quinta-feira, 19 de março de 2020

O NOBEL DA FÍSICA DE 2019: COSMOLOGIA E EXOPLANETAS



Meu artigo para a revista Anti-Matéria dos estudantes de Física da Universidade de Coimbra:

Em 1929 o astrónomo norte-americano Edwin Hubble, usando o telescópio de Monte Wilson,  na Califórnia, chegou à conclusão de que as galáxias se estavam a afastar umas das outras e que as mais distantes se afastavam mais rapidamente. Foi o início da teoria do Big Bang, segundo a qual o Universo teve início há cerca de 14 mil milhões de anos. A lei de Hubble diz que há uma proporcionalidade directa entre velocidade das galáxias, que se pode medir graças ao “desvio para o vermelho” da luz, e a distância à nossa Galáxia.

O físico americano de origem russa George Gamow propôs, em 1946, que o Universo devia ter arrefecido enquanto se expandia. Dois anos mais tarde os astrofísicos norte-americanos Robert Herman e Ralph Alpher sugeriram um modo de provar a teoria do Big Bang. Deveria, segundo eles, existir  um “fundo de radiação cósmica”, isto é, uma radiação na zona das micro-ondas preenchendo todo o espaço. Essa radiação foi detectada em 1965 pelos físicos norte-americanos  Arno Penzias e Robert Wilson, que estavam a montar antenas de microondas para telecomunicações quando repararam num estranho “ruído de fundo”.  Foi o astrofísico Robert Dicke que lhes chamou a atenção para a possibilidade desta radiação ser a que tinha sido prevista.  A radiação era um sinal inequívoco da formação dos primeiros átomos, por todo o lado, cerca de 300.000 anos após o instante inicial. Penzias e Wilson ganharam o prémio Nobel da Física em 1978. O estudo do fundo de microondas através da missão COBE (Cosmic Background Explorer) da NASA usando o satélite COBE deu outro Nobel da Física em 2006, desta vez aos físicos norte-americanos George Smoot e John Matter, que dirigiram o projecto. As imagens obtidas são as mais antigas que temos do cosmos, uma vez que este era opaco antes da formação dos átomos.

O cosmólogo norte-americano James Peebles, professor da Universidade de Princeton, que recebeu metade do Prémio Nobel da Física deste ano, forneceu contributos notáveis para a decifração da radiação cósmica, ao focar as pequenas inomogeneidades correspondentes a diferenças na densidade de átomos num fundo que é bastante uniforme em todas as direcções. Peebles, ao estudar a distribuição angular da referida radiação, concluiu que o Universo é, em larga escala, plano – quer dizer, a geometria euclidiana é válida – e  que existem formas desconhecidas de matéria e energia, a que chamamos “matéria negra” e “energia negra”. A primeira é matéria que não vemos directamente, por não emitir luz, mas que se manifesta por exercer força da gravidade. A segunda é a manifestação de uma força em larga escalas. Sabemos muito pouco sobre as duas. Mas sabemos, graças aos trabalhos de Peebles e outros, que a matéria normal, a matéria de que somos feitos, não é mais do que cinco por cento de toda a matéria e energia do cosmos. O resto é matéria escura (26%) e energia escura (69%). Na resolução destes dois mistérios, o da matéria escura e da energia escura, talvez esteja a chave de uma nova física.

A segunda metade do prémio premiou a descoberta de novos planetas. Até 1995 só conhecíamos os nove planetas do sistema solar (de Mercúrio a Plutão, este relegado para “planeta-anão” já neste século). Mas, nesse ano, os astrónomos suíços Michel Mayor e Didier Queloz, da Universidade de Genebra, identificaram um planeta semelhante a Júpiter, o 51 Pegasi b, à volta de um estrela semelhante ao Sol, a 50 anos-luz da Terra. A descoberta  inaugurou o estudo dos exoplanetas. Hoje conhecemos mais de 4100 exoplanetas e, com a sua sistematização, começámos a perceber melhor como se formam os sistemas planetários como o nosso: estrela e planetas formam-se à medida que um disco de matéria, girando a grande velocidade, arrefece.  Haverá no vasto espaço planetas mais semelhantes à Terra do que 51 Pegasi b, que é um “Júpiter quente”? Sabemos que há, mas  falta saber se algum deles albergará alguma forma de vida, seja esta semelhante à da Terra ou não. Estamos à procura. Uma das questões mais importantes da ciência é a de conhecer a origem da vida. Indicações vindas de outros sistemas solares poderão ajudar a esclarecer esse mistério.

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