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O Universo ... A incrível diferença de escala entre o pequeno mundo em que vivemos a cada dia e a vastidão de todos os tempos e do espaço suscita a questão de saber se algum dia seremos capazes de compreender a plenitude do cosmos. Mas isso não nos impede de tentar. Na verdade, contemplando grandes incógnitas é um dos mais antigos passatempos na experiência humana.
Talvez nunca venhamos a entender o universo inteiro, mas podemos se apreciar o fato de que ele é tão complexo que nos escapa. Ai está uma lista dos maiores mistérios do universo:


Vida Extraterrestre





Este é realmente um mistério simples. Existe vida inteligente lá fora no universo? Carl Sagan nos lembra que, dada a forma como o universo é enorme, temos de termuitos vizinhos por aí. Frank Drake, um astrofísico, criou uma equação que ajuda a descobrir o quanto a vida inteligente que existe no universo, e estima-se que se apenas uma em um bilhão de planetas tem vida inteligente, então ainda deve haver mais de 6 bilhões de planetas com inteligência sobre elas . Enrico Fermi, no entanto, ressaltou que se a vida é tão comum, então é virtualmente impossível que ainda não detectou quaisquer sinais de vida inteligente no universo.





A Explosão em Tunguska: Meteoro ou alienígenas?


Em junho de 1908, algo explodiu sobre uma região de mata no Vale do rio Tunguska, na Sibéria, Rússia. Moradores milhas de distância vi algo raiaazul brilhante em direção à área e explodir com uma força incrível, suficientepara registrar em instrumentos na Inglaterra. Depois de exame do local mostrouque as árvores haviam sido derrubadas em um padrão radial de um ponto central, o que indica uma explosão de ar de algum tipo. Para este dia, os cientistas não tem certeza do que era, e geralmente a figura que era um meteoro ou um fragmento de um cometa. Alguns acreditam que foi uma nave espacial que caiu na Terra. Se a explosão foi causada por um meteoro, porque não se abriu uma grande cratera em Tunguska? Isso é algo que até hoje os cientistas não conseguem explicar.O evento causou mudanças no campo magnético no nosso planeta. Pesquisador dizem que o objeto fez uma curva que um objeto que estivesse em rota de colisão com a Terra não faria, o que levanta ainda mais a suspeita de que o se chocou com a Terra fosse um objeto controlável. Foi descoberto também no local na explosão a presença de metal radioativo, incomum em cometas ou meteoros.










Antimatéria

A teoria mais aceita para a criação do universo é a do Big Bang que diz que tudo se iniciou numa grande expansão. Nos primeiros instantes o universo não era constituído por matéria, mas sim por energia sob forma de radiação. O universo então passou a expandir-se e, consequentemente, a arrefecer. Pares de partícula-antipartícula eram criados e aniquilados em grande quantidade. Com a queda de temperatura a matéria pôde começar a formar hádrons, assim como a antimatéria a formar antihádrons, pois matéria e antimatéria foram criadas em quantidades iguais. Atualmente, no entanto, parece que vivemos em um universo onde só há matéria. O que aconteceu, então, à antimatéria que foi criada em associação a esta matéria?
Na realidade, já é estranho que o universo exista, pois, quando a matéria e a antimatéria se encontram, o processo inverso da criação ocorre, ou seja, elas anulam-se gerando apenas energia nesse processo. Seria altamente provável, portanto, que logo após terem sido criadas, partículas e antipartículas se anulassem, impedindo que corpos mais complexos como hádrons, átomos, moléculas, minerais e seres vivos pudessem formar-se. Acredita-se que esse processo de criação e aniquilação realmente ocorreu para quase toda a matéria criada durante o início da expansão do universo, mas o simples facto de existirmos indica que ao menos uma pequena fração de matéria escapou a esse extermínio precoce.
É possível que algum processo, de origem desconhecida, tenha provocado uma separação entre a matéria e a antimatéria. Neste caso existiriam regiões do universo em que a antimatéria e não a matéria seria mais abundante. Planejam-se algumas experiências no espaço para procurar essas regiões. No entanto, como até hoje não se conhece um processo capaz de gerar tal separação, a maioria dos cientistas não acredita nessa hipótese.
Por outro lado, existe a possibilidade de que a natureza trate de forma ligeiramente diferente a matéria e a antimatéria. Se isto for verdade, seria possível que uma pequena fração da matéria inicialmente criada tenha sobrevivido e formado o universo conhecido hoje. Há resultados experimentais e teóricos que apontam nesta direção.

