Pesquisadores desenham a forma do Universo
Pesquisadores desenham a forma do Universo
Texto : Ana Maria Ferreira
Uma das grandes descobertas para o próximo século, na previsão de cientistas brasileiros, é a explicação da origem do Universo. O aperfeiçoamento dos instrumentos de observação do espaço, como o telescópio Hubble, por exemplo - que deve ser substituído daqui a sete anos por outro ainda mais potente - as sondas espaciais que monitoram os quatro cantos do espaço sideral a caça de informações, sinais e imagens de planetas e satélites dos quais pouco ou quase nada ainda se sabe, têm causado verdadeira revolução no meio científico. Tudo pode mudar de uma hora para outra. Teorias se confirmam ou deixam de fazer sentido. Nada está a salvo nos dias que antecedem a chegada do terceiro milênio. "Tudo o que falta descobrir está muito longe da Terra, nos confins do Universo", diz o físico José Goldemberg.
De olho grudado no céu e a cabeça bem aqui na Terra, dois pesquisadores brasileiros, hoje vivendo no Exterior, os astrofísicos Luiz Roberto Nicolaci e Paulo Pellegrini, participaram, no início da década, de uma grande pesquisa em conjunto com o Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, nos Estados Unidos, para a elaboração do mais completo mapa da distribuição de galáxias e aglomerados de galáxias vistos do Hemisfério Sul. Trabalho este que consumiu 9 anos de pesquisa dos astrofísicos brasileiros, mas que resultou numa grata surpresa. Eles descobriram a existência de uma colossal estrutura semelhante a uma parede, que nunca havia sido notada. Este alinhamento de galáxias ganhou o nome de Great Wall ( Grande Muralha).
Os estudos prosseguiram e, em 1996, os pesquisadores confirmaram através de modelos matemáticos que após a formação do Universo, toda matéria começou a se agrupar por efeito gravitacional, deixando regiões sem estrelas e sem gás - totalmente vazias. A equipe de Nicolaci observou uma região próxima do Universo, que inclui a Via Láctea e um aglomerado chamado de Grande Atrator, para o qual numerosas galáxias parecem se dirigir, e descobriu o movimento de uma galáxia espiral .
O outro grupo, liderado por Pellegrini, observou o movimento das galáxias elípticas e obtiveram resultados parecidos com os do grupo de Nicolaci: a existência de grandes regiões vazias que correspondem exatamente à distribuição de galáxias - ou seja matéria invisível e visível. A pesquisa sobre a quantidade e a distribuição de matéria é fundamental para as teorias sobre a expansão do Universo.
A forma de agrupamento entre as galáxias mexe com a imaginação dos cientistas e surgem imagens curiosas: bolhas de sabão, panqueca e esponjas. A definição para os aglomerados é de se parecem com espuma no copo de cerveja. O levantamento feito, em 1990, corresponde a um décimo de bilionésimo do volume do Universo conhecido.
Recentemente, o cosmólogo russo Andrei Linde afirmou que o Universo nunca teve começo, mas originou-se de um outro preexistente. Ele propõe que o espaço onde vivemos é apenas uma das áreas de inflação do espaço-tempo que, por sua vez, produz novas estruturas parecidas e isso por toda a eternidade. Para Linde, a teoria do Big Bang não explica por que o Universo parece o mesmo, em todas as direções. O que reforça as descobertas dos brasileiros Nicolaci e Pellegrini.
"A Teoria da Relatividade e os fundamentos da mecânica quântica nasceram da observação dos astros" acrescenta Jacques Lepine, chefe do departamento de astronomia do Instituto Astronômico e Geofísico da USP. O fim do mundo
Outro tema que fascina pesquisadores em todo o mundo: o Universo tem fim? Qual a sua forma?
Mais uma vez, um brasileiro está entre os pioneiros nesta área de pesquisa científica,
é o professor livre docente Helio Fagundes do Instituto de Física Teórica - IFT - da Unesp, que há dezesseis anos se dedica a pesquisar qual é a forma do Universo e deu uma entrevista exclusiva ao Jornal da Cidade comentando o assunto.
Para o cientista Helio Fagundes não há muita diferença do ponto de vista do que se observa, com relação ao Universo ser finito ou infinito.
"Os astrônomos lidam com um conceito chamado de Universo Observável que se baseia na teoria do surgimento do Universo - o Big Bang - que ainda é a dominante, de que o Universo tem cerca de 15 bilhões de anos, o que significa dizer que, se existe a emanação de luz de qualquer parte desse todo mais distante que 15 bilhões de anos luz, essa luz ainda não chegou até nós, porque a astronomia, só consegue ver a luz desde o início do Universo."
