Em Busca do Infinito

EM BUSCA DO INFINITO - PARTE TRES
Por Professor G Venkataraman
O NASCIMENTO E MORTE DAS ESTRELAS
Sai Ram e novamente calorosas saudações. Eu espero que você esteja
gostando da nossa viagem. No encontro anterior eu apresentei alguns fatos
relativos ao nascimento de nosso Universo. Hoje, eu gostaria de contar algo
sobre o nascimento e a morte das estrelas. Estrelas podem não ter vida do
mesmo modo que nós temos, mas existe um momento em que ela nasce e
um momento em que ela morre. Acredite ou não, como nós humanos,
também uma estrela tem um renascimento! Assim, há uma exploração
fascinante à nossa frente.
No princípio.
Em relação aos humanos a Bíblia diz que
tudo começou com Adão e Eva. Da
mesma maneira, nós temos que
começar discutindo como vieram à vida
as primeiras estrelas no Universo. Para
este propósito, nós temos que voltar
para o começo do próprio Universo, isto
é, o assim chamado Big Bang. No
momento eu saltarei a complexa
sucessão de eventos que aconteceram
no primeiro segundo depois do
nascimento. Este primeiro segundo é
extremamente importante e
inacreditavelmente fascinante, mas para
nossos propósitos é melhor começarmos
depois do primeiro segundo. Assim, com
Uma representação artística
que se parecia o Universo quando ele já
do Big-Bang
era um bebê de um segundo de idade?
Primeiro, o tamanho. Na idade de um segundo, o Universo tinha um raio de
aproximadamente 10 bilhões de km [ou um milésimo de um ano luz]; para
comparação, a distância de Plutão ao Sol é de aproximadamente 6 bilhões
de km. Hoje, o tamanho do Universo é de aproximadamente 15 bilhões de
anos luz. Só para lembrar, um ano luz é igual a uma distância de 10 trilhões
de km; então, hoje, o raio do Universo é de dez trilhões de km
multiplicados por quinze bilhões! É uma realidade emocionante, não é? E
assim, quando tinha apenas um segundo, o Universo era realmente
pequeno comparado ao que é hoje. Agora, do que era composto o Universo
quando só tinha um segundo de idade? Havia estrelas, planetas, etc? Não,
nada disto. O Universo Bebê era composto de elétrons e núcleos atômicos,
quer dizer núcleos de elementos simples como hidrogênio e um pouco de
hélio, isto é tudo. Durante os próximos milhares de anos nada aconteceu, a
não ser que o bebê continuou crescendo, e enquanto esta expansão
acontecia, o Universo estava cheio basicamente com gás hidrogênio e um
pouco de hélio. Claro que a distribuição do gás não era uniforme; em alguns
lugares havia mais e em outros havia menos; mesmo assim, havia gás em
todos os lugares, com densidade variada.
A Gravidade toma conta
Aproximadamente um milhão de anos depois do nascimento, em alguns
lugares onde havia uma concentração muito grande de gás, a nuvem de gás
começou a encolher. Por causa da gravidade. Eu suponho que você sabe
que a força gravitacional, descoberta por Newton, é uma força de atração.
Matéria atrai matéria, isso é gravidade, em toda parte. Agora, uma nuvem
de gás de hidrogênio é composta de átomos de hidrogênio e por serem
átomos podem se atrair uns aos outros. Na verdade um átomo de
hidrogênio é extremamente pequeno e então seu poder de atração também
é muito pequeno. E quando dois átomos estão, digamos, separados por um
milhão de km, a atração não é nada parecida com as saudades que
sentimos de casa. Mas é onde a Natureza nos aturde e eventualmente a
nuvem de gás se comporta como se estivesse sendo apertada maciçamente
de fora. Não está, de fato, pois um átomo atrai outro átomo e o resultado
líquido é que todos eles começam a ficar mais e mais próximos uns dos
outros. Poderia parecer como se houvesse uma compressão sendo aplicada
por forças externas, mas na verdade é a força da gravidade atuando
internamente.
Devo registrar que enquanto a gravidade atrai do interior, a nuvem
contrapõe uma força de difusão devido à pressão do gás como fazem todas
as nuvens. Com certeza você já viu aquelas grandes nuvens no céu que
crescem por difusão causada pela pressão dos gases atmosféricos e depois
“derretem” para baixo como água, pois a pressão dos gases é nada em
comparação com a gravidade, que a subjuga facilmente. A Gravidade é
realmente admirável! Parece fraca e insignificante, mas na escala do
Universo é poderosa, porque seu alcance é muito longo! OK, assim a grande
nuvem de hidrogênio se comprime cada vez mais. O que acontece então?