Buracos Negros
O que aconteceria se você caísse no interior de um buraco negro?
É possível saber o que há lá dentro? É mesmo um caminho sem volta?
Por Salvador Nogueira


Como até hoje ainda não há consenso sobre o que acontece no ponto central desses objetos, os cientistas costumam varrer o tema para baixo do tapete. Afinal, buracos negros não parecem seguir a lógica do Universo em que vivemos. A rota que leva ao seu interior é um caminho sem volta. Mas, afinal, o que é um buraco negro?



Fonte da Imagem: NASA
Em 1916, o físico alemão Karl Schwarzschild usou a Teoria da Relatividade Geral para entender o que acontecia em torno de objetos muito densos, como as estrelas. Ele concluiu que, se a massa de uma estrela pudesse ser suficientemente compactada, haveria um ponto em que a velocidade de escape daquele objeto seria tão alta que nada conseguiria escapar dele – nem mesmo a luz. Como, pela Teoria da Relatividade, é o traçado da luz que determina a geometria do Universo, o fato de haver uma região da qual um raio de luz não consegue escapar indica que ali há um buraco no próprio tecido do espaço-tempo do Universo.

Ou seja, um buraco negro. Até aí, era só uma brincadeira teórica. O próprio Einstein sempre levou isso na boa, pois não podia imaginar que o Universo fosse cheio de buracos. Em 1939, ele chegou a escrever um artigo repudiando a possibilidade de que esses fenômenos existissem. Mas acontece que Einstein também errava.


Os astrofísicos descobriram que estrelas com muita massa, quando chegam ao fim de sua vida, implodem o seu núcleo. A matéria é comprimida a tal ponto pela ação gravitacional que o tamanho do objeto fica menor que o chamado “raio de Schwarzschild”, e o resultado é o nascimento de um buraco negro.

Essa foi uma descoberta surpreendente – o Cosmos é, de fato, esburacado. Hoje sabemos que existem vários buracos negros gerados por estrelas mortas e no núcleo de cada galáxia de médio ou grande porte. Muito bem. Mas o que acontece no interior desse objeto? Segundo a relatividade, a massa é comprimida até um ponto infinitamente denso, quente e pequeno – chamada de singularidade.


O que resultaria daí, ainda é tema de várias hipóteses. De acordo com o físico americano Lee Smolin, cada buraco negro seria um ponto de partida para o nascimento de um novo Universo, muito parecido com o nosso. Pode ser uma idéia maluca, mas, convenhamos, a descrição da singularidade do buraco negro é muito parecida com a do estágio inicial do nosso Universo, o famoso big-bang.

Caso ele esteja correto, é possível que o buraco negro, ao menos no instante exato de sua formação, abra caminho para um Universo-bebê. A questão que fica é: podemos ir até lá? Por enquanto, a resposta da ciência é a de que podemos – contanto que aceitemos ser despedaçados. Como, antes de cair nele, temos de nos aproximar dele, a velocidade que ganharíamos nesse processo seria tão grande que viraríamos farinha antes de atravessá-lo.

É isso que acontece o tempo todo com estrelas que estão para cair num desses devoradores, cujas massas são aceleradas tão intensamente que deixam rastros de raios X – a deixa para que os cientistas detectem um buraco negro.


Pondo de lado essa limitação, suponhamos que pudéssemos atravessá-lo até perto do seu núcleo, protegidos por uma espaçonave. O que aconteceria? Segundo o físico britânico Freeman Dyson, passaríamos a fronteira sem sentir sequer um solavanco. Entretanto, um observador externo que nos visse caindo teria uma percepção bem diferente – é a relatividade em ação. “Se nos imaginássemos caindo em um buraco negro, nossa percepção de tempo e espaço estaria desvinculada do tempo e espaço de um observador que nos acompanhasse de fora”, diz Dyson. “Enquanto nos veríamos caindo suavemente no buraco sem qualquer desaceleração, o observador externo nos veria cair indefinidamente sem jamais tocar o fundo.”


