Especial Encontro com o Nobel: Você sabe qual teoria fez John Mather ganhar o Prêmio?
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Em 2006, os astrofísicos John Mather e George Smoot receberam o Prêmio Nobel em Física por terem feito uma descoberta incrível sobre o universo. Em 2023, o Instituto Ciência e Fé da PUCPR tem a honra de debater com John Mather sobre o Big Bang e o mistério da vida.
Como uma forma de nos ambientarmos sobre o tema, o assessor em assuntos de astrofísica do Instituto Ciência e Fé PUCPR, Alexandre Cherman, produziu um texto que explica brevemente a descoberta que estes pesquisadores fizeram e que os levou a ganhar este prêmio.
Confira:
A Cosmologia é a ciência que estuda o Universo. Ela une a Física, a Astronomia, a Matemática e muita, mas muita inventividade para nos dar respostas sobre como o Universo é hoje, sobre como ele foi no passado (até mesmo como ele surgiu, se é que o Universo surgiu um dia!) e como ele será no futuro. E um dos pilares fundamentais da Cosmologia, corretamente batizado de “princípio cosmológico”, é admitir que as leis físicas que conhecemos a partir de nossas observações terrenas são universalmente válidas e, portanto, nos servem para explicar o Cosmos.
O primeiro a dar esse salto gigantesco foi Isaac Newton, em 1687, quando descreveu a lei da gravidade e fez questão de batizá-la como “Lei da Gravitação Universal”, enfatizando que ela é válida em todo o Universo. Newton rompeu um paradigma aristotélico que durava mais de 2.000 anos e que separava o Universo em dois domínios (o domínio sublunar e o domínio supralunar).
O Princípio Cosmológico nos diz que o Universo é homogêneo e isotrópico. Isso, em bom português, quer dizer que o Universo é igual em todos os pontos e em todas as direções. Embutido nessa afirmação está o corolário de que “as leis que valem cá, valem lá”, onde quer que esse cá ou esse lá estejam… Como o nome já diz, o Princípio Cosmológico é um princípio. Um ponto de partida.
Mas qualquer observação das vastas distâncias que nos cercam nos mostra que essa homogeneidade e essa isotropia não são assim tão homogêneas ou isotrópicas. Ora, basta olhar uma foto obtida por algum grande telescópio e veremos que no espaço sideral não há uma distribuição contínua de matéria. Há galáxias e há vazios.
Quando, na década de 1940, George Gamow nos deu a Teoria do Big Bang, ele prescreveu (mesmo que sem saber) a existência de algo que hoje chamamos de radiação cósmica de fundo. São os ecos do Big Bang, fótons ancestrais que até hoje percorrem o vácuo espacial e que só podem ser medidos através de receptores especiais, pois estão muito longe dos comprimentos de onda visíveis.
Essa radiação cósmica de fundo foi descoberta de fato na década de 1960 por Arno Penzias e Robert Wilson (por conta disso eles ganharam o Prêmio Nobel de Física de 1978). E conforme antecipado pelo Princípio Cosmológico, a radiação cósmica de fundo era de fato homogênea! Mas isso trouxe um certo embaraço ao modelo do Big Bang…
Einstein nos disse, em 1905, que matéria e energia são intercambiáveis, dois lados de uma mesma moeda. Se a energia (radiação cósmica de fundo) se mostra totalmente homogênea e isotrópica, por que a matéria (as galáxias) não são assim? Como a observação das galáxias era feita há muito mais tempo e possuía dados muito mais consolidados, a aposta da comunidade científica foi na direção de refinar-se os dados sobre a radiação cósmica de fundo. Uma direção que se provou acertada.
Em 1974, surgiu a ideia de se colocar um satélite no espaço para medir, com a maior precisão possível, longe das interferências atmosféricas, a radiação cósmica de fundo. Esse satélite entrou em órbita, finalmente, em 1989. Chamava-se COBE, da sigla em inglês para Explorador do Fundo Cósmico. Com acurácia inédita, os dados do COBE realmente revelaram que a radiação cósmica de fundo não era tão perfeita, homogênea e isotrópica quanto suas primeiras observações indicavam. Havia uma anisotropia…
A descoberta da anisotropia da radiação cósmica de fundo foi revolucionária, e permitiu a reconciliação do modelo do Big Bang com as observações do Universo profundo. Tão importante foi essa descoberta que os dois investigadores principais da missão COBE, George Smoot e John Mather foram agraciados com o Prêmio Nobel de Física de 2006.
Depois do COBE, dois outros satélites já nos trouxeram dados ainda mais precisos: o WMAP (lançado em 2001) e o Planck (em 2009). Mas foram os dados originais agregados por Mather e Smoot que nos permitiram avançar nos estudos da Cosmologia. E é essa a importância de um dos trabalhos do físico americano John Mather para a história da Ciência!
Serviço:
Encontro com Nobel John Mather
Quando: 14/09 às 19h
Onde: Online e Gratuito.
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