DEZ SEGREDOS DO UNIVERSO

Publicamos de seguida um artigo que percorre diversos temas sobre o universo e que procura dar resposta a muitas das perguntas que fazemos, desvenda um pouco do avanço tecnológico que temos tido e antecipa algum do que teremos nos próximos anos.

A próxima década será a era mais empolgante da exploração espacial e da astronomia na história da humanidade – e não estamos a exagerar. Grandes avanços tecnológicos ao longo dos últimos 50 anos permitiram-nos estudar e explorar o cosmos como nunca antes, do envio de sondas ao espaço profundo à contemplação de exoplanetas distantes potencialmente capazes de suportar vida.

Contudo, o espaço permanece um grande mistério cósmico, com imensas questões por responder. Por isso mesmo, nas próximas páginas a Quero Saber revelha-lhe vários factos fascinantes e fenómenos bizarros do cosmos. Onde é mais provável encontrarmos alienígenas? Será perigoso viajar à velocidade da luz?

Marte oferece muitos dos elementos de que o homem precisa para sobreviver, mas não todos. Seria preciso um habitat estanque que protegesse os seus ocupantes da radiação e meteoritos, evitasse a entrada da rarefeita e irrespirável atmosfera marciana e mantivesse condições tipo Terra no interior. Muito do habitat e dos seus bens de consumo poderiam ser fabricados a partir dos materiais disponíveis em Marte. A gravidade de Marte é 38% da sentida na Terra, o que requereria alguma habituação mas permitiria ao ser humano viver confortavelmente. Todavia, uma base tripulada em Marte teria de ser constantemente abastecida a partir da Terra com alimentos e outros recursos lá inexistentes.

Esta questão foi primeiro ponderada por Thomas Digges no século XVI. Digges considerou um Universo infinitamente extenso, infinitamente antigo e uniformemente cheio de estrelas. Se o Universo fosse assim, o céu noturno seria tão luminoso como a superfície do Sol – para onde quer que olhasse veria uma estrela. O problema foi finalmente solucionado pela descoberta de que o espaço está a expandir-se, a dilatar a luz que viaja, mudando-a de alta para baixa energia. Quanto mais longe uma estrela está, mais a sua luz foi dilatada e mais fraca parece, fazendo o céu entre estrelas próximas parecer negro.

O Sol e os planetas nasceram de uma vasta nuvem de gás e poeira, que girava lentamente. Quando os planetas se formaram, a sua gravidade atraiu a maioria da matéria na nuvem. Porém, a rotação inicial da nuvem não desapareceu. Nada “desaparece” na natureza – vai sempre para algum lado. Neste caso, acabou no movimento orbital dos planetas e na rotação do Sol e de todos os planetas.

Para a maioria dos cientistas, o melhor local para procurar vida extraterrestre será um planeta tipo Terra que orbite na zona habitável em torno de uma estrela tipo Sol. Aqui, “tipo Terra” é um planeta sólido e rochoso com um raio de cerca de metade ao dobro do da Terra, excluindo gigantes gasosos, como Júpiter. A “zona habitável” é o limite de órbitas planetárias que permite a existência de água líquida à superfície; para o Sol, este limite vai de Vénus a um pouco além de Marte, pois ambos terão tido água nas suas superfícies. E “tipo Sol” é uma estrela F, G ou K, mas este é um critério vago. Estrelas mais quentes (tipos espetrais O, B e A) poderão ter vida, mas são estrelas com vidas curtas, face ao tempo que a vida demora a estabelecer-se num planeta; e estrelas mais frias e de maior longevidade (como as M) também podem ter planetas com vida, mas as suas

 erupções e radiação podem dificultar o desenvolvimento da mesma.

A linha oficial onde começa o espaço é a linha de Kármán, 100 km acima do nível do mar. Gases na atmosfera difundem comprimentos de onda azuis de luz visível, produzindo um brilho azul sobre a Terra. Quanto maior a altitude, mais rarefeita a atmosfera se torna, até que o brilho desaparece. Esta definição é usada por agências espaciais para determinar quando algo atinge o espaço. Theodore von Kármán (1881-1963) calculou este como o ponto a que um veículo teria de estar em órbita para manter a sua altitude. 

