O Limiar da Eternidade
Há uma experiência que cada humano partilha,
de cada cultura e de cada língua,
a experiência do nascimento.
As nossas reminiscências do nascimento são, no melhor dos casos, vagas.
Têm a sensação e a aura, não tanto como de memórias,
mas como de transfigurações místicas.
Seria espantoso se esta profunda primeira experiência,
não viesse influenciar os nossos mitos e religiões,
a nossa filosofia e a nossa ciência.
O nascimento de uma criança evoca o mistério de outras origens
os princípios e os fins de mundos,
a infinidade e a eternidade.
Como surgiu o universo ?
O que havia antes disso ?
Pode não ter havido um princípio ?
Pode o universo ser infinitamente antigo ?
Haverá limites para o Cosmos ?
A corrente versão cientifica da origem do universo,
começa com uma explosão que fez com que o espaço começasse a expandir-se.
Há cerca de 15.000 milhões de anos atrás,
toda a matéria e energia que se encontram no universo observável,
estavam concentradas dentro de um espaço menor que a cabeça de um alfinete.
O cosmos estalou numa inconcebível explosão colossal,
o Big Bang.
A matéria do universo, junta com o próprio tecido do espaço,
iniciaram uma expansão em todas as direcções que continua ainda hoje.
Podemos visualizar este processo com uma grelha a três dimensões,
que se imagina aderir ao tecido em expansão do espaço.
O cosmos inicial estava brilhantemente iluminado,
e à medida que o tempo foi passando, as radiações expandiram-se e arrefeceram,
e à luz visível normal, o espaço tornou-se escuro como é hoje.
Então começaram a formar-se pequenas bolsas de gás.
Formaram-se gavinhas de levíssimas nuvens de gás,
colónias muito atravancadas, coisas a girar lentamente sobre si mesmas,
tornando-se cada vez mais brilhantes, uma espécie de animais que,
acabaram por conter cerca de 100.000 milhões de pontos brilhantes.
As maiores estruturas reconhecíveis do universo tinham-se formado.
Podemos vê-las hoje. Nós próprios habitamos num canto perdido de uma delas.
Chamamos-lhe as galáxias.
Habitamos num universo de galáxias.
Há manchas não estruturadas, as galáxias irregulares,
galáxias globulares ou elípticas,
e os elegantes braços azuis das galáxias espirais.
Temos estado a investigar as galáxias,
as suas origens, evolução e movimentos, desde há menos de um século.
Estes estudos alargam a nossa compreensão,
até às longínquas e remotas extensões do universo.
A nossa nave imaginária leva-nos à fronteira final.
Vemos o cosmos na sua escala magnificente.
A majestade das galáxias é revelada pela ciência.
Há muitas maneiras diferentes de as estrelas se ordenarem dentro das galáxias.
Quando por acaso a face de uma galáxia espiral está voltada em nossa direcção,
vemos os braços espirais, iluminados por milhares de milhões de estrelas.
Noutros casos, quando a borda da galáxia está na nossa direcção,
vemos as faixas centrais de gás e poeira,
a partir das quais as estrelas se formaram.
Em espirais barradas, um rio de matéria estelar,
estende-se através do centro galáctico,
ligando braços espirais opostos.
Galáxias elípticas gigantescas, e elípticas anãs.
Uma variedade imensa de misteriosas galáxias,
lugares onde algo correu de uma forma ameaçadoramente errada,
onde há explosões e colisões,
correntes de gás e estrelas,
que formam pontes entre as galáxias.
As galáxias vêem-se como corpos rígidos e ponderosos.
Mas nós só as vemos durante algumas cenas do filme cósmico.
As suas partes dissipam-se e remodelam-se,
numa escala de tempo de centenas de milhares de anos.
São estruturas fluidas compostas de milhares de milhões de componentes estelares,
todos ligados entre si pela gravidade.
Estas gigantescas formas galácticas existem em toda a parte do universo,
e podem ser uma fonte comum de admiração e instruções,
para milhares de milhões de espécies de vida inteligente.
A sua evolução é governada em todo o lado pelas mesmas leis da física.
Necessitamos de um computador para ilustrar,
o movimento colectivo de tantas estrelas,
cada uma debaixo da influência gravitacional de todas as outras.
Um milhar de milhões de anos está aqui comprimido em alguns segundos.
Em alguns casos, os braços espirais formam-se todos por eles próprios.
Noutros casos,
o encontro gravitacional de perto de duas galáxias,
irá desenhar os braços espirais.
Mas quando duas galáxias próximas uma da outra colidem,
como balas atravessando um enxame de abelhas,
as estrelas passam sem esforço umas pelas outras.
Não obstante, a configuração das galáxias pode ser gravemente distorcida.
O impacte directo de uma galáxia contra outra pode durar 100 milhões de anos,
e espalhar as estrelas que as constituem,
perdendo-se pelo espaço intergaláctico.
Quando uma pequena galáxia densa e compacta, choca de frente com uma maior,
poderá produzir-se uma das mais belas entre as raras formas irregulares.
Uma galáxia anelar.
Com milhares de anos-luz de extensão,
uma galáxia anelar exposta,
sobre o veludo do espaço intergaláctico.
É uma configuração temporária de estrelas despedaçadas,
um espadanar do lago cósmico.
Por vezes as galáxias estalam nelas próprias.
Os quasares, a milhares de milhões de anos-luz de distância,
podem ser colossais explosões de jovens galáxias.
Mas não estamos certos disso.
Os quasares continuam a ser um mistério.
As galáxias revelam uma beleza e ordem universal,
mas também a violência caótica numa escala nunca antes imaginada.