Comprime-se até se tornar um ponto? Não realmente, porque algo se inicia
quando a nuvem começa a encolher. Esse algo é um processo de
aquecimento, sendo maior no centro da nuvem. Agora, quando eu digo que
a nuvem está ficando quente, não imagine temperaturas como as que nós
experimentamos durante um dia quente de verão. Acredite ou não, no
centro da nuvem, a temperatura pode ficar tão alta quanto um milhão de
graus! Uau! Isso sim é um pouco de calor, não é?
Claro que é, e aí, muitas coisas começam a acontecer.
Dispositivos para Fusão Termo-nuclear
Eu quero esclarecer que, quando eu digo que a temperatura na nuvem de
gás comprimido pode chegar a um milhão de graus, o que eu quero dizer, é
que isso acontece no núcleo da nuvem. Movendo-se para longe do centro a
temperatura começa a cair. Porém, o fato de a temperatura subir a um
milhão de graus no centro, faz coisas interessantes acontecerem.
Basicamente, temperaturas astronomicamente altas fazem os núcleos de
hidrogênio se fundir para formar os núcleos de hélio. Eu pularei os detalhes
que pertencem ao campo da física nuclear; mas isto eu tenho que dizer:
esta junção de núcleos de hidrogênio para formar núcleos de hélio é
chamada fusão nuclear, e porque esta fusão de núcleos leves para se
tornarem núcleos mais pesados se dá através de altas temperaturas, ela é
chamada fusão termo-nuclear.
A coisa mais importante e interessante sobre esta fusão nuclear é que ela é
acompanhada pela liberação de muita energia. Esta energia flui então para
a superfície exterior que está mais fresca. Eu suponho que você sabe que o
calor sempre flui de uma região de alta temperatura a uma região de baixa
temperatura. Da superfície da nuvem, a energia é irradiada ao espaço como
calor e luz.
Para recordar, primeiro há uma compressão gravitacional da nuvem de gás
hidrogênio. Isto leva ao aquecimento, especialmente no centro. Quando são
atingidas temperaturas muito altas, há ignição termo-nuclear. Este é um
processo onde núcleos pequenos se fundem para formar núcleos maiores, e
no processo é liberado calor. Este processo é contínuo, e uma estrela nasce.
Esta sucessão de eventos esta esquematizada na Figura 1
Pergunta: Inicialmente, havia a compressão que conduziu à ignição
termo-nuclear. A compressão continua depois de ativada a ignição?
Não! O que acontece é que enquanto a gravidade tenta comprimir a nuvem
de gás, a radiação que flui para fora é uma pressão que tenta ampliar a
nuvem de gás. Assim, há uma luta entre a força compressiva devido à
gravidade e a força expansiva devido à radiação. Um equilíbrio é alcançado,
então nós temos uma nuvem de gás de tamanho estável que está quente
ao centro e irradia energia no espaço.
É assim que uma estrela nasce de uma nuvem de gás que é grande e fria. A
propósito, em uma bomba de hidrogênio, é liberada enorme energia por
fusão termo-nuclear. Porém, na bomba, tudo acontece em menos de um
milionésimo de segundo, enquanto que a estrela continua liberando energia
termo-nuclear por milhões, se não bilhões, de anos. O nosso Sol nada mais
é que um dispositivo termo-nuclear auto-sustentando!
OK, uma estrela nasce. Queimará para sempre ou tem uma vida finita? Se
for este o caso, então quanto tempo uma estrela vive? A resposta para isso
é simples. Uma estrela é como um fogo ardente; da mesma maneira que
um tronco de madeira queima, desde que haja madeira para queimar,
também uma estrela queima contanto que haja combustível. Quando a
provisão de combustível diminui, a temperatura começa a descer e a estrela
começa a esfriar. Então, começa um novo ciclo. Mas isto é outra história, a
próxima.
O Ciclo Estelar: Nascimento, Morte e Renascimento
Eu disse que quando o combustível termina, a fusão termo-nuclear pára e a
estrela começa a esfriar. Duas coisas acontecem então. Primeiro, nas
regiões internas da estrela queimada onde a densidade é alta, a gravidade
começa a dominar e um processo de contração se inicia, internamente. As
camadas exteriores por sua vez tentam se expandir como uma nuvem para
todos os lados. Assim o resultado líquido é que a nuvem parece ser muito
grande vista de fora; porém, a região interna começa a contrair e ficar cada
vez mais quente. A propósito, quando o nosso Sol “morrer” e começar a se
expandir, é esperado que fique tão grande que alcance a órbita da Terra; se
tornaria um real gigante, com um brilho vermelho sombrio quando visto de
fora. Veja Figura 2. Astrônomos descobriram muitos gigantes vermelhos,
por isso que a hipótese é aceitável.
OK, assim nós temos este gigante vermelho, grande e ralo na periferia, mas
com o núcleo contraindo e ficando quente novamente. O que acontece
então? Isso é uma história interessante. Veja então, no começo os núcleos
de hidrogênio se fundiram para formar núcleos de hélio e quando a provisão
de hidrogênio abaixa, o fogo termo-nuclear pára.
