A Vida das Estrelas
Para se fazer uma tarte de maçã desde o início,
primeiro tem de se inventar o Universo.
Muito obrigado.
Suponhamos que corto um pedaço,
desta tarte de maçã.
Que se esfarela, mas bom.
E agora que cortamos esta parte ao meio, mais ou menos.
Agora cortamos esta parte em duas,
e prossigamos assim.
Quantos cortes serão precisos para chegarmos a um átomo individual ?
A resposta é : cerca de noventa cortes sucessivos.
Evidentemente que não há facas suficientemente afiadas para isso,
e a tarte é demasiado mole,
e de qualquer modo, o átomo é demasiado pequeno para se ver.
Mas existe uma maneira de o fazer.
Foi aqui na Universidade de Cambridge em Inglaterra,
que a natureza do átomo foi pela primeira vez percebida,
em parte projectando átomos contra átomos,
e observando como eles ressaltavam.
Um átomo típico é rodeado,
por uma espécie de nuvem de electrões.
Os electrões são electricamente carregados, como o seu nome indica,
e determinam as propriedades químicas do átomo.
Por exemplo, o brilho do ouro,
a transparência de um sólido,
isso é feito de átomos de silício e oxigénio.
Mas no interior profundo do átomo,
escondido muito abaixo da nuvem exterior de electrões,
encontra-se o núcleo, composto principalmente por protões e neutrões.
Os átomos são muito pequenos.
100 milhões deles unidos, seriam deste tamanho.
E o núcleo é 100.000 vezes ainda mais pequeno.
Contudo, a maior parte da massa de um átomo encontra-se no seu núcleo.
Os electrões em comparação,
são apenas nuvens de penugem em movimento.
Os átomos são principalmente espaço vazio.
A maioria é composta essencialmente de nada.
Quando nos propomos cortar esta tarte de maçã em partes,
sucessivamente mais pequenas até chegar ao átomo,
estaremos confrontados com o infinitamente pequeno.
Quando olhamos de noite para o céu,
estamos perante o infinitamente grande.
Estas infinidades estão entre as ideias humanas mais assombrosas.
Representam uma regressão eterna que continua a avançar,
não só até muito longe, mas também eternamente.
Se nos colocarmos entre dois espelhos paralelos,
no salão de cabeleireiro, digamos,
vemos um grande número de imagens nossas não é ?
Ou poderíamos usar,
dois espelhos planos,
e a chama de uma vela,
para vermos um grande número de imagens,
cada uma delas o reflexo da outra.
Não se pode ver um número infinito de imagens,
devido aos espelhos não serem perfeitamente planos e não estarem alinhados.
E há a chama de uma vela no caminho,
e a luz não viaja a velocidade infinita.
Quando se fala de infinidade real,
está-se a falar de uma quantidade maior do que qualquer número.
Não importa o número que se tenha em mente, o infinito é maior.
Há uma maneira simpática de escrever números grandes.
Pode-se,
escrever o número 1000,
como 10 elevado a três, ( 10 ³ )
significa, 1 seguido de três zeros. ( 1.000 )
Um milhão é escrito como 10 elevado a seis,
1 seguido por seis zeros. ( 1.000.000 )
Não existe o número maior. Se alguém o propor,
pode-se sempre somar mais um a ele.
Mas há certamente números muitos grandes.
O matemático americano Edward Kasner pediu certa vez ao seu sobrinho,
que inventasse um nome para um número extremamente grande.
10 elevado a 100,
o qual não posso escrever devido a não haver espaço.
O garoto chamou-lhe um googol.
Se lhe parece grande um googol imagine o que será um googolplex.
É 10 elevado ao googol.
Isto é, 1 seguido não de 100 zeros,
mas 1 seguido de um googol de zeros.
Agora em comparação,
com esses números enormes,
o número total de átomos nessa tarte de maçã,
é de apenas 10 elevado a 26.
Minúsculo comparado ao googol,
e claro, muito, muito mais pequeno que o googolplex.
O número total das partículas elementares,
protões, neutrões e electrões,
no universo observável,
é de cerca de 10 elevado a 80.
1 seguido de 80 zeros.
Ainda muito, muito menor que o googol,
e enormemente menor que o googolplex.
E contudo, estes números, o googol e o googolplex,
nem de longe se aproximam da ideia de infinito.
Um googolplex está tão longe do infinito,
como o número 1.
Começamos a escrever um googolplex,
mas não foi nada fácil.
É um número muito grande.
Escrever um googolplex é um exercício espectacularmente fútil.
Uma folha de papel com tamanho suficiente para conter todos os zeros de um googolplex,
não caberia no universo conhecido.
Felizmente,
existe uma maneira,
mais simples e mais concisa,
de escrever um googolplex.
Como esta. ( 10 elevado a 10 elevado a 100 )
E o infinito,
pode ser representado assim. ( símbolo do infinito )
Este é o Laboratório de Cavendish na Universidade de Cambridge,
onde os constituintes do átomo foram pela primeira vez descobertos.
