Há uma experiência que todo ser humano partilha
de todas línguas e culturas:
a experiência do nascimento.
Nossas recordações do nascimento são, se muito, confusas.
Têm o sentimento e a aura, nem tantas memórias
como de transfigurações místicas.
Seria surpreendente se essa profunda experiência primordial
não influenciasse nossos mitos e religiões
nossa filosofia e nossa ciência.
O nascimento de uma criança evoca o mistério de outras origens
os inícios e os fins de mundos
infinidade e eternidade.
Como o universo apareceu?
O que havia antes disso?
Poderia não ter havido um início?
O universo poderia ser infinitamente antigo?
O cosmo teria fronteiras?
A atual descrição científica da origem do universo
começa com uma explosão que fez o próprio espaço se expandir.
Há aproximadamente 15 bilhões de anos
toda matéria e energia que constitui o universo observável
estava concentrada num espaço menor que uma ponta de alfinete.
O cosmo expandiu em uma explosão inconcebivelmente colossal:
o big bang.
E a matéria do universo, bem como sua própria estrutura
começaram a expandir-se em todas as direções, assim como fazem hoje.
Podemos visualizar esse processo com uma estrutura tridimensional
ligada à estrutura do universo em expansão.
O cosmo primordial era branco e quente em sua totalidade.
Mas com o passar do tempo, a radiação expandiu-se e resfriou-se
em luz comumente visível, o espaço tornou-se escuro como é hoje.
Mas então, pequenas porções de gás começaram a crescer.
Rebentos de delgadas nuvens se formaram,
colônias de coisas grandiosas, amontoadas e lentamente girantes
constantemente brilhantes, cada uma um tipo de ser
composto por uma centena de bilhão de pontos brilhantes.
As maiores estruturas reconhecíveis no universo se formaram.
As vemos hoje. Habitamos algum canto perdido de uma.
As chamamos de galáxias.
Habitamos um universo de galáxias.
Existem amontoados desestruturados, as galáxias irregulares
globulares ou elípticas
e os braços graciosos e azuis das galáxias espirais.
Temos investigado as galáxias
suas origens, evolução e movimentos a menos de um século.
Esses estudos aumentam nosso conhecimento
aos mais longínquos alcances do universo.
A nave de nossa imaginação nos leva à última fronteira.
Observamos o cosmo nas maiores escalas.
A majestade das galáxias é revelada pela ciência.
Há muitas diferentes maneiras em que estrelas são ordenadas em galáxias.
Quando, por acaso, a face de uma galáxia espiral se vira para nós
vemos os braços espirais, feitos luminosos por bilhões de estrelas.
Quando, em outros casos, a margem de uma galáxia se vira para nós
vemos as partes centrais de gás e poeira
das quais as estrelas estão se formando.
Em espirais barradas, um rio de matéria estelar
estende-se através do centro galático
conectando braços espirais opostos.
Galáxias elípticas podem ser de tamanhos gigante e anão.
Há muitas galáxias misteriosas
lugares onde algo aconteceu terrivelmente errado
onde há explosões e colisões
e rios de gás e estrelas
pontes entre as galáxias.
As galáxias parecem rígidas, imóveis.
Mas as vemos durante um simples quadro do filme cósmico.
Suas partes estão dissipando-se e reformando-se
numa escala de tempo de centenas de milhões de anos.
Uma galáxia é um fluido feito de bilhões de sóis
todos ligados pela gravidade.
Essas formas galáticas gigantes existem por todo o universo
e podem ser uma fonte comum de maravilhamento e instrução
para bilhões de espécies de vida inteligente.
Sua evolução é governada em todo lugar pelas mesmas leis físicas.
Precisamos de um computador para ilustrar
o movimento coletivo de tantas estrelas
cada uma sob a influência gravitacional de todas as outras.
Um bilhão de anos é comprimido aqui em poucos segundo.
Em alguns casos, braços espirais formam-se por si mesmos.
Em outros casos
o próximo encontro gravitacional de duas galáxias
desenhará braços espirais.
Mas quando duas galáxias próximas colidem
como uma bala através de um enxame de abelhas
dificilmente todas as estrelas colidem.
Mas os formatos das galáxias podem ser severamente distorcidos.
Uma colisão direta de duas galáxias pode durar cem milhões de anos
e levar as estrelas constituintes
a vagar através do espaço intergalático.
Quando uma galáxia densa, compacta, se dirige a uma maior
pode produzir um interessante e raro tipo de galáxia:
a galáxia anel.
Com milhares de anos-luz
uma galáxia anel é estabelecida
frente ao veludo do espaço intergalático.
É uma configuração temporária de estrelas divididas
uma pequena onda no lago cósmico.
Galáxias às vezes explodem.
Os quasares, a provavelmente bilhões de anos-luz de distância
podem ser as explosões colossais de jovens galáxias.
Mas não temos certeza.
Quasares ainda são um mistério.
As galáxias revelam uma ordem universal, uma beleza
mas também violência numa escala jamais antes imaginada.
O universo não parece nem bondoso nem hostil
meramente indiferente às preocupaçoes de criaturas como nós.
