Instantes antes da explicação, uma senhora entrega uma chávena de café ao orador. Podia ser apenas cortesia, mas foi uma forma de explicar o Nobel da Física deste ano, dividido entre James Peebles, da Universidade de Princeton, e Michel Mayor e Didier Queloz, da Universidade de Genebra. O galardão premiou o estudo do universo em duas das suas componentes: a cosmologia, que investiga a evolução do cosmos, e a astrofísica, que estuda os corpos celestes e a bica ajudaria a pôr tudo em perspetiva.
“O universo estava num estado quente e denso quando há 14 mil milhões de anos começou a sua expansão”, começou Ulf Danielsson, membro do comité Nobel da Academia Real das Ciências da Suécia. “Passados pouco menos de 400 mil anos tinha arrefecido e tornara-se transparente à luz. Podemos olhar para este período e estudar a radiação cósmica de fundo. Nessa altura, as galáxias começaram a formar-se, no entanto apenas 5% do universo é matéria visível, como as estrelas, planetas ou seres humanos. O resto, não sabemos. Sabemos que 26% são matéria escura e 69% energia escura que força as galáxias a afastarem-se umas das outras e cada vez mais rápido.” A metáfora? “Podemos comparar o universo a uma chávena de café. A maior parte, claro, é café – energia escura. Depois uma boa dose de natas, a matéria escura. E depois só um bocadinho de açúcar, a matéria comum, que ocupou a ciência durante milhares de anos”, ilustrou Danielsson.
O cosmólogo James Peebles ajudou a fazer esses cálculos a partir do estudo da radiação cósmica de fundo e ao longo de várias décadas contribuiu para a interpretação dos sinais mais antigos do universo, deixando o seu nome no estudo teórico do universo primitivo. Michel Mayor e Didier Queloz abriram um novo capítulo na exploração dos 5% de matéria conhecida, os grãozinhos de açúcar de que cada vez se sabe mais. Em 1995, foram os primeiros a detetar um planeta fora do sistema solar, um “Júpiter quente” a 50 anos-luz da Terra. Desde então foram descobertos mais de 4000 exoplanetas.
Questões para as novas gerações Carlos Fiolhais, físico e professor da Universidade de Coimbra, destaca o contributo dos laureados na astrofísica e assinala a colaboração que cientistas portugueses têm tido com estes investigadores, sinal de que a ciência portuguesa está ao lado dos melhores do mundo.
Já sobre a distinção na cosmologia, o investigador português sublinha que James Peebles, que ocupa a cátedra de Einstein em Princeton, é hoje um autor de referência, destacando o estudo da radiação cósmica mas também a síntese dos elementos primordiais e o contributo para a datação do universo em 14 mil milhões de anos. Um campo em que ainda são muitas as questões por responder, o que faz com que o galardão seja também de “esperança” para o contributo das novas gerações de cientistas. “Talvez venhamos um dia a falar de uma nova força e de novas partículas, que até hoje não foram detetadas. É uma das áreas a que se dedica por exemplo o CERN. Um dia este problema da matéria e energia escura há de ser resolvido”, diz o investigador.
Ao telefone com a organização do Nobel, Peebles, de 84 anos, viria a falar do sonho de ser surpreendido um dia pela resposta para a natureza da matéria escura. “Não sabemos para onde olhar, o que significa que as belíssimas experiências para detetar matéria escura têm de decidir-se por uma direção, trabalhar muitos anos. É preciso uma ‘cabeça dura’ para o fazer, porque podem estar a olhar para o lado errado. Não o digo de forma negativa, admiro profundamente quem faz estas experiências”.
“Um grão de areia numa praia” A persistência encaixa também a Michel Mayor, que em 1995, acompanhado pelo então estudante de doutoramento Didier Queloz, conseguiu identificar pela primeira vez um planeta fora do sistema solar. O 24.º aniversário celebrou-se há dias: o 51 Pegasi b, na constelação de Pegasus, foi descoberto a 6 de outubro de 1995 e abriu o catálogo de exoplanetas, onde hoje se contam 4118 “vizinhos” fora do sistema solar, divididos por 3063 sistemas planetários. E se o “Júpiter quente” que descobriram dificilmente poderia albergar vida, com uma temperatura de 1000 ºC à superfície, entretanto já foram detetados cerca de duas dezenas de planetas que estarão na chamada zona habitável da sua estrela, em que seria possível haver água em estado líquido.
Alexandre Cabral, investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, que tem colaborado no desenvolvimento de equipamentos usados na deteção de exoplanetas, ajuda a compreender o avanço dado pela dupla suíça. Quando descobriram o 51 Pegasi b, a teoria que sugeria que era possível detetar planetas a partir da análise do brilho das estrelas e da chamada velocidade radial já estava em cima da mesa há mais de 40 anos, mas só então surgiam equipamentos com precisão suficiente.
“O que se está a medir é um grão de areia numa praia”, compara o investigador ao i. A técnica de deteção de planetas por velocidade radial assenta na medição de pequenos movimentos na estrela, explica, e os astrofísicos da Universidade de Genebra usaram o espetrógrafo Elodie.
“Pelo efeito de Doppler, da mesma forma que à medida que uma ambulância se aproxima ou afasta o som da sirene fica mais agudo ou mais grave, o cumprimento da onde de luz também diminui ou aumenta. E se a estrela se afasta ligeiramente ou se aproxima, a velocidade radial muda e há a indicação de um planeta.” Para perceber porque é que a estrela se “mexe” há outra metáfora: “A melhor forma de o perceber é pensar num lançador de martelo. Um lançador pesa 100 kg, o martelo 3 ou 4 kg. Quando roda, os dois estão a rodar um bocadinho mais à frente do seu eixo.”
Entretanto passaram a ser usadas outras técnicas de deteção indireta de planetas como a análise das variações do brilho das estrelas durante o trânsito, que permite calcular diâmetro e massa, e já há técnicas de deteção direta. E são vários os astrofísicos portugueses que têm contribuído para a deteção de exoplanetas, entre eles Nuno Santos, Alexandre Correia, Jorge Martins. Alexandre Cabral sublinha que o estudo da atmosfera dos exoplanetas é neste momento o tema quente da astrofísica. A equipa em que trabalha colaborou no desenvolvimento do espetrógrafo EXPRESSO, operacional desde 2018, com o qual são esperadas novidades, quem sabe um dia a descoberta de um planeta com uma atmosfera idêntica à da Terra.
Se em 1995 tudo estava a começar, o investigador acredita que daqui a outros 25 anos já serão conhecidos planetas parecidos com a Terra e até com vida. “Claro que se encontrarmos uma atmosfera igual à da Terra não quer dizer que se demonstre que existe vida e também sabemos que existe vida na Terra em locais aparentemente estranhos.” Quão evoluída estará a tecnologia é a incógnita. E aqui voltamos aos laureados. “Pessoas como Mayor são importantes também por tudo o que conseguiram com os meios que tinham na altura. É preciso uma mente persistente e às vezes meio louca para pensar fora da caixa.”
