segunda-feira, 18 de julho de 2016

O UNIVERSO - PARTE 3

O maravilhoso telescópio espacial Hubble

O telescópio espacial Hubble foi batizado com o nome do astrônomo Edwin Powell Hubble (1889-1953), que em 1924 descobriu a existência de outras galáxias, além da Via Láctea. Este fantástico instrumento, que envia cerca de 5 gigabytes de informação por dia sobre o universo, acaba de completar quinze anos de existência e custou cerca de dois bilhões de dólares. Só para ilustrar, no ano de seu lançamento (1990), ele enviou mais informações sobre o universo do que tudo o que se sabia dele até 1990. Além das informações técnicas e parâmetros astronômicos das mais variadas naturezas, até abril de 2005, tinha enviado para a NASA cerca de 700.000 fotografias de quase todo o universo, ampliando incomensuravelmente o conhecimento humano sobre o mesmo.

Este maravilhoso equipamento foi planejado e projetado nos anos 40-50, construído nos anos 70-80 e posto em órbita em 24 de abril de 1990. Sua "resolução de 0,1 segundo de arco pode "ver" uma bola de futebol a 500 km de distância ou distinguir os faróis de um carro situado na Lua! Isto é uma resolução dez vezes superior ao melhor telescópio colocado na superfície da Terra."

Se o Hubble fosse um telescópio colocado no solo ele seria um telescópio de "potência" média. A "potência" de um telescópio está na quantidade de luz que ele pode receber instantaneamente de um objeto, e isso, por sua vez, é função do seu diâmetro. O Hubble é um telescópio refletor (seu elemento óptico principal é um espelho) com 2,40 metros de diâmetro. Os dois maiores telescópios do mundo estão no observatório de Mauna Kea, no Havaí e têm dez metros de diâmetro cada um. Atualmente, há vinte oito telescópios maiores que o Hubble espalhados pelo mundo, em funcionamento. Mais que um telescópio, o Hubble é um verdadeiro observatório espacial, contendo instrumentação necessária a vários tipos de observação. Ele contém três câmeras (de grande campo, inclusive para objetos escuros), um detector astrométrico, um espectrógrafo de alta resolução e um espectrógrafo de alta velocidade, além de computador de bordo. 

A nova câmara instalada pesa 315 quilos e é tão poderosa que permite registrar imagens um milhão de vezes superior às captadas pelo olho humano! Além de fotografar os objetos e medir com grande precisão suas posições, é capaz de "dissecar" em detalhes a luz que vem deles. O Hubble está em uma órbita baixa, a 600 km da superfície da Terra e gasta apenas 95 minutos para dar uma volta completa em torno de nosso planeta. A energia necessária para o seu funcionamento é coletada por dois painéis solares de 2,4 x 12,1 metros cada. A sua massa é de 11.600 kg.

O Hubble foi reparado em pleno espaço mais de uma vez, para corrigir um grave defeito em sua óptica, pois falhou ao focar com precisão (espécie de "miopia") os objetos, principalmente os mais fracos, com a precisão planejada e desejada. Esse defeito foi "diagnosticado" como aberração esférica, uma distorção óptica causada por uma forma incorreta de seu espelho principal. Perto das bordas, a curvatura desse espelho estava menor que deveria, aproximadamente 1/50 da espessura de um fio de cabelo humano. Trocar o espelho seria algo caro e difícil. A solução adotada foi projetar uma óptica corretiva para seus instrumentos. Essa óptica foi instalada com grande sucesso em dezembro de 1993.

O Hubble excedeu a todas as expectativas dos seus criadores, a ponto de recentemente a NASA noticiar que iria desativá-lo por falta de verbas e problemas recentes com o ônibus espacial Essa notícia gerou protestos na comunidade astronômica de todo o mundo. Seus objetivos foram todos alcançados e podem ser resumidos como sendo "investigar corpos celestes pelo estudo de suas composições, características físicas e dinâmicas; observar a estrutura de estrelas e galáxias e estudar suas formação e evolução; estudar a história e evolução do universo. Para atingir seus objetivos, a pesquisa do Hubble é dividida em "Galáxias e Aglomerados; Meio Interestelar; Quasares e Núcleos Ativos de Galáxias; Astrofísica Estelar; Populações Estelares e Sistema Solar."