O reino do muito pequeno.
Desde o tempo de Demócrito no século V a.C.
que as pessoas especulavam sobre a existência dos átomos.
Nestes últimos 100 anos houve argumentos persuasivos,
mas indirectos, de que toda a matéria é feita de átomos.
Mas apenas no nosso tempo fomos capazes de os observar.
Aqui as bolhas vermelhas são os movimentos aleatórios palpitantes,
dos átomos de urânio,
ampliados 100 milhões de vezes.
Como Demócrito de Abdera teria desfrutado deste filme.
Damos bastante os átomos como certos.
E ainda assim, existem tantas espécies diferentes,
belos e práticos ao mesmo tempo.
Olhem.
Existem 92 tipos quimicamente diferentes de átomos,
que aparecem naturalmente na Terra.
São denominados os elementos químicos.
Virtualmente, tudo o que vemos e conhecemos
toda a beleza do mundo natural,
é feita dalguns desses tipos de átomos,
dispostos em harmoniosos padrões químicos.
Aqui estão representados todos os 92.
À temperatura ambiente, muitos deles são sólidos.
Alguns são gasosos.
E dois deles,
o bromo e o mercúrio são líquidos.
Estão dispostos por ordem de complexidade.
O mais simples, o hidrogénio, é o elemento 1.
E o urânio, o mais complexo,
é o elemento 92.
Alguns elementos são familiares.
Por exemplo,
o silício, oxigénio, magnésio, alumínio e ferro,
esses que formam a Terra.
Ou o hidrogénio, carbono, nitrogénio, fósforo, enxofre,
os elementos que são essenciais à vida.
Outros elementos são menos conhecidos,
como por exemplo, o háfnio.
Érbio.
Disprósio.
Praseodímio.
Elementos que não se nos deparam muito na nossa vida quotidiana.
De maneira geral, quanto mais conhecido é um elemento, mais abundante ele é.
A Terra contém grande quantidade de ferro,
e de muito pouco ítrio.
O facto de os átomos,
serem compostos por apenas três tipos de partículas elementares
os protões, neutrões e electrões,
é uma descoberta relativamente recente.
O neutrão só foi descoberto em 1932.
E assim como o electrão e o protão, foram descobertos aqui,
na Universidade de Cambridge.
A física e a química modernas, reduziram a complexidade,
do mundo sensível a uma espantosa simplicidade.
Três unidades dispostas em conjunto em diversos padrões,
constituem essencialmente tudo.
Os neutrões, como o seu nome indica,
são neutros, não têm carga eléctrica.
Os protões têm uma carga eléctrica positiva,
e os electrões têm uma carga negativa igual.
Dado que cada átomo é electricamente neutro,
o número de protões no núcleo,
tem de ser exactamente igual ao número de electrões da nuvem.
Os protões e neutrões juntos, formam o núcleo do átomo.
A química de um átomo, a natureza de um elemento químico,
depende apenas do número de electrões,
que é igual ao número de protões e a que se chama número atómico.
A química não passa de números.
Uma ideia que teria agradado a Pitágoras.
Se um átomo,
tiver apenas um protão,
então é hidrogénio.
Dois protões, hélio.
Três, lítio.
Quatro, berílico. Cinco protões, boro.
Seis, carbono, sete, nitrogénio. Oito, oxigénio, e por aí fora,
até aos 92 protões,
caso em que se chama urânio.
Os protões têm cargas eléctricas positivas,
que se repelem fortemente entre si.
Então como é que o núcleo se mantém unido ?
Porque é que a repulsão eléctrica dos protões,
não o separa em pedaços ?
Devido a haver uma outra força da natureza.
Não a electricidade nem a gravidade,
mas a força nuclear,
de curto alcance,
que, como uma série de ganchos que só se prendem,
quando os protões e os neutrões se aproximam muito entre si,
pode vencer,
a repulsão eléctrica entre os protões.
Os neutrões que contribuem para as forças nucleares de atracção,
e não para as forças eléctricas de repulsão,
fornecem uma espécie de cola, que ajuda a manter o núcleo atómico unido.
Dois protões e dois neutrões,
constituem o núcleo de um átomo de hélio,
que se verifica ser muito estável.
Três núcleos de hélio, mantidos juntos por forças nucleares,
fazem um núcleo de carbono.
Quatro núcleos de hélio fazem o de oxigénio.
Não há diferenças entre quatro núcleos de hélio,
mantidos juntos por forças nucleares, e o núcleo de oxigénio.
São a mesma coisa.
Cinco núcleos de hélio formam o de néon.
Seis, o de magnésio.
Sete, o de silício.
Oito, o de enxofre, e assim por diante.
Aumentando os números atómicos por pares,
sempre se obtém algum elemento conhecido.
De cada vez,
que juntamos ou retiramos um ou mais protões
e neutrões suficientes para manter o núcleo unido,
fazemos um novo elemento químico.
Vejamos o caso do mercúrio,
se lhe subtrairmos um protão,
e três neutrões, iremos convertê-lo em ouro.