O universo não parece nem benigno nem hostil
simplesmente indiferente aos problemas de criaturas tão insignificantes como nós.
Os quasares podem ser versões monstruosas dos pulsares a rápida rotação,
ou resultarem de múltiplas colisões de milhões de estrelas,
densamente reunidas no núcleo galáctico,
ou serem uma reacção em cadeia de explosões de supernovas num tal núcleo.
Alguns astrónomos pensam que um quasar é causado por milhões de estrelas,
caindo num imenso buraco negro no núcleo da galáxia.
A existência implícita de um buraco negro,
algo muito maciço, muito denso e muito pequeno,
que tiquetaqueia e ronrona no interior da M87,
e no núcleo de outras galáxias vizinhas.
Até mesmo uma galáxia tão aparentemente bem comportada como a Via Láctea,
tem as suas agitações e as suas danças.
As estrelas da Via Láctea movem-se com uma graça sistemática.
O Sol leva 250 milhões de anos, a contornar o centro da galáxia.
( O mesmo tempo que a galáxia demora em cada rotação )
As províncias exteriores da galáxia,
giram progressivamente de um modo mais lento que as regiões interiores.
Como resultado disso, o gás e poeira acumulam-se em padrões espirais,
e preparam os locais de grande densidade,
para a formação de estrelas jovens, quentes e brilhantes,
as estrelas que delineiam os braços da espiral.
Essas estrelas brilham apenas durante 10 milhões de anos,
e então explodem.
Mas à medida que as estrelas que controlam o braço da espiral se queimam,
formam-se novas e jovens estrelas e as suas nebulosas associadas, mesmo por trás delas,
e o desenho da espiral mantém-se.
O Sol, marcado aqui por um círculo,
tem entrado e saído frequentemente dos braços da espiral,
nas 20 vezes que circundou a Via Láctea. ( a cerca de 200 km por segundo )
Nesta altura, vivemos nas bordas de um braço espiral.
Observámos o movimento interno galáctico numa escala pequena,
através de um milhão de anos-luz ou menos.
Mas o movimento das galáxias elas próprias,
através de milhares de milhões de anos-luz, é diferente.
Esse movimento é uma relíquia do Big Bang.
A chave para a cosmologia, o estudo do universo inteiro,
derivou de um lugar-comum da natureza,
de uma experiência da vida diária.
Imagine-se um objecto, um comboio, em movimento emitindo ondas.
Podem ser ondas de luz,
ou ondas sonoras, ou qualquer tipo de ondas.
Quando o comboio em movimento nos ultrapassa,
sentimos uma mudança de tom característica.
Isso é o chamado efeito Doppler.
No interior, para o condutor na cabine,
o tom do toque é uniforme e fixo.
Isso é devido ao facto de se estar a deslocar junto com a fonte sonora.
Mas para alguém que se encontre junto à via quando o comboio passa,
a mudança no tom será a habitual,
o efeito Doppler.
A razão pela qual isto acontece é fácil de compreender,
uma vez que se visualizem as ondas.
Um comboio imóvel emite ondas sonoras em círculos perfeitos,
como as ondas num lago.
Façamos avançar o comboio de novo.
Agora, as ondas sonoras na nossa direcção são comprimidas juntas,
e as que vão para trás, são alargadas à parte.
As ondas comprimidas têm uma maior frequência ou tom ( altura )
do que as ondas que se alargam.
A mesma coisa é válida para as ondas de luz.
A cor é para a luz, o que tom ou altura é para o som.
Nas ondas de luz comprimidas há o desvio para o azul.
Nas ondas de luz alargadas há o desvio para o vermelho.
À velocidade do comboio,
pode-se sentir a mudança de altura no som, mas não na luz.
O comboio desloca-se a uma velocidade demasiado lenta para isso.
Verifica-se que o efeito Doppler para as ondas de luz,
é a chave para a cosmologia.
A prova para isso foi obtida inesperadamente,
por um condutor de uma coluna de mulas, que nunca tinha passado da instrução primária.
Durante a segunda década deste século,
foi construído no Monte Wilson o maior telescópio do mundo,
dominando o que era então o céu límpido de Los Angeles.
Foi necessário rebocar grandes peças do telescópio até ao cimo da montanha,
o que se fez com parelhas de mulas.
Um jovem almocreve, chamado Milton Humason, era um dos condutores,
o filho incapaz de um banqueiro Californiano.
Mas era inteligente e curioso e estava naturalmente interessado no equipamento,
que penosamente transportava até ao cume do Monte Wilson.
E até 1917, até o telescópio estar completo,
desempenhou diversos cargos como electricista e zelador.
Uma noite, segundo conta a história, o assistente nocturno do telescópio adoeceu,
e pediram a Humason que o substituísse.
Humason era um excelente jogador de cartas,
com talento para o póquer e para o bilhar.
Mas a sua habilidade e cuidado com o telescópio, surpreenderam ainda mais,
e descobriu que tinha talentos para lidar com os instrumentos astronómicos.
Tornou-se o virtuoso do telescópio de 2,54 metros.
Neste instrumento, a luz de galáxias distantes,
é focada numa placa fotográfica de vidro,
através de um encaixado espelho de 2,54 metros de diâmetro.
Nos finais de 1920, Humason fazia as suas próprias observações.
Sr. Nelson ?
Estou aqui na sala, senhor.
Humason já tinha o seu próprio assistente nocturno,
para o ajudar nas suas observações.
- Boa tarde, Sr. Nelson. - Boa tarde, Sr. Humason.
Começaremos às 06h00.
Estarei a fazer um espectrograma no foco Cassegrain.
Sim senhor.
O telescópio deve ser capaz de apontar com alta exactidão,
a uma designada região do céu, e continuar apontando aí.
