BIG BANG

• IntroduçãoDo nascimento do universo aos dias de hoje
• Como ocorreu o Big BangTudo começou com uma súbita expansão
• O grande experimentoLHC, a máquina que vai decifrar os mistérios cósmicos
• A "partícula de Deus"Por que os cientistas querem encontrar o bóson de Higgs
• Ordem de grandezaDo minúsculo quark aos aglomerados de galáxias
• O surgimento da vidaDa sopa primordial de moléculas até o homem
• Estaremos sós?A procura pela vida fora do nosso planeta
• A expansão continua Com 13,7 bilhões de anos, o universo ainda cresce.
• Como tudo vai acabar As quatro hipóteses mais aceitas sobre o fim do universo
• O gênio em açãoEinstein e as idéias que revolucionaram a ciência
• Como funciona o cosmo40 perguntas e respostas que explicam o universo
• Os mitos de origemQuando a ciência e a religião chegam a conclusões parecidas
• Retrospectiva VEJA 40 anosQuatro décadas de reportagens científicas
• Entrevista George Smoot, o prêmio Nobel que encontrou provas do Big Bang





No início era...
...um ponto minúsculo que concentrava toda a energia do cosmo. Tentar entender como daí nasceu o universolevou a humanidade à sua mais extraordinária aventuraintelectual, que chega ao ápice neste ano
Rafael Corrêa
Gary S. Chapman/Getty Images/Royalty Free

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Nesta reportagem• Quadro: O nascimento do universo
Como era o universo antes da súbita expansão inicial, o Big Bang? Nenhum cientista sabe e talvez nunca venha a saber. O que ocorreu para que uma semente de energia estável menor que um próton, um dos componentes do átomo, entrasse em furioso desequilíbrio e passasse a ocupar com jorros de partículas, em poucos minutos, uma região de trilhões de quilômetros? A ciência está a um passo de comprovar na prática os modelos teóricos que mostram como era o universo nas primeiras frações de segundo depois do Big Bang. O que segue nas páginas desta reportagem especial é um resumo ilustrado do que já se sabe a respeito do universo e da investida mais ousada da ciência no campo da cosmogênese – a ser feita em uma "máquina de brincar de Deus", o LHC (sigla em inglês para Large Hadron Collider), instalado em Genebra, na Suíça. Os cientistas querem encontrar o bóson de Higgs, partícula fundamental que, em tese, dotou todas as outras de massa logo depois do Big Bang. Nessa missão, a ciência testa seus limites e vê-se obrigada a equilibrar-se para não resvalar em noções religiosas como o infinito e o eterno.

Do Big Bang à nossa casa...

NASA
...foi a sorte grande. Caso o ritmo de expansão depois do Big Bang fosse uma fração de milésimo de segundo mais lento, nosso planeta, a Terra, teria se cozinhado nas vizinhanças do Sol e hoje seria apenas uma pedra tórrida circulando o astro. Uma fração de segundo a mais e nossa casa não seria nossa casa, pois a Terra poderia estar muito além de Netuno, o mais longínquo e gelado dos planetas, sem possibilidade de vida. Que forças calibraram o ritmo de expansão do Big Bang para que a Terra se acomodasse justamente na terceira órbita desse Sol generoso e estável? Ninguém sabe ao certo. Mas a ciência, com a ajuda do LHC, explicará pelo menos como surgiram os primeiros átomos e, a partir deles, as estrelas, galáxias e planetas como este tão hospitaleiro e frágil que é a nossa casa.

A rocha ganha vida...
...depois de bilhões de anos inóspita, cortada por tempestades elétricas esterilizantes e com uma atmosfera venenosa. Aos poucos a Terra começa a se transformar em um ambiente propício ao surgimento, à manutenção e à reprodução de formas orgânicas. De moléculas cada vez mais complexas surge o primeiro ser unicelular capaz de fazer uma cópia idêntica de si mesmo, de se reproduzir. Isso é vida. E vida sustenta mais vida. Logo as bactérias se espalharam pelo planeta. Até que, há mais de 500 milhões de anos, um fenômeno tão poderoso e misterioso quanto o Big Bang deixou seus registros fósseis. Examinados hoje, eles revelam uma súbita expansão da diversidade e da complexidade nas formas primitivas de vida. Foi a Explosão Cambriana, retratada artisticamente nestas páginas e assim chamada por ter ocorrido naquele período geológico. Os cientistas explicam adequadamente a evolução geológica do planeta, mas não têm todas as respostas sobre essa explosão, nem mesmo sobre como das moléculas orgânicas complexas apareceu o primeiro ser vivo.

Os bípedes dominadores auscultam o céu...
...em busca de sinais de outros bípedes tão sortudos e espertos quanto eles, capazes de ter enfrentado e derrotado, em outro planeta que não a Terra, todos os perigos da caminhada evolucionária e criado um aparelho de rádio qualquer que possa emitir ondas eletromagnéticas. Essa estrutura gigantesca incrustada no meio da floresta tropical de Porto Rico é o mais formidável esforço tecnológico do bípede esperto de cérebro grande e complexo, que batizou a si mesmo de Homo sapiens, para tentar achar sinais de vida humana inteligente no espaço. Esse é o maior radiotelescópio do mundo. Estamos sós no universo? Se tem boas respostas para o que ocorreu frações de segundo depois do Big Bang e começa a entender a origem da vida, o esperto bípede dominador da Terra pode apenas conjeturar sobre a inteligência alienígena – nada mais.

A máquina de brincar de Deus
O maior acelerador de partículas do mundo vai reproduzir os fenômenos que sucederam ao Big Bang, a "súbita expansão" inicial do universo
Rafael Corrêa, de Genebra
Divulgação Cern

O detector CMS: equipamento de 12 500 toneladas para analisar colisões de partículas com um trilionésimo do tamanho de um grão de sal

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Nesta reportagem• Quadro: Genebra, Europa, Planeta Terra, em 2008

