Incompreensível

Uma palavra fácil de ser interpretada incorretamente. Afinal, existe mesmo algo que seja incompreensível? Claro que não. Quer dizer, claro que não sabemos. Afinal não temos, nem nunca teremos, conhecimento de tudo o que existe.

Temas como “Deus” ou o “Big Bang”, ou talvez o que havia antes do “começo” de tudo (se é que houve tal começo), serão incompreensíveis? Seriam estes fatos e conceitos impossíveis de serem compreendidos por qualquer mente no universo? Até o momento, não sabemos. Eu prefiro acreditar que não.

Mas por que essa palavra hoje à tona? Simplesmente porque foi essa a essência de uma notícia com a qual entrei em contato hoje. Um evento astronômico bizarro, impensável para os meros mortais como eu, que, neste momento, podemos “ver” mas não compreender. Ao menos não totalmente.

Surge em nossos céus – me refiro a áreas do espaço que estamos monitorando – em 14 de junho de 2015, uma luz absurda. O sistema telescópico automatizado de busca (ASASSN), da universidade de Ohio, dá o alarme: a supernova mais intensa já detectada em toda a história!

Os números são assustadores. Me arrisco a dizer: incompreensíveis. Uma explosão com energia 570 bilhões de vezes superior à do nosso Sol. Isso equivale a cerca de 20 vezes mais que o total emitido por todas as estrelas de nossa galáxia juntas. Consegue abstrair o que seja isso? Tenho certeza que não.

Passou pela sua cabeça o que teria causado uma explosão de tal magnitude? Quais seriam as causas? Talvez não é? Afinal, é uma supernova. Ou pelo menos assim estamos entendendo que seja.

Sabemos que existem alguns tipos de Supernova. Sabemos também que as maiores ocorrem quando estrelas com massas bem superiores à do nosso Sol chegam ao fim de seu combustível nuclear e com isso entram em colapso, com a gravidade chegando ao limite da densidade possível, causando uma explosão descomunal. Esta Supernova da qual estamos falando foi 200 vezes maior que uma Supernova convencional e 3 vezes maior que a antiga recordista.

Então o problema está resolvido: uma estrela inimaginavelmente massiva explodiu e causou essa explosão, certo? Talvez. A verdade é que não sabemos o que causou esse mega-evento cósmico, pois o mesmo superou nossos limites de conhecimento atuais. Assustador, fascinante e animador.

A maioria das pessoas nem mesmo ficará sabendo desse evento. Mas, talvez, algumas pessoas que souberem acabem se perguntando: mas e a Terra? Corremos perigo?

A incrível e assustadora explosão foi captada pelos telescópios da Terra em junho do ano passado. Esse foi o momento em que a luz da explosão chegou até nós. Porém, ela ocorreu há 3,8 bilhões de anos-luz de distância. Isso significa que a luz da explosão viajou pelo espaço durante 3,8 bilhões de anos até chegar por aqui. Significa também que a explosão ocorreu de fato há 3,8 bilhões de anos atrás, quando a Terra ainda era um bebê. A essa distância, não estamos correndo risco algum.

O universo continua nos assustando, nos surpreendendo. E não nos enganemos: “ele” mostra constantemente que somos menos que uma partícula de poeira, cuja existência ainda não passa, e talvez nem passará, de um milésimo de segundo universal. Como sempre, prevalece o assombro e uma sensação de humildade. Mas sobre esta última, a ficha insiste em não cair.

Por que não caímos no Sol?

Muitas pessoas não entendem processos básicos sobre a natureza ou a realidade – ou sobre o universo como preferir – processos esses que poderiam mudar a forma como veem e compreendem as coisas e a si mesmas, simplesmente por não fazerem perguntas como as crianças o fazem.

Por isso, não entendemos nem mesmo como funciona nossa casa ou nossa vizinhança cósmica. Não compreendemos o básico, dando oportunidade, com isso, para que aceitemos qualquer informação como válida. No entanto, essa “validade” dificilmente sobreviveria às primeiras e mais simples perguntas. Mas, como não as fazemos, somos vítimas de nosso silêncio.

Por que os planetas não caem sobre o Sol? Não é uma pergunta que uma criança faria com naturalidade e empolgação?

Vamos à resposta, usando, primeiramente, um exemplo de uma pedra atraída pela Terra pela gravidade.