Uma máquina pesando 75 toneladas, e tão maciça como uma locomotiva,
deve mover-se com uma maior precisão do que a do mais refinado relógio de bolso.
Tudo deve ser verificado inteiramente.
O sistema de energia eléctrica deve funcionar perfeitamente.
Horas antes de as observações começarem, a cúpula é aberta,
para permitir à temperatura interior e exterior de se igualar.
Humason preparava as emulsões fotográficas sensíveis,
protegidas em estojos metálicos,
para capturar com o telescópio gigante,
a tímida luz das galáxias remotas.
Isto fazia parte de um programa sistemático,
o qual Humason e o seu mentor, o astrónomo Edwin Hubble,
estavam seguindo para medir o efeito Doppler,
da luz originária das mais distantes galáxias conhecidas então.
Mas as mais distantes galáxias são muito ténues.
E é por isso que mesmo com o maior telescópio no mundo,
era necessário fazerem-se exposições muito longas,
que muitas vezes duravam toda a noite,
e por vezes requeriam várias noites sucessivas.
Humason dava ao assistente nocturno as coordenadas celestes
da galáxia alvo a observar.
Através da longa e fria noite, ele tinha de fazer finas adaptações,
para que o telescópio seguisse com exactidão a galáxia objectivo.
A própria galáxia era demasiado ténue para ser vista através do telescópio,
ainda que pudesse ser registada fotograficamente,
numa longa exposição prolongada.
Assim o telescópio era apontado para uma brilhante estrela vizinha,
e então desviado para uma zona sem importância no céu,
a partir da qual, pela longa noite,
a luz da galáxia oculta iria lentamente acumular-se.
O telescópio focava a ténue luz vinda da galáxia,
para dentro de espectroscópio,
onde era expandida para o seu arco-íris de cores constituintes.
O espectro seria assim registado em pequenas placas de vidro.
Pode fixar a trajectória e girar para a estrela por favor ?
Está nítido ?
- Estou a girar par Este. - Sim. Acho que está nítido.
Vá com calma.
Já está, já o tenho.
Agora vamos para a NGC 7-6-1-9.
Está nítido.
Iremos fazer uma exposição de 10 horas.
Que horas são ?
07h15.
Luzes apagadas por favor.
O diapositivo escuro está aberto.
Um grande telescópio apenas vê uma muito pequena zona do céu.
Como a Terra gira, uma estrela de referência ou uma galáxia,
deslizará para fora do campo visual do telescópio em apenas alguns minutos.
Humason tinha de permanecer desperto, seguindo a galáxia,
enquanto o elaborado mecanismo movia o telescópio,
lentamente na direcção oposta para compensar a rotação da Terra.
O telescópio é uma espécie de relógio.
Como está a cúpula ?
Está nítido.
Este trabalho é difícil, rotineiro, aborrecido,
mas embora eles ainda não o soubessem,
Hubble e Humason estavam acumulando meticulosamente,
as provas do Big Bang.
Descobriram que quanto mais distante estava a galáxia,
mais o espectro de cores se deslocava para o vermelho.
Já chega, vamos clarificar o telescópio.
Vou descer agora.
Se este desvio para o vermelho fosse devido ao efeito Doppler,
as galáxias distantes deviam estar a afastar-se de nós.
No fim da sua vigília,
Humason recuperaria o leve espectro galáctico,
e cuidadosamente o levava para ser revelado.
Obrigado Sr. Nelson.
Estou indo para a câmara escura agora.
- Um bom dia. - Bom dia, Sr.
Desta maneira,
Humason encontrou o desvio para o vermelho em quase cada galáxia que examinou,
como o efeito Doppler no som da locomotiva afastando-se.
E quanto mais distantes estiverem de nós maior é a sua velocidade de recessão.
Ligadas ao tecido do espaço, as apressadas galáxias em direcção ao exterior,
estavam traçando a expansão do universo ele mesmo.
Uma conclusão espantosa tinha sido capturada nestas finas placas de vidro.
Humason e Hubble tinham descoberto o Big Bang.
Em cima e em baixo estão as linhas de calibragem,
que Humason tinha primeiro fotografado.
No meio encontra-se o espectro de uma galáxia relativamente próxima.
Cada elemento tem uma impressão digital espectral característica,
uma série de frequências onde a luz é absorvida.
Aqui são salientes as duas linhas escuras no violeta,
devido ao cálcio nas atmosferas,
de centenas de milhares de milhões de estrelas,
que constituem esta galáxia.
As galáxias mais próximas mostram um efeito Doppler muito pequeno.
Mas quando se regista o espectro de uma galáxia ténue e mais distante
encontra-se o mesmo intrigante par de linhas,
mas com um maior desvio para a direita e em direcção ao vermelho.
E quando se examina uma galáxia remota a 4.000 milhões de anos-luz de distância,
verificamos que as linhas se desviam para o vermelho ainda mais.
Esta galáxia deve estar a afastar-se a cerca de 200 milhões de quilómetros por hora.
As cuidadosas observações de Milton Humason,
astrónomo e ex-condutor de mulas,
estabeleceram a expansão do universo.
Discutindo a estrutura do cosmos em larga escala,
os astrónomos por vezes dizem que o espaço é curvo,
ou que o universo é finito mas ilimitado.
Estão falando de quê ?
Imaginemos que somos perfeitamente planos,
absolutamente planos, quero eu dizer,
e que habitamos, suficientemente adaptados, na Planilândia,
um país designado assim por Edwin Abbott,
um estudioso de Shakespeare que viveu na Inglaterra Vitoriana.
Toda a gente na Planilândia é sem excepção, plana.