Quasares podem ser versões monstruosas de pulsares de rápida rotação
ou indicadores de múltiplas colisões de milhões de estrelas
densamente empacotadas no centro galático
ou uma reação em cadeia de explosões de supernova.
Alguns astrônomos acham que um quasar é causado por milhões de estrelas
caindo em um imenso buraco negro no centro de uma galáxia.
Algo como um buraco negro
muito massivo, muito denso e muito pequeno
está tique-taqueando e rugindo
nos centros de galáxias próximas.
Mesmo uma galáxia bem-sucedida como a Via Láctea
tem seus movimentos e suas danças.
As estrelas da Via Láctea movem-se com graça sistemática.
O sol leva 250 milhões de anos
para dar uma volta ao redor do centro.
As províncias exteriores da galáxia
giram mais lentamente que as regiões internas.
Como resultado, gás e poeira se acumulam em padrões espirais.
Esses lugares de maior densidade
com estrelas jovens, quentes e brilhantes, que formam
os braços espirais.
Essas estrelas quentes brilham por apenas 10 milhões de anos ou menos
e então explodem.
Mas enquanto as estrelas que delineiam um braço de espiral queimam
novas, jovens estrelas são formadas dos escombros logo atrás delas
e o padrão espiral persiste.
O sol, aqui marcado com um círculo
tem estado dentro e fora de braços da espiral, freqüentemente
durante as 20 vezes que circundou a Via Láctea.
Néssa época, vivemos na margem de um braço de espiral.
Temos observado o movimento galático interno numa pequena escala
dentro de um milhão de anos ou menos.
Mas o movimento das próprias galáxias
através de bilhões de anos é diferente.
Aquele movimento é um resíduo do big bang.
A chave para a cosmologia, o estudo de todo o universo
resulta ser um lugar comum da natureza
uma experiência da vida cotidiana.
Imagine um objeto móvel enviando ondas.
Podem ser ondas de luz
podem ser ondas de som, podem ser qualquer tipo de som.
Quando aquele objeto móvel passa por nós
sentimos uma mudança no tom.
Isso é chamado de Efeito Doppler.
Se você for o engenheiro no vagão
o tom da buzina sempre parece o mesmo.
Isso porque você se move juntamente com a fonte do som.
Mas se você estiver ao longo dos trilhos quando o trem passa
escutará aquela familiar mudança no tom:
o deslocamento Doppler.
A razão disso acontecer é de fácil entendimento
uma vez que visualize as ondas.
Um trem estacionário envia ondas de som em ciclos perfeitos
como as ondas num lago.
Vamos iniciar o trem novamente.
Agora, as ondas que se propagam à sua frente são comprimidas
e aquelas que se propagam atrás são alongadas.
As ondas comprimidas têm uma maior frequência ou tom
que as ondas esticadas.
A mesma coisa acontece com ondas de luz.
A cor é para a luz precisamente o que o tom é para o som.
Ondas de luz comprimidas são azuladas. Elas tendem ao azul.
Ondas de luz esticadas são avermelhadas. Elas tendem ao vermelho.
Na velocidade de um trem
pode-se sentir a mudança de tom do som, mas não da luz.
O trem está viajando cerca de um milhão de vezes muito lento para isso.
Daí se tira que o efeito Doppler para ondas de luz
é a chave para o cosmo.
A evidência disso foi colhida de modo inesperado
por um ex-guia de mulas que nunca fora além da oitava série.
Durante a segunda década deste século
o maior telescópio do mundo foi montado em Mount Wilson
tendo um panorama do que fora então os claros céus de Los Angeles.
Grandes peças do telescópio foram rebocados ao topo da montanha
um trabalho para equipes de mulas.
Um dos guias era um homem chamado Milton Humason
o filho preguiçoso de um banqueiro californiano.
Mas ele era brilhante e naturalmente curioso a respeito do equipamento
que levava até Mount Wilson.
E depois que o telescópio foi completado em 1917
ele planejou ficar aqui como zelador e eletricista.
Uma tarde, o assistente noturno do observatório ficou doente.
Humason foi solicitado a substituí-lo.
Humason era um homem de apostas
celebrado por sua habilidade no pôquer e no bilhar.
Mas seu tato com o telescópio era admirado ainda mais.
Descobriu que tinha talento usando instrumentos astronômicos.
Se tornou o prodígio do telescópio de 25 metros.
Nesse instumento, a luz de galáxias distantes
é focada em uma chapa fotográfica
por um grande espelho de 25 metros.
Nos anos 20, Humason fazia observações.
Sr. Nelson?
Estou na sala, senhor.
Humason já tinha seu próprio assistente noturno
que o ajudava com as observações.
-Boa tarde, Sr. Nelson. -Boa tarde, Sr. Humason.
Começaremos às 6.
Estarei preparando um espectrograma no foco de Cassegrain.
Sim, senhor.
O telescópio deve ser capaz de apontar com alta precisão
para uma determinada região do céu, e manter-se apontando.
Uma máquina pesando cerca de 75 toneladas, massiva como uma locomotiva
deve mover-se com precisão maior do que o mais fino dos relógios.