• Quadro: Partículas reveladoras

• Quadro: A busca da "partícula de Deus"
A atmosfera pastoril na vizinhança do maior laboratório de física da Europa, o Cern, na periferia de Genebra, na Suíça, esconde a descomunal liberação de energia que se ensaia nos subterrâneos da região. Ali está sendo preparado o mais ousado experimento da história da física. Cem metros abaixo da superfície, físicos, engenheiros e técnicos fazem os acertos finais para pôr em operação a maior máquina já construída em todos os tempos – o acelerador de partículas LHC (sigla para Large Hadron Collider). O hádron, palavra grega que significa grosso, é uma partícula subatômica com massa – um próton, no caso. Ele é uma alegria para os cientistas por ser fortemente interativo. Os físicos, tanto quanto os paparazzi de celebridades, estão sempre interessados em flagrar interações. Sob essa ótica, o LHC é um reality show que vai produzir e acompanhar as interações mais íntimas do interior da matéria jamais observadas pelo homem. O LHC demorou catorze anos para ser construído e custou 8 bilhões de dólares. Previsto para outubro, o começo do funcionamento do LHC vem dominando as atenções da comunidade científica mundial. Seus responsáveis vão recriar as condições que existiam no universo quando ele tinha apenas um trilionésimo de segundo de existência. Isso é um feito de extraordinárias conseqüências práticas e teóricas. Equivale a lançar uma sonda capaz de viajar 13,7 bilhões de anos no tempo e registrar o espaço a sua volta, transmitindo dados para o mundo atual instantaneamente. Os químicos e biólogos nunca tiveram uma ferramenta tão poderosa a sua disposição. Para os primeiros, equivaleria a ter um microscópio que pudesse captar e mandar imagens das primeiras moléculas orgânicas, surgidas há 4 bilhões de anos, transformando-se em células capazes de fazer cópias perfeitas de si próprias. Para os biólogos, seria como estar numa arquibancada de cerca de 540 milhões de anos atrás, assistindo ao evento singular e misterioso batizado de Explosão Cambriana, quando a evolução se acelerou de forma espetacular no planeta. Ao final da Explosão Cambriana, a vida na Terra passou a ser dominada por animais e plantas que qualquer humano de hoje reconheceria como tais.
Divulgação Cern
O acelerador LHC: nesse tubo de 27 quilômetros de extensão, as partículas subatômicas serão aceleradas a 99,9% da velocidade da luz
Os físicos vão brincar de Deus com o LHC. Eles acelerarão seus hádrons em sentidos opostos dentro de anéis gigantescos, levando-os a 99,9% da velocidade da luz. Então, com a ajuda de um poderoso ímã, vão obrigá-los a mudar de sentido e se chocar. O choque espatifará os hádrons diante de placas sensíveis, que vão registrar e analisar o resultado da trombada – restos de matéria e energia miraculosamente encapsuladas, cada um produzindo uma assinatura de sua natureza e de sua hierarquia no momento da criação do universo. De todas as partículas a ser produzidas na colisão monunental, a que mais interessa aos físicos detectar é um certo "bóson de Higgs", que por enquanto existe apenas nas equações geniais de um físico inglês de 79 anos chamado Peter Higgs. O termo bóson designa um tipo de partícula que foi batizada em homenagem ao físico indiano Styendra Nath Bose, morto em 1974. Os bósons podem ir do genérico fóton de luz ao especialíssimo bóson de Higgs, que, na teoria, deu ao universo aquilo que mais nos interessa, a matéria, sem a qual os espertos bípedes surgidos na savana africana há 100 000 anos não estariam aqui hoje especulando sobre seu passado e a origem do mundo e da vida. Ele foi a partícula mensageira que carregou a energia de um campo que também tem o nome de Higgs. É por meio da interação com esse campo que as outras partículas ganharam massa no começo de tudo. Quanto maior a interação, maior a massa da partícula (veja gráfico). O bóson de Higgs é vital não apenas para sustentar o universo. Se ele não se materializar nas trombadas do LHC em Genebra, o que desmorona é a reputação de gerações e gerações de físicos festejados como gênios na academia. O bóson de Higgs é também chamado de "Partícula de Deus". Mas, sem ela, quem está em apuros não são as religiões e suas versões para o gênese, e sim a ciência. Encontrar a assinatura do bóson de Higgs nas placas detectoras do LHC em Genebra provaria a teoria amplamente aceita no mundo científico. Também forneceria uma peça-chave no complicado quebra-cabeça que tenta explicar a origem de tudo. "Se o bóson de Higgs existir, da maneira como a teoria prevê, ele vai aparecer no LHC", disse a VEJA o físico Wolfgang Hollik, diretor do Instituto Max-Planck para a Física, na Alemanha. A certeza de Hollik vem de cálculos realizados por ele e seus colegas para determinar a massa do bóson de Higgs. Segundo os físicos, as colisões produzirão energia mais do que suficiente para recriá-lo em grandes quantidades.
Como os cientistas têm tanta certeza de que as trombadas de prótons do novo acelerador darão origem a partículas que nunca foram vistas? Simples. Com seus 27 quilômetros de circunferência, o LHC é a pista perfeita para acelerar prótons a uma velocidade próxima à da luz, aumentando sua energia. Depois de completamente acelerado, um único feixe de prótons, com cerca de 100 bilhões de partículas, terá energia equivalente à de um trem de 400 toneladas viajando a 150 quilômetros por hora. Quando se imagina que cada feixe será um pouco maior que uma agulha de costura, a concentração de energia é gigantesca. Segundo a famosa equação de Einstein E=mc2 (energia é igual à massa vezes a velocidade da luz ao quadrado), massa e energia podem ser transformadas uma na outra. Ao baterem de frente, os prótons terão energia de sobra para criar mini-Big Bangs e reproduzir as partículas presentes na infância do universo, incluindo o bóson de Higgs.
Divulgação Cern
Cristais de chumbo e tungstênio: os metais tiveram sua estrutura manipulada para ser mais sensíveis às marcas deixadas pelas partículas
A intensidade energética atingida no LHC será sete vezes mais forte que no Tevatron, o acelerador mais poderoso em operação, do laboratório americano Fermilab. Se uma pessoa entrasse na frente de um dos feixes de prótons do LHC, ela seria instantaneamente vaporizada. Tamanho poder vem por um preço alto. Enquanto estiver funcionando, o LHC consumirá eletricidade suficiente para abastecer quarenta shopping centers. O consumo só não será maior porque se resfriará o acelerador a 271 graus negativos, usando-se hélio na forma líquida. A temperatura, mais baixa que a do espaço, fará com que os materiais do LHC se tornem supercondutores, ou seja, eles oferecerão menor resistência à eletricidade e não dissiparão energia na forma de calor. Se fosse operar com a mesma potência sem o resfriamento, o novo acelerador gastaria quarenta vezes mais eletricidade.
Acelerar e colidir partículas é apenas a primeira parte do trabalho. Cada colisão produz milhares de novas partículas, que são analisadas por enormes aparelhos, os detectores. No total, são quatro detectores – Atlas, CMS, Alice e LHCb – instalados em cavernas cavadas ao longo do túnel subterrâneo onde está instalado o LHC. Um único detector, como o Atlas, pesa 7 000 toneladas em equipamentos. Quase todas as peças dele tiveram de ser baixadas por um guindaste através de um poço. As muito grandes precisaram ser colocadas de lado para passar pelo túnel. Uma vez no subsolo, as peças são conectadas por engenheiros e técnicos. "É como montar um daqueles navios que vão dentro de garrafas. Algumas partes, depois que você colocou, não tem mais como tirar", explica Denis Oliveira Damazio, físico brasileiro que trabalha no Cern e na construção do Atlas.
Divulgação Cern
O detector Atlas: com 25 metros de altura, o equipamento analisará milhões de colisões por segundo em busca do bóson de Higgs
A parte mais complicada é ligar e testar os milhões de fios que enviam os dados das colisões a uma central de computadores. Cada trombada de prótons gera uma cascata de novas partículas que "batem" nas placas dos sensores, onde dados como sua energia e velocidade são transformados em sinais digitais que seguem para os computadores. Cerca de 600 milhões de colisões ocorrerão por segundo nos núcleos dos detectores do LHC, mas os computadores vão selecionar somente uma centena delas para ser armazenadas, usando critérios preestabelecidos pelos físicos. Os dados seguirão para uma rede mundial de computadores, chamada de Grid, montada exclusivamente para guardar os dados produzidos pelo acelerador. Uma vez no Grid, as informações sobre as colisões estarão disponíveis para cientistas do mundo todo. Em apenas um ano de funcionamento, o LHC gerará 15 milhões de gigabytes de informação, que precisariam de 3,2 milhões de DVDs para ser armazenados.
Com tamanha quantidade de dados obtidos em apenas um ano, era de esperar que o bóson de Higgs aparecesse logo nos primeiros meses de funcionamento do LHC. Infelizmente, não é bem assim que funciona. Além de nunca ter sido detectado, ou seja, os cientistas não sabem exatamente o que vão encontrar porque há várias teorias, o bóson de Higgs é o que os físicos chamam de partícula instável. Se for criado depois das colisões, o bóson durará somente algumas frações de segundo e logo depois decairá em outros tipos de partícula mais estáveis. Em outras palavras, ele não é diretamente registrado pelos sensores, o que dificulta o trabalho dos cientistas. Para encontrá-lo, os físicos precisarão analisar a montanha de dados das colisões e procurar por perturbações energéticas que indiquem sua presença. A estimativa mais otimista é que a existência do bóson de Higgs seja confirmada um ano após o LHC entrar em funcionamento.
E se o bóson de Higgs não aparecer? Os físicos terão de rever sua explicação para o universo como o conhecemos. Isso porque o bóson de Higgs é uma peça-chave do Modelo-Padrão, sistema usado pelos cientistas para explicar a organização dos tijolos fundamentais que formam a matéria. Sem o bóson de Higgs, ou algo parecido com ele, o Modelo-Padrão, que tem sido testado e aprovado nos últimos quarenta anos, terá de ser revisto ou descartado. Disse a VEJA Benjamim Allanach, físico da Universidade de Cambridge, na Inglaterra. "Para mim, a ‘brincadeira’ fica mais excitante se não acharmos o Higgs, porque teremos de encontrar outras explicações para o início de tudo."