Uns são quadrados, outros círculos, triângulos
corremos apressados, entrando e saindo,
dos nossos edifícios planos, ocupados com os nossos negócios planos.
Toda a gente tem largura e comprimento,
mas não tem altura.
Estes recortes têm alguma altura mas vamos ignorar isso.
Vamos imaginar que são absolutamente planos.
Habitantes da Planilândia, neste caso, conhecemos,
esquerda e direita, à frente e atrás,
mas não temos a mínima noção do que é em cima e em baixo.
Imaginemos que um dia na Planilândia,
pairando sobre ela,
aparece uma estranha criatura tridimensional,
a qual, por mais estranho que seja, parece uma maçã.
A criatura tridimensional,
ao ver um quadrado particularmente atraente e de aspecto simpático
a entrar na sua casa plana,
decide, num gesto de amizade interdimensional
de o ir cumprimentar.
' Olá ' diz-lhe a criatura tridimensional.
' Como está ? Sou uma visita da terceira dimensão. '
O infeliz quadrado olha em volta da sua casa fechada,
e não vê nada nem ninguém,
e o que é pior, parece-lhe que a saudação, vinda de cima, emana do seu próprio corpo,
uma voz vinda do interior.
O quadrado começa a preocupar-se um pouco com o seu estado mental.
A criatura tridimensional,
exasperada por ser considerada uma aberração psicológica
desce e entra na Planilândia.
Ora uma criatura tridimensional só pode existir parcialmente na Planilândia,
só se lhe vê um corte, um plano.
Assim quando a criatura tridimensional primeiramente aparecesse na Planilândia,
apenas os pontos de contacto com a superfície podiam ser vistos.
E vamos representar isso pondo tinta na maçã, nesta almofada de tinta,
e colocando essa imagem na Planilândia.
E há medida que a maçã desce e desliza,
através da Planilândia,
iríamos ver fatias mais ou menos circulares, progressivamente maiores,
o que podemos representar,
por cortes na maçã.
O quadrado, à medida que o tempo passa,
vê uma série de objectos aparecer misteriosamente,
não se sabe de onde, e dentro da sua sala fechada,
e a transformar-se dramaticamente num círculo próximo.
A sua única conclusão pode ser que está a enlouquecer.
A maçã, um pouco aborrecida com esta conclusão,
e num gesto nada amigável de dimensão para dimensão,
entra em contacto com o quadrado debaixo dela,
e empurra a plana criatura atirando-o ao ar,
flutuando e girando pela Planilândia, para a terceira dimensão.
A princípio, o quadrado não consegue perceber o que está a acontecer.
Está terrivelmente confuso, é algo absolutamente alheio à sua experiência.
Mas acaba por perceber, passado um pouco,
que pode ver para dentro das casas fechadas na Planilândia.
Pode ver o interior dos seus companheiros planos,
está vendo a Planilândia de uma perspectiva,
que nunca ninguém viu antes, ao seu conhecimento.
Entrar numa outra dimensão proporciona por acaso, a vantagem,
de uma espécie de visão de raios X.
Finalmente o nosso quadrado acaba por regressar à superfície,
e os seus amigos apressam-se a ir vê-lo.
Do ponto de vista deles, ele apareceu misteriosamente vindo não se sabe de onde.
Não chegou andando de alguma parte, veio de um outro lugar.
' Pelo amor de Deus, que te aconteceu ? ' dizem eles.
E o infeliz quadrado responde,
' Acho que estive numa outra dimensão mística
que estive lá em cima '
E os outros dão-lhe palmadinhas nas costas e consolam-no
ou senão perguntam-lhe,
' Mostra-nos lá onde é essa terceira dimensão, aponta lá. '
E o pobre quadrado não é capaz de aceder.
Mas talvez seja mais interessante,
a questão das dimensões superiores.
Poderia haver uma quarta dimensão física ?
Para abordarmos isso, vamos considerar um cubo.
Podemos imaginar um cubo da seguinte maneira :
tomemos um segmento de recta de um determinado comprimento e desloquemo-lo,
num comprimento igual em ângulo recto consigo próprio. Assim fazemos um quadrado.
Deslocando o quadrado num comprimento igual em ângulo recto,
consigo próprio, teremos um cubo.
Sabemos que este cubo,
projecta uma sombra.
E essa sombra, que reconhecemos,
é geralmente representada, nas classes de terceiro ano,
por dois quadrados ligados pelos vértices.
Se observarmos a sombra do objecto tridimensional em duas dimensões,
vemos que, neste caso, nem todas as linhas aparecem iguais,
nem todos os ângulos são rectos.
O objecto tridimensional não foi perfeitamente representado,
na sua transfiguração para as duas dimensões.
Mas esse é o preço de perder uma dimensão na projecção geométrica.
Tomemos agora este cubo tridimensional,
e desloquemo-lo, em ângulo recto consigo próprio através de uma quarta dimensão física.
Não neste sentido, não neste e nem neste.
Mas simultaneamente em ângulo recto com todas essas direcções.
Não posso mostrar que direcção é essa.
Mas imaginem que há uma quarta dimensão física.
Nesse caso, teríamos um hipercubo quadrimensional,
que também é chamado tesseract. ( a quarta dimensional análoga de um cubo )
Não posso mostrar um tesseract,
devido a estarmos presos em três dimensões.
Mas posso mostrar a sombra tridimensional,
de um hipercubo quadridimensional ou tesseract.
Aqui está, assemelha-se a dois cubos aninhados,
com todos os vértices ligados por rectas.
Mas para um tesseract real, em quatro dimensões,
todas as rectas teriam igual comprimento e todos os ângulos seriam rectos
Não é o que vemos aqui, pois pagamos um preço pela projecção geométrica.