Tudo deve ser checado a fundo.
O sistema elétrico deve funcionar impecavelmente.
Horas antes das observações começarem, a cúpula é aberta
para permitir a equalização das temperaturas interna e externa.
Humason preparou as emulsões fotográficas
colocadas em seus prendedores metálicos
para capturar com o telescópio gigante
a enfraquecida luz de galáxias remotas.
Isso fazia parte de um programa sistemático
no qual Humason e seu mentor, o astrônomo Edwin Hubble
persistiam em medir o deslocamendo Doppler
da luz das mais distantes galáxias conhecidas na época.
Mas a luz das mais distantes galáxias é pouco brilhante.
É por isso que mesmo com o maior telescópio do mundo
era necessário tomar exposições muito longas
durando freqüentemente a noite inteira
e algumas vezes requerendo várias noites sucessivas.
Humason teria dado ao assistente noturno as coordenadas celestiais
da galáxia alvo.
Através da noite longa e fria, ele teria que fazer ajustes finos
para que o telescópio pudesse rastrear a galáxia-alvo precisamente.
A galáxia era pouco brilhante para ser observada pelo telescópio
mas poderia ser capturada fotograficamente
através de longa exposição.
Então o telescópio seria apontado a uma estrela brilhante próxima
e então compensado a uma parte vazia no céu
do qual, através da longa noite
a luz da galáxia não vista iria acumular vagarosamente.
O telescópio focado na fraca luz de uma galáxia,
e no espectrômetro
foi quebrada em um arco-íris com suas cores constituintes.
O espectro poderia ser capturado em pequenas placas.
Poderia pinçar na guia e girar até o foco da estrela, por favor?
Está livre?
Vou girar para o leste. -Sim. Estou livre.
Vá com calma.
Tudo bem, capturei.
Agora, vamos para NGC 7-6-1-9.
Estou pronto.
Indo para uma exposição de 10 horas.
Que horas são?
7:15.
Luzes apagadas, por favor.
Slide escuro aberto.
Um grande telescópio vê apenas um minúsculo pedaço do céu.
Enquanto a Terra gira, uma estrela guia ou uma galáxia
sairia do campo de visão do telescópio em poucos minutos.
Humason tinha que ficar acordado, rastreando a galáxia
enquanto um elaborada maquinaria movia o telescópio
lentamente na direção oposta, para compensar a rotação da Terra.
O telescópio é um tipo de relógio.
Como está a cúpula?
Você está liberado.
Esse trabalho era difícil, rotineiro, tedioso.
Embora ainda não soubessem disso
Hubble e Humason estavam meticulosamente acumulando
a evidência para o big bang.
Descobriram que quanto mais distante a galáxia
mais seu espectro tendia ao vermelho.
Tudo bem, libere o telescópio.
Estou descendo agora.
Se essa tendência ao vermelho fosse devida ao efeito Doppler
as galáxias distantes estariam afastando-se de nós.
Ao fim de sua vigília
Humason obteve o minúsculo espectro galáctico
e cuidadosamente o levou para ser desenvolvido.
Obrigado, Sr. Nelson.
Vou para a sala escura agora.
-Bom dia. -Bom dia, senhor.
Humason encontrou tendência ao vermelho em quase toda galáxia que examinou
como o deslocamento Doppler no som de uma locomotiva passante.
E quanto mais longe de nós, mais rápido se distanciavam.
Amarradas à estrutura do espaço, as apressadas galáxias exteriores
estavam traçando a expansão do universo.
Uma impressionante conclusão foi tirada daqueles minúsculos slides.
Humason e Hubble descobriram o big bang.
No topo e na base existem linhas para calibração
que Humason havia fotografado anteriormente.
No meio há o espectro de uma galáxia relativamente próxima.
Cada elemento tem uma impressão digital característica
uma série de freqüências onde a luz é absorvida.
Aqui há duas linhas escuras proeminentes no violeta
devido ao cálcio nas atmosferas
de centenas de bilhões de estrelas
que constituem essa galáxia.
Galáxias próximas apresentam muito pouco deslocamento Doppler.
Mas quando ele gravou o espectro da uma galáxia mais distante
encontrou o mesmo intrigante par de linhas
tendendo ainda mais para o vermelho.
E quando examinou uma remota galáxia distante 4 bilhões de anos-luz
encontrou essas as linhas ainda mais para o vermelho.
Essa galáxia deve estar distanciando-se a 200 milhões de quilômetros por hora.
As cuidadosas observações de Milton Humason
astrônomo e ex-guia de mulas
estabeleceram a expansão do universo.
Discutindo a grande escala da estrutura do cosmo
astrônomos às vezes dizem que o espaço é curvo
ou que o universo é finito porém sem fronteiras.
Sobre o que estão falando?
Vamos imaginar que somos perfeitamente planos
quero dizer, absolutamente planos
e que vivemos, apropriadmente, em Terraplana
uma terra desenhada e nomeada por Edwin Abbott
um sábio Shakespeareano que vivia na Inglaterra Victoriana.
Todos em Terraplana são, claro, excepcionalmente planos.