Da teoria à prática
Divulgação/ Cambridge
Parker: "O LHC nos dá a possibilidade de revelaro que a natureza manteve escondido"
Andy Parker é um físico experimental. Isso significa que se dedica a comprovar por meio de experiências aquilo que os teóricos explicam apenas por meio de equações e raciocínios. Quando ele começou a trabalhar na construção do detector Atlas, do LHC, o enorme equipamento era apenas uma idéia num pedaço de papel. Parker falou a VEJA em seu escritório no Laboratório Cavendish, na Universidade de Cambridge, Inglaterra.
Como o senhor define seu trabalho? Eu vou da teoria à prática. Meu trabalho é realizar as melhores experiências para testar as novas teorias que tentem explicar como o mundo funciona. Algumas vezes isso significa fazer descobertas, o que é muito empolgante. Na maior parte do tempo, os físicos experimentais provam que as teorias estão erradas.
Vai ser fácil encontrar o bóson de Higgs no LHC? Higgs é a única partícula do Modelo-Padrão que não encontramos até agora, e não foi por falta de tentativa. Não sabemos exatamente quanto pesa, então precisamos procurá-la em toda parte. É como tentar achar algo no escuro. Num cenário favorável, nós encontraremos Higgs em um ano. Se a partícula for leve, a busca será mais difícil e poderá levar três anos ou mais.
O que acontecerá se a partícula de Higgs não aparecer? Todo o nosso modelo de física de partículas se baseia no Higgs. Sem ele, seria difícil justificar nossas teorias. Então precisaremos encontrar algo novo para pôr em seu lugar. Para mim, seria muito mais interessante tentar encontrar esse algo novo do que uma coisa já esperada.
Qual seria a maior descoberta do LHC? Encontrar outras dimensões do espaço. Seria tão excitante quanto descobrir uma "quinta dimensão", como aquela dos filmes de ficção científica. Há muitas teorias prevendo a existência de outras dimensões. Elas são a chave para a criação de uma teoria unificada da física que junte as quatro forças fundamentais da natureza.
O senhor passou quase trinta anos trabalhando no projeto do Atlas. O que o manteve motivado? O desafio diário de projetar e construir o melhor detector de partículas possível, e também a possibilidade de revelar o que a natureza manteve escondido de nós.
O que há de tão excitante em provocar a colisão de partículas? É uma maneira de ver o desconhecido ao recriar as condições que existiram logo depois do Big Bang. Com um acelerador, nós podemos explorar os menores tijolos da matéria. E, claro, os aceleradores de partículas são uns "brinquedinhos" bem interessantes.
Estamos nos aproximando do ponto em que não haverá mais nada para ser descoberto? Não creio nisso. Toda vez que subimos na escala de energia dos aceleradores, encontramos novas coisas. A natureza sempre dá um jeito de nos surpreender e a ciência vai continuar fazendo novas perguntas, porque o homem é uma espécie curiosa.

Ordem de grandeza
Do minúsculo quark aos aglomerados de galáxias
Clique nos links abaixo para ver os gráficos• O muito pequeno e o muito grande • Em escala• A vida na Terra...• ...e, talvez, no espaço • É preciso entender a expansão...• ...para enxergar o fim• O universo de Einstein
40 perguntas sobre o universo
NASA
1. Como se sabe a idade do universo?Há várias formas de fazer esse cálculo. Uma delas é utilizar um índice numérico conhecido como constante de Hubble, que relaciona a velocidade atual de expansão do universo com a distância entre as galáxias. A partir dessa relação é possível descobrir desde quando as galáxias estão se movimentando e, conseqüentemente, quando o universo nasceu. Outra forma é considerar a idade das galáxias como o limite mínimo para a idade do universo inteiro. Pode-se estabelecer esse tempo pela análise das características das estrelas. Cor, temperatura e massa variam de acordo com o estágio evolutivo em que o astro se encontra. Existem ainda cálculos de física nuclear, que rastreiam isótopos radioativos em meteoritos. É o equivalente ao carbono 14 usado para a datação de fósseis.
2. Por que a noite é escura se há tantas estrelas no céu?A teoria mais aceita postula que, como o universo está se expandindo, as outras galáxias se afastam velozmente da Terra. Esse movimento relativo produz um fenômeno conhecido em inglês como redshift, em que a luz visível das estrelas passa a ser percebida na Terra apenas em suas freqüências menos energizadas. Outra razão é que a luz emitida por estrelas mais distantes ainda não chegou à Terra.
3. O que aconteceria se a Lua desaparecesse?A gravidade da Terra e a da Lua se influenciam mutuamente. O sumiço repentino da Lua tornaria o movimento de rotação da Terra caótico como o de um pião em baixa velocidade. Seria catastrófico para a vida no planeta, com alterações drásticas do clima. Períodos quentíssimos se alternariam, de forma aleatória, com fases de frio glacial. Os animais com mais chances de sobrevivência seriam os aquáticos, já que a temperatura da água varia mais lentamente. Embora um afastamento súbito da Lua seja improvável, sabe-se que ela está se distanciando da Terra à razão de alguns centímetros por ano. Por enquanto, não há motivo para pânico: bilhões de anos nos separam de um afastamento da Lua capaz de provocar alterações em nosso planeta.
4. Por que a Lua não tem atmosfera?A gravidade lunar, um sexto da da Terra, não consegue reter os gases que formam uma atmosfera. As moléculas dos gases que formam a atmosfera da Terra estão em constante movimento, mas para escapar para o espaço precisam ultrapassar a velocidade de 11 quilômetros por segundo. Só gases muito leves, como o hidrogênio, se movem tão rápido. Para fugir à gravidade da Lua, basta a velocidade de 2 quilômetros por segundo.

5. Por que às vezes a Lua muda de cor? A Lua, que durante o dia sempre é "vista na cor branca, às vezes, durante a noite, assume um tom amarelado. Isso porque nosso cérebro percebe a cor da Lua de maneira diferente nesses dois períodos. Durante o dia, o céu azul, iluminado pelos raios solares, permite ao cérebro perceber melhor a cor verdadeira do satélite. À noite, sem a luminosidade do Sol, nosso cérebro tem maior dificuldade para calcular a cor correta da Lua. Nos períodos mais secos do ano, esse efeito pode ser intensificado em função de partículas de poeira e poluição suspensas na atmosfera.
6. Há regras para a colonização do espaço? Um acordo assinado pelos países-membros da ONU em 1967, chamado de Tratado do Espaço, prevê que nenhum país pode se apropriar de corpos celestes. Como o texto não faz referência explícita a atividades comerciais ou científicas, tentou-se organizar esse tipo de exploração em 1979, quando a ONU propôs o Acordo da Lua. Sem os apoios americano e soviético, o projeto fracassou. Desde então, o entendimento é de que o espaço é de uso comum.
7. Por que o espaço é escuro mesmo nas proximidades do Sol?A luminosidade azulada que percebemos na Terra de dia é resultado da difusão dos raios solares na atmosfera. A ausência de matéria que exerça função semelhante em outras regiões do espaço torna-o escuro.
8. Por que existem estrelas de diferentes cores?As cores das estrelas variam em função de sua composição química e de sua temperatura. As estrelas menos quentes, que queimam a 3 000 graus, têm coloração vermelha. As mais quentes, nas quais a temperatura é de 30 000 graus, apresentam tons de azul.