Como se vê, mesmo não podendo imaginar um mundo de quatro dimensões,
pode-se deduzir sem dúvida e perfeitamente bem a sua existência.
Imagine-se um universo como a Planilândia,
realmente bidimensional e inteiramente plano em cada direcção.
Mas com uma excepção :
sem que os seus habitantes o saibam,
o seu universo bidimensional é curvado,
numa terceira dimensão física.
Talvez para dentro de uma esfera, mas de qualquer modo,
para algo inteiramente fora da sua experiência.
Localmente, o seu universo continua a parecer-lhes plano.
Mas se um deles, mais pequeno e plano do que eu,
der um passeio bastante maior ao longo daquilo que lhe parece ser uma linha recta,
descobrirá um grande mistério.
Supondo que ele marca o seu ponto de partida aqui,
e parte explorar o seu universo.
Ele nunca anda às voltas nem nunca alcança uma borda.
Ele não sabe que esse aparente universo plano,
se encontra curvado dentro de uma enorme esfera.
Ele não sente sequer que está caminhando em torno de um globo.
Porque deveria o seu espaço ser curvado ?
Porque este universo tem tanta matéria,
que a sua gravidade deforma o espaço,
fechando-o nele mesmo dentro de uma esfera.
Mas o nosso amigo da Planilândia não o sabe.
Após um longo momento, verificou que de algum modo regressou ao ponto de partida.
Deve haver uma terceira dimensão.
O nosso amigo não pode imaginar essa terceira dimensão,
mas pode seguramente deduzi-la.
Se adicionarmos uma a todas as dimensões desta história,
teremos uma situação semelhante,
à qual muitos cosmólogos pensam poder aplicar-se a nós.
Nós somos criaturas tridimensionais, presas em três dimensões.
Imaginamos o nosso universo ser plano em três dimensões,
mas talvez curvado dentro de uma quarta.
Podemos falar de uma quarta dimensão, mas não a podemos experimentar.
Ninguém pode apontar para essa quarta dimensão.
Há esquerda-direita e frente-atrás. Há para cima e para baixo,
e há algumas outras direcções,
simultaneamente em ângulo recto com essas familiares três dimensões.
Agora imagine-se que o universo se está a expandir.
Se o insuflarmos como a um balão quadridimensional, o que acontecerá ?
Um astrónomo numa dada galáxia,
pensará que todas as outras galáxias estão a fugir dele.
Quanto mais distante está a galáxia, mais rápido parece estar a mover-se.
Isto foi o que Humason e Hubble descobriram.
Na superfície deste universo curvado, não há limite ou centro.
O universo pode ser ambos, finito e ilimitado.
O desvio para o vermelho das galáxias distantes,
parecia implicar para os contemporâneos de Humason,
de que estávamos no centro de um universo em expansão,
e que a nossa posição no espaço era de algum modo privilegiada.
Mas se o universo está em expansão,
quer esteja ou não curvado dentro de uma quarta dimensão,
os observadores em cada galáxia irão ver precisamente o mesmo,
todas as galáxias fugindo apressadamente deles
como se tivessem feito alguma tremenda asneira social intergaláctica.
Se houver matéria suficiente para fechar o universo gravitacionalmente,
então irá fechar-se nele próprio como uma esfera.
Se não houver matéria suficiente para fechar o cosmos
então terá uma forma aberta, curvada como uma sela,
expandindo-se para sempre em todas as direcções.
Este universo em sela é apenas um num número infinito,
de espécies possíveis de universos abertos.
Diferentes de tais universos fechados, como a esfera,
os universos abertos têm neles uma quantidade infinita de espaço.
Se o nosso universo está de facto fechado,
então nada pode sair, nem matéria nem luz.
Estaríamos então vivendo dentro de um buraco negro.
Contudo, há uma saída possível,
um túnel hipotético ou buracos através da próxima grande dimensão,
um lugar absorvendo matéria e luz.
Poderemos encontrar tais buracos ? Iríamos sobreviver à viagem ?
Podíamos emergir em algum outro lugar e tempo,
talvez num outro universo,
ou talvez em alguma parte do nosso próprio universo.
Se quisermos saber como é o interior de um buraco negro,
bastará então olharmos à volta.
Mas não sabemos ainda se o universo é aberto ou fechado.
E além disso, alguns astrónomos duvidam,
que o desvio para o vermelho da galáxias distantes,
seja devido ao efeito Doppler.
Estão cépticos quanto à expansão do universo e ao Big Bang.
Talvez os nossos descendentes olhem a nossa presente ignorância,
com tanta simpatia como a que sentimos para com os antigos,
por não saberem se a Terra girava à volta do Sol.
Todavia, se o quadro geral de um Big Bang,
seguido por um universo em expansão, é correcto,
o que aconteceu antes disso ?
Estava o universo desprovido de toda a matéria,
e então de súbito a matéria foi de algum modo criada ?
Como sucedeu isso ?
Em diversas culturas, a resposta do costume,
é que um deus ou deuses criaram o universo do nada.
Se quisermos prosseguir a questão corajosamente,
teremos, evidentemente, de perguntar a seguir :
de onde veio Deus ?
E se concluirmos que isso não tem resposta,
porque não saltar um passo e concluir,
que a origem do universo é uma pergunta sem resposta ?
Ou se dissermos que Deus existiu sempre,
porque não saltar um passo e concluir,
que o universo sempre existiu ?
Que não há necessidade de criação, que esteve sempre aqui.
Essas não são perguntas fáceis.