Se soltarmos a pedra de certa altura, ela cai na vertical, sempre em direção ao centro da Terra, onde a densidade, e, portanto, a gravidade, são maiores. Se atirarmos a pedra na horizontal, ela já não cai mais na vertical, mas descreve uma curva parabólica. Quanto maior a velocidade da pedra na horizontal, mais longa a curva e mais longe ela cai.

Um satélite em órbita em torno da Terra é exatamente como essa pedra, só que viajando a uma velocidade tão alta – 28.000 km/h por exemplo – que continua sempre caindo, sem tocar no chão.

Os planetas também são satélites – do Sol – “caindo” sobre ele. E por que não caem de vez? Porque no espaço não tem ar e, portanto, não tem atrito. É uma queda “praticamente” eterna, até que algo interaja com eles.

É por isso que estamos aqui. Porque a Terra cai em direção ao Sol há mais de 4,5 bilhões de anos. Se estamos aqui, é em função desse fato, o que possibilitou muitos outros nesse tempo todo. É incrível que hoje, com tantas informações ao nosso redor, não saibamos, e fiquemos boquiabertos com a quantidade de coisas básicas que não sabemos a nosso respeito, simplesmente porque a criança dentro de nós parece ter desaparecido.

O céu é a ilusão

Supondo que tivéssemos o costume de olhar para o céu, e também tempo para isso, durante o dia é o Sol, nossa estrela, que domina, viajando do leste para o oeste. Mas é ele mesmo que se move? Ilusão: quem está girando, é claro, somos nós, só que do oeste para o leste.

Já andou de carrossel? Pois é. A Terra é o nosso carrossel, girando sobre seu eixo como um pião. Só que este pião está inclinado aproximadamente 23,5 graus com relação ao “chão”, sendo este o plano onde ficam (aproximadamente) situados todos os demais planetas do sistema solar. Esse movimento, quando observado à noite, explica porque as constelações também viajam de leste para oeste. Mas as constelações são reais? Ou mais uma ilusão?

Acreditamos que as constelações são grupos de estrelas vizinhas. Outra ilusão. As estrelas que compõem uma determinada constelação podem estar separadas por distâncias enormes, de milhares de anos-luz. Normalmente, percebemos apenas suas projeções no céu, e, com isso, somos levados a achar que as estrelas estão todas juntas de fato. A ilusão se torna quase inevitável, tendo em vista que, às vezes, as estrelas mais distantes são também as mais luminosas, e aparentam estar mais perto do que na realidade estão.

As constelações são resultantes da perspectiva celeste, que, apesar de ser tridimensional, aparenta ser bidimensional: o céu parece uma cúpula ou uma redoma. Além das estrelas de uma constelação, tendo em vista a dimensão de profundidade, não estarem verdadeiramente agrupadas, elas também não ocupam realmente aquele lugar. Isso basicamente por duas razões:

A primeira é que o que vemos não é a estrela e sim uma faixa do espectro eletromagnético que ela emite: a luz visível. O que vemos é a luz que saiu da estrela em algum momento no passado e viajou até chegar aqui. Nessa viagem, sua luz é desviada pela curvatura do espaço, causada pela matéria bariônica (nós e tudo que vemos) e pela matéria escura (que ainda não sabemos do que se trata).

A segunda é que, dependendo de onde a estrela estava quando sua luz partiu de lá para um dia chegar até nossos olhos, essa viagem da luz pode ter demorado tanto que no momento que observamos sua luz (neste “agora”) a estrela pode muito bem não existir mais.

Afinal, no meio de tantas ilusões, onde realmente estamos? Nossa visão do céu é produto dos vários movimentos da Terra, um em torno do seu eixo, o outro em torno do Sol – assim como nós e o Sol girando em torno do centro da Via Láctea, juntamente com suas outras centenas de bilhões de estrelas e planetas.

Fonte: Livro Micro Macro (Marcelo Gleiser)

Buracos negros não são buracos

Devido à descoberta do maior buraco negro já conhecido, cuja massa equivale a 6,6 bilhões a massa da “nossa” estrela, o Sol, voltamos a falar no assunto “Buracos Negros”. Esse gigante fica localizado na galáxia M87, felizmente a uma distância considerável (50 milhões de anos-luz), e não nos preocupa. Mas isso não significa que outros não sejam motivos de preocupação. O centro da nossa galáxia possui um com massa superior a 4 milhões a massa do Sol. Outros podem estar ao nosso redor sem ainda terem sido notados.