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9. Qual a maior estrela conhecida? Em termos de massa e brilho, a maior estrela é Pistola, na nebulosa de mesmo nome. Acredita-se que sua massa seja 100 vezes maior do que a do Sol e que emita 10 milhões de vezes mais luz. Levando-se em conta apenas o tamanho – e não a massa –, a maior estrela conhecida é uma gigante vermelha no sistema VV Cephei, cujo raio é 4 000 vezes maior do que o do Sol. Se fosse colocada no lugar do Sol, ela engoliria Mercúrio, Vênus, Terra, Marte e Júpiter.
10. Por que os gases dos planetas gasosos e das estrelas não se espalham pelo espaço?Assim como qualquer corpo dotado de massa, os planetas gasosos e as estrelas têm um campo gravitacional. É a força da gravidade que impede o gás de se dissipar.
11. As estrelas podem se apagar um dia?Pode levar bilhões de anos, mas todas as estrelas um dia deixam de emitir energia luminosa. Isso pode acontecer de três formas. As estrelas de menor massa se transformam em anãs brancas e perdem o brilho aos poucos. As estrelas de maior massa explodem. A seguir, transformam-se em estrelas de nêutrons ou, se tiverem a massa muito grande, em buracos negros.
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12. O que aconteceria com um astronauta se ele caísse num buraco negro?O campo gravitacional nas imediações de um buraco negro destruiria o astronauta e sua nave antes mesmo que eles cruzassem o que os físicos chamam de "horizonte do evento" – ou seja, a região que circunda o buraco negro de onde não é possível retornar.
13. Um buraco negro pode engolir outro?Teoricamente, não existem limites para a massa que os buracos negros podem engolir. Portanto, eles poderiam absorver matéria indefinidamente. Um buraco negro não pode engolir outro, mas eles podem se unir, formando buracos negros ainda maiores.
14. Por que um Boeing não consegue entrar em órbita?Para entrar em órbita, qualquer objeto precisa voar acima da "velocidade de escape" da Terra – mais ou menos 33 vezes a velocidade do som na superfície do planeta. Nenhum avião convencional chegou perto dessa velocidade, muito menos os Boeing comerciais, que são subsônicos. Ainda que atingisse essa velocidade, o Boeing não se sustentaria em órbita, devido à ausência de ar.
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15. O que aconteceria com um astronauta que se desprendesse da estação em órbita da Terra?Se ele simplesmente se soltasse, seu destino seria vagar pelo espaço, sendo lentamente puxado para a Terra pela força gravitacional do planeta.
16. Como seria o universo se a antimatéria tivesse prevalecido sobre a matéria?Seria exatamente igual ao nosso, desde que a antimatéria tivesse prevalecido sobre a matéria na mesma proporção em que atualmente a matéria prevalece sobre a antimatéria. A única diferença é que todas as cargas positivas seriam negativas e vice-versa. Se houver dois universos paralelos, um constituído de matéria e outro de antimatéria, os dois poderão existir e se desenvolver nas mesmas condições desde que nunca haja contato entre eles. "Se uma pessoa feita de matéria se encontrasse com outra feita de antimatéria, as duas se anulariam mutuamente", explica o físico Carlos Escobar, da Unicamp.
17. Como os astronautas se orientam no espaço, onde as bússolas não funcionam?A orientação é feita por um conjunto de sensores, que determinam a posição relativa da nave com relação às estrelas e ao Sol, além de rastreadores GPS, que determinam tanto a posição na órbita quanto a orientação. Fora da órbita da Terra, entretanto, o GPS torna-se inoperante. A nave também é constantemente monitorada pelo controle na Terra. Em caso de falha de algum sistema, os astronautas podem calcular sua posição no espaço por meio da observação do Sol, da Terra e das estrelas.
18. Existem outras dimensões além das quatro conhecidas (comprimento, altura, profundidade e tempo)?A teoria conhecida como superstring (supercorda) propõe a existência de dez dimensões. Ao longo da evolução do universo, essas dimensões teriam sido embutidas nas quatro que conhecemos hoje.
19. É possível viajar no tempo?Santo Agostinho dizia que os profetas eram pessoas especiais a quem Deus dava o dom de viajar pela linha do tempo. Por muitos anos essa questão ocupou as mentes mais brilhantes do século XX, como Albert Einstein e Stephen Hawking. A Teoria da Relatividade deu um passo gigantesco rumo a uma resposta satisfatória ao propor um modelo em que a luz se torna constante enquanto o tempo se deforma na percepção de um observador em movimento. Quanto mais rápido ele viaja, mais longo fica cada segundo em comparação ao que ficou parado. O físico Kip Thorne, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, demonstrou que, em tese, é possível viajar no tempo pelos chamados "buracos de minhoca", nome dado a estruturas cósmicas remanescentes do Big Bang que conectam como túneis dois pontos distantes do universo. Mas a tese encontra obstáculos – o mais interessante deles é o chamado "paradoxo do avô", em que alguém volta no tempo, mata o ascendente paterno e, portanto, não poderia nascer. Além disso, ela implica o domínio de tecnologias de deslocamento no espaço totalmente fora do alcance da humanidade atual.
20. Qual a possibilidade de haver outros universos além do nosso?Algumas teorias falam da existência de múltiplos universos. O astrônomo americano Alan Guth sustenta que nosso universo poderia ser apenas uma bolha em uma árvore de infinitas bolhas. Segundo a teoria dos múltiplos universos, eles nascem e se desenvolvem independentes uns dos outros. Para certos estudiosos, poderia haver pontos de contato entre esses universos.
21. A matéria escura, que responde por 23% de tudo o que existe no universo, é realmente escura?Não. O termo serve para indicar que essa matéria é incapaz de produzir energia – ou seja, de emitir radiação eletromagnética.
22. Por que os planetas são redondos?A esfera é a única figura geométrica na qual todos os pontos da superfície estão à mesma distância do núcleo. É natural, portanto, que corpos com grande quantidade de massa e forte campo gravitacional, que tudo atrai para seu núcleo, se tornem esféricos. Na verdade, os planetas não são totalmente redondos. São ligeiramente achatados, devido ao movimento de rotação.
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23. O que é uma tempestade solar?Os gases próximos à superfície solar, mantidos a altíssimas temperaturas, liberam constantemente prótons e elétrons. Esses elementos permanecem num estado da matéria conhecido como plasma. De tempos em tempos, algumas regiões do Sol com campo magnético mais intenso atraem e acumulam esse plasma. Forma-se uma espécie de manto que impede a saída dos novos prótons e elétrons. As partículas acumuladas vão pressionando o manto de plasma, que se rompe, resultando em labaredas gigantes que liberam no sistema solar os prótons e elétrons que estavam retidos. Essas partículas viajam pelo espaço e chegam aos planetas. O campo magnético da Terra e a atmosfera funcionam como um escudo que blinda nosso planeta contra esse tipo de radiação. A vida seria impossível se ele chegasse à Terra com toda a sua intensidade.
24. Por que o Sol é vermelho na aurora e no poente?A luz do Sol é constituída pelas sete cores do arco-íris: violeta, anil, azul, verde, amarelo, laranja e vermelho. A luz normalmente se propaga em linha reta, mas na atmosfera os raios solares colidem com moléculas dos gases que a compõem e se espalham. Os de menor comprimento de onda, como o azul, são os que mais se espalham. Por isso o céu é azul. "No nascer e no fim do dia, quando vemos o Sol no horizonte, os raios precisam atravessar um caminho muito mais longo na atmosfera", explica Mikiya Muramatsu, coordenador do Laboratório de Óptica do Instituto de Física da USP. Apenas o laranja e o vermelho, mais longos, alcançam a região visível aos nossos olhos. É por isso que vemos o céu avermelhado nesses períodos do dia.
Alexandre Sant'Anna
25. Tudo no universo é feito de átomos?Análises realizadas pela sonda espacial Wilkinson, da Nasa, mostram que o universo é composto de 72% de energia escura, 23% de matéria escura, 4,6% de átomos e menos de 1% de neutrinos. Na prática, isso quer dizer que menos de 5% do universo é feito do tipo de matéria que conhecemos e é visível aos nossos olhos.
26. Por que o astrônomo Carl Sagan dizia que os humanos são feitos de poeira estelar?A afirmação alude ao fato de que somos feitos dos mesmos elementos que deram origem às estrelas e aos demais corpos celestes. Até mesmo os elementos químicos característicos dos seres vivos – como carbono, nitrogênio e oxigênio – são sintetizados nas fornalhas nucleares no interior das estrelas. Liberados quando uma estrela explode, esses elementos são incorporados a uma nova geração de estrelas, aos planetas que se constituem a seu redor e às formas de vida que vierem a se desenvolver nesses planetas.
27. Todos os planetas giram em torno do próprio eixo?Sim, por duas razões. Primeiro, porque os planetas tendem a conservar o estado de movimento inicial da matéria que os formou. A mesma atração gravitacional que mantinha gases e poeira em movimento – antes de reuni-los na forma de planetas – mantém hoje a rotação. "Tecnicamente, chama-se isso de conservação do momento angular", diz o astrônomo Francisco José Jablonski, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Os planetas também estão sujeitos a influências gravitacionais de outros corpos, como estrelas e satélites, que ajudam a definir seu eixo de rotação. Dentro desses parâmetros, há todo tipo de excentricidade. Vênus, por exemplo, gira em sentido contrário ao dos demais planetas.
28. O que aconteceria se a Terra parasse de girar?Sem a rotação, responsável pelos dias e pelas noites, a incidência de luz na superfície seria determinada pelo movimento da Terra em torno do Sol. O dia terreno passaria a ter a duração de um ano, metade dele com luz solar e a outra metade no escuro. O longo dia seria tórrido como Vênus (400 graus), enquanto a noite seria gelada como Júpiter (100 graus negativos). Há dois cenários teóricos possíveis. No primeiro, os oceanos se congelariam durante a longa noite de um dos lados do planeta e a Terra mergulharia numa era glacial. No segundo, a evaporação intensa das águas dos oceanos durante o dia criaria um efeito estufa de grandes proporções. O resultado seria um calor brutal. Em qualquer das hipóteses, a vida seria praticamente impossível.
29. Por que os quatro primeiros planetas do sistema solar são rochosos e os mais distantes são gasosos?Logo após a formação do Sol, há 4,5 bilhões de anos, as moléculas de gás e poeira que circulavam ao seu redor começaram a se juntar, formando embriões de planetas. O vento solar acabou por soprar os gases para longe, formando os planetas gasosos, mais distantes. Mais pesada, a poeira formou os planetas próximos ao Sol. "Quanto ao tamanho, os planetas gasosos costumam ser maiores do que os rochosos porque é mais fácil aglomerar gás do que partículas", explica o astrônomo Eduardo Janot, professor do Instituto Astronômico e Geofísico da USP.
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30. Que planetas giram em velocidade mais rápida?O planeta que gira mais rápido em torno do próprio eixo é Júpiter. Apesar de ser o maior do sistema solar, leva apenas 9,8 horas para completar uma volta. O mais lento é Vênus, cuja rotação demora 243 dos nossos dias. Na translação, o recordista é Mercúrio, cujo ano dura apenas 88 dias. A velocidade decorre da proximidade com o Sol, que exerce sobre ele forte atração gravitacional. O mais lento é Netuno: demora 165 anos terrestres para dar uma volta em torno do Sol.
31. O que aconteceria se a Terra tivesse a baixa gravidade de Marte?Se a gravidade da Terra caísse dos atuais 9,8 metros por segundo ao quadrado e se igualasse aos 3,7 metros por segundo ao quadrado de Marte, a atmosfera terrestre escaparia lentamente para o espaço. Como gravidade, pressão e temperatura estão interligadas, a água do mar poderia entrar em ebulição mesmo a 25 graus. Até a Lua se afastaria da Terra. "Ela seria ejetada para fora do sistema solar", diz o astrofísico Jorge Ernesto Horvath, da Universidade de São Paulo.
32. As nuvens existem na Terra desde que ela nasceu?Não. Quando o planeta surgiu, há 4,5 bilhões de anos, era quente demais para permitir a existência de nuvens, formadas de gotículas de água. Estima-se que as primeiras nuvens tenham aparecido há 3 bilhões de anos, com uma composição diferente da atual. Como mostram análises geológicas feitas em rochas, além de água as nuvens do passado continham metano, amônia, hidrogênio, hélio e gás carbônico.
33. O tempo passa de maneira diferente para os astronautas que orbitam a Terra a bordo da Estação Espacial Internacional?A hora marcada por relógios atômicos colocados em órbita acusa diferenças sutis da ordem de nanossegundos. Esse fenômeno é chamado dilatação gravitacional do tempo. Para um astronauta na Estação Espacial Internacional, o tempo passa mais rapidamente do que para quem está na Terra, mas a diferença é imperceptível para os relógios comuns.
34. E se o núcleo da Terra esfriasse?Se o núcleo terrestre esfriasse, o magma se solidificaria. Não haveria mais erupções vulcânicas nem terremotos, já que eles resultam do deslocamento das placas tectônicas sobre o magma. O planeta perderia seu magnetismo, que é produto do movimento de metais magnéticos presentes no núcleo. As espécies de águas profundas, dependentes do calor gerado pela desintegração de elementos radioativos no núcleo terrestre, desapareceriam. Isso desequilibraria a cadeia alimentar nos oceanos, levando à extinção em massa. Apesar das mudanças, a superfície do planeta não se congelaria, pois 90% do calor que aquece a Terra vem do Sol.
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35. Por que não podemos viver sem gravidade?O corpo humano reage de modo intenso a alterações na força gravitacional que age sobre ele. Os astronautas que passam longos períodos no espaço, onde a gravidade é quase nula, sofrem de enjôos, desorientação e insônia. A falta de gravidade também altera a circulação sanguínea, causa descalcificação dos ossos e atrofia dos músculos. Alguns microorganismos, como a salmonela, tornam-se mais agressivos quando vivem em ambientes quase sem gravidade.
36. Por que os meteoritos produzem cores brilhantes no céu e até parece que estão parados, segundo alguns observadores?As cores brilhantes são resultado da queima na entrada da atmosfera de substâncias diferentes que compõem o meteorito. Cada metal emite uma freqüência diferente de luz quando se queima. Qualquer objeto viajando diretamente na direção dos olhos de um observador pode parecer parado. O desconhecimento desses dois fenômenos naturais faz com que muitos observadores jurem ter visto objetos voadores não identificados.
37. Como se observam os planetas fora do sistema solar?Ainda não é possível observar diretamente os planetas fora do sistema solar, porque a luz das estrelas em torno das quais eles orbitam os ofusca. A maior parte dos cerca de 300 planetas conhecidos fora do sistema solar foi descoberta pelo método da velocidade radial. Ao se observar a estrela-mãe e se constatarem pequenas variações em sua velocidade de órbita, deduz-se que ela esteja sendo afetada pela presença de planetas. Outro método consiste em avaliar se ocorre uma oscilação regular na posição da estrela, sinal de que há um planeta em sua órbita cuja gravidade a atrai. Uma terceira técnica consiste em observar se há uma diminuição regular da luz da estrela-mãe, o que é causado pela passagem de um planeta à sua frente. Por meio desse método, também é possível analisar as cores da luz absorvida pela atmosfera de alguns planetas e detectar a presença de elementos químicos, como o sódio, ou materiais orgânicos, que são típicos de planetas, e não de estrelas.

