Clique e assine a partir de 8,90/mês

A receita do universo e seus ingredientes

Um bilionário projeto lançado no último voo do Endeavour pretende descortinar o mistério que envolve os dois mais abundantes ingredientes do universo: a matéria escura e a energia escura

Por Marco Túlio Pires - Atualizado em 6 Maio 2016, 17h07 - Publicado em 17 Maio 2011, 16h22

“Os cientistas ainda não sabem exatamente do que são feitos todos os ingredientes fundamentais do universo”

“Estima-se que 23% do universo seja formado pela matéria escura e 72% pela energia escura”

“É necessário saber do que elas são feitas e como elas podem ajudar o homem a entender o universo, melhorar os modelos físicos e desenvolver melhores tecnologias”

Marcelo Gleiser, físico

Além de seis tripulantes, o ônibus espacial Endeavour decolou nesta segunda-feira levando ao espaço um experimento científico de dois bilhões de dólares, financiado por nada menos que 16 nações da Europa, da Ásia e da América do Norte – o Espectrômetro Magnético-Alfa (AMS, na sigla em inglês). Trata-se de uma sonda de seis toneladas, que será acoplada à Estação Espacial Internacional (ISS) e fará medições de partículas que bombardeiam a Terra, também conhecidas como raios cósmicos. Essas partículas, originadas por diferentes fontes no universo, deixam rastros únicos, que podem dizer aos cientistas do que o universo é realmente feito.

Os especialistas ainda não sabem exatamente do que são feitos todos os componentes fundamentais do cosmo. Sabe-se, por exemplo, que o universo possui três ingredientes principais. O primeiro deles é uma velha conhecida do homem: a matéria visível. São partículas que formam os tijolos fundamentais dos átomos, planetas e estrelas. Tão massivos são os corpos celestes e tão onipresentes são os átomos que seria natural assumir que a maior parte do universo é composta por matéria visível, certo? Mas não. Apenas 5% dele é matéria visível. O restante é ocupado pelos outros dois ingredientes – a matéria escura e a energia escura. São manifestações exóticas da natureza e quase nada conhecidas pelo homem. A audaciosa tarefa do AMS será ajudar os cientistas a entender do que são feitos esses 95% do universo.

Fórmula do universo – Para entender os outros dois ingredientes que formam o cosmo será preciso levar em consideração um fato inusitado. Quando os cientistas observam a forma com que estrelas e as galáxias se movem, há algo inusitado: apesar de a física afirmar que as estrelas, planetas e corpos de uma galáxia deveriam se movimentar mais lentamente à medida em que se afastam do centro dela, isso não acontece na prática, no caso das galáxias. No Sistema Solar, por exemplo, Mercúrio, que está próximo do Sol, movimenta-se em torno do astro com velocidade 60% mais rápida do que a da Terra. Marte segue mais lento que o nosso planeta e Júpiter ainda mais. E assim por diante, até Plutão e Eris, que praticamente se arrastam em volta do Sol.

O que mais o AMS pode desvendar

De olho no universo

Antimatéria

O AMS também vai procurar pela antimatéria, uma manifestação da habitual matéria visível, mas com carga contrária. Por exemplo, um átomo de matéria é formado por prótons, que são cargas positivas, envolvido por elétrons, que são cargas negativas. Os átomos de antimatéria seriam formados por antiprótons, com cargas negativas, envolvidos por pósitrons, que são cargas positivas. Antipartículas já foram observadas pelo homem em laboratório, mas nunca no espaço.

Continua após a publicidade

Comportamento de imãs no espaço

Por possuir um poderosíssimo imã, o AMS vai aumentar o conhecimento sobre o comportamento de imãs no espaço. Isso quer dizer que, no futuro, poderemos construir escudos melhores para proteger astronautas dos raios cósmicos, um dos maiores impedimentos para as longas viagens no espaço, até Marte e além.

