Nobel de Física desse ano vai para descobridores da energia escura

Ganhadores do premio Nobel de Física de 2011, os norte-americanos Saul Permutter, Adam Riess e Brian Schmidt

No dia 22 de agosto publiquei um post que mencionava que cientistas brasileiros estavam questionando o modelo cosmológico mais aceito, o da energia escura:

Post sobre energia escura

Nesse post tentei explicar que isso não significa que o modelo está errado, argumentei que a ciência não é algo pronto e acabado e que a todo tempo, teorias rivais convivem juntas, uma tentando superar a outra. Só o tempo e os dados experimentais podem dizer qual sairá vencedora, se é que existe um vencedor.

Apesar da contestação dos cientistas brasileiros, o modelo que descobriu a energia escura foi premiada nesse ano com a maior condecoração da física, o premio Nobel. Os cientistas americanos: Saul Perlmutter, Brian Schmidt e Adam Riess foram informados em outubro que vão dividir o premio pela descoberta feita em 1998 de que o universo está em expansão em um ritmo acelerado.

Entender o que é a expansão acelerada do universo não é uma tarefa fácil. A começar da complexidade do que é o espaço. Os alunos sempre me perguntam: “mas está se expandindo pra onde? Se o universo é o todo que conhecemos, o que está além dele?”

Mas não precisamos entrar em uma questão tão filosófica como essa da natureza do espaço, a dificuldade está até mesmo em entender o que é aceleração.

A maioria das pessoas confunde aceleração com velocidade. Costumeiramente usamos a apalavra acelerar para dizer que estamos aumentando a velocidade, isso está correto, mas se digo aos meus alunos que estou diminuindo a aceleração, a maioria pensa em diminuição de velocidade, o que não é verdade. Enquanto houver aceleração, agindo no mesmo sentido da velocidade, ela sempre provocará aumento dessa velocidade. Diminuir a aceleração nesse caso, é diminuir a taxa de aumento. Por exemplo,  se você tem uma divida de 1000 reais a uma taxa de juros de 1%, ao mês significa que sua divida aumentará 10 reais no primeiro mês; 10 reais e 10 centavos no segundo, 10 reais e 20 centavos no terceiro e assim por diante. Se a taxa de juros diminuir para 0,5% ao mês, a divida continuará a AUMENTAR mas por um fator menor, supondo uma divida de 1000 reais, teremos 5 reais a mais no primeiro mês; 5 reais e 2,5 centavos no segundo e assim por diante, sempre aumentando a divida. Esse exemplo econômico não foi da área da física, mas a ideia é a mesma. A taxa de juros é comparada a velocidade, e a mudança da taxa de juros seria a aceleração.

O “maior erro” de Einstein

O modelo do Big Bang é o modelo científico mais aceito para a explicação de como o universo se formou. Baseia-se nas equações da Teoria da Relatividade de Albert Einstein e conta com diversas provas experimentais. A expansão do universo é uma predição da teoria, mas o próprio Einstein acreditava que o universo era estático e por isso alterou suas equações acrescentando um termo, que ele chamou de constante cosmológica. O papel dessa constante era o de proporcionar uma força de repulsão, para contrabalançar a atração gravitacional.

Em 1929 o astrônomo Edwin Hubble observou que quase todas as galáxias estão se afastando umas das outras e mais que isso, a velocidade de afastamento é maior, quanto mais distante uma galáxia está da outra. Resumindo, o universo estaria se expandindo. Ao saber disso, Einstein disse que cometeu o maior erro de sua vida, pois poderia ter previsto essa expansão com base apenas em sua teoria. Assim ele retirou a constante cosmológica das equações.

Ironicamente, com  o trabalho de 1998, os americanos que agora ganharam o premio Nobel, descobriram também através de observações astronômicas, que a aceleração do universo não está diminuindo  como seria o previsto, ao contrário, está aumentando. Mas o que estaria provocando esta aceleração? Os cientistas então se valeram da constante cosmológica de Einstein, considerada por ele seu maior erro, para incluir um termo de anti-gravidade, responsável por essa expansão. Nascia assim o conceito de energia escura, algo que não sabemos o que é, mas que além de ser responsável pela expansão acelerada do universo, compreende mais de 70% do universo.

A premiação máxima recebida pelos americanos não significa que a energia escura realmente exista. No outro post, procurei explicar como a ciência funciona, que ela não trabalha com verdades absolutas, mas sim com modelos explicativos. A premiação vem coroar um modelo que está funcionando por mais de 13 anos. Não se trata de uma explicação simples, trata-se de um dos maiores enigmas da ciência atual. Afinal dar um nome, energia escura, não explica muita coisa. De onde vem essa energia? Porque ela existe? O que aconteceria se ela não existisse? Se mais de 70% do universo é formado por ela, porque sabemos tão pouco a seu respeito?

Como sempre acontece na história da ciência a descoberta da expansão acelerada do universo, trouxe muito mais questões do que certezas. Essa é a graça da ciência. A felicidade de uma descoberta dura muito pouco, só o tempo de fecundação da curiosidade das novas questões levantadas.

Tags: Big Bang, Boa ou má ciência, Ciência e Tecnologia, energia escura; Premio Nobel