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38. Qual a probabilidade de cair na Terra um asteróide como o que extinguiu os dinossauros há 65 milhões de anos?Todos os asteróides que cruzam a órbita da Terra são potencialmente perigosos. Mas somente objetos com tamanho acima de 140 metros de diâmetro podem provocar danos graves. Catástrofes como a extinção dos dinossauros envolvem asteróides com mais de 10 quilômetros de diâmetro. Estima-se que um corpo celeste dessa proporção se choque com a Terra a cada 100 milhões de anos, mas, como esse é um evento de natureza aleatória, é impossível prever impactos futuros. Pelo que se sabe, não há nenhum asteróide com mais de 1 quilômetro de diâmetro em rota de colisão com a Terra.
39. O que se espera descobrir com o novo telescópio espacial James Webb?O telescópio que substituirá o Hubble será lançado em 2013 com a missão de obter dados sobre a formação das primeiras estrelas e planetas. Também deverá captar imagens que permitam entender melhor a formação e a aglomeração das galáxias. O James Webb, que ficará posicionado a 1,5 milhão de quilômetros de distância da Terra – ou seja, quatro vezes mais distante do que a Lua –, terá um espelho de 6,5 metros de diâmetro, detectores de infravermelho ultrapotentes, e será capaz de captar sete vezes mais luz do que o Hubble.
40. E se Albert Einstein nunca tivesse nascido?Diz-se que a Teoria da Relatividade Especial, proposta por Einstein em 1905, jogou a ciência dez anos para a frente. Sua segunda grande descoberta, a Teoria da Relatividade Geral, adiantou os ponteiros do conhecimento em cerca de cinqüenta anos – desde que, claro, a teoria de 1905 tivesse sido posta de pé. Portanto, a resposta é: se Einstein não tivesse feito o que fez, a física atual estaria hoje no patamar em que estava no fim da Segunda Guerra Mundial.
Colaboraram nesta seção: Augusto Damineli, astrônomo Eduardo Janot, astrônomo Francisco Jablonski, astrônomo Jaime da Rocha, astrônomo José Monserrat Filho, especialista em direito espacial Jorge Ernesto Horvath, astrofísico Maria Assunção Silva Dias, meteorologista Mikiya Muramatsu, físico Oswaldo Duarte Miranda, astrônomo Paulo Artaxo, geofísico Petrônio Noronha de Souza, engenheiro aeroespacial Victor Rivelles, físico Walmir Cardoso, astrônomo Yara Marangoni, geofísica
O que havia antes do tempo
Em busca das origens do universo, cientistas e religiososchegam a algumas conclusões muito parecidas
Algumas questões povoam a mente humana desde que os primeiros clãs se reuniram em torno da fogueira na savana africana. A mais intrigante delas é a busca pelo começo de tudo. Como foi criado tudo à nossa volta – e nós próprios, de onde surgimos? Ao olhar para o céu, dominado durante o dia pela bola dourada do Sol e, à noite, pontilhado de luzes, o homem primitivo encontrou elementos para especular. De forma instintiva, ele estava buscando respostas na porção visível do cosmo. É curioso que seja também no céu que a ciência moderna tem procurado respostas para as mesmas dúvidas primordiais da humanidade. Na maioria das culturas humanas, se não em todas elas, questões dessa natureza foram respondidas com o desenvolvimento do pensamento simbólico. Os povos antigos vislumbraram na natureza – no Sol, na Lua, nos trovões – entidades maiores e mais poderosas, capazes de interferir nos acontecimentos e destinos. Rituais foram criados para reverenciar e apaziguar essas entidades. Estavam criadas as religiões, que muitos estudiosos acreditam ser a gênese da civilização.
O mito da criação do universo e de tudo o que ele abriga está na base de todas as religiões. O homem atual muitas vezes despreza ou ridiculariza os mitos da criação porque eles trazem explicações diferentes daquelas oferecidas pela ciência. É preciso considerar, contudo, os cenários e as etapas do conhecimento humano em que esses mitos foram criados. Não faz muito tempo, os cientistas acreditavam que a Terra era plana, encontrava-se no centro do universo e tinha apenas 6 000 anos de existência. Não é que nossos antepassados fossem privados de curiosidade científica ou de raciocínio dedutivo. Ocorre que os mitos da criação surgiram em períodos nos quais muito pouco se sabia sobre as leis da física ou da química.
O dado surpreendente é que os pensadores do passado e os cientistas modernos chegaram a conclusões que, em última análise, são bastante similares. Cristãos, judeus, hindus, astecas e egípcios situam a criação num único momento inicial, ocorrido sob a vontade divina. Cientistas modernos, armados com as leis da física e a tecnologia de exploração espacial, também colocam a criação do universo num momento único, o Big Bang. Ele consistiu na súbita expansão de uma única partícula, uma bola de energia e matéria do tamanho de um bilionésimo de um próton. Esse elemento original é de tão difícil compreensão que é chamado de uma singularidade. O Big Bang, do qual temos conhecimento há poucas décadas, pode muito bem ser descrito pela primeira frase do Gênesis: "No princípio, Deus criou o céu e a Terra".
A semelhança entre a singularidade, a partícula que deu origem ao universo, e o pensamento de grandes teólogos chama atenção. Santo Agostinho, o maior dos pensadores católicos, vislumbrou no século IV um cenário bem próximo das explicações científicas sobre o que existia antes do Big Bang. Quando os fiéis perguntavam aos bispos de seu tempo o que Deus fazia antes de criar o céu e a Terra, recebiam a seguinte resposta: "Ele fazia o inferno para quem descrê dos mistérios da fé". Agostinho recriminava os bispos por darem uma resposta aparentemente tão profunda, mas que, para ele, refletia apenas a arrogância da ortodoxia. E saiu-se com a resposta que resvala na ciência: "Deus não fazia nada". "Mas então Ele passava o tempo todo de papo para o ar?", era a réplica mais freqüente. "Não", dizia Agostinho, "o tempo não existia." Antes da expansão da singularidade, diz hoje a teoria do Big Bang, não havia o espaço, as forças da natureza – nem o tempo. Glória a Santo Agostinho!
Nas últimas décadas, à medida que as sondas e os telescópios encontravam mais evidências do Big Bang pelo cosmo, muitos cientistas chegaram a se vangloriar de um falso feito. Uma vez que a física já explicou como nasceu o universo, não haveria mais lugar para deuses e mitos da criação. É notório que os cientistas consideram que em seu ofício não há lugar para o pensamento mágico. Mas, quanto mais exploram o cosmo, mais eles deparam com os mesmos mistérios de que tratam as religiões. Tudo indica que o universo nasceu com o Big Bang, mas o que existia antes dele? A resposta, tanto para os cientistas quanto para os metafísicos, é a mesma: nada. A questão é como algo pode ocupar um espaço que não existia. Após a expansão primordial, os instantes iniciais do universo foram de caos – uma sopa de energia e partículas em movimento. É uma descrição similar à dos primeiros momentos do universo feita por diversos mitos de origem, como o egípcio e o hindu.
As soluções científicas modernas para o nascimento do universo, a origem da vida e o surgimento da humanidade muitas vezes parecem extraídas de passagens bíblicas. O paleontólogo e pensador evolucionista Stephen Jay Gould, que lecionava na Universidade Harvard, embora ateu, especulava se o dilúvio bíblico não seria uma lembrança de uma grande transformação geológica ocorrida na Terra há 13 000 anos. O fato de as metáforas religiosas guardarem tantas semelhanças com as descobertas recentes da ciência talvez reflita os limites da capacidade da mente humana de lidar com assuntos dessa magnitude. Dado determinado problema, pode-se chegar a conclusões parecidas com instrumentos científicos ou simplesmente pelo raciocínio dedutivo, como fez Santo Agostinho. A diferença básica entre ciência e religião está em outra esfera: como entender a relação entre causa e efeito. Albert Einstein dizia que Deus não joga dados com o universo, ou seja, que as coisas não ocorrem sem uma causa. Todos os ramos da ciência compartilham dessa convicção. Já o pensamento religioso acredita que a causa de qualquer acontecimento ou fenômeno pode ser, simplesmente, a vontade divina. No princípio, era a partícula. Essa partícula será Deus?