Temos quadrados, círculos, triângulos
e todos nos apressamos
e podemos ir a nossas casas e cuidar de nossas coisas planas
Temos largura e comprimento
mas não temos altura.
Essas incisões têm certa altura, mas vamos ignorá-la.
Vamos imaginar que esses são absolutamente planos.
Sendo este o caso, sabemos, nós, Terraplanáqueos
sobre esquerda-direita e frente-trás
mas nunca ouvimos falar de cima-baixo.
Imaginemos isso em Terraplana:
pairando sobre ela
vem uma estranha criatura tridimensional
que parece, se muito, uma maçã.
A criatura tridimensional
vê um quadrado, de aparência agradável
o assiste entrar em sua casa
e decide num gesto de amizade inter-dimensional
dizer olá.
"Olá", diz a criatura tridimensional.
"Como vai? Sou um visitante da terceira dimensão."
Bem, o pobre quadrado olha pela sua casa fechada
não vê ninguém
então deduz que testemunhou uma saudação vinda de seu interior:
uma voz interior.
Certamente ele está preocupado sobre sua sanidade.
A criatura tridimensional
é infeliz por ser considerada uma aberração psicológica
então ela desce para de fato entrar em Terraplana.
Agora, uma criatura tridimensional existe em Terraplana apenas parcialmente
apenas um plano, uma secção transversal dela pode ser vista.
E quando a criatura tridimensional chega a Terraplana
apenas seus pontos de contato podem ser vistos.
Iremos representá-la carimbando a maçã nesse tinteiro
e colocando sua imagem em Terraplana.
E enquanto a maçã estiver para descer até
pousar em Terraplana
iríamos progressivamente ver fatias maiores e maiores
que podemos representar
cortando a maçã.
Então o quadrado, com o passar do tempo
vê uma série de objetos misteriosos aparecerem
de lugar nenhum, e dentro de uma sala fechada
e mudar dramaticamente de formato.
Sua única conclusão poderia ser que estivesse enloquecido.
Bem, a maçã deve ter se chateado com essa conclusão
e num gesto nem tão amigável de dimensão para dimensão
faz contato com o quadrado abaixo
e manda nossa criatura plana
sacudir e girar sobre Terraplana.
A princípio, o quadrado não tinha idéia do que acontecia.
Está terrivelmente confuso. Isso está totalmente fora de sua experiência.
Mas pouco depois, ele percebe
que está olhando por salas fechadas em Terraplana.
Está olhando dentro de suas camaradas criaturas:
está vendo Terraplana de uma perspectiva
que ninguém havia visto antes.
Entrar em outra dimensão fornece, como benefício acidental
um tipo de visão de raio X.
Agora nossa criatura plana lentamente desce à superfície
e seus amigos se apressam para vê-lo.
De seu ponto de vista, ele apareceu misteriosamente de lugar algum.
Não veio caminhando de lá pra cá. Veio de algum outro lugar.
Dizem, "Pelos céus, o que houve com você?"
E o pobre quadrado tem que dizer:
"Bem, eu estava em outra dimensão mística
chamada 'Cima.'"
E iriam dar tapinha nas costas, confortá-lo
ou então perguntar:
"Bem, nos mostre. Onde está essa terceira dimensão? Nos indique."
E o pobre quadrado será incapaz de responder.
Mas talvez mais interessante
é a outra direção da dimensionalidade.
E a quarta dimensão?
Agora, para entender isso, consideremos um cubo.
Podemos imaginar um cubo da seguinte maneira.
Tome um segmento de linha, e mova-a ângulos retos a si mesma à mesma distância.
Isso forma um quadrado.
Mova esse quadrado a distâncias iguais em ângulos retos a si mesmo
e terá um cubo.
Agora, esse cubo, entendemos
produz uma sombra.
E essa sombra reconhecemos
é comumente desenhado nas terceiras séries
como dois quadrados conectados pelos vértices.
Se olhamos a sombra do objeto tridimensional em duas dimensões
vemos que, nesse caso, nem todas as linhas parecem iguais.
Nem todos os ângulos são retos.
O objeto 3-D não foi perfeitamente representado
na sua projeção em duas dimensões.
Esse é o preço da perda de uma dimensão na projeção.
Agora, tomemos esse cubo tridimensional
e o projetemos, levando a uma quarta dimensão física:
não nessa direção, nem nessa, nem nessa.
Mas a ângulos retos a essas três direções.
Não posso mostrar-lhes essa direção.
Mas imagine que exista uma quarta dimensão física.
Nesse caso, iríamos gerar um hipercubo quadrimensional
também chamado de tesseract.
Não posso mostrar-lhes um tesseract porque estamos
presos em três dimensões.
Mas posso mostrar-lhes a sombra em três dimensões
de um hipercubo quadridimensional, ou um tesseract.
É isso, e você pode ver seus dois cubos aninhados e
todos os vértices conectados por linhas.
Agora o tesseract real em quatro dimensões
teria todas as linhas de igual tamanho e todos os ângulos retos.
Não é o que vemos aqui, mas é a penalidade da projeção.
Então vejam, como não podemos imaginar o mundo de quatro dimensões
podemos certamente pensar sobre ele muito bem.