Tempo


Você acha que sabe o que é o tempo? Ok, tentar defini-lo sem usar os termos que dependem do tempo. O tempo é ... bem, é hora. É o que mantém todos os eventos aconteçam simultaneamente, e é o que distingue uma coisa que aconteceu no passado de algo que vai acontecer no futuro. É uma dimensão, como o espaço? É uma qualidade da matéria? É apenas uma ilusão, possivelmente criado para impulsionar as vendas de relógios digitais?


O tempo não é o mesmo para todos nem em todos os lugares. Imagine uma viagem para o espaço, você saí daqui no dia 10 de Janeiro de 2009 com 22 anos de vida. Ao abandonar a Terra, você viaja pelo espaço durante alguns dias, e é sugado por um Buraco Negro. Supõe-se que dentro de um Buraco Negro, o tempo passa muito mais devagar do que na Terra, mas para você, é impossível perceber isso, você pensa que o tempo está normal, mas ao conseguir escapar do Buraco Negro e voltar a Terra, você descobre que já se passaram vários anos lá, as pessoas estão bem mais velhas, e você continua com os seus 22 anos, porém no ano de 2015.





O que existia antes do Big Bang?


Assim que tudo começou, as coisas aconteceram muito rápido. Antes que a criação tivesse 1 segundo, surgiu a gravidade, o Universo se expandiu de uma forma inacreditavelmente rápida e surgiram as sementes que depois dariam origem às galáxias. A partir de 1 segundo da criação, e pelos 300 mil anos seguintes, os fótons dominam o espaço. Depois, começam a surgir os átomos de hélio e hidrogênio.


Elementos que formam os seres humanos, como o carbono e o oxigênio, só surgiram muito tempo depois, sintetizados no interior de estrelas moribundas. E assim a Teoria do Big-Bang consegue explicar, com um grau de confiabilidade razoável, a infância remota do Universo. Mas antes do marco zero, o que existia quando o Universo ainda não tinha sequer começado?


“A resposta mais honesta é: não sabemos”, diz o físico João Steiner, professor da USP. “O big-bang deu origem a tudo, inclusive ao espaço e ao tempo. Quer dizer, antes disso existia algo que só podemos chamar de nada.” Esqueça, então, aquelas imagens que de vez em quando você vê em filmes, em que um vasto espaço escuro é preenchido por uma explosão. Não havia matéria, não havia espaço, não havia tempo, não havia nada.


A Teoria da Relatividade prevê que, nesse instante zero, a densidade teria sido infinita. Para entender essa situação, seria preciso unificar a relatividade e a mecânica quântica, coisa que ninguém ainda conseguiu fazer.


Algumas teorias não consideram que, antes do Universo, o que havia era o nada. Para o cosmologista americano Alan Guth, o Universo pré-Universo era um ambiente em que partículas de cargas opostas se anulavam o tempo todo, até que um dia uma delas desequilibrou o sistema e soltou a faísca que iniciou a cadeia de produção de tudo o que conhecemos.


Em 1969, o físico americano Charles Misner sugeriu a tese da criação a partir da desordem. Antes do nosso Universo isotrópico, em que a geometria é a mesma em todas as direções, haveria um outro mundo de caos. Uma terceira tese, defendida por muitos cientistas, é a de que o Universo é cíclico. Ele começa com um big-bang, cresce, atinge o auge, começa a diminuir, desaparece num big crunch e começa tudo de novo. Acontece que, desde 1998, sabemos que o Universo permanece se expandindo sem parar, o que comprometeria a base dessa teoria.


Há quem diga que nosso Universo não é único. Alan Guth tem uma sugestão curiosa: logo depois do primeiro big-bang, o Universo seria composto de uma espécie de falso vácuo, cheio de bolhas recheadas de quintilhões de prótons e elétrons. Cada uma delas teria sofrido um big-bang e dado início ao respectivo Universo.