O sonho dos antigos alquimistas.
Para além do elemento 92, o urânio,
há outros elementos,
que não aparecem naturalmente na Terra.
São sintetizados pelos seres humanos,
e na maior parte dos casos, desfazem-se rapidamente.
Um deles, o elemento 94, é denominado plutónio,
e é uma das substâncias mais tóxicas que se conhecem.
Donde vêm os elementos químicos naturais ?
Talvez de uma criação separada para cada elemento ?
Mas todos os elementos são feitos das mesmas partículas elementares.
O universo, todo ele, quase em toda a parte,
é constituído por 99.9 % de hidrogénio e hélio.
Os dois elementos mais simples.
O hélio foi efectivamente,
detectado no Sol antes de ser sequer descoberto na Terra.
Teriam os outros elementos químicos de alguma maneira,
evoluído a partir do hidrogénio e do hélio ?
Para equilibrar a repulsão eléctrica,
os protões e neutrões teriam de ficar muito próximos entre si para que,
as forças nucleares de curto alcance,
entrassem em acção.
Isto só pode suceder a temperaturas muito elevadas, em que as partículas,
se deslocam tão depressa que a força de repulsão não tem tempo para actuar.
Temperaturas de dezenas de milhões de graus.
Tais temperaturas tão elevadas são vulgares na natureza.
Onde ?
No interior das estrelas.
Os átomos são feitos no interior das estrelas.
Na maioria das estrelas que vemos, os núcleos de hidrogénio,
são comprimidos entre si, formando núcleos de hélio.
De cada vez que um núcleo de hélio é formado, um fotão de raios gama é produzido.
É por isso que a estrela brilha.
As estrelas nascem em grandes nuvens de gás e poeira.
Como a Nebulosa de Oríon, a 1.500 anos-luz de distância,
da qual há partes em colapso gravitacional.
As colisões por entre os átomos aquecem as estrelas, até que, no seu interior,
o hidrogénio começa a fundir-se em hélio,
e as estrelas acendem-se.
As estrelas nascem em fornadas.
Mais tarde, vão vaguear para fora dos seus viveiros,
para prosseguir o seu destino na Via Láctea.
Estrelas adolescentes, como as Plêiades,
continuam rodeadas de gás e poeira.
Eventualmente, irão viajar para longe de casa.
Em algum lugar, há estrelas que se formaram do mesmo complexo nebular que o Sol,
há 5 mil milhões de anos atrás.
Mas nós não sabemos quais são essas estrelas.
As irmãs do Sol, ao que sabemos,
até podem encontrar-se do outro lado da galáxia.
Talvez também aqueçam planetas próximos como faz o Sol.
Talvez tenham também presidido,
sobre a evolução da vida e da inteligência.
O Sol é a estrela mais próxima, uma resplandecente esfera de gás,
brilhando devido ao seu calor, como um atiçador de fogo ao rubro.
A superfície que vemos à luz visível ordinária está a 6.000° centígrados.
Mas no seu interior oculto,
nos fornos nucleares onde a luz solar é gerada
a sua temperatura é de 20 milhões de graus.
Pelos raios X,
vemos uma parte do Sol que geralmente é invisível,
um halo de gás de milhões de graus,
a coroa solar.
À luz visível ordinária, estas regiões mais frias e escuras,
são as manchas solares.
Estão associadas com grandes vagas flamejantes de gás,
línguas de fogo que consumiriam a Terra se esta estivesse perto.
Estas proeminências são guiadas para dentro de determinados caminhos,
pelos campos magnéticos solares.
As regiões escuras dos raios X solares,
são buracos na coroa solar,
através dos quais flúem os protões e electrões do vento solar,
no seu caminho para além dos planetas, para o espaço interestelar.
Todo este poder agitado violentamente, é dirigido pelo interior solar,
o qual está convertendo 400 milhões de toneladas de hidrogénio em hélio,
em cada segundo.
O Sol é um grande reactor de fusão,
dentro do qual caberia um milhão de Terras.
Felizmente para nós que está situado em segurança,
a 150 milhões de quilómetros de distância.
O destino das estrelas é o colapso.
Dos milhares de estrelas que vemos ao olhar para o céu nocturno,
cada uma delas está vivendo num intervalo entre dois colapsos.
Um colapso inicial,
de uma nuvem de gás interestelar para formar a estrela
e um colapso final da estrela radiante,
a caminho do seu último destino.
A gravidade leva a estrela a contrair-se, a menos que outras forças venham intervir.
O Sol é uma imensa bola de hidrogénio irradiante.
O gás quente do seu interior tenta fazer com que o Sol se expanda.
E a gravidade tenta fazer com que ele se contraía.
O presente estado do Sol é o balanço destas duas forças,
um equilíbrio entre a gravidade e o fogo nuclear.
Neste longo período que separa os colapsos,
as estrelas brilham com estabilidade.
Mas quando termina o combustível nuclear, o interior arrefece,
a pressão não consegue mais suportar as suas camadas exteriores,
e o colapso inicial recomeça.
Há três maneiras de as estrelas morrerem.
Os seus destinos estão predestinados.
Tudo depende das suas massas iniciais.
Uma estrela típica com uma massa como a do Sol,
continuará um dia o seu colapso,
até que a sua densidade se torne muito alta.
E então a contracção é parada,
pela mútua repulsão,
dos superlotados electrões no seu interior.
Uma estrela em colapso duas vezes mais maciça que o Sol,
não é parada pela pressão dos electrões.
Continua em declínio nela mesma,
até que as forças nucleares entrem em jogo,
e suportem o peso da estrela.
Mas uma estrela em colapso com três vezes a massa do Sol,
não é parada nem mesmo pelas forças nucleares.
Não há força conhecida que possa resistir a esta enorme compressão.
E uma tal estrela terá um destino espantoso.
Continuará para o seu colapso,
até se desvanecer inteiramente.
Cada estrela é representada pela força que a suporta contra a gravidade.
Uma estrela que é mantida pela pressão gasosa,
é uma estrela normal e corrente como o Sol.
Uma estrela em colapso suportada por a força dos electrões,
é chamada uma anã branca.
É um sol contraído ao tamanho da Terra.
Uma estrela em colapso suportada por forças nucleares,
é chamada uma estrela de neutrões.
É um sol contraído ao tamanho de uma cidade.
E uma estrela tão maciça que no seu colapso final,
desaparece completamente,
é chamada um buraco negro.
É um sol que não tem nenhum tamanho.
Nos seus caminhos para os seus destinos separados,
todas as estrelas experimentam o pressentimento da morte.
Antes do colapso gravitacional final,
a estrela estremece e incha brevemente,
numa grotesca paródia dela mesma.
Nos seus últimos suspiros, tornar-se-à numa gigante vermelha.
Daqui a uns 5 mil milhões de anos,
haverá um último dia perfeito na Terra.
Então, o Sol começará lentamente a mudar,
e a Terra morrerá.
O hidrogénio só poderá ser utilizado como combustível solar até certo ponto.
Quando for quase todo convertido em hélio,
o interior solar continuará o seu colapso original.
As altas temperaturas no seu núcleo farão com que o exterior se expanda,
e a Terra tornar-se-à mais quente lentamente.
Eventualmente, a vida ter-se-à extinguido,
os oceanos estarão em ebulição e a evaporar,
e a nossa atmosfera jorrará para o espaço.
O Sol irá tornar-se numa inchada gigante vermelha,
inundando o céu,
envolvendo e devorando Mercúrio e Vénus.
E provavelmente a Terra ao mesmo tempo.
O sistema solar interior irá residir dentro do Sol.
Mas talvez por essa altura, os nossos descendentes,
se terão aventurado para um outro lugar.
Na sua agonia final, o Sol pulsará lentamente.
E o seu núcleo ter-se-à tornado tão quente,
que irá converter temporáriamente o hélio em carbono.
As cinzas da fusão nuclear actual irão tornar-se o combustível,
que manterá o Sol até perto do fim da sua vida, no seu estágio de gigante vermelha.
Aí, irá expelir grandes conchas de gás,
da sua atmosfera exterior para o espaço,
enchendo o sistema solar de uma radiação misteriosa.
O fantasma do Sol a caminho do exterior.
Talvez se perca desse modo, metade da massa do Sol.
Visto de um outro lugar, o nosso sistema solar irá parecer-se,
com a Nebulosa Anelar de Lira,
com a atmosfera do Sol a expandir-se para o exterior como bolhas de sabão.
E mesmo no centro haverá uma anã branca.
O quente núcleo exposto do Sol,
com o combustível nuclear esgotado, arrefecendo lentamente,
para se tornar, uma estrela fria e morta.
Tal é a vida de uma estrela ordinária.
Nascendo numa nuvem de gás, amadurecendo como um sol amarelo,
declinando como uma gigante vermelha,
e morrendo como uma anã branca envolvida no seu sudário de gás.
Supondo, que viajando através do espaço interestelar,
na nossa nave imaginária,
poderíamos apanhar amostras do frio e fino gás entre as estrelas.
Iríamos encontrar uma grande preponderância de hidrogénio,
um elemento tão velho como o universo.
Encontraríamos carbono, oxigénio, silício.
Os átomos mais abundantes no cosmos, à parte do hidrogénio,
são os que se produzem mais facilmente nas estrelas.
Mas iríamos encontrar também uma pequena proporção de elementos raros.
Praseodímio, ou ouro.
Não são feitos nas gigantes vermelhas.
Tais elementos são manufacturados num dos mais dramáticos gestos,
dos quais uma estrela é capaz.
Uma estrela de uma massa superior à do Sol, de uma vez e meia,
não pode tornar-se numa anã branca.
Irá acabar a sua vida explodindo nela mesma,
numa titânica explosão estelar chamada uma supernova.
Não houve uma explosão de supernova na nossa província da galáxia,
desde a invenção do telescópio,
e o nosso Sol não se tornará numa supernova.
Mas pela nossa imaginação,
podemos realizar o sonho de muitos astrónomos terrestres,
e presenciar de perto e em segurança, a explosão de uma supernova.
A maioria da evolução estelar leva milhões ou milhares de milhões de anos.
Mas o colapso interior que desencadeia a explosão de uma supernova,
leva apenas uns segundos.
A estrela torna-se mais brilhante que todas as outras estrelas,
da galáxia colocadas juntas.
Se uma estrela próxima se tornasse numa supernova,
seria uma calamidade suficiente para os habitantes deste sistema alienígena.
Mas se o seu próprio sol fosse uma supernova,
então seria uma catástrofe sem precedentes.
Os mundos seriam carbonizados e evaporados.
A vida, mesmo nos planetas exteriores, seria extinguida.
Na nossa nave imaginária, afastamo-nos agora da estrela.
Mas os fragmentos da explosão,
viajando quase à velocidade da luz, estão a ultrapassar-nos.
Os núcleos atómicos individuais, acelerados a altas velocidades na explosão,
tornam-se raios cósmicos.
Esta é uma outra maneira de as estrelas devolverem ao espaço,
os átomos que sintetizaram.
A onda de choque dos gases expandidos,
aquece e comprime os gases interestelares,
provocando uma geração posterior de estrelas a formar.
Também neste sentido,
as estrelas são como as Fénix, renascendo das suas próprias cinzas.
Na origem, todo o cosmos era hidrogénio e hélio.
Os elementos mais pesados eram produzidos em gigantes vermelhas e supernovas,
e logo soprados para o espaço,
onde se encontrariam ao dispor das gerações subsequentes,
de estrelas e planetas.
Provavelmente, o nosso Sol é uma estrela de terceira geração.
Com excepção do hidrogénio e do hélio,
cada átomo no Sol e na Terra foi sintetizado em outras estrelas.
O silício nas rochas, o oxigénio no ar, o carbono no nosso ADN,
o ouro dos nossos bancos, o urânio nos nossos arsenais,
foram todos feitos a milhares de anos-luz daqui,
e há milhares de milhões de anos atrás.
O nosso planeta, a nossa sociedade e nós próprios,
somos todos feitos de matéria estelar.
Estamos numa chaminé de lava.
Uma caverna aberta através da Terra,
por um rio de rocha em fusão.
Para fazer uma pequena experiência,
trouxemos um contador Geiger,
e um pedaço de minério de urânio.
O contador é sensível às partículas carregadas de alta energia,
quando exposto aos protões, núcleos de hélio, raios gama.
Se o aproximarmos do minério de urânio,
o número de estalidos por minuto aumenta terrivelmente.
Temos também um pesado recipiente de chumbo aqui.
E se colocarmos o minério de urânio,
dentro do recipiente, o qual absorve a radiação de urânio, e o taparmos,
a média de estalidos diminui substancialmente,
mas não chega até ao zero.
Qual é a fonte dos restantes estalidos ?
Uma parte provém da radiactividade natural das paredes da caverna.
Mas há mais estalidos do que seria de esperar.
Alguns deles são causados por partículas carregadas de alta energia,
que penetram através do tecto da caverna.
Estamos a escutar os raios cósmicos.
Em cada segundo penetram no meu corpo,
e nos vossos.
Não nos causam algum dano. Os raios cósmicos bombardearam a Terra,
durante toda a história da vida do nosso planeta.
Mas podem causar algumas mutações,
e afectar a vida na Terra.
Os raios cósmicos, principalmente electrões e protões,
penetram através dos metros de rocha da caverna por cima de mim.
Para fazerem isto, têm de ser muito enérgicos e de facto,
viajam quase à velocidade da luz.
Pensem nisso.
Uma estrela explode e destrói-se,
há milhares de anos-luz no espaço,
e produz raios cósmicos, os quais,
percorrem em espiral a galáxia da Via Láctea,
durante milhões de anos, até que, absolutamente por acaso,
alguns deles atingem a Terra,
penetram nesta caverna, juntam-se ao contador Geiger,
e a nós.
A evolução da vida na Terra é guiada em parte através de mutações,
ocorridas pelas mortes das estrelas distantes.
Estamos, num sentido muito profundo,
ligados ao cosmos.
Os nossos ancestrais sabiam-no bem.
Os movimentos do Sol, da Lua e das estrelas,
podiam ser usados por esses que eram hábeis em tais artes, para predizer as estações.
E assim os antigos astrónomos de todo o mundo,
estudavam o céu nocturno com cuidado,
memorizando e registando a posição de cada estrela visível.
Para eles, o aparecimento de uma nova estrela teria sido significativo.
O que teriam eles feito do aparecimento de uma supernova,
brilhando mais do que qualquer outra estrela no céu ?
No dia 4 de Julho do ano de 1054,
os astrónomos chineses registaram aquilo a que chamaram uma ' estrela hóspede '
na constelação de Taurus o Touro.
Uma estrela nunca vista anteriormente, explodiu num grande fulgor,
e tornou-se quase tão brilhante como a Lua cheia.
Do outro lado do mundo, no Sudoeste americano,
havia então uma cultura avançada, rica em tradições astronómicas.
Eles também devem ter visto esta nova brilhante estrela.
Através da datação pelo carbono 14,
de um dos restos de carvão vegetal queimado, sabemos que no século XI,
precisamente neste sítio, havia pessoas a viver aqui.
Esse povo eram os Anasazi, antepassados dos actuais Hopi.
E um deles parece ter desenhado,
no rochedo superior, protegido das intempéries,
a imagem da nova estrela.
A sua posição em relação ao crescente lunar deve ter sido exactamente o que vemos.
E a marca da mão é talvez,
a assinatura do artista.
Esta notável estrela é agora denominada supernova do Caranguejo.
' Nova ' do Latim para novo, e ' Caranguejo ' porque,
séculos mais tarde, foi o que fez lembrar a um astrónomo,
que observava os restos da explosão através do seu telescópio.
A nebulosa do Caranguejo constitui o que resta de uma estrela maciça que explodiu.
A explosão foi vista na Terra a olho nu, durante três meses.
Facilmente visível em plena luz do dia,
conseguia-se ler à sua luz de noite.
Imagine-se a noite em que,
essa colossal explosão estelar,
estoirou à vista.
Há mil anos atrás,
as pessoas contemplando com espanto a nova estrela brilhante,
e perguntando-se o que era.
Somos a primeira geração a conhecer a resposta.
Através do telescópio temos visto o que está situado actualmente,
naquele lugar no céu, anotado pelos antigos astrónomos.
Uma grande nuvem luminosa, os restos de uma estrela,
dispersando-se violentamente de volta para dentro do espaço interestelar.
Apenas as maciças gigantes vermelhas se tornam supernovas.
Mas cada supernova foi uma vez uma gigante vermelha.
Na história da galáxia,
centenas de milhões de gigantes vermelhas tornaram-se supernovas.
A parte da estrela que não explodiu, abate-se debaixo da gravidade,
girando cada vez mais rápido como as piruetas de um patinador,
recolhendo-se nos seus braços.
A estrela torna-se então num único núcleo atómico maciço,
uma estrela de neutrões.
A que se encontra na nebulosa do Caranguejo tem trinta rotações por segundo.
Emite feixes de radiação em luz visível,
o qual se assemelha a um piscar contínuo com uma espantosa regularidade.
Tais estrelas de neutrões são chamadas os pulsares.
Uma colher de chá da matéria que constitui uma estrela de neutrões,
pesa mais ou menos o mesmo que uma montanha vulgar,
tanto que, se tivéssemos um pedaço dela e o deixássemos cair,
e nem se podia fazer outra coisa,
passaria sem dificuldade através da Terra,
como uma faca por manteiga aquecida.
Abriria um buraco através de todo o nosso planeta,
e iria sair do outro lado, talvez na China.
As pessoas poderiam andar a passear, e de súbito,
um minúsculo pedaço de estrela saltaria do chão,
pairaria um momento no ar, e depois voltaria para dentro da Terra.
O incidente poderia proporcionar,
um pouco de distracção à rotina diária.
A matéria da estrela de neutrões, atraída de novo pela gravidade terrestre,
mergulharia por diversas vezes através da Terra,
eventualmente realizando centenas de milhares de buracos,
antes que a fricção com o interior do nosso planeta detivesse o seu movimento.
Até que ficasse a descansar dentro do centro da Terra,
o interior do nosso mundo iria assemelhar-se a um queijo suíço.
Há lugares na galáxia onde uma estrela de neutrões e uma gigante vermelha,
estão presas num mútuo abraço gravitacional.
Gavinhas de matéria estelar de uma gigante vermelha,
convergem em espiral para dentro do disco onde se acumula a matéria,
centrado na quente estrela de neutrões.
Cada estrela vive num estado de tensão,
entre a força que a mantém,
e a gravidade, a força que a faria cair.
Se a gravidade prevalecer, irá seguir-se uma loucura estelar,
mais estranha do que qualquer coisa no país das maravilhas.
Alice ( no País das Maravilhas ) e os seus colegas sentem-se mais ou menos,
em casa na atracção gravitacional da Terra,
denominada 1 g, ' g ' para a gravidade terrestre.
Que aconteceria se aumentássemos ou diminuíssemos a gravidade ?
A uma menor gravidade as coisas pesarão menos.
Perto de 0 g o menor movimento faz os nossos amigos,
começarem a flutuar e andarem aos trambolhões pelo ar.
Pequenas bolhas líquidas de chá estão por todo o lado.
Curioso.
Se voltarmos à gravidade de 1 g,
teremos uma chuva de chá e os nossos amigos caem de novo na Terra.
Estive nalgumas festas como esta.
Aumentando a gravidade para 3 ou 4 g,
tudo fica imobilizado.
Toda a gente se sente pesada como chumbo.
Com excepção, por dispensa especial,
do gato de Cheshire.
Por amabilidade para com eles, vamos retirá-los.
A 1.000 g as árvores são comprimidas e achatadas.
A 100.000 g as rochas são esmagadas pelo seu próprio peso.
A todas estas gravidades, o feixe de luz apontando para o céu, não se altera,
continuando em linha recta.
Mas a mil milhões de g,
o feixe de luz sente a gravidade e começa curvar-se sobre ele próprio.
Muito mais curioso.
Tal sítio, onde a gravidade é tão elevada que nem sequer a luz consegue sair,
é chamado buraco negro.
É uma estrela na qual a própria luz está prisioneira.
Os buracos negros foram conceitos teóricos,
sobre os quais se especulou até 1783.
Mas no nosso tempo, observámos o invisível.
Esta brilhante estrela tem uma companheira maciça e invisível.
Observações por satélite ( Uhuru ) permitiram ver que essa companheira era uma fonte,
de raios X, a chamada Cygnus X-1.
Estes raios X são como as pegadas,
de um homem invisível caminhando na neve.
Os raios X eram, plausivelmente, gerados pela fricção,
do disco de acumulação de gás rodeando o buraco negro.
A matéria no disco desaparecia lentamente,
devorada pelo buraco negro.
Buracos negros maciços produzidos pelo colapso de milhares de milhões de sóis,
podem estar situados no centro de outras galáxias,
curiosamente produzindo grandes jactos de radiação,
e espalhando-os pelo espaço.
A uma densidade e gravidade suficientemente elevada, a estrela fecha-se,
e desaparece do nosso universo, deixando apenas a sua gravidade para trás.
Desliza através de uma fenda autoproduzida na continuidade espaço-tempo.
Um buraco negro é um lugar onde uma estrela esteve antes.
Aqui temos uma superfície plana e bidimensional,
quadriculada, algo como papel milimétrico feito de borracha.
Suponhamos que pegamos numa massa pequena,
a deixamos cair na superfície e observamos a distorção ocasionada,
pela massa por forma a ter uma terceira dimensão física.
A gravidade pode ser compreendida em termos de curvatura do espaço.
Se a nossa pequena bola se aproximar de uma distorção estacionária,
rolará à sua volta como um planeta orbitando o Sol.
Nesta interpretação que devemos a Einstein, a gravidade é apenas,
uma distorção no tecido do espaço, a qual é encontrada por objectos móveis.
O espaço bidimensional é distorcido pela massa criando uma dimensão física adicional.
Quanto maior for a massa local, mais intensa será a gravidade local,
e mais intensa a distorção,
ou cova, ou curvatura do espaço.
Nesta analogia,
um buraco negro é uma espécie de poço sem fundo.
Que sucede se cairmos nele ?
Se conseguíssemos de algum modo sobreviver às marés gravitacionais,
e ao fluxo intenso da radiação, é talvez possível,
que mergulhando num buraco negro,
conseguíssemos sair noutro ponto do espaço-tempo.
Algures noutro ponto do espaço,
algures noutro ponto do tempo.
Neste ponto de vista, o espaço,
está repleto de uma rede de buracos,
um pouco semelhantes aos feitos pelos bichos da maçã.
Embora não havendo meios para o demonstrar,
é uma ideia simplesmente excitante.
Se fosse verdade,
então talvez existissem túneis gravitacionais,
uma espécie de metropolitano interestelar ou intergaláctico,
que nos permitisse viajar até locais inacessíveis,
muito mais rapidamente do que conseguiríamos por via normal.
Uma espécie de sistema de transito cósmico rápido.
Não podemos gerar buracos negros,
a nossa tecnologia está demasiado fraca,
para mover tais quantidades maciças de matéria à nossa volta.
Mas talvez um dia, seja possível viajar centenas,
ou milhares de anos-luz até um buraco negro como o de Cygnus X-1.
Mergulharemos lá dentro,
para emergir nalgum inconcebível e exótico, lugar e tempo.
As nossas noções de sentido comum da realidade são severamente desafiadas.
Talvez o cosmos se encontre infestado com esses buracos,
cada um deles um túnel para algum lugar.
Talvez outras civilizações com tecnologia muito mais avançada,
estejam actualmente a apanhar o expresso da gravidade.
É até possível que um buraco negro seja uma porta,
para um outro muito diferente universo.
A vida e morte das estrelas,
parecem-nos tão afastadas e mesmo inconcebíveis da nossa experiência humana,
e contudo, estamos ligados de um modo tão intimo aos seus ciclos de vida.
A matéria que nos forma,
foi gerada há muito, e muito longe nas estrelas gigantes vermelhas.
Walt Whitman dizia que ' Um pedaço de erva,
é o dia de trabalho de uma estrela. '
A formação do sistema solar,
pode ter sido provocada por uma explosão de uma supernova próxima.