Agora, imagine um universo como Terraplana
verdadeiramente bidimensional e completamente plano em qualquer direção.
Mas com uma exceção:
ignorado pelos habitantes
seu universo bidimensional é curvo
em uma terceira dimensão física.
Talvez numa esfera, mas a qualquer proporção
em algo completamente fora de sua experiência.
Localmente, seu universo ainda parece suficientemente plano.
Mas se um deles, bem menores e mais planos que eu
fizer uma caminhada muito longa, seguindo o que parece ser uma linha reta
iria descobrir um grande mistério.
Suponha que marcou seu ponto de partida aqui
e começou a explorar seu universo.
Ele nunca dá meia-volta e nunca alcança a margem.
Ele não sabe que seu universo aparentemente plano
é na verdade curvo em uma esfera enorme.
Ele não percebe que está andando ao redor de um globo.
Por que esse espaço deve ser curvo?
Porque esse universo tem tanta matéria
que sua gravidade distorce o espaço
curvando-o numa esfera.
Mas nosso Terraplanáqueo não sabe disso.
Depois de muito, se encontrará de volta ao ponto de partida.
Deve haver uma terceira dimensão.
Nosso Terraplanáqueo não pode imaginar uma terceira dimensão
mas certamente poderia deduzí-la.
Aumente em uma todas as dimensões dessa estória
e terá algo como a situação
na qual muitos cosmologistas acham que se aplica a nós.
Somos criaturas tridimensionais presas em três dimensões.
Imaginamos que nosso universo seja plano em três dimensões
mas talvez seja curvo numa quarta.
Podemos falar sobre uma quarta dimensão física, mas não experimentá-la.
Ninguém pode apontar para a quarta dimensão.
Há esquerda-direita e há frente-trás. Há cima-baixo
e há algumas outras direções
simultâneamente a ângulos retos a essas três dimensões familiares.
Agora, imagine esse universo se expandindo.
Se enchermos um balão quadridimensional, o que aconteceria?
Um astrônomo, numa dada galáxia
acha que todas outras galáxias estão se afastando dele.
Quanto mais distante a galáxia, mais rápido parece estar se movendo.
É justamente o que Humason e Hubble encontraram.
Na superfície desse universo curvo, não há fronteiras ou centro.
O universo pode ser ao mesmo tempo finito e sem fronteiras.
A tendência ao vermelho das galáxias distantes
parecia implicar aos conteporâneos de Humason
que estaríamos no centro de uma galáxia em expansão
que nosso lugar no espaço seria privilegiado.
Mas se o universo está se expandindo
sendo ou não curvo em uma quarta dimensão
observadores em qualquer galáxia verão precisamente a mesma coisa:
todas as galáxias estão se afastando deles
como se tivessem feito alguma terrível asneira social intergalática.
Se há matéria suficiente para fechar o universo gravitacionalmente
então ele está curvo em si mesmo como uma esfera.
Se não há matéria suficiente para fechar o cosmo
então nosso universo tem uma forma aberta
se estendendo eternamente em todas as direções.
Esse universo selado é um dos infinitos números
de possíveis tipos de universos abertos.
Diferente de universos fechados como a esfera
universos abertos possuem uma quantidade de espaço infinita.
Se nosso universo é, de fato, fechado
então nada pode escapar, nem matéria, nem luz.
Estaríamos vivendo dentro de um buraco negro.
Há uma maneira possível:
um túnel hipotético ou "buraco de minhoca" através da dimensão imediatamente superior
um lugar que suga matéria e luz.
Podemos encontrar tal buraco de minhoca? Sobreviveríamos à viagem?
Poderíamos emergir em outro lugar e tempo
talvez em outro universo
ou talvez em outro lugar do nosso.
Se quiser saber como é dentro de um buraco negro
olhe ao redor.
Mas ainda não sabemos se o universo é aberto ou fechado.
Mais do que isso, alguns astrônomos duvidam
que a tendência ao vermelho das distantes galáxias
seja devido ao efeito Doppler.
São céticos sobre o universo em expansão e o big bang.
Talvez nossos descendentes reparem nossa presente ignorância
com tanta simpatia quanto nós sentimos em relação aos antigos
por não saberem que a Terra girava ao redor do Sol.
Porém, se a figura geral de um big bang
seguido por um universo em expansão for correta
o que aconteceu antes disso?
Era o universo desprovido de toda matéria
e de repente a matéria criou-se?
Como isso aconteceu?
Em muitas culturas, a resposta costumeira
é que um deus ou deuses criaram o universo do nada.
Mas se quisermos prosseguir nessa questão corajosamente
devemos , claro, fazer a próxima pergunta:
de onde Deus veio?
Se decidirmos que essa é uma pergunta irrespondível
por que não economizar um passo e concluir
que a origem do universo é uma pergunta irrespondível?
Ou se dizemos que Deus sempre existiu
por que não economizar um passo e concluir
que o universo sempre existiu?
Não há motivo para a criação. Sempre esteve aqui.
Não são perguntas fáceis.
A cosmologia nos coloca frente à frente
com os mais profundos mistérios
com questões que eram tratadas apenas na religião e no mito.