Mas o que quero esclarecer a quem tem certa curiosidade no assunto é que, ao contrário do que se pensa quando se ouve falar num buraco negro é que ele não é um buraco.

Antes de mais nada, é preciso entender o que diz a Teoria da Relatividade Geral de Einstein. A ideia geral não é difícil. Einstein mostrou que a gravidade pode ser entendida como o efeito da curvatura do espaço em torno de objetos. Quanto mais massa tem o objeto, mais curvo é o espaço à sua volta.

Seria como uma bola de aço colocada no meio de uma cama elástica. O espaço, que seria o tecido da cama elástica, fica cada vez mais encurvado ao redor da bola de aço, que pode ser qualquer objeto com massa no espaço. Ou seja, para entender o que é e como surge um buraco negro é preciso ter em mente essa curvatura do espaço causada por objetos massivos.

Toda estrela tem um ciclo de vida: ela nasce, evolui e morre. Essa trajetória depende essencialmente da massa da estrela. Quanto mais massa, menos ela vive e mais dramática é a sua morte. Alguns dos eventos mais energéticos que existem no universo, as explosões de supernova, são os momentos finais de estrelas com massas dez ou mais vezes maiores que a do nosso Sol.

Lembrando que a massa encurva o espaço, para entender o que como surge e o que é um buraco negro, basta levar essa ideia ao extremo. Se a concentração de massa for muito grande, a curvatura será enorme. Quanto maior a curvatura mais difícil a qualquer coisa escapar dela. O buraco negro nasce quando a curvatura é tal que o espaço curva-se sobre si mesmo, fazendo com que nada mais escape de seu interior, nem mesmo a luz.

O nome “buraco negro” se deve ao fato da luz entrar e não sair jamais. Ou seja, o buraco negro não emite luz. Não é visível diretamente de forma alguma. Mas ele não é um buraco. É um objeto, formado pelo que restou de uma estrela enorme (enorme em termos de massa e não necessariamente de tamanho). Além de ser formado pelo material que sobrou de uma supernova (a explosão de uma estrela), também é formado pela reação entre seu material e o material que cai em suas garras. Mas que garras são essas? A própria curvatura do espaço claro. Mas isso tem uma explicação melhor: o horizonte de eventos.

O horizonte de eventos de um buraco negro, sua garras, é a distância que delimita sua influência irreversível. Se algo atravessar esse ponto em direção ao buraco negro, não tem mais volta, jamais escapará de ser devorado por ele. Apesar de muitas teorias, todas muito interessantes, ninguém sabe ainda o que de fato acontece no buraco negro. Para saber mais sobre tais teorias, pesquise sobre a Radiação Hawking.

Sol desmistificado

Na antiguidade, a cada vez que os Vikings testemunhavam um eclipse solar, eles começavam a gritar com todas as suas forças para que o deus Skol desistisse de engolir o Sol e o vomitasse de volta. Por uma infeliz coincidência, essa crença era reforçada constantemente pois sempre “dava certo”. Passados tantos anos, mesmo hoje em dia muitos ainda não sabem exatamente o que é o Sol.

Para muitos o Sol é sinônimo de bola de fogo. Não é bem assim. Ele não é uma bola de fogo. É uma estrela, como tantas outras que podem ser vistas como pontos brilhantes no céu noturno. Afinal, se ele não é uma bola de fogo, do que se trata então?

Os filósofos gregos, seguindo os passos de Aristóteles, acreditavam que o Sol e as estrelas eram feitos de uma substância diversa das que encontramos na Terra: o imutável éter. Galileu desmentiu essa noção ao demonstrar que a superfície do Sol era coberta ocasionalmente por “manchas”, estando longe de ser perfeito.

A espectroscopia também mostrou que o Sol é feito dos mesmos elementos químicos encontrados na Terra, embora em proporções diferentes. O Sol é uma gigantesca esfera de gás incandescente que contém 91,2% de hidrogênio, 8,7% de hélio e apenas 0,1% dos outros elementos, como ferro,  potássio, cálcio e manganês.

