Betimleyici Eylemler

Edwin Hubble, no início do século XX, ao analisar várias fotografias de Andrômeda _{– nossa galáxia vizinha – chegou à conclusão de que ali existiam} muitas estrelas comuns aglomeradas (FERRIS, 1990, p. 127). Ao perceber que na nuvem de Andrômeda também existiam cefeídas, e que estas estariam muito distantes, foi possível concluir que essa espiral estava muito mais longe e não poderia estar na nossa galáxia. Hubble acabou se interessando por mapear galáxias e outras estrelas bem brilhantes.

Com a questão da mecânica do Universo estando relativamente bem resolvida, amparada por bons modelos matemáticos, outra questão que persistiu a instigar os homens: sobre a origem e a evolução do Universo. O entendimento

70

sobre a finitude da velocidade da luz trouxe um novo significado para o que se observava no céu: objeto observado não é o que parece ser, isto é, ele tanto pode ter mudado de lugar, como pode ter mudado de aspecto, ou quem sabe possa nem existir mais, como é o caso de algumas estrelas, que já morreram, mas que ainda estamos recebendo luz.

A essas distâncias, o tempo tem uma significação igual à do espaço. Como é necessário tempo para que a luz vinda de uma galáxia distante atravesse o espaço, nós vemos essa galáxia tal como ela era há muito tempo. As galáxias do aglomerado Coma, por exemplo, aparecem-nos tal como eram há 700 milhões de anos atrás, quando as primeiras águas-vivas estavam apenas surgindo na Terra. Devido a esse fenômeno, tempo de luz, ou tempo de aberração, os telescópios sondam não só o espaço, mas também o passado. Deveria ser possível, portanto, determinar, examinando bem longe no espaço longínquo, se o universo foi outrora diferente do que é hoje. (FERRIS, 1990, p. 129)

Albert Einstein, assim como Newton, preocupou-se em desenvolver seus modelos matemáticos baseados nos dados que já existiam. Por uma característica própria – Einstein gostava de fazer seus experimentos mentalmente – não observava o céu. O domínio de suas teorias se estendia para a compreensão sobre o centro das estrelas e também sobre a geometria do cosmos: a teoria especial da relatividade revelou que o ritmo no qual o tempo flui e a extensão das distâncias medidas variam, dependendo da velocidade; a teoria geral da relatividade descreveu o espaço como sendo curvo.

As teorias de Einstein encontraram muita resistência, inclusive por parte da própria comunidade científica. Era bastante complicado entender o espaço curvo, e constantemente, eles esperavam ter uma prova concreta – ou observacional – que comprovasse isso. Havia uma situação em que seria possível comprovar a teoria da curvatura do espaço: pela observação de um eclipse solar total, em 29 de maio de 1919, quando o Sol se contrapôs às estrelas do aglomerado de Híades. Se Einstein estivesse certo, seria possível comprovar a curvatura do espaço na região do Sol, que deformaria a posição aparente das estrelas. Os resultados obtidos foram que os raios de luz vindos das estrelas nas Híades foram desviados no grau previsto pela teoria. Sobre esse episódio Ferris

71

(1990), em uma nota de rodapés, conta-nos sobre como Einstein teria se portado:

Certa vez Einstein deixou Ernest Straus espantado ao dizer que Max Planck, pai da física quântica “era uma das melhores pessoas que conheci e um dos meus melhores amigos, mas, você sabe, ele não entendia realmente de física”. Quando Straus estranhou Einstein respondeu: “durante o eclipse de 1919 Planck ficou acordado a noite inteira para ver se ele confirmaria a curvatura da luz pelo campo de gravidade do Sol. Se realmente entendesse a maneira pela qual a teoria geral da relatividade explica a equivalência da massa inercial e da massa gravitacional, ele teria ido dormir, como eu fui” (FERRIS, 1990, p. 152)

O modelo de Einstein que pressupõe o espaço curvo foi elaborado a partir do casamento da física gravitacional com a geometria do espaço curvo, e “a relatividade geral emancipou a cosmologia do antigo dilema de saber se o universo é infinito e ilimitado, ou finito e limitado” (FERRIS, 1990, p. 149). Isso porque no modelo anterior, o número infinito de estrelas conduziria à ideia de infinitas linhas de forças gravitacionais. Com a relatividade geral, o universo podia ser finito e ao mesmo tempo ilimitado, estando as galáxias deformando o espaço e formando um cosmos esférico, quadridimensional, fechado, no qual um observador, em qualquer ponto do universo, enxerga as galáxias se estenderem em todas as direções. Apesar de a teoria permitir essa possibilidade, essa questão – sobre o formato e tamanho do universo – continua sem resposta.