"Quem sabe ao certo?
Quem iria aqui declarar?
De onde nasceu? De onde veio a criação?
Os deuses são mais antigos que a formação desse mundo.
Quem pode então saber as origens do mundo?
Ninguém sabe de onde a criação surgiu
ou se Ele criou ou não
Ele que analisa dos altos céus.
Só Ele sabe
ou talvez Ele não sabe."
Essas palavras têm 3500 anos.
São tiradas do Rig-Veda
uma coleção de antigos cânticos Sânscritos.
As mais sofisticadas idéias cosmológicas antigas vieram da Ásia
e particularmente da Índia.
Aqui, há a tradição do questionamento cético
e inconsciente humildade perante os grandes mistérios cósmicos.
Entre a rotina da vida diária na
digamos, colheita e separação dos grãos
pessoas de todo mundo se perguntaram:
de onde veio o universo?
Fazer essa pergunta é uma marca de nossa espécie.
Há uma tendência natural para entender
a origem do cosmo em termos biológicos familiares.
O encontro de divindades cósmicas
ou o chocar de um ovo cósmico
ou talvez a entonação de alguma frase mágica.
O big bang é o nosso moderno mito científico da criação.
Vem da mesma necessidade humana
de resolver o enigma cosmológico.
A maior parte das culturas imaginou o mundo
tendo poucas centenas de gerações de idade.
Dificilmente alguém suporia que o cosmo é muito mais antigo.
Mas os antigos Hindus supuseram.
Eles, como qualquer outra sociedade
registraram e graduaram os ciclos da natureza.
O nascer e pôr do sol e das estrelas
as fases da lua
o passar das estações.
Por todo sul da Índia, uma antiga cerimônia
acontece todo janeiro
um regozijo à generosidade da natureza
na colheita anual das plantações.
Todo janeiro, a natureza provê o arroz para celebrar o Pongal.
Até os animais de carga recebem folga e são adornados com flores.
Desenhos coloridos são pintados no chão para atrair harmonia
e boa fortuna para o ano novo.
Pongal, um simples mingau, uma mistura de arroz e leite doce
simboliza a colheita, o ciclo das estações.
Porém, esse não é apenas um festival de colheita.
Ele tem ligação com uma elegante e muito profunda tradição cosmológica.
O festival de Pongal festeja o fato
de que há ciclos na natureza.
Mas como podem esse ciclos acontecerem sem que os deuses os guiem?
E se há ciclos nos anos dos humanos
não haveriam ciclos nas eras dos deuses?
O hinduísmo é a única das grandes fés do mundo
dedicada à idéia de que o próprio cosmo
experimenta um imenso, de fato infinito
número de mortes e renascimentos.
É a única religião na qual as escalas do tempo correspondem
por acaso, sem dúvida, àquelas da moderna cosmologia científica.
Seus ciclos percorrem desde nosso dia e noite comuns
a um dia e noite de Brahma
que dura 8.64 bilhões de anos
mais que a idade da Terra ou do Sol
e em torno da metade do tempo desde o big bang.
E existem escalas de tempo ainda muito mais longas.
Há uma profunda e recorrente noção
de que o universo é um sonho do deus
que depois de 100 anos Brahma
dissolveu-se num sono sem sonhos
e o universo dissolveu-se com ele.
Até que, após outro século Brahma, ele
se recompõe e começa novamente
a sonhar o grande e cósmico sonho de lótus.
Por enquanto, em outro lugar
há um infinito número de outros universos
cada um com seu próprio deus
sonhando o sonho cósmico.
Essas grandes idéias são misturadas a outras
talvez ainda maiores.
É dito
que os homens podem não ser sonhos dos deuses
mas que os deuses
são os sonhos dos homens.
Na Índia, há muitos deuses
e cada deus possui muitas manifestações.
Esses bronzes de Chola, moldados no século XI
incluem várias diferentes encarnações da deusa Shiva
vistas aqui nesse casamento.
O mais elegante e sublime desses bronzes
é a representação da criação do universo
no início de cada ciclo cósmico:
um motivo conhecido como a dança cósmica de Shiva.
A deusa tem quatro mãos.
Na superior direita há um tambor
cujo som é o som da criação.
Na superior esquerda há a língua de fogo
uma lembrança de que o universo, agora recém-criado
irá ser, daqui a bilhões de anos, completamente destruído.
Criação, destruição.
Essas profundas e amáveis idéias
são centrais a antigas crenças Hindus
como exemplificado nesse templo Chola em Darasuram.
São um tipo de premonição de modernas idéias astronômicas.
Sem dúvida, o universo vem se expandindo desde o bib bang
mas não está claro, de maneira alguma, que continuará a expandir-se para sempre.
Se houver menos que uma certa quantidade de matéria do universo
então a gravidade mútua das galáxias
será insuficiente para parar a expansão
e o universo se expandirá para sempre.
Mas se há mais matéria do que podemos ver
escondida em buracos negros,
ou em gases quentes, porém invisíveis entre as galáxias
então o universo encerra
e partilha de sucessões de ciclos bem Indianos,
de expansão seguida de contração
cosmo sobre cosmo, universos sem fim.