A cosmologia faz com que nos enfrentemos de face,
com os mistérios mais profundos,
com perguntas que antes só eram tratadas em religião e misticismo.
' Quem o sabe certamente ? '
Quem o declarará aqui ?
De onde nasceu ? De onde veio a criação ?
Os deuses são posteriores à formação deste mundo.
Quem pode então saber as origens do mundo ?
Ninguém sabe de onde a criação surgiu,
ou se Ele a fez ou não,
Ele que vigia dos majestosos céus.
Apenas Ele sabe,
ou talvez Ele não o saiba. '
Estas palavras são velhas de 3.500 anos.
Foram tiradas do Rigveda, ( o mais antigo dos 4 livros sagrados Hindus )
uma colecção de primitivos hinos em sânscrito ( escrito entre 2000 e 100 a.C. )
Das antigas ideias cosmológicas, as mais sofisticadas vêm da Ásia,
e particularmente da Índia.
Aqui existe uma tradição de interrogatório céptico,
e de humildade não dissimulada perante os grandes mistérios cósmicos.
Entre a rotina da vida diária,
entre as colheitas e o joiramento do grão, digamos assim,
as pessoas em toda a parte se perguntam,
de onde veio o universo ?
Colocar estas perguntas, é uma baliza da nossa espécie.
Há uma tendência natural para compreender,
a origem do cosmos em termos biológicos naturais.
A união sexual das divindades cósmicas,
ou a incubação de um ovo cósmico,
ou talvez a entoação de alguma frase mágica.
O Big Bang é o nosso mito científico moderno da criação.
Vem da mesma necessidade humana,
de resolver o enigma cosmológico.
A maioria das culturas imaginam o mundo,
como tendo apenas uma centenas de gerações passadas.
Dificilmente alguém supôs que o cosmos pudesse ser de longe mais antigo.
Mas os antigos Hindus fizeram-no.
Eles, assim como cada outra sociedade,
anotaram e calibraram os ciclos na natureza.
O nascer e o pôr do Sol e das estrelas,
as fases da Lua,
o passar das estações.
Em todo o Sul da Índia, uma antiga cerimónia,
toma lugar em Janeiro,
uma deleitável festa pela generosidade da natureza,
nas boas colheitas anuais.
Em Janeiro a natureza fornece o arroz para celebrar o Pongal.
Mesmo os animais de tiro descansam e são engrinaldados com flores.
Desenhos coloridos são pintados no solo para atrair a harmonia,
e a boa fortuna para o ano vindouro.
Pongal, são simples papas de aveia, uma mistura de arroz e leite doce,
que simboliza as colheitas e a volta das estações.
No entanto, não se trata apenas de um mero festival das colheitas.
Estava ligado a uma elegante e mais profunda tradição cosmológica.
O festival de Pongal são festejos pelo feito,
de haver ciclos na natureza.
Mas como tais ciclos poderiam chegar a menos que houvesse intervenção divina ?
E se há ciclos nos anos dos humanos,
não poderia haver ciclos nos éons dos deuses ?
O Hinduísmo é a única das grandes religiões mundiais,
dedicada à ideia de que o próprio cosmos,
sofre um imenso, até mesmo infinito,
número de mortes e renascimentos.
É a única religião em que as escalas do tempo correspondem,
sem dúvida por acaso, às da moderna cosmologia científica.
Os seus ciclos vão desde o nosso dia e noite normais,
até ao dia e noite de Brama,
com a duração de 8.64 mil milhões de anos,
mais do que a idade da Terra ou do Sol,
e cerca de metade do tempo decorrido desde o Big Bang.
E há escalas cronológicas ainda mais longas.
Possui a noção profunda e interessante,
de que o universo não passa do sonho do deus
que ao fim de 100 anos de Brama,
se dissolve num sono sem sonhos,
e o universo se dissolve com ele.
Até que, ao fim de outro século de Brama,
se move, se recompõe e recomeça de novo,
a sonhar o grande sonho cósmico do lótus.
Entretanto, noutros sítios,
existe um número infinito de outros universos,
cada um deles com o seu deus,
a sonhar o sonho cósmico.
Estas grandes ideias são temperadas por uma outra,
talvez ainda maior.
Diz-se, que os homens,
podem não ser o sonho dos deuses,
mas que os deuses,
são os sonhos dos homens.
Na Índia, existem vários deuses,
e cada deus tem muitas manifestações.
Os bronzes de Chola, executados no século XI
apresentam encarnações diferentes do deus Xiva,
visto aqui no seu casamento.
A mais elegante e mais sublime delas,
é uma representação da criação do universo,
no início de cada ciclo cósmico,
conhecida como a dança cósmica de Xiva.
O deus tem quatro braços. ( Nataraja, o Rei da Dança )
Na mão direita superior tem um tambor,
cujo som é o som da criação.
Na mão esquerda superior segura uma língua de fogo,
a recordar que o universo, então recém-criado,
será totalmente destruído dentro de milhares de milhões de anos.
Criação, destruição.
Estas profundas e belas ideias,
estão no centro das crenças antigas dos Hindus,
como ilustradas neste exemplo do templo de Chola em Darasuram.
São uma espécie de premonição das ideias astronómicas modernas.
É muito provável que o universo tenha estado a expandir-se desde o Big Bang,
mas não é de modo algum evidente que continue a expandir-se para sempre.
Se houver menos que uma determinada quantidade necessária de matéria no universo,
a gravitação das galáxias em recessão,
será insuficiente para deter a expansão,
e o universo fugirá para sempre.
Mas se houver mais matéria do que a que podemos ver
escondida por exemplo nos buracos negros,
ou em gás quente mas invisível entre as galáxias,
o universo manter-se-á gravitacionalmente unido,
e participará de uma sucessão de ciclos muito indiana,
com expansão seguida de contracção,
cosmos após cosmos, universos sem fim.