Existiria um Universo primordial, que daria origem a universos-filhos. Mas como foi que o primeiro deles surgiu? Não sabemos. “Essa hipótese apenas explica o nosso próprio Universo e joga para debaixo do tapete o que existia antes do marco zero”, diz o professor Steiner. “A verdade é que, atualmente, o big-bang é o limite seguro da ciência. Qualquer tentativa de avançar além disso é especulação.”


Onde teve lugar o Big Bang?

A resposta é: em todo o lado. Siga o guia. A luz viaja a 299 792 458 metros por segundo. Nem um a mais, nem um a menos. Assim, ela traz-nos aos olhos a imagem dos objetos que nos rodeiam com um certo tempo de atraso. Por exemplo, Alfa de Centauro, a estrela mais próxima de nós, encontra-se a 4 anos-luz. O que significa que a luz viajou durante quatro anos para nos trazer a imagem de Alfa de Centauro. Vemos portanto hoje essa estrela tal como era há quatro anos. Assim, se ela explodir hoje, só viremos a sabê-lo daqui a quatro anos.
Puxemos pelo raciocínio. Quanto mais longe olharmos no espaço, mais longe veremos no tempo. O que se passará se olharmos a 15 mil milhões de anos-luz? Deveríamos ver o que se passou nesse momento, isto é: deveríamos ver o Big Bang no seu início! E isso em todas as direções. Em teoria, estamos cercados pela imagem desse instante fatídico: o Big Bang estende-se em todo o fundo celeste!

Na prática isso não funciona porque na sua infância o Universo era opaco. Foi só ao fim de 300 000 anos que se tornou transparente. Temos já a imagem desse momento: é a famosa radiação a 3K apreendida pelo satélite COBE. Por detrás dessa radiação, não podemos ver nada, há como que um muro de brumas: é o limite do Universo observável. Nunca saberemos do que se passa por trás desse muro, quaisquer que sejam os progressos dos telescópios.
O instante zero está então escondido para sempre. É consequentemente inútil tentar procurar o «lugar» do céu onde teve lugar Big Bang. Com efeito, todos os lugares que hoje nos parecem muito afastados uns dos outros constituíam na sua origem o mesmo lugar. Nesse sentido, nós continuamos sempre DENTRO do Big Bang.


O Universo observável hoje é uma esfera de 15 mil milhões de anos-luz de raio, centrada sobre nós. As zonas mais longínquas que podemos observar apareceram 300 000 anos após o Big Bang, no momento em que a luz se libertou da matéria. Eis o porquê de a esfera estar atapetada pela radiação cósmica, como revelou o satélite COBE. Note-se de passagem que quanto mais longe olharmos no espaço, mais longe veremos no passado. Atenção ao contra-senso que poderia induzir este desenho: não estamos no centro do Universo real e sim no centro do Universo observável por nós HOJE. Todas as galáxias, onde quer que estejam, estão rodeadas pelo mesmo «ovo cósmico».

Estamos no centro do Universo?

Não há a menor hipótese. Os cosmólogos (que são os físicos do Universo no seu conjunto) adotaram um princípio fundamental, o "princípio cosmológico". Que diz: "o Universo é homogéneo e isotrópico". Significa que é igual por todo, que oferece grosso modo o mesmo espectáculo de qualquer ponto (homogêneo), em todas as direções (isotrópico), na condição de ser observado a uma enorme escala, como os enxames de galáxias. Cada posto de observação (a nossa Terra ou a galáxia de Andrômeda ou qualquer outro lugar) é equivalente a todos os outros; não há portanto centro pois o centro seria, por definição, um ponto privilegiado. Caso se lembre dessas questões, também não há topo ou baixo, nem direita ou esquerda no Universo. Mas, objetará, se todas as galáxias se afastam de nós a toda a velocidade, não significa isso que nos podemos considerar no centro de tudo, que todo o Universo se expande a partir daqui? Mais uma vez, não. Todo o observador, não importa em que galáxia (e há bilhões), terá a impressão que as outras galáxias lhe fogem. É a prova que se afastam umas das outras, sem se interessar em qualquer centro.