Se pudéssemos cortar o Sol como fazemos com uma laranja, veríamos que seu interior é composto por camadas bem diferentes. Para nós, as duas mais importantes são a região central, o coração do Sol, com um raio aproximado de 200.000 (mil) quilômetros e uma temperatura de 15 milhões de graus, e a fotosfera, com um raio de 500 quilômetros, a região exterior, de coloração amarelada, vista aqui da Terra. Essa cor resulta da temperatura da fotosfera, que é de aproximadamente 6.000 graus.

O Sol é uma estrela de dimensões bastante modestas, com cerca de 700 mil quilômetros de raio (a Terra tem 40.000). O que determina seu tamanho? Basicamente, as estrelas devem sua existência a um equilíbrio temporário entre a atração gravitacional, que quer concentrar sua massa em um volume pequeno, e a enorme pressão gerada em seu interior, que tende a fazer com que ela se expanda, como um balão. É o resultado constante da gravidade que a implode e da fusão nuclear que a expande. O tamanho de uma estrela está diretamente relacionado à sua massa.

O Sol nasceu há aproximadamente 5 bilhões de anos e, desde então, vem produzindo energia. Infelizmente para aqueles que pensam que o Sol é eterno, essa situação não pode se manter indefinidamente: um dia o Sol vai esgotar o combustível (hidrogênio) que existe em seu interior e, não tendo mais a reação nuclear que o expande, irá ceder à força da gravidade que busca implodi-lo o tempo todo. Entrará em colapso.

A eficiência da fusão no interior do Sol é impressionante: a cada segundo, 300 milhões de toneladas de hidrogênio são convertidos em hélio. E o Sol vem fazendo isso há mais de 5 bilhões de anos.

A título de ilustração, basta dizer que a fusão de 1 quilo de hidrogênio em hélio gera energia suficiente para manter uma lâmpada de 100 watts brilhando por 1 milhão de anos.

O Sol já converteu cerca de 5% de sua massa total em hélio. Para isso, se passaram 5 bilhões de anos. Porém, um dia vai voltar hidrogênio e a eficiência do processo será comprometida. Quando o hélio aumenta, o mesmo ocorre com a luminosidade solar: em apenas 500 milhões de anos, o Sol será 10% mais luminoso, o que causará um aumento de temperatura fatalmente desastroso para a vida na Terra.

Mesmo com o aumento da luminosidade, a fusão de hidrogênio ainda irá durar 5 bilhões de anos. O Sol encontra-se hoje no meio de sua vida. Quando finalmente o hidrogênio acabar, nossa estrela iniciará uma luta desesperada para preservar sua existência, fundindo primeiro hélio em carbono, e depois carbono em oxigênio. Como esse núcleos têm ainda mais prótons, e portanto sofrem maior repulsão elétrica, serão necessárias temperaturas e pressões ainda mais altas para sua fusão. A fusão de hélio em carbono só ocorrerá quando a temperatura do Sol chegar a 100 milhões de graus.

Como os gases aquecidos tendem a se expandir, o Sol irá inflar, crescendo até 100 vezes o seu tamanho atual. Ele engolirá Mercúrio e ejetará 30% de sua matéria no espaço. Com o crescimento do Sol, a fotosfera ficará tão distante da fornalha central que sua temperatura cairá: próximo do fim, o Sol se transformará numa gigante vermelha.

A pressão no centro continuará crescendo devido à insistente força da gravidade. Quando a temperatura no seu interior chegar a 300 milhões de graus, o Sol passará por outra transformação: seu coração se transformará numa estrela chamada Anã Branca, formada por prótons e elétrons a densidades imensas. Uma colher de sopa dessa matéria pesaria aqui na Terra cerca de 1 tonelada.

Uma anã branca tem massa semelhante à do Sol, mas comprimida no tamanho da Terra. A energia liberada por essa última transformação viajará do centro até a superfície do Sol com força explosiva, expelindo novamente suas camadas externas pelo espaço a velocidades incríveis. Restarão apenas a anã branca e o véu que os astrônomos chamam de nebulosa planetária, que espalha hidrogênio, hélio, carbono e um pouco de oxigênio pelo espaço.

Assim como da gravidade, somos criaturas da luz: nossa fisiologia é controlada pelo nascer e pelo pôr-do-sol. Contamos os dias, e o passar do tempo, usando o ir e vir da luz. Portanto, estamos

Fontes: Livro Poeira das Estrelas (Marcelo Gleiser)