Após o Sol se ter acendido,
a sua luz ultravioleta espalhou-se por dentro da nossa atmosfera.
O seu calor moderado originou os relâmpagos.
E essa fonte de energia provocou a origem da vida.
As plantas absorveram a luz solar,
convertendo a energia solar em química.
Nós e os outros animais somos parasitas das plantas.
E assim somos todos dependentes da energia solar.
A evolução da vida é conduzida por mutações,
que em parte são causadas pela radioactividade e pelos raios cósmicos.
Mas ambas são produzidas nas espectaculares mortes de estrelas maciças
a milhares de anos-luz de distância.
Pensem no calor do Sol nos vossos rostos,
num dia de Verão sem nuvens.
A 150 milhões de quilómetros de distância,
reconhecemos o seu poder.
O que sentiríamos na sua turbulenta e autoluminosa superfície,
ou mergulhados no seu coração de fogo nuclear ?
E contudo o Sol é uma estrela vulgar, mesmo medíocre.
Os nossos antepassados adoravam o Sol e estavam longe de ser loucos.
Faz sentido reverenciar o Sol e as estrelas.
Porque somos os seus filhos.
Testemunhámos os ciclos de vida das estrelas.
Elas nascem, amadurecem e então morrem.
À medida que o tempo passa surgem mais anãs brancas,
mais estrelas de neutrões, mais buracos negros.
Os restos das estrelas juntam-se, acumulam-se
à medida que passam os éons.
Mas o espaço interestelar também se vai enriquecendo em elementos pesados,
com os quais se vão formando novas gerações de planetas e estrelas,
vida e inteligência.
Os acontecimentos numa estrela podem influenciar um mundo a uma distância,
de metade da galáxia, e por um milhar de milhões de anos no futuro.
As vastas nuvens de gás e poeira,
são viveiros estelares.
Inicia-se aqui o inexorável colapso gravitacional,
que domina a vida das estrelas.
Sóis maciços desenvolvem-se na fase de gigantes vermelhas em alguns milhões de anos.
Morrem jovens e nunca abandonam a nuvem onde nasceram.
Outros sóis, de vida longa, erram para fora do viveiro.
O nosso Sol é uma dessas estrelas,
como o são a maioria das estrelas no céu.
A maioria das estrelas são membros de sistemas binários ou múltiplos,
e processam o seu combústivel núclear em milhares de milhões de anos.
A galáxia tem 10 mil milhões de anos de idade.
Suficientemente velha para ter gerado,
apenas umas poucas gerações de estrelas ordinárias.
Tudo o que encontramos numa viagem através da Via Láctea,
são fases no ciclo de vida das estrelas.
Algumas são brilhantes e jovens,
outras são tão velhas como a própria galáxia.
Rodeando a Via Láctea há uma auréola de matéria,
a qual incluí os cachos globulares,
cada um contendo mais de um milhão de estrelas idosas.
No centro dos cachos globulares e no núcleo da galáxia,
pode haver maciços buracos negros tiquetaqueando e ronronando,
um sujeito de explorações futuras.
Aqui na Terra maravilhamo-nos e com razão,
com o regresso diário do nosso único Sol.
Mas a um planeta orbitando uma estrela num cacho globular distante,
uma bem mais gloriosa aurora o espera.
Não um nascer do Sol, mas um nascer da galáxia.
Uma manhã inundada por 400 mil milhões de Sóis,
o despertar ou nascer da Via Láctea.
Uma enorme forma espiral com nuvens de gás em colapso,
sistemas planetários em condensação, supergigantes luminosas,
estrelas estáveis de meia-idade,
gigantes vermelhas, anãs brancas, nebulosas planetárias, supernovas,
estrelas de neutrões, pulsares, buracos negros
e, há razões para o pensar, outros exóticos objectos,
que ainda não descobrimos.
De um tal mundo, sobreposto ao disco da Via Láctea,
seria claro, como está começando a ser claro no nosso mundo,
de que somos feitos por os átomos nas estrelas,
de que a nossa matéria e a nossa forma são determinadas,
por o Cosmos, do qual fazemos parte.
Suplemento - 10 anos mais tarde -
Tenho apenas um momento, mas quero que vejam uma imagem de Betelgeuse,
na constelação de Oríon.
A primeira imagem da superfície de uma outra estrela.
Mas a mais recente e excitante descoberta estelar,
foi a de uma supernova próxima,
numa galáxia companheira da Via Láctea.
Aqui estamos vendo os elementos químicos no processo de síntese,
e tendo o nosso primeiro vislumbre da supernova,
através de um campo totalmente novo : a astronomia neutrino.
E estamos vendo agora, à volta de estrelas vizinhas,
discos de gás e poeira, exactamente como esses necessários para explicar,
a origem dos planetas no nosso sistema solar.
Os mundos podem estar sendo formados aqui.
É semelhante a uma foto instantânea do passado do nosso sistema solar.
E há tantos discos sendo encontrados nestes dias ,
que os planetas podem ser muito correntes por entre as estrelas da Via Láctea.