um grupo de pesquisadores que incluía Krzysztof Gorski do Jet Propulsion Laboratory da NASA (JPL), Pasadena, Califórnia, emiuçou dados do

observatório espacial WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Os cientistas perceberam que a amplitude das flutuações na CMB não é a mesma

em todas as direções como a tese inflacionária sustenta. A inflação e o “curvatron

“Se nossos olhos pudessem ver as freqüências de radio, nós veríamos o céu inteiro brilhando. É isso que o

“

WMAP vê”, disse Kamionkowksi. WMAP nos apresentou a CMB como o brilho originado no Big-Bang, que decaiu em

radiação de microondas com a expansão do Universo ao longo de 13,7 bilhões de anos.

Esta visão detalhada de todo o céu mostra o jovem Universo a partir de 5

anos de pesquisa via WMAP. A imagem revela flutuações em torno da temperatura média do Universo de 2,725 +/- 0,0002 Kelvin (aparece nas

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diferenças de cor) que correspondem às sementes que cresceram para se tornarem nas galáxias. O ruído causado pela Via Láctea foi subtraído dessa imagem usando dados de várias freqüências. A imagem mostra um intervalo

de temperatura de +/- 200 microKelvin (0,0002 graus K), as regiões vermelhas são as áreas mais quentes no céu e as azuis mais frias. Crédito:

NASA / time do WMAP

Assimetrias Universais: Esse mapa acima do Universo, gerado por 5 anos de levantamentos realizados pela sonda WMAP, mostra pontos frios e pontos quentes, não mais que 200 micro-kelvins acima ou abaixo da temperatura

média da CMB (radiação cósmica de microondas de fundo), a radiação residual do Big-Bang. Possíveis assimetrias nos dados apurados, desvios

ligeiramente maiores que a temperatura média em uma metade do céu em relação à outra metade, indicam que possivelmente o modelo padrão da

origem do Universo deverá ser revisto e atualizado.

A sonda WMAP revelou também desvios mais pronunciados, variações em relação ao valor médio, na CMB em uma metade do céu em relação ao outra

parte. “Isto é uma anomalia certificada”, afirmou Kamionkowski. “Mas desde que a teoria da inflação parece explicar tão bem tudo mais, parece-nos prematuro

descartar essa teoria”. Ao contrário, o time de pesquisadores olhou a matemática envolvida por trás da hipótese inflacionária endereçando a

assimetria. Inicialmente o time testou se o valor do campo singular de energia, ao qual se

atribui ter originado a inflação, denominado “inflatron“, se manifestou de maneira distinta em um lado do Universo em relação ao outro lado. Isso não

parece ser o caso – eles descobriram que se o valor médio do “inflatron” fosse alterado, então a temperatura média e a amplitude das variações energéticas no espaço também mudariam. Assim eles exploraram em seguida um segundo

campo energético, chamado “curvatron“, que já havia sido proposto anteriormente para tentar explicar as flutuações observadas na CMB. Os

cientistas introduziram uma perturbação no campo “curvatron” que afetou apenas a variação da temperatura ponto a ponto através do espaço e

preservou seu valor médio. Baseado nisso, disseram os pesquisadores, o novo modelo prevê a existência de mais pontos frios do que quentes na CMB.

Erickcek acrescenta que estas previsões serão testadas pelo satélite Planck, uma nova missão internacional liderada pela Agência Espacial Européia com

participação significativa da NASA. O lançamento da sonda Planck está programado para abril de 2009.

As descobertas trazem a chave de um maior entendimento sobre a inflação cósmica. Segundo Erickcek “A inflação é uma descrição de como o Universo se expandiu… suas previsões têm sido verificadas, mas o que a causou e quanto tempo a inflação durou? Esta é uma nova maneira de olhar o que aconteceu

durante a inflação, que possui diversas lacunas esperando para serem preenchidas”.

Mas a perturbação que os pesquisadores introduziram podem também oferecer a primeira luz sobre o que ocorreu antes do Big-Bang, uma vez que

essas discrepâncias poderiam ser uma assinatura herdada do tempo anterior a inflação. “Todas essas questões estão escondidas atrás de um véu e se nossos

modelos se sustentarem nós temos uma chance de ver através desse véu”, observa Kamionkowski. Um pouco de cautela?

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O cosmologista David Spergel de Princeton contesta essa descoberta e comenta que ele acha que os estudos de Caltech são intrigantes, contudo

devemos ser cautelosos, pois os dados publicados apenas revelam as assimetrias em largas escalas, comparando partes do céu maiores que a área da Lua cheia. “É importante mostrar que a [aparente] assimetria deveria ser

independente da escala utilizada, então a significância estatística dessa assimetria é controvertida”.

Ainda há problemas a serem desvendados. Essas anomalias detectadas na CMB irão gerar muita polêmica na cosmologia, novas explicações e teses serão

propostas, incrementando e aprimorando o modelo da origem e evolução do Universo.

Fontes e Referências: 5 anos do WMAP revelaram três grandes segredos do Universo: os neutrinos

primordiais, o fim da idade das trevas e a inflação cósmica COSMOS: First clues to what came before the Big-Bang

Caltech Press Release, 16/12/2008: Caltech Researchers Interpret Asymmetry in Early Universe

Science News: Lopsided universe demands different explanation Innovations Report: Caltech researchers interpret asymmetry in early universe

Space.com, 13/01/2009: Glimpse Before Big Bang Possible