O passado e o futuro na Astronomia

Pesquisadores destacam no programa Ciência Aberta como o avanço tecnológico tem propiciado novas descobertas sobre a origem e a evolução do Universo. Assista na íntegra

Maria Fernanda Ziegler  |  Agência FAPESP – A curiosidade sobre a origem do Universo sempre acompanhou civilizações, religiões e sistemas filosóficos. Só no século 20, no entanto, a ciência determinou a explicação vigente de que o Universo foi criado há 13,8 bilhões de anos a partir de uma explosão, o Big Bang.

“Até 1930 mais ou menos, a percepção do homem sobre o Universo era muito limitada. Isso mudou com o avanço tecnológico, que permitiu observar mais, fazer medições e comprovar ou descartar hipóteses que tinham sido levantadas previamente”, disse Carola Dobrigkeit Chinellato durante o programa Ciência Aberta, uma parceria da FAPESP e da Folha de S. Paulo, no dia 4 de setembro.

Chinellato é professora titular no Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW) da Unicamp e preside o comitê de publicações da Colaboração Pierre Auger, maior observatório do mundo dedicado ao estudo e à detecção de raios cósmicos.

Também participaram do programa João Steiner, professor titular no Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP) e coordenador-geral do projeto GMT-FAPESP, e Elisabete de Gouveia Dal Pino, professora do IAG-USP e membro do conselho colaborativo do Cherenkov Telescope Array (CTA).

A mediação do debate foi feita pela jornalista Alexandra Ozorio de Almeida, diretora de redação da revista Pesquisa FAPESP.

“Encontrar planetas é fácil. O próximo passo é descobrir vida fora da Terra”, disse Steiner. De acordo com o astrofísico, embora a maioria dos planetas encontrados seja parecida com Júpiter – em massa e na condição extrema e não habitável –, existe uma busca atualmente por planetas que tenham água e oxigênio.

“Nós só conhecemos um planeta onde tem vida: a Terra. Isso embora 4 mil planetas tenham sido descobertos fora do Sistema Solar e só a Via Láctea deve ter mais ou menos uns 15 bilhões de planetas. O desafio é descobrir quais deles têm vida. Estamos prestes a descobrir planetas com água e oxigênio, condição primordial para que haja vida. Isso deve ocorrer nos próximos anos”, disse.

Steiner é diretor-geral do Telescópio Gigante de Magalhães (GMT), que está sendo construído no deserto do Atacama (Chile) e funciona por modo de um consórcio internacional cujo parceiro brasileiro é a FAPESP. O conjunto de 7 espelhos com 8,4 metros cada corresponde a um único espelho de 25 metros de diâmetro. O poder coletor do GMT é 100 vezes maior e as imagens são 10 vezes melhores que as produzidas pelo telescópio Hubble.

“Com o GMT, queremos descobrir planetas habitáveis e caracterizá-los, ou seja, descobrir se têm água e oxigênio. Queremos também descobrir o que aconteceu entre o Big Bang e o universo atual, como se formaram as primeiras estrelas, galáxias”, disse Steiner.

Estima-se que a Terra tenha se formado há 4,6 bilhões de anos, portanto muito depois de ter ocorrido o Big Bang. “Antes da Terra já havia bilhões e bilhões de planetas. O problema é que ainda não temos tecnologia para detectar esses sinais. Até 20 anos atrás, não tínhamos tecnologia para detectar um único planeta fora do Sistema solar. Esses tantos planetas que hoje conhecemos foram descobertos nos últimos 20 anos graças aos avanços tecnológicos”, disse.

Rumo ao desconhecido

No programa, foi abordado um “problema” que a astronomia enfrenta atualmente: os componentes do Universo. “A nossa ignorância é muito grande. Só entendemos 4% do Universo, composto pela matéria conhecida”, disse Dal Pino.

Isso porque, de acordo com estimativas, menos de 5% do Universo é constituído por matéria conhecida – aquela formada por átomos e moléculas. Já a chamada matéria escura responde por mais de 20% e a energia escura por mais de 70%.

“Isso não é exatamente um problema. É isso que nos move como cientistas. Quando não sabemos algo, nos movemos para frente. Avançamos nos últimos 80 anos principalmente pela nossa capacidade de observar e medir fenômenos e agora precisamos avançar mais a partir do avanço tecnológico que aumenta nossa capacidade de cálculo e observação”, disse Chinellato.

Dal Pino explicou que a maior parte dos instrumentos astronômicos utilizados atualmente – como telescópios ópticos, antenas de rádio, telescópios de Cherenkov para captar radiação gama – é sensível à matéria conhecida. “Porém, existem os 25% de matéria que são matéria escura que só interage com essa matéria visível por meio das forças gravitacionais, a gravidade e a atração gravitacional, e não têm nenhuma forma direta de interação”, disse.

Há ainda a parte formada pela energia escura. “Só nas últimas duas décadas e meia é que se percebeu a existência dessa energia escura, uma força de natureza desconhecida que causa essa expansão acelerada do Universo e cuja natureza a gente desconhece”, disse.

Dal Pino comentou o desafio da Astronomia para identificar o que compõe a matéria escura. “Existem vários métodos indiretos de medi-la. Um deles envolve a possibilidade de que essa matéria escura seja formada por partículas chamadas wimps [de weakly interacting massive particle, ou partícula massiva com interação fraca], que teriam interações muito fracas através da gravidade”, disse.

De acordo com a astrofísica, quando essa interação ocorre, as partículas se aniquilam e produzem uma energia em forma de massa da ordem de 100 vezes 1 bilhão de elétron-volts.

“Portanto, essa energia está na faixa do espectro eletromagnético de raios gama. Um telescópio sensível de raio gama teoricamente teria meios de observar a matéria escura pela primeira vez e talvez detectar sua composição química. Essa é uma das propostas do meu trabalho”, disse.

Dal Pino é uma das líderes do projeto internacional Cherenkov Telescope Array (CTA), que está construindo o maior observatório astronômico para detecção de raios gama, a radiação eletromagnética de mais alta energia. O projeto tem apoio da FAPESP por meio do Projeto Temático “Investigação de fenômenos de altas energias e plasmas astrofísicos”, coordenado por Dal Pino.

O programa Ciência Aberta sobre as origens do Universo contou ainda com uma plateia de peso. Alunos que participam da missão Garatéa, consórcio nacional que tem o objetivo de preparar alunos de escolas públicas e particulares para o Student Spaceflight Experiments Program (SSEP), concurso do governo norte-americano que selecionará um experimento para enviar à Estação Espacial Internacional (ISS) em 2019.

Além dos alunos da Escola Municipal de Ensino Fundamental de Paraisópolis, do Colégio Dante Alighieri e do Projeto Âncora, também acompanharam o programa no auditório da FAPESP alunos da E.E. Glauber Rocha. Em sua 15ª participação na Olimpíada Brasileira de Astronomia (OBA-2017), a escola atingiu o número recorde de 127 medalhas.

Mais informações: www.fapesp.br/ciencia-aberta.