O substituto do Hubble vem aí. O grande objetivo de seu substituto, chamado Telescópio Espacial de Nova Geração – NGST, mas que também está sendo chamado de WEBB a ser lançado entre 2010 e 2012, é chegar aos limites do tempo-espaço, ou seja, chegar às origens do universo. Ele ficará numa órbita muito mais alta, entre a Terra e a Lua, fora do alcance dos ônibus espaciais e operará a uma temperatura bem mais baixa do que a atual. Isso permitirá uma sensibilidade milhares de vezes mais sensível do que a dos atuais telescópios instalados na superfície terrestre. Seus objetivos: "determinar a idade e o tamanho do universo, mapear sua evolução e desvendar os mistérios das galáxias, estrelas, planetas e da própria vida."

Apenas para completar estas informações, não poderíamos deixar de apresentar alguns dados sobre o Observatório Chandra de Raios X (orbital) que, junto com o Hubble, é responsável pela revolução astronômica dos últimos cinco anos. Lançado em 23 de julho de 1999 pela NASA, o Observatório Chandra, nome dado em homenagem ao físico indiano Subrahmanyan Chandrasekhar (1910-1995), que recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1983, tem por finalidade pesquisar, mapear e detectar fontes de emissão de Raios X e Raios Gama, como, por exemplo, os buracos negros, quasares, pulsares, supernovas, etc. Tem sua órbita entre a Terra e a Lua, com perigeu a 16.000 km e apogeu a 133.000 km, oferecendo, pois, uma grande excentricidade. Possui dois espelhos de 1,2 metros e quatro outros de menor diâmetro. Além dos detectores de Raios X e Raios Gama, possui câmeras sensíveis a Raios Gama e Espectroscópio de Raios Gama. Oitenta e cinco por cento de sua órbita está acima do cinturão de Van Allen (nuvem de partículas carregadas que envolvem a Terra) permitindo 55 horas de observação a cada ciclo. Há outros observatórios de Raios X tanto orbitais como baseado em terra, mas não chegam nem de perto à relevância do Observatório Chandra.

A teoria inflacionária

A teoria da expansão do universo, que os físicos consideram com todo o rigor científico, é uma conseqüência direta da Teoria do Big Bang. Devemos relembrar que o físico Albert Einstein previu, nas equações que embasam a sua Teoria da Relatividade Geral (1915), a evolução do universo. Essa hipótese foi corroborada em 1922, pelo físico e matemático russo Alexander Friedmann (professor de George Gamow), que descobriu uma solução para as Equações Cosmológicas que apontam para um universo em expansão. Em 1929, os astrônomos Edwin Powell Hubble (1889-1953) e Milton Humanson (1891-1972), confirmaram a expansão das galáxias, atestando assim a expansão do universo, tudo de acordo com a lei de Hubble. Segundo essa lei, todas as outras galáxias se afastam da nossa própria galáxia - a Via Láctea, numa velocidade proporcional à sua distância da Terra.

Ao longo dos anos, muitas evidências sobre a validade da Teoria do Big Bang vêm sendo acumuladas pelos astrofísicos, a ponto de muitos afirmarem hoje que ela tem 99,9% de validade. Esta quase certeza resulta da descoberta, em 1965, por Arno Penzias (1933 - ) e Robert Wilson (1936 - ), da chamada "radiação de fundo", que resultou da formação do universo, quando a luz (Força) e a Matéria se libertaram uma da outra há cerca de 13 bilhões de anos. Isso porque essa radiação ainda permanece no espaço, captada não como luz, mas como ruído de fundo na forma de microondas, tendo sua maior intensidade na freqüência de 1,1 mm. Seu nome é "radiação de fundo cósmica" e ela é uniforme em qualquer direção em que apontam os equipamentos de recepção. Por essa descoberta, Penzias e Wilson ganharam o Prêmio Nobel de Física, em 1978. 