É quando a estrela se torna um
gigante vermelho com o núcleo se
contraindo novamente e ficando
quente. Há qualquer probabilidade
de uma nova ignição? Sim,
há, mas para isso a temperatura
tem de subir a um nível onde o
hélio possa agir como o
combustível.
Assim, você vê, na primeira
tentativa, a estrela é um caldeirão
no qual o hidrogênio é convertido
em hélio. Depois de um período de
“descanso” começa tudo de novo,
com o mesmo tipo de história a se
repetir.
Uma gigantesca estrela vermelha
Primeiro há uma contração devido
muitas vezes maior que nosso sol
à influência da gravidade, então o
núcleo aquece, e quando a temperatura for alcançada, há ignição termonuclear, com os núcleos de hélio se fundindo para compor um núcleo
ligeiramente mais pesado, liberando energia no processo, mais uma vez.
Esta energia flui para fora e é irradiada no espaço. Esta é como se fosse a
estrela filha. Da filha nasce outra estrela, e assim vai, geração depois de
geração.
Em resumo, uma estrela nasce, queima, morre, renasce, morre, renasce,
morre e assim por diante. Toda vez em que a estrela se torna um caldeirão
onde são cozinhados os elementos, são fundidos elementos leves em
elementos mais pesados. Deste modo criam-se os elementos novos, entram
em existência no Universo aqueles sobre os quais os estudantes de química
aprendem, [veja figura 3]
Descobrindo o que Acontece Depois
Existe um fim para esse processo de estrelas nascerem, morrerem,
nascerem novamente, etc? Sim, há, quando o núcleo, depois de evoluir por
muitas fases, se transforma substancialmente em ferro. Depois disso, a
ignição termo-nuclear com liberação contínua de energia é governada pelas
leis da física nuclear, o nascimento, morte e renascimento cessam, não
havendo mais nenhuma chance de formação dos elementos mais pesados,
que foram formados nos ciclos estelares. Você poderia perguntar: “Mas na
terra nós achamos prata, ouro, urânio etc, que são muito mais pesados que
o núcleo do ferro; de onde deles vêm?" É uma pergunta muito interessante
à qual nós voltaremos talvez na próxima palestra. A propósito, eu espero
que você tenha notado como a física nuclear está ajudando a astrofísica.
Todo esse entendimento de física estelar pela injeção de física nuclear que
eu estou descrevendo, aconteceu entre 1930 e 1940. Este é um aspecto
notável do desenvolvimento da física moderna. Especializações diferentes
freqüentemente se encontram, de modo inesperado, para alargar as
fronteiras do conhecimento.
Até agora o que eu contei a vocês é o seguinte: durante os primeiros
milhões de anos não havia nenhuma estrela. Depois disso, as primeiras
estrelas nasceram. Elas viveram durante algum tempo e deixaram de
queimar combustível quando a provisão de hidrogênio ficou pequena.
Depois de um período de descanso, outra sucessão de ignição começa, com
o hélio agindo como combustível. Depois que hélio for queimado, há
novamente um período de repouso, e um renascimento no qual hélio se
torna um elemento ligeiramente mais pesado e assim por diante. Isto é
punarapi jananam brincando aqui no Cosmo!
Uma estrela volumosa com um núcleo de ferro
Pergunta: “o que acontece a uma estrela quando finalmente deixa
de queimar?”
É aqui que a estória fica mais interessante!
O Prodigioso Subramanyan Chandrasekhar
Essa história está conectada com um famoso cientista que começou tudo
quando ele era um mero estudante de faculdade com dezoito anos de idade.
O nome dele é S. Chandrasekhar. Ele se tornou um cientista mundialmente
famoso e ganhou o Prêmio Nobel. Mas como alguém disse, ele não se
tornou grande com o Prêmio; ele já era tão renomado que foi o Prêmio
Nobel que ganhou prestígio ao lhe conceder o prêmio. A propósito, há no
espaço um satélite da NASA que leva um observatório de raios-X, chamado
CHANDRA, lançado em 1996, que proveu imagens espetaculares e avanços
na física estelar.
A história da descoberta que o jovem Chandra fez é esta.
Por volta de 1929 Chandra era um estudante honorário de Física no
Presidency College em Madras. O seu tio C.V. Raman, que tinha estudado
antes na mesma faculdade, ficara mundialmente famoso com a descoberta
do Efeito Raman, com o que ele ganhou o Prêmio Nobel em 1930. Chandra
era claramente uma pessoa fora do usual, e até mesmo quando ainda um
estudante, ele já publicara um artigo científico incomum na Índia de então.