Um olhar atentosobre o cosmo
Da conquista da Lua aos sinaisdo Big Bang, VEJA não perdeu nada no céu em seus 40 anos
NASA
VEJA não havia completado um ano de vida quando o homem pisou pela primeira vez na Lua, em 20 de julho de 1969. A revista chegou às bancas com uma edição histórica inteiramente dedicada ao grande feito. A principal reportagem relatava em detalhes os movimentos dos astronautas-heróis Neil Armstrong, Edwin Aldrin e Michael Collins nos momentos de tensão que antecederam o pouso da nave Apollo 11. Ainda em 1969, VEJA lançou a edição especial encadernada A Conquista da Lua, composta de oito fascículos distribuídos gratuitamente com a revista. A edição trazia um histórico da exploração espacial desde que Galileu apontou sua luneta para o espaço.
Colonização do espaço
"Já na década de 1990 pode haver comunidades de terráqueos flutuando no espaço sideral", previa uma reportagem de VEJA no fim de 1978. Havia um grande entusiasmo pela idéia de colonização do cosmo. Ela seria facilitada pela iminente entrada em operação dos ônibus espaciais, capazes de "fazer um número ilimitado de viagens". Na mesma reportagem, o engenheiro americano Peter Glaser, o primeiro a projetar satélites com energia solar, apostava num grupo de 500 tripulantes espaciais "vivendo e trabalhando tão confortavelmente como as pessoas que vivem junto a poços de petróleo no Alasca". O físico Gerard O’Neill (1927-1992), da Universidade Princeton, segundo o relato de VEJA, concebeu um condomínio espacial em forma de pneu que abrigaria 50 000 habitantes do espaço, com gravidade igual à da Terra, em meio a piscinas, rios artificiais e apartamentos com terraços – no melhor estilo Os Jetsons. A Nasa chegou a investir bom dinheiro em suas idéias. Descontado o entusiasmo exagerado dos cientistas, as previsões, em parte, se concretizaram. Há oito anos, flutuando a 350 quilômetros acima da Terra, a Estação Espacial Internacional abriga equipes de astronautas que fazem pesquisas e põem à prova a sobrevivência do homem no cosmo.