Se vivermos num universo tão oscilante,
o Big Bang não poderá ser a criação do Cosmos,
mas apenas o fim do ciclo anterior,
a destruição da última encarnação do cosmos.
Nenhuma destas cosmologias modernas,
nos satisfaz completamente.
Numa delas o universo é criado não se sabe como,
do nada, tem entre 10 e 20 mil milhões de anos,
e está a expandir-se para sempre,
com as galáxias afastando-se mutuamente,
até a última desaparecer no nosso horizonte cósmico.
Nessa altura os astrónomos galácticos ficam desempregados,
as estrelas arrefecem e morrem, a matéria decompõe-se,
e o universo transforma-se,
numa fina névoa fria de partículas elementares.
Na outra, o universo oscilante,
o cosmos, não tem princípio nem fim,
e nós estamos no meio de um ciclo infinito,
de mortes e renascimentos cósmicos, sem que se escoe qualquer informação,
pelos vértices da oscilação.
Vestígio algum das galáxias, estrelas, planetas,
das formas de vida ou civilizações,
desenvolvidas na encarnação anterior do universo,
goteja pelo vértice,
flutua para além do Big Bang,
de modo a ser conhecido no nosso universo actual.
A morte do universo em ambas as cosmologias expostas,
poderá parecer um pouco deprimente,
mas podemos consolar-nos ao pensar nas escalas cronológicas envolvidas.
Estes acontecimentos levarão dezenas de milhares de milhões de anos ou mais.
Os seres humanos e os nossos descendentes, sejam eles quem forem,
poderão fazer muita coisa em dezenas de milhares de milhões de anos,
antes que o cosmos morra.
Se o universo realmente oscila,
e se a versão cientifica moderna da antiga cosmologia Hindu, é válida,
surgem questões ainda mais estranhas.
Alguns cientistas pensam que quando o desvio para o vermelho,
é seguido do desvio para o azul,
a casualidade poderá ser invertida,
e os efeitos precederão as causas.
Primeiramente, os círculos alargar-se-ão,
a partir de um ponto na superfície da água,
e depois atirarei uma pedra para o lago.
Outros cientistas perguntam-se, num universo oscilante
o que se passará no momento,
da transição da contracção para a expansão.
Alguns pensam que as leis da natureza são então baralhadas ao acaso,
que o tipo de física e de química que ordena este universo,
representa apenas uma de uma gama infinita,
de leis naturais possíveis.
É fácil de ver,
que apenas uma gama muito restrita de leis da natureza,
é compatível com as galáxias e as estrelas, os planetas,
a vida e a inteligência.
Se as leis da natureza,
forem reagrupadas de modo imprevisível nos vértices
isto é, nos momentos de reversão, então deve-se à mais extraordinária das coincidências
que na slot machine cósmica tenha desta vez,
saído um universo compatível connosco.
Vivemos num universo que se expande para sempre,
ou num universo onde há um número infinito de ciclos ?
Há maneiras de o descobrir,
não por misticismo mas através da ciência,
fazendo um levantamento exacto,
da quantidade total de matéria existente no universo,
ou observando o que se passa no limiar do cosmos.
Os radiotelescópios conseguem detectar distantes quasares,
a milhares de milhões de anos-luz de distância,
expandindo-se com o tecido do espaço.
Ao olharmos para as profundezas do espaço,
olhamos também para as profundezas do tempo,
no sentido do horizonte do universo,
em direcção à época do Big Bang.
Os radiotelescópios detectaram mesmo,
as radiações cósmicas de fundo.
Os fogos do Big Bang arrefecendo e desviando-se para o vermelho,
ressoam débilmente pelos corredores do tempo.
Isto é o VLA, Very Large Array, ( rede muito grande )
uma série de 17 radiotelescópios separados,
todos a trabalhar em conjunto, numa disposição em fase,
numa região longínqua do Novo México.
Os modernos radiotelescópios são admiravelmente sensíveis.
Um quasar longínquo é tão imperceptível,
que a radiação detectada por um tal telescópio,
atinge talvez um quadrimilionésimo de 1 W.
De facto, e isto é racionalmente assombroso como informação,
o total de energia desde sempre recebida do exterior do sistema solar,
por todos esses radiotelescópios do planeta Terra,
é inferior à energia de um único floco de neve,
a atingir o solo.
Ao detectar a radiação cósmica de fundo,
ao contar os quasares,
ao procurar sinais inteligentes provenientes do espaço,
os radioastrónomos estão a lidar com quantidades de energia,
que quase não existem.
Estes radiotelescópios, elevando-se como flores gigantes,
no deserto do Novo México,
são monumentos ao engenho humano.
As débeis ondas de rádio são recolhidas, focadas,
reunidas e amplificadas, e então convertidas,
em imagens de nebulosas, galáxias e quasares.
Se os nossos olhos funcionassem com as ondas de luz rádio,
seriam provavelmente maiores que as rodas de uma locomotiva,
e este é o universo que veriam.
Uma galáxia elíptica, por exemplo,
deixando para trás de si uma longa esteira brilhante em ondas rádio.
As ondas rádio revelam um universo de quasares,
galáxias interagindo, explosões titânicas.
De cada vez que usamos um outro tipo de luz para ver o cosmos,
abrimos uma nova porta da percepção.
À medida que os murmúrios do limiar do cosmos se vão lentamente acumulando,
a nossa compreensão vai aumentando.
Isto é uma exploração do antigo e do invisível,
uma contínua investigação humana,
dentro das grandes perguntas cosmológicas.