As diferentes velocidades esperadas pelos físicos podem ser entendias quando observamos um furacão, explica o físico Marcelo Gleiser, autor do livro Criação Imperfeita (Editora Record, 368 páginas, 49,90 reais). Se medirmos a velocidade das moléculas próximas ao olho do fenômeno, elas se movem rapidamente. À medida em que se afastam do centro, as partículas perdem força e ficam mais lentas, até o furacão desaparecer completamente. “Assim deveria funcionar com as galáxias”, afirma Gleiser. Contudo, as observações cósmicas mostram que os corpos nas periferias das galáxias movimentam-se com velocidades comparáveis às daqueles que estão mais ao centro.

Matéria escura – Portanto, para que as equações da física façam sentido, é preciso que exista alguma força empurrando o amontoado de poeira, gás, estrelas e planetas da periferia das galáxias em velocidades semelhantes a de corpos que estão mais próximos do núcleo. Essa força adicional compensaria a previsão física de que quanto mais longe do centro de uma galáxia, mais lento é o movimento dos corpos. Essa força adicional, dizem os físicos, é a gravidade de uma manifestação da natureza que possui massa, mas não emite qualquer tipo de luz – ou radiação – que o homem consiga medir diretamente.

Como não é possível enxergá-lo, os cientistas deram o nome de “matéria escura” a esse que seria o segundo ingrediente mais abundante no universo. Estima-se que 23% de tudo seja formado pela matéria escura. “Os pesquisadores têm certeza de que ela existe, pois ela exerce força sobre os corpos, influencia inclusive a luz”, esclarece Gleiser. Apesar de não detectá-la diretamente, é possível perceber os efeitos que a matéria escura causa no movimento das galáxias.

Energia escura – O mais abundante dos ingredientes do universo, porém, é a ainda mais misteriosa energia escura. Gleiser explica que os modelos físicos provaram que o universo está em expansão, de acordo com a teoria do Big Bang – a grande explosão primordial que deu início a tudo. “Só que, em 1998, descobriu-se que essa expansão estava acontecendo mais rapidamente do que as equações previam”, diz. Para que a conta fechasse, os cientistas calcularam o quanto de força seria preciso para provocar o excedente na velocidade de expansão das galáxias. A essa força deu-se o nome de energia escura – que corresponde a 72% do universo.

Saber que essas forças estranhas existem não é suficiente. “É necessário saber do que elas são feitas e como elas podem ajudar o homem a entender o universo, melhorar os modelos físicos e desenvolver melhores tecnologias”, pondera Gleiser. É aí que entra o AMS, o caro experimento de dois bilhões de dólares.

Futuro – A análise dos raios cósmicos que a sonda fará será inédita. Como a maioria das partículas dos raios cósmicos é repelida pela atmosfera, torna-se difícil o estudo deles a partir da superfície da Terra sem qualquer tipo de interferência. O AMS vai capturar partículas usando um poderosíssimo imã, o mais potente já colocado no espaço. Detectores ultraprecisos vão identificar essas partículas e medir a massa, carga e energia de cada uma delas. Como cada partícula deixa um rastro único, os cientistas esperam encontrar aquelas que explicam de alguma forma a natureza da matéria e energia escuras.

O investimento colossal em um único experimento científico mostra que a comunidade internacional está disposta a gastar muito dinheiro para responder questões fundamentais. O projeto ainda dá uma sobrevida à Estação Espacial Internacional, criticada por não ter uma serventia substancial no avanço da ciência além de experimentos em microgravidade. Os cientistas ainda terão muito que fazer até que o AMS esteja em pleno funcionamento. Será preciso instalá-lo no enorme complexo espacial que flutua a 400 quilômetros da superfície da Terra e depois realizar uma série de testes para comprovar seu funcionamento. Não tem problema. O universo nos espera – desde sua criação, há bilhões de anos – e sempre vai esperar, pacientemente, para ser explorado.

Continua após a publicidade
Publicidade