Se vivemos num universo tão oscilante
o big bang não é a criação do cosmo
mas simplesmente o fim do ciclo anterior
a destruição da última encarnação do cosmo.
Nenhuma dessas modernas cosmologias
pode ser generalizada como de nossa preferência.
Em uma cosmologia, o universo é criado de alguma forma
do nada, há 15 a 20 bilhões de anos atrás
e se expande eternamente
as galáxias expandindo-se mutuamente até a última
desaparecer de nosso horizonte cósmico.
Então os astrônomos galáticos estão fora de questão
as estrelas resfriam-se e morrem, a própria matéria decai
e o universo torna-se
um fino e gelado nevoeiro de partículas elementares.
No outro, o universo oscilante
o cosmo não tem início nem fim
e estamos no meio de um ciclo infinito
de mortes e renascimentos cósmicos, sem informação
gotejando através das pontas da oscilação.
Coisa alguma das galáxias, estrelas, planetas
formas de vida, civilizações
desenvolvidas nas encarnações anteriores do universo
goteja através da extremidade
passa através do big bang
para ser conhecido em nosso universo.
A morte do universo em ambas cosmologias
pode parecer um pouco deprimente.
Mas podemos tomar algum consolo nas escalas de tempo envolvidas.
Esses eventos vão levar dezenas de bilhões de anos ou mais.
Seres humanos, ou nossos descendentes, sejam quem for
podem fazer grandes quantidades de bem em dezenas de bilhões de anos
antes que o cosmo morra.
Se o universo realmente oscila
se a moderna versão científica da antiga cosmologia hindú é válida
então questões ainda mais estranhas virão.
Alguns cientistas acham que quando um desvio ao vermelho
é seguido por um desvio ao azul
a causalidade seria invertida
e os efeitos precederiam as causas.
Primeiro, as ondas se dispersam
de um ponto na superfície da água.
Então jogo a pedra no lago.
Alguns cientistas imaginam, num universo oscilante
sobre o que acontece nas extremidades
da transição de contração para expansão.
Alguns acham que as leis da natureza são então aleatoriamente embaralhadas
que a física e química que temos nesse universo
representa apenas uma de infinitas variações
de possíveis leis naturais.
É fácil ver
que apenas uma variação restrita de leis da natureza
são consistentes com galáxias e estrelas, planetas
vida e inteligência.
Se as leis da natureza são
aleatoriamente embaralhadas nas extremidades
então é apenas a mais extraordinária coincidência
que o caça-níqueis cósmico apareceu desta vez
com um universo consistente conosco.
Vivemos num universo que se expande para sempre
ou em um que abriga uma série de ciclos infinitos?
Há uma maneira de encontrar a resposta
não por misticismos, mas através da ciência
fazendo um censo apurado
da quantidade total de matéria do universo
ou ao olhar bem à beira do cosmo.
Radiotelescópios são capazes de detectar quasares distantes
a bilhões de anos-luz,
expandindo-se com a estrutura do espaço.
Olhando bem distante pelo espaço
estamos também olhando bem distante pelo tempo
de volta ao horizonte do universo
de volta à época do big bang.
Radiotelescópios detectaram até
a radiação cósmica de fundo.
As chamas do big bang resfriaram e deslocaram ao vermelho
ecoando fracamente nos corredores do tempo.
Esse é o Very Large Array
uma coleção de 17 radiotelescópios separados
todos trabalhando coletivamente
numa remota região do Novo México.
Radiotelescópios modernos são primorosamente sensíveis.
Um quasar distante soa tão fraco
que a radiação recebida por um telescópio desses
soma algo em torno de um quadrilhão de avos de watt.
De fato, e essa é uma informação bastante razoável
a quantidade total de energia já recebida
por todos os radiotelescópios no planeta Terra
é menor que a energia de um simples floco de neve
atingindo o solo.
Detectando a radiação cósmica de fundo
contando quasares
buscando por sinais inteligentes do espaço
radioastrônomos lidam com quantidades de energia
que quase não estão lá.
Esses radiotelescópios, elevando-se como flores gigantes
do deserto do Novo México
são monumentos à capacidade de invenção humana.
As fracas ondas de rádio são coletadas, focadas
recolhidas e amplificadas, e então convertidas
em imagens de nebulosas, galáxias e quasares.
Se você tivesse olhos que funcionassem com luz-rádio
eles provavelmente seriam maiores que rodas de charretes
e esse é o universo que você veria.
Uma galáxia elíptica, por exemplo
deixando para trás longos rastros pulsantes em ondas de rádio.
Ondas de rádio revelam um universo de quasares
galáxias interativas, explosões titânicas.
Toda vez que usamos outro tipo de luz para ver o cosmo
abrimos uma nova porta de percepção.
Enquanto os murmúrios da extremidade do cosmo vagarosamente acumulam-se
nosso entendimento cresce.
Essa é uma exploração do antigo e do invisível
uma contínua investigação humana
das grandiosas questões cosmológicas.
Outro importante achado recente
foi feito por observatórios de raios-x na órbita da Terra.