A colisão aleatória de estrelas é um evento raríssimo, já que, numa galáxia como a Via Láctea, a distância entre estrelas é vasta, ante o tamanho das próprias estrelas. No entanto, em ambientes sobrecarregados, como um aglomerado globular, onde milhões de estrelas estão apinhadas num espaço com 50 anos-luz de largura, as colisões estelares ocorrem com frequência – talvez uma vez a cada dez mil anos. Quando duas estrelas normais colidem, podem fundir-se para formar um novo corpo quente e azul rejuvenescido (uma estrela retardatária azul). O caso raro em que as estrelas que colidem são objetos compactos, como estrelas de neutrões ou buracos negros, é mais espetacular. Quando dois buracos negros, por exemplo, se aproximam muito, caem um em direção ao outro num movimento espiral e, enquanto isto acontece, o seu impacto no tecido espácio-temporal local é tão forte que são enviadas ondulações em todas as direções na forma de ondas gravitacionais.

Ainda não encontrámos estas ondas gravitacionais, mas detetores como o LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), nos EUA, deverão fazê-lo em breve, e crê-se que as primeiras ondas por eles detetadas serão provenientes da fusão de buracos negros. Por fim, uma pequena fração de buracos negros rotativos não se fundem quando se aproximam; em vez disso, um sofre um impacto que o ejeta da sua galáxia. Portanto, se se deparar com um buraco negro a deslocar-se a uma velocidade vertiginosa, foi quase de certeza isto que lhe aconteceu.

Um meteoroide é qualquer corpo (sobretudo rochas que podem ser menores que um grão de poeira ou maiores que uma casa) que entre na atmosfera terrestre. Como isso acontece sempre a grandes velocidades, a rocha fica muito quente e começa a brilhar, podendo até adquirir uma cauda de matéria incandescente chamada plasma, mas isto varia entre meteoroides; este rasto visível (ou “estrela cadente”) chama-se meteoro. Maioritariamente, sob tal calor, a rocha fica reduzida a cinza e pó. Contudo, se parte dela sobreviver e cair na Terra, torna-se um meteorito.

A nossa galáxia, a Via Láctea, é composta por estrelas e uma quantidade substancial de gás e poeira, que podem ser vistos por telescópios óticos e radiotelescópios. Tais elementos estão espalhados por um disco plano com cerca de 120 mil anos-luz de diâmetro. O nosso sistema solar está a cerca de 25 mil anos-luz do centro desta galáxia, orbitando-o num trajeto circular. Porém, a nossa galáxia está presa numa grande esfera de matéria negra, cuja massa é pelo menos dez vezes a das suas estrelas. Não conseguimos ver matéria negra, mas sentimos a sua força gravitacional. Sabemos que este “halo” de matéria negra tem pelo menos 500 mil anos-luz de diâmetro, mas não sabemos precisar.

Não, mas chegar lá podia ser. Galileu ensinou-nos que todo o movimento uniforme é relativo – por outras palavras, é impossível determinar a diferença entre viajar a uma velocidade constante em linha reta e estar imóvel. Imagine que está a afastar-se da Terra numa nave pouco mais lenta que a velocidade da luz. Sem olhar para a janela, seria impossível saber se estava a mover-se. Portanto, seria bastante seguro. Por outro lado, acelerar até à velocidade da luz poderia ser bem mais arriscado.

Não estamos muito longe disso. Um elevador espacial requereria um cabo de um material muito mais forte e leve que todos os materiais hoje disponíveis. Um novo material chamado nanotubos de carbono poderia servir, mas ainda só temos a tecnologia para fabricar cabos deste material com escassos centímetros de comprimento. Também ainda não somos capazes de lançar a maquinaria pesada e a quantidade de matéria-prima necessárias para a órbita geoestacionária (a 36 mil quilómetros de altura). Os elevadores espaciais, ao contrários dos edifícios na Terra, teriam de ser construídos de cima para baixo.