Uma outra descoberta recente,
foi feita por observatórios de raios X na órbita da Terra.
São satélites artificiais, lançados para observar o céu,
não na luz visível ordinária nem em ondas rádio,
mas na luz do raios X.
Parece ser uma imensa nuvem,
de hidrogénio extremamente quente,
brilhando intensamente de raios X entre algumas galáxias.
Se esta quantidade de matéria intergaláctica,
for típica de todos os grupos de galáxias,
então deve haver matéria suficiente para fechar o cosmos,
e nos garantir que estaríamos encurralados para sempre num universo oscilante.
Se o cosmos estiver fechado,
há uma ideia - estranha, assustadora, possibilidade evocativa -
uma das mais curiosas conjecturas da ciência ou da religião.
Está inteiramente por demonstrar,
talvez nunca seja provada, mas agita-nos o sangue.
O nosso universo inteiro, até à mais afastada galáxia de que falámos,
não passa de um electrão fechado,
num muito maior universo que nunca poderemos ver.
Esse universo, seria apenas uma partícula elementar,
num outro ainda maior universo e assim por diante infinitamente.
E também, que cada electrão no nosso universo poderia, se fosse penetrado,
revelar-se como um inteiro cosmos em miniatura, fechado,
contendo, na equivalência local, galáxias, estrelas, vida e electrões.
Cada um desses electrões contem um universo ainda menor,
numa retrogradação infinita de universos dentro de universos.
Cada geração humana tem perguntado,
sobre a origem e o destino do cosmos.
A nossa é a primeira geração com uma oportunidade real,
de encontrar algumas das respostas.
De uma maneira ou de outra,
estamos poisados no limiar da eternidade.
Suplemento - 10 anos mais tarde -
Com excepção da exploração planetária, o estudo das galáxias e da cosmologia,
de que se tratou neste episódio, tem conhecido os maiores avanços,
desde a primeira emissão de Cosmos. ( 1980 )
Obtemos finalmente uma boa fotografia,
da nossa galáxia Via Láctea,
com cerca de 100.000 anos-luz de largura.
Aqui está ela.
Foi obtida pelo satélite Coby da NASA.
Vemos a sua margem, desde que estejamos inseridos,
no plano da galáxia.
Mas não se precisa de uma nave espacial para a ver.
Se está uma noite clara, porque não sair,
e dar uma olhadela à Via Láctea ?
Há novas provas também que sugerem,
que a Via Láctea não é assim tanto uma galáxia espiral ordinária,
como uma espiral barrada, igual a isto.
Um trabalho importante de cartografia foi agora feito,
sobre como as galáxias estão espalhadas através do espaço intergaláctico.
Para grande surpresa de muitos cientistas,
numa escala de centenas de milhões de anos-luz,
as galáxias parecem não se espalhar ao acaso,
ou concentrar-se em grupos de galáxias,
mas em vez disso, estarem dispostas,
ao longo de excêntricas e irregulares superfícies como esta.
Cada ponto nesta animação por computador,
é uma galáxia.
O computador deixa-nos observar esta distribuição de galáxias,
a partir de diversos pontos de vista,
mas visto da Terra é como isto.
Há uma forma estranha de um modelo,
que é apresentado pela distribuição das galáxias.
Este trabalho foi feito,
principalmente por Margaret Geller,
e pelo seu colaborador John Huchra,
na Universidade de Harvard e na Instituição Smithsonian.
É um pouco como bolhas de sabão numa banheira,
ou detergente para a louça.
As galáxias estão nas superfícies das bolhas.
No interior das bolhas parece não haver galáxia alguma.
Uma bolha normal tem cerca de 100 milhões de anos-luz de largura.
Isso significa que ainda só cartografámos,
um muito pequeno volume do universo acessível,
as galáxias mais próximas de nós.
Mas em breve, seremos capazes de estender esta busca,
para distâncias enormes,
tão longe no espaço que estaremos a olhar,
para o tempo passado, no qual as galáxias e as suas estruturas,
foram pela primeira vez formadas.
E isto coloca-nos um verdadeiro problema.
A maioria dos cosmólogos mantêm que as galáxias surgiram,
de uma protuberância preexistente no primitivo universo,
com os pequenos grumos desenvolvendo-se em galáxias.
Mas a radiação de fundo do Big Bang,
que preencheu todo o espaço,
foi agora cuidadosamente medida,
pelo mesmo satélite Coby que tirou essa fotografia.
Essas ondas rádio parecem quase perfeitamente uniformes,
através do céu,
como se o Big Bang não fora grumoso ou granular de todo.
Mas se a primitiva radiação e a matéria no universo não era grumosa,
como puderam as galáxias individuais formarem-se ?
Como puderam as bolhas formarem-se ?
Há aí uma contradição,
entre a uniformidade das ondas rádio do Big Bang,
e as estruturas em bolha formadas pelas galáxias ?
É essa a questão.
Quando a nossa inspecção das galáxias se extender por milhares de milhões de anos-luz,
teremos a resposta a esta questão.
A propósito, talvez esteja pensando,
que as bolhas implicam um criador de bolhas.
Mas então tenho de perguntar-lhe :
' Quem fez o criador de bolhas ? '
Há outra regressão infinita escondendo-se aqui.
E para uma das grandes questões,
se há suficiente matéria no universo para o fechar,
a única resposta justa é que não o sabemos.
Se estiver fechado,
qual é a matéria escondida que o fecha ?
São as débeis estrelas, buracos negros, neutrinos maciços,
alguma espécie exótica de matéria negra desconhecida na Terra ?
Nós não o sabemos.
Mas há razões para pensar que brevemente encontraremos as respostas.