O invencível Big Bang
Na cobertura de VEJA sobre cosmologia, em diversas ocasiões surgiram estudos que desmentiam a teoria do Big Bang. Em 1982, o cientista americano Richard Gott propôs a existência de não apenas um, mas vários universos. Eles estariam distantes uns dos outros e fechados em si mesmos, como bolhas num refrigerante. Em 1995, observações feitas pelo telescópio Hubble da massa do cosmo pareciam contradizer a teoria do grande bang primordial. Mas o Big Bang se manteve como a melhor teoria para explicar o nascimento do universo. Em 1982, VEJA noticiou outra teoria que chegou a convencer alguns cientistas, mas foi logo descartada. O astrônomo inglês Paul Birch disse que o universo, além de se expandir, giraria em torno de si mesmo. Derrubada sua teoria, nunca mais se ouviu falar dele.

Inventário das tragédias
Desde a conquista da Lua, as viagens espaciais passaram a despertar bem menos interesse na opinião pública. A exceção é quando os vôos acabam em tragédias que chocam o mundo. Em julho de 1971, VEJA dedicou quatro páginas ao primeiro acidente fatal com astronautas desde que a revista foi lançada. Uma nave russa Soyuz voltou à Terra com seus três tripulantes misteriosamente mortos. Posteriormente, apurou-se que eles haviam fechado mal a escotilha da nave, causando uma violenta despressurização quando o artefato retornou à atmosfera terrestre. Na edição de 5 de fevereiro de 1986, numa reportagem especial de 17 páginas, VEJA noticiava o pior desastre da história espacial dos Estados Unidos, a explosão do ônibus espacial Challenger, apenas 73 segundos após a decolagem. "Uma horripilante bola alaranjada de fogo e fumaça, gerada pela explosão em pleno ar de 2 milhões de litros de combustível, engoliu a nave Challenger e seus sete tripulantes", dizia o texto. Em fevereiro de 2003, o pesadelo se repetiria com a explosão da nave Columbia pouco antes do pouso, e VEJA lançava a questão: ainda vale a pena enviar astronautas para orbitar a Terra?

Os ouvidos da Terra
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Radiotelescópios na Califórnia: à espera de sinais de extraterrestres
Na edição de 14 de outubro de 1992, VEJA dedicou quatro páginas à inauguração de dois enormes radiotelescópios cuja missão era captar os sinais sonoros que cruzam o universo. Um deles foi instalado em Porto Rico e o outro, no Deserto de Mojave, na Califórnia. O objetivo principal das supermáquinas era detectar vida inteligente em outros recantos da Via Láctea. Na ocasião, o astrônomo Frank Drake, da Universidade da Califórnia, declarou: "Espero testemunhar a detecção de sinais de extraterrestres antes do ano 2000". Embora esses e outros radiotelescópios potentes continuem a vasculhar o cosmo, até hoje não se conseguiu captar sinais com um padrão de repetição, possivelmente criados por seres inteligentes. ETs, por enquanto, só na ficção.

A trajetória do gênio
Em sua edição de 16 de fevereiro de 1977, VEJA apresentou aos leitores um jovem físico que começava a fazer barulho no meio científico com uma teoria sobre buracos negros. Ele tinha, então, 35 anos. Seu nome: Stephen Hawking. Nas décadas seguintes, o pesquisador inglês, que trabalha na Universidade de Cambridge, se tornaria o mais célebre físico desde Albert Einstein. Em 15 de junho de 1988, VEJA dedicou-lhe uma reportagem de capa mostrando suas idéias e por que elas se tornaram tão importantes para o avanço da cosmologia. "Hawking busca juntar numa mesma estrutura lógica as duas maiores conquistas do pensamento no século XX – a teoria da relatividade de Einstein, referente aos fenômenos cósmicos, e a mecânica quântica, que estuda as relações que ocorrem no mundo menor que o átomo", explicava o texto.

O grande cataclismo
A teoria de que os dinossauros e 70% das espécies que existiam na Terra foram extintos há 65 milhões de anos, após o choque de um asteróide gigante com o planeta, data dos anos 80. VEJA de 26 de fevereiro de 1997 anunciava que uma pesquisa feita por cientistas de vinte países, ligados à Fundação Nacional de Ciência dos Estados Unidos, finalmente havia encontrado provas concretas do choque. Durante um mês, usando um submarino equipado com sondas para recolher sedimentos, os pesquisadores vasculharam o fundo do mar na costa leste da Flórida. Numa camada de rocha, foram achados fósseis de algas, crustáceos e outros seres marinhos do período cretáceo, que vai de 150 milhões a 65 milhões de anos atrás. Numa camada superior de sedimentos, não havia nenhum traço de vida, sinal de que a queda do meteoro interrompera o ciclo biológico no planeta. A reportagem de VEJA mostrava que não estamos livres de que um desastre de iguais proporções se repita e antecipava as conseqüências para o planeta. Cidades costeiras seriam submersas por ondas de 1 quilômetro de altura. Vulcões há muito adormecidos seriam despertados e despejariam milhões de toneladas de cinzas na atmosfera, criando uma longa noite e uma persistente chuva ácida que envenenaria o ar, o solo e a água de rios e oceanos. Poucas comunidades humanas sobreviveriam para iniciar uma nova civilização.

O espetáculo do Hubble
NASA
Nos dezoito anos em que viaja pelo espaço, o telescópio Hubble empurrou as fronteiras da cosmologia e deixou o mundo atônito com suas imagens espetaculares das profundezas do universo. VEJA registrou as proezas mais significativas do Hubble. Em 1995, o telescópio fotografou um berçário cósmico. "É a primeira vez que os cientistas conseguem uma imagem tão nítida do momento da criação das estrelas", informava a revista. Em 1997, o Hubble registrou o choque entre duas galáxias numa região a 63 milhões de anos-luz da Terra. Em 25 de outubro de 2006, numa reportagem de sete páginas, VEJA relatou os avanços mais recentes no estudo do cosmo – e as imagens do Hubble mais uma vez encheram os olhos dos leitores. Dessa vez, mostrou-se a imagem da fusão de duas galáxias, que teve início há 500 bilhões de anos e gerou bilhões de novas estrelas.

O visionário Carl Sagan
Daniel Beltra/Greenpeace/AP
Profecia: em 1996, Sagan previu as mudanças climáticas decorrentes do aquecimento global, como a queda no nível do Rio Amazonas
Em março de 1996, numa reportagem de capa sobre a exploração do espaço, VEJA trouxe uma alentada entrevista exclusiva com o astrônomo Carl Sagan, que morreria nove meses depois. Autor de Cosmos, o livro de divulgação científica mais vendido em todos os tempos, Sagan chefiou as expedições das sondas americanas Mariner e Viking, pioneiras na exploração do sistema solar. Também criou os grandes projetos de rastreamento do espaço em busca de sinais de rádio emitidos por civilizações extraterrestres. Em sua entrevista a VEJA, num momento em que o aquecimento global era apenas uma hipótese levantada por alguns cientistas, o astrônomo advertia que o fenômeno já estava em ação. Dizia Sagan: "Acredito que a emissão de combustíveis fósseis e de outros gases que promovem o efeito estufa já esteja produzindo efeitos climáticos complexos na Terra. É provável que a esta altura de nosso desenvolvimento tecnológico estejamos criando uma civilização incompatível com a vida no resto do planeta. Ou conseguimos viajar pelo espaço e colonizar outros planetas, ou corremos o sério risco de entrar para o rol das espécies extintas".

O fiasco espacial brasileiro
Ailton de Freitas/Ag. O Globo
Tragédia: acidente na construção de foguete na base de Alcântara deixou 21 mortos em 2003
Em 28 de novembro de 1984, uma reportagem de VEJA afirmava que o Brasil estava mais próximo do sonho de colocar satélites em órbita. Dias antes, o foguete nacional Sonda IV fora lançado da base espacial de Barreira do Inferno, no Rio Grande do Norte, tendo atingido a altitude de 616 quilômetros antes de cair no mar. A operação foi considerada um sucesso, o primeiro passo para a fabricação de foguetes de grande porte, capazes de voar mais alto. Vinte anos depois, a edição de VEJA que foi às bancas em 3 de setembro de 2003 trouxe um saldo do projeto espacial brasileiro no qual nada havia a comemorar. As duas primeiras tentativas de lançar um foguete levando um satélite fracassaram – os foguetes tiveram de ser abatidos no ar após o lançamento porque se desviaram da rota. A terceira tentativa terminou em tragédia. O foguete VLS-3, com a altura de um prédio de seis andares e carregado de 40 toneladas de combustível, explodiu ainda na plataforma, matando duas dezenas de técnicos à sua volta. A pergunta de VEJA ao fim da reportagem: vale a pena o Brasil insistir em ter um foguete espacial?