Satélites artificiais lançados para verem o céu
não em luz comum visível, não em ondas de rádio
mas em luz de raio-x.
Parece haver uma imensa nuvem
de hidrogênio extremamente quente
pulsando em raios-x entre algumas galáxias.
Agora, se essa quantidade de matéria intergaláctica
fosse típica em todo grupo de galáxias
então deve haver matéria suficiente para fechar o cosmo
e nos aprisionar para sempre num universo oscilante.
Se o cosmo é fechado
há uma estranha, assombrosa, evocativa possibilidade
uma das mais excelentes hipóteses na ciência ou religião.
É inteiramente não demonstrado,
pode nunca ser provado, mas é emocionante.
Todo nosso universo, até a galáxia mais distante, nos é dito
não é mais que um elétron fechado
num universo distantemente maior que nunca podemos ver.
Esse universo é apenas uma partícula elementar
de outro universo ainda maior e daí para diante.
Também, todo elétron em nosso universo
é um completo cosmo em miniatura
contendo galáxias e estrelas e vida e elétrons.
Cada um desses elétrons contém um universo ainda menor
uma regressão infinita, acima e abaixo.
Cada geração humana perguntou
sobre a origem e o destino do cosmo.
Nossa geração é a primeira com uma chance real
de encontrar algumas das respostas.
De um jeito ou de outro
estamos equilibrados na extremidade do eterno.
Com exceção da exploração planetária, o estudo de galáxias e cosmologia
sobre o que esse episódio tratou, submeteu-se aos maiores avanços
desde que Cosmos foi transmitido pela primeira vez.
De uma coisa, pelo menos temos uma boa fotografia
de nossa própria galáxia Via Láctea
em torno de 100.000 anos-luz de extensão.
Aqui está.
Foi tirada pelo satélice Coby, da NASA.
Vemos assim, claro, porque estamos embutidos
no plano da galáxia.
Mas você não precisa de uma espaçonave para vê-la.
Se for uma noite clara, por que não sair e dar uma olhada
na Via Láctea?
Há também novas evidências sugerindo
que a Via Láctea não é uma galáxia espiral comum
como uma espiral fechada, como esta.
Importante trabalho foi feito no mapeamento
de como as galáxias dispersam-se através do espaço intergaláctico.
Para a surpresa de muitos cientistas
numa escala de centenas de milhões de anos-luz
as galáxias parecem não ser espalhadas ao acaso
ou concentradas em grupos de galáxias
em vez disso, espalhadas em
alongadas e esquisitas superfícies irregulares, como esta.
Cada ponto nessa animação computadorizada
é uma galáxia.
O computador nos permite olhar essa distribuição de galáxias
de muitos pontos de vista
mas é assim que ela parece vista da Terra.
Há um estranho formato manequim
que é apresentado pela distribuição de galáxias.
Esse trabalho foi feito
principalmente por Margaret Geller
e seu colaborador John Huchra
na Universidade de Harvard e Instituição Smithsonian.
É como pequenas bolhas de sabão numa banheira.
As galáxias estão nas superfícies das bolhas.
Os interiores das bolhas parecem não conter galáxias por completo.
Uma bolha média tem cerca de 100 milhões de anos-luz de diâmetro.
Isso significa que mapeamos apenas
um volume muito pequeno do universo acessível,
as galáxias mais próximas a nós.
Mas logo em breve, poderemos ser capazes de expandir essa busca
a enormes distâncias
tão distante no espaço, que estamos olhando
de volta no tempo em que galáxias e suas estruturas
foram primeiramente formadas.
E isso propõe um problema real.
A maioria dos cosmologistas sustentam que as galáxias surgiram de
uma massividade pré-existente no universo
com pequenos blocos desenvolvendo-se em galáxias.
Mas a radiação de fundo do big bang
que preenche todo o espaço
foi agora cuidadosamente mensurada
pelo mesmo satélite Coby que tirou aquela foto.
Aquelas ondas de rádio parecem quase perfeitamente uniformes
pelos céus
como se o big bang não tivesse sido irregular ou granular.
Mas se a radiação primordial e matéria no universo não fossem irregulares
como galáxias individuais poderiam surgir?
Como poderiam as bolhas se formarem?
Há uma contradição
entre a uniformidade das ondas de rádio do big bang
e as estruturas de bolhas formadas pelas galáxias?
Essa é a questão.
Quando nossa análise das galáxias for além de bilhões de anos-luz
teremos a resposta a essa questão.
Por acaso, você talvez esteja pensando
que as bolhas impliquem num fazedor de bolhas.
Mas então eu teria que lhe perguntar:
"Quem fez o fazedor de bolhas?"
Há outro infinito regresso escondendo-se aqui.
E a uma das maiores perguntas
se há matéria suficiente no universo para fechá-lo
a única resposta leal é que ainda não sabemos.
Se é fechado
onde está a matéria escondida que o está fechando?
Seriam estrelas distantes, buracos negros, neutrinos massivos
algum tipo exótico de matéria escura desconhecido na Terra?
Não sabemos.
Mas há razões para achar que logo encontraremos as respostas.