Por outro lado, Einstein trouxe à tona outra questão: segundo a teoria geral da relatividade, o universo não poderia ser estático, mas deveria estar se expandindo ou se contraindo. Naquela época, Einstein teria consultado astrônomos que falaram que as estrelas tinham algum movimento aleatório, mas nenhum movimento observado era capaz de sugerir expansão ou contração. Por conta disso, Einstein introduziu em suas equações a “constante cosmológica”, que permitia a teoria condizer com as observações.

Reconhecemos ter sido necessário introduzir uma extensão das equações de campo da gravitação que não se justifica pelo nosso conhecimento real da gravitação... Esse termo é necessário apenas com a finalidade de tornar possível uma distribuição quase estática da

72

matéria, como exigem as pequenas velocidades das estrelas (EINSTEIN, 1917 apud. FERRIS, 1990, pp. 155-156)

Slipher, que trabalhava num Observatório no Arizona (EUA), sem conhecer a relatividade, trabalhava tentando interpretar as galáxias encontrando indícios de rotação delas – assim como Hubble – e também um desvio em suas linhas espectrais. Uma explicação para esse caso, seria que Slipher estava observando os desvios explicados pelo efeito Doppler. Os astrônomos já entendiam que as estrelas que se movimentavam na direção do Sol, por exemplo, tinham suas linhas espectrais desviadas para o azul, enquanto as que se afastavam desviavam para o vermelho. No entanto, ao estender essa explicação para as galáxias, percebeu-se que elas estariam movendo-se com velocidades muito maiores do que das estrelas, e que a maioria delas desviavam para o vermelho, e estariam, portanto, se afastando.

Quem foi capaz de elaborar essa teoria, para explicar essas observações, foi o Hubble. A partir de seus dados e os de Slipher, ele plotou um gráfico, identificando existir uma correspondência linear entre a distância e a velocidade, que ficou conhecida como uma relação constante, identificada como a constante de Hubble. Hubble hesitava em formular conclusões, porque desconhecia a teoria da relatividade, e não tinha nenhuma teoria para explicar o fenômeno. Por isso, falava constantemente dos “desvios de velocidade”, mas nunca sobre a “expansão do universo”.

Mais uma vez, na história da astronomia, a elaboração de um modelo explicativo ia de encontro aos pressupostos religiosos muito aceitos e difundidos entre a população. Com a possibilidade de o universo estar se expandindo, vinha à tona o questionamento sobre a própria origem do universo. Embora o início do século XX seja marcado pela difusão e discussão desses modelos pelos cientistas, eles tinham pouca preocupação com a observação direta dos fenômenos. Na verdade, segundo Ferris (1990), existia uma distância entre “a teoria europeia e as observações norte-_{americanas”, que só começou a diminuir} quando os cientistas europeus começaram a sair da Europa, por conta da 2ª Guerra Mundial, e migrarem para os EUA.

73

A partir da segunda metade do século XX, alguns físicos, que estudavam efeitos nucleares começaram a se interessar também por cosmologia, para buscarem entender o que teria acontecido nos primeiros momentos do big bang.

O principal interesse de [George] Gamow, como iremos ver, relacionava-se com a formação de elementos no princípio da história do universo. Raciocinou que a matéria do jovem universo poderia ter sido quente e densa bastante para que os núcleos atômicos se tivessem separado em várias combinações, criando os elementos tal como os conhecemos. Essa linha de pesquisa teria resultados mistos nas mãos de Gamow (a física teórica não era bastante madura para muitos dos cálculos necessários) mas seu quadro do universo inicial como um plasma quente, denso, que evoluía rapidamente, deu origem a uma das mais fortes previsões da história da ciência – a radiação cósmica de fundo, uma energia generalizada, fervilhante, que restou do big bang (FERRIS, 1990, p. 161)

Com isso, em diferentes partes do mundo, cientistas concentravam-se em tentar construir um receptor para essa radiação cósmica, que foi detectada, em 1965, e deu a Arno Penzias e Robert Wilson o Prêmio Nobel em física, no ano 1978. Atualmente se sabe que o fato de termos pouca luz visível chegando até nós não significa que o universo seja um imenso vazio, mas que o que chega até nós, em quantidade muito maior do que a luz visível, é uma radiação que não é captada pelos nossos olhos, mas que pode ser “vista” por outros instrumentos. Os astrônomos de hoje, em boa parte, desenvolvem seus trabalhos diante das telas de seus computadores, que são os responsáveis por decodificar essas ondas que vem do universo em alguma coisa que possa ser visível e estudada.