A discussão sobre a forma e a extensão do Universo está longe de acabar mas, para Fagundes "as observações, até agora, tanto podem ser interpretadas com o Universo finito como infinito. Não há muita diferença do ponto de vista do que se observa. Se for finito, mas muito grande não daria para se perceber ainda. A idéia do nosso trabalho é imaginar como seria o Universo, quais as conseqüências da observação prática etc."
O pesquisador faz uma comparação, falando-se em duas dimensões, com as viagens de Cristóvão Colombo, navegador espanhol, que postulava que como a Terra era redonda, raciocinou que saindo em viagem do Ocidente ele chegaria ao Oriente dando a volta.
"Isso não era muito fácil de entender naquela época, porque as pessoas só viam a idéia de ir em frente, ir embora para o fim do mundo, do universo, o que fosse. A Terra tem uma curvatura que não se vê de dentro de um navio por ser muito grande. Hoje temos imagens do espaço, podemos imaginar um globo visto de fora, o que torna fácil esse entendimento. Essa imagem, a grosso modo, em duas dimensões é uma esfera," ressalta ele. Modelos matemáticos
A teoria matemática do espaço finito ou infinito tem suas raízes, no século passado, com o matemático alemão Georg F. B. Riemann, que descobriu na geometria o que designou hiperesfera - que seria o primeiro exemplo de um espaço finito, fechado em três ou mais dimensões. O próprio Albert Einstein fez um modelo de Universo finito, em forma de esfera, baseado na suas Teoria da Relatividade. Segundo o professor Helio, matematicamente não há limites, mas na época do modelo de Einstein ainda não se conheciam muitas alternativas. "Hoje se conhecem milhares, até mesmo do ponto de vista teórico, há uma infinidade de espaços com essa propriedade, ou seja, finito."
Pensando em três dimensões, ou seja, um espaço
'fechado' (isto é, finito e sem fronteira), como uma esfera, não é um exercício mental muito fácil para quem não é um aficcionado na área, mas matematicamente se prova que é possível. Fagundes explica que uma conseqüência que se segue, mas que ainda não foi provada, são as imagens múltiplas, que exemplifica. "Um objeto que transmitiu luz por dois caminhos diferentes, essa luz chegaria a um ponto depois de dois percursos diferentes, então a imagem mais próxima seria mais forte e a outra mais fraca. Como a galáxia está evoluindo não só a luz chegaria mais forte ou fraca como diferente. Vendo essas duas imagens, atualmente, não
é possível saber se são duas imagens do mesmo objeto em épocas diferentes ou se são imagens de dois objetos completamente diferentes. Se houvesse a certeza de que as imagens eram do mesmo objeto, seria um argumento a favor do espaço fechado, onde a luz dá a volta. Por outro lado,
se qualquer imagem que se observa pertence a um objeto diferente, então é porque o Universo é aberto ou grande demais para o efeito ser notado. Está além do observável," resume.
Fica a pergunta: qual é a forma do Universo, se ele tiver uma?
"Algumas formas mais simples, como a esfera, estão sendo descartadas pelos estudos mais recentes. Se o Universo fosse esférico teria muito mais matéria do que a observada. A foram mais aceita, atualmente, é a forma hiperbólica, como uma sela de cavalo," responde o pesquisador.
A crescente capacidade de observação astronômica reacendeu a discussão sobre a topologia do Universo, o que, para Helio Fagundes, é uma surpresa: "por que este assunto desperta tanto interesse, até me surpreende, penso que é uma ânsia humana de conhecer, de se orientar. A confirmação de uma ou outra teoria teria conseqüências teóricas e talvez até práticas; para mim o mais importante ou fundamental é o conhecimento em si".
Citado em artigo publicado recentemente na Scientific American, o pesquisador brasileiro ressalta que hoje há mais chance de observação do que no passado, mais pesquisadores estão se interessando pelo tema.
Histórico
O Instituto de Física Teórica foi criado, em 1951, com o objetivo de promover atividades científicas e formar pesquisadores na área. Depois de ter sido declarado um Centro de Excelência pelo Conselho Nacional de Pesquisa
- CNPq - o IFT começou a oferecer cursos de pós-graduação em 1971. Na década de 80, depois de uma grave crise econômica, IFT foi incorporado a Universidade Estadual Paulista - UNESP.
Hoje em dia o IFT é uma das instituições brasileiras de maior produtividade científica e tem colaboração com vários centros internacionais. As áreas de pesquisa incluem Física Matemática, Teoria de Campo, Fenomenologia, Partículas Elementares, Cosmologia e Gravitação, Física Nuclear, Mecânica Estatística e Dinâmica Não-Linear. O endereço na Internet é http://www.ift.unesp.br