Mais recentemente, em 1990, o satélite COBE – Cosmic Background Explorer, lançado pela NASA (Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço), fez um mapeamento das regiões onde é intensa a produção dessas microondas. Trata-se, portanto, de uma fantástica radiografia do universo, 300.000 anos após a sua formação, quando as estrelas ainda não tinham iniciado a sua formação. Desde o final de 1998, numerosas observações astronômicas levaram os astrofísicos a concluírem que o ritmo da expansão do universo vem se acelerando a uma taxa entre 5% a 6% a cada bilhão de anos. O mérito da determinação dessa taxa de expansão coube às equipes dirigidas pelos norte-americanos Saul Perlmutter e Brian Schmidt. 

Alan Guth, respeitado físico do MIT (Massassussets Institute of Technology), começa o seu trabalho intitulado "Uma eternidade de bolhas" com a seguinte frase:

"Se a teoria inflacionária da cosmologia for correta, significa que o universo está bem longe daquilo que tínhamos pensado. Provavelmente o universo também é muito mais velho do que nós pensamos, e não inclui apenas um, mas uma infinidade big bangs".

"Apesar do nome, a forma clássica da teoria do Big Bang não é realmente uma teoria de uma explosão por completo. Ela realmente descreve só o resultado da explosão. Ela descreve como o universo primitivo, quente e denso, expandiu-se e esfriou-se; descreve como os elementos químicos leves foram sintetizados durante esta expansão, e como a matéria coagulou para formar galáxias e estrelas. Mas não diz nada sobre o que explodiu, ou o que causou esta explosão, e então, não faz nenhuma predição sobre a uniformidade do universo logo após a explosão." 

O seu artigo parte para outras considerações em busca de uma explicação para o que os físicos chamam de "vazio" e "falso-vazio", que não cabe no contexto desse capítulo. O que realmente interessa aqui é mostrar que, apesar da grande validade da teoria inflacionária, ela ainda deixa muitas perguntas sem respostas.

Então, nós devemos levantar duas terríveis dúvidas a respeito dessa teoria. Primeira: qual o motivo pelo qual o nosso universo teria sido criado e segunda, por que ele teria sido criado da forma como foi criado. É de se considerar, também, que no instante inicial não havendo ainda o espaço, como expandir alguma coisa, qualquer que seja, do nada ou quase nada para o tudo ou o quase tudo, que é o espaço atual e o que ainda será preenchido com a própria expansão em andamento? Isso me parece uma grande charada, difícil de explicar e para a qual a mente humana não está à altura de entender.

O físico Einstein , quando lançou a sua Teoria da Relatividade Geral (1915), considerou que a expansão do universo era homogênea e que o espaço era finito e curvo. Posteriormente, o astrônomo Edwin Powell Hubble estabeleceu uma constante de proporcionalidade para explicar o afastamento das galáxias (1929), o que implicou na reformulação de algumas considerações de Einstein, já que a lei de Hubble estabelece que as galáxias mais distantes, e com elas o universo, expandem a uma velocidade mais elevada. Mais recentemente (2000), os astrofísicos já estão admitindo que "O universo é chato como uma tábua". Assim, nos dias de hoje, a tendência é considerar uma expansão não homogênea e um espaço não curvo, completamente o oposto do que admitira Einstein. Afinal, onde estará a verdade?

De outro lado, em 1975, o físico Murray Gell Mann, à frente do acelerador de partículas da Stanford University, estabeleceu o novo princípio revolucionário de que as partículas atômicas, por si só, jamais poderiam ser formadas se, sobre a energia cósmica universal, não atuassem agentes estranhos ao domínio material e com poderes para estruturá-las. Qual é então o agente estruturador? O próprio Werner Karl Heisenberg ao formular, em 1927, o Princípio da Incerteza, observou que, "partículas lançadas sobre um mesmo alvo em idênticas condições, nem sempre obedeciam à mesma trajetória, sofrendo um desvio anômalo sem que se pudesse saber o motivo pelo qual assim agiam." 

Ele chegou a dizer que pareciam ovelhas desgarradas com vontade própria. Afinal, não valeria a pena investigar que "vontade própria" seria esta? Quem sabe se não é por falta de uma investigação mais profunda desse agente invisível que tudo move e que mais parece uma força inteligente que a Teoria Quântica ainda não encontrou o seu status de total aceitabilidade por parte de todos os físicos modernos? São perguntas para refletir! Falta investigar esse outro domínio não material ou imaterial.

Continua...

-------------------------

Autor: Caruso Samel



Nenhum comentário: