EPISÓDIO 5: "ESCONDIDO NA LUZ"
A idade e o tamanho do cosmos
estão escritos na luz.
A natureza da beleza e a substância das estrelas,
as leis do espaço e do tempo...
estiveram sempre lá,
mas nós nunca as vimos...
até termos concebido uma forma mais poderosa de ver.
A história deste despertar tem muitos começos
e não tem fim.
Os seus heróis vêm de muitos tempos e lugares--
um antigo filósofo Chinês,
um mago que surpreendeu os califas do Iraque do século XI,
um pobre órfão Alemão escravizado por um dono cruel.
Cada um nos trouxe para um pouco mais perto
de desvendar os segredos ocultos na luz.
A maioria de seus nomes estão perdidos para sempre,
mas algures, há muito tempo, alguém ergueu os olhos
para ver a luz fazer um dos seus truques mágicos.
Quem sabe?
Talvez essa peculiaridade da luz
tenha inspirado o primeiro artista.
De onde veio tudo isto?
Como é que evoluímos a partir de pequenos grupos errantes
de caçadores e recolectores que viviam sob as estrelas
para nos tornarmos nos construtores de uma civilização global?
Como é que chegámos até aqui?
Não há uma resposta só.
Mudanças climáticas, a domesticação do fogo,
a invenção de ferramentas, linguagem, agricultura,
todas desempenharam um papel.
Talvez também tenha havido mais qualquer coisa.
Na China, há mais de 2 000 anos,
diz-se, um filósofo chamado Mo Tze teria percebido
que a luz poderia ser usada para pintar uma imagem
no interior de uma sala de tesouro fechada.
Esta foi a descrição da primeira máquina fotográfica...
a câmara escura,
protótipo de todas as câmaras formadoras de imagens,
incluindo a que está a trazer-lhe esta imagem.
Aproveitar esta coisa engraçada que a luz faz
resultou no que poderia ser chamado o primeiro filme.
Mo Tze, mestre da luz, trabalhou contra todas as formas de escuridão.
Um génio militar
que só usou os seus talentos para evitar a violência,
tornou-se lendário por viajar
entre os reinos dos estados em guerra,
empregando estratégias engenhosas
para convencer os reis a acabar com as guerras.
Foi um dos primeiros a sonhar com o amor universal,
o fim da pobreza e outras formas de desigualdade;
com o governo para o povo...
e argumentava contra a obediência cega
ao ritual e à autoridade.
Nos seus escritos, podem encontrar-se
os primeiros sinais da abordagem científica.
Na época de Mo Tze, os Chineses já vinham a registar
os seus pensamentos em livros, há pelo menos mil anos.
Ainda assim, o nosso conhecimento sobre ele é apenas fragmentário.
Consiste em grande parte na colecção de ensaios
atribuídos a ele e aos seus discípulos.
Num deles, com o título "Contra o Destino",
é proposto um teste em três partes para cada doutrina.
Questione o fundamento--
pergunte se a doutrina pode ser verificada
pelas visões e sentidos das pessoas comuns--
e pergunte como pode a doutrina ser aplicada
e se ela beneficiará a maioria
Mo Tze foi extremamente popular,
mas alguns séculos depois da sua morte,
Qin Shi Huang, o primeiro imperador,
e unificador da China, tomou o poder.
Ele pegou no continente e o transformou-o numa nação
que hoje leva seu nome... Qin (China)
A maioria de nós conhece o Imperador Qin pelo exército de sete mil
guerreiros de terracota que guardam a sua tumba.
Durante o governo de Qin
para consolidar o seu vasto império,
ele tomou medidas drásticas
para padronizar tudo dentro dele.
Isso incluiu a obrigatoriedade de uma moeda única,
a uniformização de todos os pesos e medidas,
a largura das carroças e das estradas, assim como a forma precisa
como a língua Chinesa deveria ser escrita,
incluindo o que era permitido escrever-se e pensar-se
A filosofia do imperador Qin, a única permitida --
chamou-se "legalismo"
e era exactamente o que o nome indica,
faz o que a lei manda ou então...
É uma filosofia que não conduz muito
ao questionamento da autoridade.
...que todos os livros das centenas de escolas de pensamento
sejam queimados,
que qualquer pessoa que use a história para criticar o presente
veja a sua família ser executada.
As Obras de Motze e Confúcio
e de outros filósofos foram destruídas
na primeira queima de livros do mundo.
Centenas de estudiosos resistiram corajosamente
tentando preservar os livros proibidos.
Foram enterrados vivos na capital.
A Ciência precisa da luz da liberdade de expressão para florescer.
Depende do questionamento da autoridade sem receios,
da aberta troca de ideias.
As centelhas de curiosidade aflorando nos escritos de Mo Tze
e dos seus discípulos foram efectivamente erradicadas.
Seriam mais mil anos até ao próximo filme.
Felizmente, a nossa Nave da Imaginação
pode levar-nos a qualquer lugar no espaço... e no tempo.
Os antigos Chineses e Gregos observaram
que a luz poderia ser compelida
a fazer coisas maravilhosas-- mas ninguém fez a pergunta
que as criancinhas e os génios sempre fazem... Porquê?
Até há mil anos atrás...
na cidade de Basra, no Iraque,
vivia outro mestre da luz.
Ibn al-Hazen tinha um desejo apaixonado de entender a natureza.
Ele questionava tudo,
especialmente aquelas coisas que todos tinham como certas.
"Como é que vemos?" perguntava ele.
Algumas das grandes autoridades que viveram antes dele
tinham ensinado que raios saem dos nossos olhos e viajam
até aos objectos que nós vemos antes de voltarem aos nossos olhos.
Mas al-Hazen argumentava que as estrelas estavam demasiado distantes
para que alguma coisa viajasse dos nossos olhos até elas
e voltasse num piscar... de olhos.
Excelente raciocínio, mas al-Hazen não ficou por aí.
Procurou maneiras de obrigar a natureza a revelar seus segredos.
A sua cultura estava aberta a ideias novas e a questionar.
Foi a idade de ouro da ciência
no mundo Islâmico
mundo que se estendia de Córdova, em Espanha
até Samarcanda na Ásia Central.
Estudiosos Cristãos e Judeus eram convidados de honra
nos institutos de pesquisa de Bagdá, Cairo
e outras capitais Islâmicas.
Em vez de queimarem livros, os califas enviavam emissários
por todo o mundo, em busca de livros.
Os califas financiaram generosamente projectos para os traduzir, estudar
e preservar para as gerações futuras.
Grande parte da luz da ciência da antiga Grécia teria sido
permanentemente extinta sem os seus esforços.
O novo despertar para a ciência que teve lugar na Europa,
centenas de anos mais tarde, foi aceso por uma chama
que tinha sido mantida
por estudiosos e cientistas Islâmicos.
Os Árabes também importaram ideias desde a Índia até ao Ocidente
incluindo os chamados algarismos Árabes
que hoje todos usamos,
e o conceito de zero...
que é muito útil
quando queremos escrever "biliões e biliões".
A astronomia Árabe teve uma tão grande influência
que nós ainda chamamos muitas das estrelas
pelos seus nomes Árabes.
E o "al" em álgebra, algoritmo, alquimia e álcool
são apenas alguns dos traços deixados
desde o tempo em que o Árabe era a língua da ciência.
No século XI, Ibn al-Hazen começou a tentar
testar as suas ideias sobre a luz e a forma como vemos.
Então planeámos uma experiência para determinar como se move a luz.
Erguemos uma tenda em plena luz do dia
e selámo-la tão bem que apenas um único raio de luz
pudesse penetrar sua escuridão interior.
Com pouco mais do que o seu cérebro
e um pedaço direito de madeira-- uma régua --
al-Hazen tinha dado um grande salto em frente
na história da ciência.
Descobriu que a luz se move em linha recta.
Mas era apenas o começo.
Al-Hazen descobriu que a chave para formar qualquer imagem--
seja num olho ou numa câmara escura--
é um pequeno orifício que restrinja a luz que pode entrar
numa câmara obscurecida.
Aquele pequeno orifício elimina o caos
de raios de luz desnecessários que nos rodeiam.
Quanto menor for a abertura,
menos são também as direcções de onde a luz pode vir.
E isto torna a imagem mais nítida.
Então, em vez de ficarmos ofuscados pela luz,
podemos ver tudo o que ela tem para nos mostrar.
Al-Hazen fez a sua própria câmara escura
e impressionou os califas.
Uma câmara escura funciona melhor à luz do dia.
As estrelas do céu nocturno são muito fracas para isso.
Por um lado precisamos de uma maior abertura para colectar luz,
mas também precisamos de manter o foco.
Um telescópio colecta luz
de qualquer ponto do seu campo de visão
através da totalidade da lente ou do espelho,
uma abertura muito maior do que o buraco de uma câmara escura.
Este é um dos primeiros telescópios...
aquele por onde Galileu olhou em 1609.
Com ele Galileu arredou a pesada cortina da noite
e começou a descobrir o cosmos.
As lentes tornaram possível
um telescópio ter uma área de recolha de luz muito maior
do os que nossos olhos.
Baldes grandes recolhem mais água da chuva que os pequenos.
Os telescópios modernos têm áreas de captação maiores,
detectores altamente sensíveis,
e seguem o mesmo objecto durante horas
para acumular o máximo possível da sua luz.
Telescópios espaciais como o Hubble,
têm captado luz das mais distantes
e antigas galáxias,
dando-nos imagens muito mais nítidas do cosmos.
Al-Hazen descobriu como as imagens são formadas pela luz,
mas isso estava longe de ser a sua maior façanha.
Ibn al-Hazen foi a primeira pessoa
a definir as regras da ciência.
Ele criou um mecanismo de correcção de erro,
uma forma sistemática e implacável
de expurgar o nosso pensamento de conceitos erradas.
Encontrar a verdade é difícil...
e o caminho até ela é árduo.
Como pesquisadores da verdade,
a sabedoria não é nem recusarmos julgar nem simplesmente depositarmos toda
a confiança nos escritos dos antigos.
Devem questionar-se e examinar-se criticamente esses escritos
sob todos os ângulos.
Devemos submeter-nos apenas aos argumentos e à experimentação
e não ao que alguém diz.
Porque todo o ser humano é vulnerável
a todos os tipos de imperfeições.
Como pesquisadores da verdade,
devemos, também, suspeitar e questionar
as nossas próprias ideias enquanto realizamos as nossas investigações,
para evitar cair em preconceito ou pensamento imprudente.
Escolham este caminho e a verdade ser-vos-á revelada.
Este é o método científico.
Tão poderoso que levou os nossos emissários robóticos
aos limites do sistema solar e mais para além.
Duplicou nossa expectativa de vida,
fez com que os mundos perdidas do passado
ganhassem vida.
A ciência permite-nos prever acontecimentos
no futuro distante...
e comunicarmos uns com os outros à velocidade da luz,
como estou a fazer convosco, neste momento.
Esta forma de pensar deu-nos poderes
que o próprio al-Hazen teria considerado como magia.
Mas foi ele quem nos colocou nesta dura estrada sem fim.
E agora ela leva-nos para um lugar
em que a própria luz é encoberta pela escuridão.
A luz tem propriedades únicas
no campo da existência humana.
Tomemos a velocidade da luz.
A partícula básica da luz, o fotão
nasce viajando à velocidade da luz
no instante em que emerge de um átomo ou de uma molécula.
Um fotão não conhece qualquer outra velocidade,
e nós nunca encontrámos outro fenómeno que acelerasse,
de zero até à velocidade máxima, instantaneamente.
Nada mais se pode mover tão rápido.
Quando tentamos acelerar outras partículas para cada vez mais perto
da velocidade da luz, elas resistem mais e mais,
como se estivessem a ficar cada vez mais pesadas.
Nenhuma experiência imaginada até agora
conseguiu alguma vez fazer uma partícula mover-se tão depressa como a luz.
O que foi isso?
Ouviram alguma coisa?
Onde é que eu ia? Ah, sim.
Não conheço mais nada nesta vida que se comporte como a luz.
Não consigo conciliar as suas estranhas propriedades
com tudo o que os meus sentidos me dizem.
O nosso impulso em confiar nos nossos sentidos sobrepõe-se
ao que os nossos instrumentos de medida nos dizem sobre
a verdadeira natureza da realidade.
Os nossos sentidos funcionam muito bem com objectos de tamanho habitual
e que se movem à velocidades dos mamíferos,
mas não estão adaptados às leis do país das maravilhas da velocidade da luz.
Nós nem sequer sabemos porque é que existe um limite cósmico de velocidade.
O tempo pára quando se viaja à velocidade da luz.
O que é luz, afinal?
O fascínio duradouro de Isaac Newton com a luz
começou quando ele era uma criança...
exactamente nesta casa.
Na época em que tinha os seus 20 anos, Newton tornou-se a primeira pessoa
a decifrar o mistério do arco-íris.
Newton descobriu que uma luz, a luz branca,
é uma mistura de todas as cores do arco-íris.
Uma grande descoberta.
Ele chamou ao desdobramento de cores "espectro"
do Latim para "fantasma" ou "aparição".
Perdão, Master Newton
o cozinheiro informa que seu jantar se vai estragar, Senhor.
Não, Isaac, não largue a lupa!
Algo ainda mais espantoso se esconde na luz --
um código, uma chave para o cosmos.
Isaac Newton não perdeu muito, mas aquela era uma beleza.
Ele passou pela porta para um universo escondido;
uma porta que não se voltaria a abrir por mais 150 anos.
Caberia a outro cientista
a trabalhar no ano de 1800
tropeçar numa pedaço de evidência
dos mundos ocultos que nos rodeiam.
À noite, William Herschel esquadrinhava os céus
com o maior telescópio do seu tempo.
De dia, Herschel realizava experiências.
Sabia-se, dos trabalhos anteriores de Newton, que a luz do Sol
é uma mistura de diferentes cores.
E todos sabiam, bastando ficar ao ar livre,
que a luz do Sol é portadora de calor.
William Herschel interrogou-se
se algumas cores de luz transportariam mais calor que outras.
A natureza do génio científico é questionar
o que o resto de nós toma como certo...
e, então, realizar a experiência.
O termómetro que Herschel colocou fora do espectro
era o seu controlo.
O controlo em qualquer experiência
nunca tem o factor a ser testado.
Deste modo sabemos se o que estamos a testar
é realmente a coisa responsável pela observação.
Na experiência de Herschel
a relação entre
cor e temperatura estava a ser testada
e portanto o controlo era um termómetro
sobre a parte da folha branca
que não era iluminada pela luz solar.
Lá está aquele som novamente.
O que é aquilo?
Ok, a luz vermelha é mais quente que a luz azul.
Descoberta interessante mas não exactamente revolucionária.
Não, não há nada errado com o seu termómetro.
Você acaba de descobrir um novo tipo de luz.
Herschel foi o primeiro a detectar esta presença oculta
espreitando logo abaixo da ponta vermelha do espectro.
Por se veio a chamar "infravermelho".
"Infra" é a palavra Latina para "abaixo".
É invisível.
Os nossos olhos não são sensíveis a este tipo de luz,
mas nossa pele é -- sentimo-lo como calor.
Ora esta é realmente uma grande descoberta.
Mas segredos muito maiores estavam ainda escondidos
nas profundezas da luz.
Mais ou menos na mesma época em que William Herschel
descobria a luz infravermelha no seu gabinete, na Inglaterra,
um jovem chamado Joseph Fraunhofer
estava preso a uma labuta sem esperança.
Debruçado sobre um caldeirão de produtos tóxicos
mexia incessantemente.
Joseph tinha ficado órfão quando tinha 11 anos
e fora dado a um dono severo chamado Weichselberger
o fabricante de espelhos real.
Ele impediu que Joseph fosse à escola.
Em vez disso, Joseph trabalhava na
oficina de fabricação de vidros durante o dia
e realizava tarefas domésticas para o mestre à noite.
Rápido, estúpido!
E lembra-te, nada de leituras.
Antes de Joseph ter conseguido a sua grande libertação
a casa de Weichselberger desabou.
Maximiliano, o futuro rei da Baviera,
correu para a cena da calamidade
para tentar ajudar.
Maximiliano era conhecido por
se interessar pelos seus súbditos
o que não era nada usual naquele tempo.
Ao atrair a preocupação do futuro rei da Baviera
o jovem Joseph Fraunhofer
encontrou uma porta para um universo diferente.
E não apenas para ele.
O príncipe Maximiliano deu dinheiro a Joseph
e pediu ao seu conselheiro particular
que auxiliasse o rapaz
caso ele necessitasse.
Weichselberger continuou a explorá-lo
e a impedir que fosse à escola.
Mas o conselheiro do príncipe interveio
oferecendo a Joseph um cargo no Instituto Óptico.
Este pequeno acto de gentileza realmente valeu a pena.
Quanto tinha 27 anos
Joseph Fraunhofer era o principal projectista no mundo
de lentes de alta qualidade,
telescópios e outros instrumentos ópticos.
A sua firma estava sediada aqui, na velha Abadia Benediktbeuren.
No início do século XIX
isto era tecnologia de ponta e altamente secreta.
Os monges Beneditinos dos tempos antigos
tinham feito um voto do silêncio.
Esta tradição local
e a possibilidade de restringir o acesso
ao laboratório de Fraunhofer
permitiram-lhe manter o controlo
dos segredos comerciais e de Estado.
Fraunhofer estava a realizar experiências com prismas
para encontrar os melhores tipos de vidro para lentes de precisão.
Como - interrogava-se ele - conseguiria obter uma melhor visualização
do espectro que o prisma produz?
Friedrich, traga-me o teodolito por favor.
Ok, enquanto Fraunhofer ajusta o seu teodolito--
uma espécie de telescópio--
quero mostrar-vos uma coisa noutra parte da abadia.
As ondas sonoras são tão bonitas de ouvir.
Imagine quão bonitas seriam de ver.
Já alguma vez se interrogaram porque têm os tubos dos orgãos comprimentos diferentes?
Carrego numa tecla...
ela envia ar comprimido
para um tubo em particular,
produzindo ondas sonoras.
Se pudéssemos retardar as ondas sonoras umas poucas centenas de vezes,
elas parecer-se-iam com isto.
O comprimento do tubo
determina o comprimento da onda sonora
que cabe no seu interior.
Um tubo curto dá-lhe uma onda sonora curta.
Ondas sonoras curtas são sons agudos ou de alta frequência.
Vamos parar as ondas para vermos melhor.
A distância entre ondas adjacentes
chama-se comprimento de onda.
Um tubo longo origina uma onda sonora longa
com um tom baixo, ou de baixa frequência.
O manuscrito medieval desta música, "Carmina Burana",
foi descoberto precisamente nesta abadia.
As ondas sonoras não podem viajar através do vácuo.
Elas necessitam de matéria para se propagarem,
como sejam moléculas de ar, de água, ou pedra.
Mas as ondas luminosas voam a solo.
Elas podem mover-se através do espaço vazio.
E depressa --
um milhão de vezes mais rápidas que as ondas sonoras no ar.
E os comprimentos de onda da luz que nós vemos
são muito mais curtos que as ondas sonoras.
Aproximadamente umas 50 000 ondas luminosas
podem caber aqui bem.
Oh, sim.
Fraunhofer.
Bem a tempo.
Não perdemos isto.
Assim como comprimento de onda do som
determina a altura que ouvimos,
o comprimento de onda da luz
determina a cor que vemos.
Mas como é que um prisma separa as cores
ocultas num raio de luz solar
Quando a luz viaja através do ar ou do espaço
todas as cores se movem à mesma velocidade.
Mas quando a luz atinge o vidro num ângulo
diminui a velocidade e muda de direcção.
Dentro do prisma
cada cor move-se a uma velocidade diferente.
No vidro, a luz violeta,
que é transportada nas ondas mais curtas que nós vemos,
abranda mais que a luz vermelha,
que tem as ondas mais longas.
Estas mudanças na velocidade
forçam as cores a separar-se,
enviando as suas ondas
em direcções ligeiramente diferentes.
É assim que funciona o prisma
Se pareço injustificadamente emocionado com isto,
é porque Joseph Fraunhofer está à beira de fazer
o que Isaac Newton poderia ter feito... mas não fez
e que terá um profundo efeito
no curso da minha própria vida.
Estão a testemunhar o casamento
da física com a astronomia,
o nascimento do meu próprio campo científico,
a astrofísica.
Escrito na luz,
nestas linhas pretas verticais...
há código secreto.
Fraunhofer olhou para elas, e interrogou-se...
Porquê?
Um código que vem até nós
de um universo alienígena.
Qual é a mensagem
escrita nestas linhas escuras e verticais?
Foi precisa uma centena de anos de reflexão,
de questionamento, procurando decifrá-la.
Fascinante, não?
Porquê?
Existem muitas camadas na delicada estrutura da beleza...
a química da Terra e a sua atmosfera...
a evolução da vida...
Muitos teias distintas.
Vamos examinar apenas uma, na superfície...
as cores da Natureza que nos deslumbram.
O que está realmente a acontecer?
Como é que vermelho, azul...
a surpreendente paleta das cores da Natureza...
acontecem?
Ondas luminosas do Sol de diferentes comprimentos
atingem a Terra.
As pétalas destas flores em concreto
absorvem todos os comprimentos de onda vermelhos
de baixa energia da luz.
Mas as pétalas reflectem
os comprimentos de onda curtos, de alta energia, no azul.
Essa interacção entre luz da estrela e pétala --
água ou Van Gogh --
é que faz o azul.
Os comprimentos de onda mais longos,
que nós vemos como vermelho,
têm a energia mais baixa.
Cor é o modo como os nossos olhos se apercebem
da energia das ondas luminosas.
Um pôr-do-Sol...
uma bandeira...
os olhos do seu amor...
aquele carro novo brilhante.
Os sentimentos que eles inspiram
acontecem quando algo dentro de si
dispara por causa de uma determinada variação
na frequência e energia das ondas luminosas.
E a mensagem secreta?
Aquelas linhas pretas verticais
no espectro de Fraunhofer?
O que é que as cria?
Eles ocorrem quando as ondas de luz
daquelas cores concretas são absorvidas.
Isto ocorre num outro nível da realidade,
bem mais pequeno do que o mundo em que estamos habituados a viver.
Para chegar lá, precisaremos de nos tornar
dez mil milhões de vezes mais pequenos do que somos.
Podíamos pegar em qualquer um destes átomos.
Mas vamos para o átomo de hidrogénio.
O átomo de hidrogénio é o tipo mais abundante
de átomo no cosmos.
E o mais simples.
Só tem um electrão.
E apenas um protão.
Entrámos no mundo quântico.
Ele não corresponde
à experiência humana normal.
O senso comum aqui não nos ajuda em nada.
Tomemos o electrão do átomo de hidrogénio, por exemplo.
Num átomo, um electrão
não existe entre orbitais.
Ele desaparece de uma orbital
e reaparece noutra.
É como se apanhássemos um elevador do segundo andar
para o quarto andar, mas deixássemos de existir entre eles.
E outra coisa.
Os elevadores quânticos só param em certos andares.
Os tamanhos das órbitas electrónicas são rigorosamente limitados,
e diferentes para os átomos de cada elemento.
É por isso que os elementos são diferentes.
A química das coisas é determinada
pelas órbitas dos seus electrões.
A força que segura os electrões em órbita
não tem nada a ver com a gravidade.
É uma força de atracção eléctrica.
O electrão dança num anel ondulatório
em torno do núcleo central de um átomo de hidrogénio.
E realiza saltos quânticos de uma órbita para outra.
Para cima e para baixo.
Quanto maior a órbita,
maior a energia de um electrão.
Um electrão tem
de obter energia para saltar para uma órbita maior.
E tem de perder energia para saltar de regresso à mais pequena.
Cada salto para cima é causado por...
um átomo que absorve uma onda de luz.
Mas não fazemos ideia sobre o que causa os saltos para baixo.
O que sabemos é que tais saltos produzem sempre uma onda de luz
cuja cor condiz com a diferença de energia
entre orbitais.
A superfície do Sol radia ondas luminosas de todas as cores.
Se se observar a luz do Sol através de um prisma,
ver-se-á o seu espectro.
Quando se amplia o espectro com um telescópio,
como Joseph Fraunhofer fez,
levanta-se o pano
sobre a dança dos electrões dentro do átomo.
Quando a energia do electrão se liberta,
e ele cai para uma orbital menor,
a onda luminosa que ele emite dispersa-se.
A maior parte dela não nos chega.
Isso deixa uma falha escura
ou uma linha vertical escura no espectro
Estas linhas escuras são as sombras
deixadas pelos átomos de hidrogénio
na atmosfera do Sol.
Átomos de sódio deixam sombras diferentes.
Os seus electrões dançam uma música diferente.
Um grão de sal de mesa é composto
por átomos de sódio e de cloro.
Dez triliões deles
fazem as suas danças loucas
num grão de sal.
E um único átomo de ferro com 26 electrões
é como uma super-produção
num musical da Broadway.
Quando se olha para uma estrela com um espectroscópio,
vêem-se as linhas escuras de todos os elementos
da sua atmosfera.
Mostre-me o espectro de qualquer coisa,
seja aqui da Terra ou de uma estrela distante,
e eu dir-lhe-ei do que é ela feita.
As linhas de Fraunhofer são as assinaturas atómicas
dos elementos espalhados através do cosmos.
Como todas as outras grandes revelações
na história da ciência, ela abriu o caminho
para novos e mais profundos mistérios
e para a revelação de que existiam
muitos outros segredos escondidos na luz.
Quando Joseph Fraunhofer combinou um prisma com um telescópio
e o apontou para os céus,
trouxe as estrelas para muito mais perto de nós.
Quando ele tinha apenas 39 anos,
contraiu uma doença fatal
talvez como resultado da sua prematura e prolongada exposição
aos químicos tóxicos da fabricação do vidro.
Nunca se sabe de onde virá o próximo génio.
Quantos deles deixamos no entulho?
O príncipe e seu reino foram imensamente enriquecidos
pelo acto de bondade para com um pobre órfão.
As descobertas de Fraunhofer transformaram a Baviera
de remota região rural em capital tecnológica.
Quando ele estava a morrer o governo estava desesperado
para preservar cada migalha de seu precioso conhecimento
sobre a alta tecnologia dos vidros ópticos.
Mas ela podia ser divulgada apenas a uma pessoa
com nível máximo de segurança:
o director da casa da moeda.
O governo manteve a tecnologia de Fraunhofer
para a fabricação de vidro óptico perfeito
como segredo de Estado por mais cem anos.
Isto iria revelar-se um obstáculo de monta
para alguém que iremos conhecer mais tarde na nossa viagem.
Mas Fraunhofer não permitiria tanto sigilo
naquilo que a sua pesquisa científica pura envolvia.
Ele sabia que a ciência requer abertura para florescer;
que nosso entendimento da Natureza pertence ao mundo.
Assim que descobriu as linhas do espectro, Fraunhofer
publicou tudo o que sabia sobre elas.
E as repercussões da sua importante descoberta
ainda ecoam.
As suas linhas espectrais revelaram que o cosmos visível
é todo feito dos mesmos elementos.
Os planetas...
As estrelas...
As galáxias...
nós próprios e toda a vida...
O mesmo material das estrelas.
Ele tornou possível sabermos
o que há na atmosfera de outros mundos
e em galáxias distantes milhões de anos luz.
As linhas espectrais revelaram não apenas a composição
de objectos longínquos, mas também o seu movimento
na nossa direção ou para longe de nós.
Usando-as descobrimos que o nosso Universo se está a expandir.
Mas talvez a maior revelação da espectroscopia
seja a descoberta daquilo que ela não pode ver.
Um universo escondido de matéria escura
seis vezes mais massivo que o cosmos familiar,
feito de uma substância misteriosa
que não emite, reflecte ou absorve qualquer tipo de luz.
Nós apenas sabemos que está lá por causa de sua gravidade,
que atrai todas as galáxias
e acelera as estrelas visíveis dentro delas.
Existem muitos outros tipos de luz que nossos olhas não podem ver.
Restringir a nossa percepção da natureza à luz visível
é como ouvir música
numa oitava apenas.
Existem tantas outras.
Diferem apenas no comprimento de onda
mas numa gama gigantesca.
Por exemplo, luz infravermelha...
aquela que William Herschel descobriu,
ou luz de raios-X,
ou luz de rádio,
ou em luz de raios gama.
Estas não são apenas maneiras diferentes de vermos a mesma coisa
Estes outros tipos de luz
revelam objectos e fenómenos diferentes no cosmos.
Em raios gama, por exemplo, podemos ver explosões misteriosas
em galáxias distantes
que de outra forma não veríamos.
E em microondas podemos ver todo o caminho para trás,
até ao nascimento do Universo.
Nós apenas acabámos de abrir os olhos.