A possibilidade dos Universos Parelelos




Popularizada por obras de ficção científica como "Jornada nas Estrelas" ou então pelo recente filme "A Bússola de Ouro", primeira parte da trilogia escrita por Philip Pullman, o conceito dos universos paralelos desperta um grande interesse por parte dos mais sérios cientistas do planeta.


"A idéia de vários universos simultâneos é mais do que uma invenção fantástica. Parece natural em várias teorias e merece ser levada em conta", afirma o astrofísico Aurélien Barrau no número de dezembro da revista "Cern Courier", publicada pela Organização Européia para a Pesquisa Nuclear.


"Estes universos múltiplos não são apenas teoria, e sim as conseqüências de teorias elaboradas para responder a questões de física das partículas ou da gravitação. Muitos problemas centrados na física teórica encontram assim uma explicação natural", resume o cientista do Laboratório de Física Subatômica e Cosmologia.


"Nosso Universo seria apenas uma ilhota insignificante dentro de um imenso 'multiverso' infinitamente vasto e diversificado? Se for verdade, isso pode ser para o homem, que durante muito tempo acreditou que era o centro do mundo ou o centro da criação, a quarta ferida narcisista", prosseguiu, explicando que as três primeiras feridas teriam sido causadas por Copérnico, Darwin e Freud.


Imaginar que existem vários universos responderia a uma das grandes perguntas dos físicos: Por que motivo --fora acreditar em Deus-- nosso universo, se fosse o único existente, teria precisamente as leis e as constantes físicas que teriam permitido o surgimento de astros, de planetas e finalmente de vida?


Paradoxos


A idéia de universos paralelos foi introduzida em 1957 pelo físico americano Hugh Everett, para interpretar certas raridades --para o sentido comum-- da física quântica.


Dessa maneira, é possível encontrar partículas numa espécie de superposição de estados. O exemplo clássico e o do gato que pode estar vivo e pode estar morto ao mesmo tempo dentro da caixa que serve de exemplo e paradoxo da teoria pronunciada por um dos "pais" da física quântica, Erwin Schrödinger.


Apenas um dos estados se torna realidade no momento de uma observação. Dessa maneira, não se criam outras possibilidades em outros tantos universos? Hugh Everett e outros cientistas acreditam que sim.


Existiriam então vários universos paralelos que poderiam ter um passado comum, antes de divergir para outro possível e diferente.


No cinema


Um episódio de "Jornada nas Estrelas", "O universo do espelho", exemplifica bem o conceito, pois mostra, em um outro universo, outras versões do capitão Kirk, do sr. Spock e dos demais tripulantes da nave Enterprise.


"Este mundo, como todos os demais universos, nasceu do resultado das probabilidades", explica o Lorde Asriel a sua filha Lyra, a jovem heroína de "A Bússola de Ouro", evocando as partículas elementares.


"Num dado momento, várias coisas são possíveis e, no instante seguinte, apenas uma acontece e o resto deixa de existir", conclui.











Se todo o Espaço está em expansão, também estamos?


Se todo o espaço está em expansão, porque não eu, a minha cidade, a Terra, o Sol; tudo isto é espaço, não? Pois bem, a resposta é não: todas as pequenas estruturas do Universo, as estrelas, o sistema solar, os planetas, os seres vivos, são insensíveis à expansão. Mesmo um conjunto de estrelas tão gigantesco como a nossa galáxia, com o seu milhão de milhões de quilômetros de diâmetro, não é afetado pela expansão. O crescimento do Universo só age a grande, grande escala, entre as galáxias e os enxames de galáxias. Porquê? Porque à mais pequena escala a força da gravitação ganha o jogo. É ela que mantém juntos os planetas em volta do Sol, e as estrelas no seio das galáxias. E a gravidade liga tão fortemente estes objetos que os impede de seguir o estiramento do espaço. A nossa região do céu está mesmo a comprimir-se! No "enxame local", onde se encontra a Via Láctea, as galáxias estão de fato a aproximar-se umas das outras. Mas atenção, este efeito local não contradiz de nenhum modo a expansão à grande escala di Universo.