Entrevista: George SmootA simplicidade rege o universo

A primeira entrevista de Smoot a VEJA, em 1992:Big Bang comprovado
O astrofísico americano George Smoot foi entrevistado por VEJA dezesseis anos atrás, logo após a publicação da pesquisa em que apresentou provas do Big Bang e revolucionou os estudos sobre a origem do universo. De seu escritório, na Universidade Berkeley, na Califórnia, Smoot, que recebeu o Prêmio Nobel de Física em 2006, conversou com a repórter Paula Neiva sobre os avanços no conhecimento do cosmo e também sobre as questões que permanecem sem resposta.
Estamos perto de entender completamente a origem do universo? Podemos responder a muitas coisas, mas não a tudo. O que acontece é que as perguntas mais simples às vezes se complicam. Já temos uma idéia do que aconteceu nos momentos seguintes ao Big Bang. É possível que o universo tenha sido muito simples no início e que a complexidade tenha aumentado ao longo do tempo.
Qual a descoberta mais importante na cosmologia nas últimas duas décadas? Sem dúvida é a de que o universo está se acelerando. Essa constatação pode significar que a gravidade age de forma diferente. Sabe-se que ela atrai os corpos. Será possível que também atue para afastá-los? Outra explicação para a expansão do universo seria a existência de alguma substância desconhecida, capaz de afastar os corpos. É possível, ainda, que esse efeito seja causado pela energia escura, que ocupa 75% de todo o universo e se espalha uniformemente. A energia escura continua sendo um dos maiores mistérios a ser desvendados.
As pesquisas sobre a origem do universo colocam a ciência em rota de colisão com as crenças religiosas? Algumas questões não são necessariamente conflitantes com a visão religiosa. O Big Bang, por exemplo, pode ser interpretado do ponto de vista religioso. A ciência também contribui para tornar a vida melhor e mais confortável. Devemos levar em conta que, à medida que avançam as perspectivas e o conhecimento, as religiões mudam bastante. De qualquer forma, o ser humano sempre precisará acreditar em algo mais, até mesmo para que as relações sociais sejam possíveis. A ciência não fará a fé desaparecer, pois o ser humano busca um significado adicional para sua existência. Isso não impede que as pessoas se tornem mais racionais e queiram que as religiões façam mais sentido.
Quais são as questões mais intrigantes da cosmologia ainda sem resposta? Eu tenho uma lista de oito questões, que divido em dois grupos. O primeiro se refere a coisas que devem ser verdadeiras, mas não conseguimos explicar. São elas: a inflação do universo e o que a causou, o que são a matéria e a energia escura e o que gerou a assimetria entre matéria e antimatéria. O outro grupo envolve acontecimentos possíveis, mas dos quais não se tem certeza. Os principais são a existência de outras dimensões, a comprovação de que as constantes fundamentais da física, como a gravidade, são ou não são constantes, se há forças desconhecidas que regem o universo. Por fim, saber se há fenômenos que existem desde o nascimento do universo e não tenham ainda sido descobertos.
O que o experimento com o LHC poderá acrescentar ao que sabemos sobre o universo? Espero que o LHC forneça pistas sobre outras dimensões. A associação dessas descobertas com aquelas que se fazem do espaço talvez torne possível entender melhor a matéria escura. Estou confiante em que descobertas excitantes estão prestes a ser feitas. Outra contribuição será o lançamento do satélite europeu Planck, nos próximos meses. É a segunda geração após o Cobe, satélite que forneceu evidências cruciais do Big Bang. O LHC reproduzirá um estágio muito primitivo do universo, quando era muito menor, mais quente e denso do que é hoje. O calor fornece energia e o LHC pretende chegar ao maior nível de acumulo energético que já se conseguiu artificialmente. Essas condições facilitam a análise tanto das forças que regem o universo quanto de seus componentes. O LHC e o satélite são duas formas diferentes e complementares de estudar a mesma coisa. Um será em nível microscópico; o outro, em macroscópico. Os primeiros resultados saem no ano que vem. Portanto, ainda vai demorar algum tempo até que possamos ter uma idéia mais completa de quais avanços faremos.
Quais seriam as conseqüências do insucesso do LHC? Minha preocupação é que um fracasso possa inibir investimentos em outros grandes projetos como esse. Por isso torço tanto para que o acelerador forneça evidências de que outras dimensões podem ser acessadas. Seria atraente para o público em geral, e isso bastaria para justificar o investimento.
Em que porcentagem se conhece o universo? É possível que esse conhecimento seja menor que 1% ou de até 85%, se se levar em conta o universo observável. Pode variar drasticamente. O conhecimento do universo é semelhante ao do cérebro humano. Sabe-se bastante sobre determinadas regiões e funções e absolutamente nada sobre outras. Algumas partes, como o início do universo, são razoavelmente conhecidas. Mas isso não exclui a possibilidade de que existam informações às quais ainda não temos acesso e de cuja existência nem sequer desconfiamos. Para ser sincero, acho que, em muitas áreas, não se tem a mínima idéia das perguntas a fazer. Como cientista, prefiro acreditar que o universo é muito simples, pois, se fosse complicado demais, nossas chances de entendê-lo seriam mínimas.
Algumas pessoas temem que o LHC crie buracos negros que engolirão a Terra. Esse temor faz sentido? Não é a primeira vez que se diz isso sobre um experimento científico. Desta vez, o eco é maior, pois o LHC lidará com níveis de energia maiores, que têm chance de mostrar até dimensões extras. Se isso de fato acontecer, a probabilidade de aparecerem buracos negros será enorme. No entanto, o perigo é mínimo, já que eles desapareceriam rapidamente. Na Argentina, onde fica o Observatório Pierre Auger, são captados raios cósmicos cuja concentração de energia também poderia produzir buracos negros. Mas isso não acontece. A verdade é que as novidades sempre causam preocupação. É possível que, quando o fogo começou a ser usado, tenham pensado que ele poderia incendiar o planeta inteiro se fosse aceso.
Qual é a melhor teoria para explicar o que havia antes do Big Bang? A mais simples me parece a melhor. Um campo como o de energia escura, só que muito mais intenso do que hoje, teria causado a inflação inicial do universo. É como se uma pessoa tivesse uma bola comprimida nas mãos que houvesse se aberto e começado a dispersar seu conteúdo com grande velocidade. Depois, começou a se desacelerar e, mais tarde, a acelerar de novo. Esse modelo permite prever comportamentos e fenômenos que ocorreram no universo.
O senhor acredita que existe vida fora da Terra? Minha aposta é que a vida na Terra se formou o mais rápido que pôde e que isso teria se reproduzido em outros lugares, talvez até originando formas de vida inusitadas, diferentes das que conhecemos e procuramos. Uma única galáxia parecida com a nossa pode ter 100 bilhões de estrelas. Provavelmente, se entendêssemos mais sobre a inflação do universo, encontraríamos um número absurdamente maior de estrelas, talvez infinito. Essa vastidão já é um indicador de que a probabilidade de outras civilizações existirem é enorme. Acredito que haja entre dez e 22 civilizações inteligentes no universo.
Existem várias teorias sobre o fim do universo. Qual é a sua preferida? Em primeiro lugar, será solitário. O universo está se acelerando numa velocidade tão grande que as distâncias entre as galáxias aumentam rapidamente. É possível que as estrelas de nossa galáxia se apaguem e a luz de outras não consiga nos alcançar. Por outro lado, é possível que a energia escura passe por uma transição e, em vez de afastar os planetas, faça com que eles se juntem. Então, haveria um grande choque. É possível que tudo se refaça, ciclicamente. Mas não é algo tão trivial quanto parece. Seria preciso retornar ao ponto em que a inflação aconteceu e colocar tudo de volta no lugar original, até mesmo a energia escura.
O que mudou em sua vida depois que o senhor comprovou a veracidade da teoria do Big Bang? Fiquei famoso, escrevi um livro, ganhei um Nobel e agora minhas palestras vivem lotadas. Também passei a ter contato com pessoas influentes de todos os lugares do mundo. Nesta semana vou encontrar a presidente do Chile. Na próxima, verei o rei da Jordânia. São coisas que não aconteciam antes.
VEJAEdição 206625 de junho de 2008• ver capa