Senhor. C.V. Raman
O Prestigioso Presidency College, Madras
Chandra era totalmente focado em física e ganhou um livro intitulado A
Constituição Interna das Estrelas, escrito pelo famoso astrofísico inglês,
Arthur Eddington. O melhor modo de descrever a estatura de Eddington
seria dizer que ele era então o David Beckham da astrofísica! Este livro teve
um impacto profundo no jovem Chandra e fez com que ele pensasse
intensamente nas estrelas e nos problemas da astrofísica. Nisso aconteceu
um evento que iria mudar a sua vida.
Professor Arthur Eddington
Arnold Sommerfeld
A convite de Raman, visitava a Índia, em 1928, para proferir palestras, um
famoso físico alemão, de Munique, chamado Arnold Sommerfeld, que havia
sido orientador de quase meia dúzia de vencedores do Nobel. Um das
palestras era em Madras, e lá no Presidency College, Sommerfeld discorreu
sobre a física quântica, em surgimento, e suas implicações. Chandra estava
presente na audiência e compreendeu mais do que ninguém o que
Sommerfeld falou.
Indo para Cambridge
Depois da conferência, Chandra que estava pensando muito em estrelas,
teve uma reunião com Sommerfeld e lhe fez muitas perguntas. Havia um
problema particular que o preocupava muito; seu pai lhe pediu que se
candidatasse a um emprego no governo, mas, graças a Deus, Chandra
recusou! Ao invés, ele foi a Cambridge, então a Meca da Física. A propósito,
Cambridge era onde Eddington estava naquele momento.
O ano era 1930. Por esses dias, não havia avião a jato, e a pessoa tinha de
viajar para a Inglaterra através de navio. A viagem levou aproximadamente
duas semanas, e para manter os passageiros entretidos, o Capitão do navio
organizava todos os tipos de jogos e festas. Porém, o jovem Chandra
manteve-se entretido com seus pensamentos sobre o que acontece às
estrelas quando elas terminam as suas vidas. Há uma classe de objetos
estelares conhecidos como Anãs Brancas. Supõe-se que sejam estrelas
mortas, quer dizer, estrelas onde a ignição termo-nuclear cessou
totalmente; em outras palavras, uma Anã Branca é realmente um cadáver
estelar. Chandra estava interessado na física das Anãs Brancas. O
interessante sobre uma Anã Branca é que nela a matéria é muito densa.
Quer saber quanto? Imagine um pedaço do tamanho de uma bola de tênis;
esse pequeno pedaço pesaria tanto quanto 25 elefantes. É bem denso, não
é? Veja figura 4
A bordo do Navio o que Chandra fez foi pensar duro na física das Anãs
Brancas, e ele fez isso do seu jeito favorito, escrevendo equações
matemáticas complexas e decompondo-as. No processo Chandra fez uma
descoberta. Era surpreendente, e Chandra não estava muito seguro dela.
Ele teria de ir mais cuidadosamente, conferir, checar e tudo aquilo iria levar
tempo.
O Problema das Anãs Brancas
Na Inglaterra Chandra matriculouse em Cambridge. Além dos
trabalhos regulares como
estudante, Chandra manteve-se
ocupado com a sua obsessão,
construindo uma teoria própria
para as Anãs Brancas. As Anãs
Brancas não são objetos teóricos
ou fictícios. Os astrônomos
detectaram tais objetos no céu, e
eles suspeitaram que estas Anãs
Brancas são corpos de estrelas que
finalmente vieram a morrer. Surgiu
então uma questão. Do ponto de
Uma anã branca ligeiramente
menor que Júpiter e ao lado a Terra vista da física clássica, quando
uma estrela morre e não há
nenhum material dentro dela que possa ser queimado, então, dado a massa
da estrela, a gravidade deveria dominar.
Nesse caso a estrela seria esmagada lentamente e começaria a encolher.
Este encolhimento prosseguiria implacavelmente até a estrela se
transformar em quase um ponto, com densidade infinita. Como se não
houvesse nada que pudesse parar a estrela morta de encolher a um ponto.
Mas as Anãs Brancas, que todo o mundo concordou serem restos estelares,
não têm o tamanho de um ponto. Então, algo estava parando a gravidade
em seu processo de esmagamento inexorável. Que força era essa e como
operava? Isso era um dos problemas principais da época. Palavras como
ponto geométrico, infinito, etc. são normais em matemática, mas em física,
elas não são boas palavras. Afinal de contas, a matéria é composta de
átomos que tem um tamanho finito. Como então se poderia dizer que todos
os átomos eram esmagados juntos até se reduzir a um ponto? Físicos não
estavam confortáveis com a idéia da matéria ser esmagada a um ponto
geométrico. Se a pessoa aceita a física clássica isso é impossível. Foi nessa
época que principiaram as descobertas da mecânica quântica [1925-1930],
e as pessoas disseram, “Ah, nós não podemos confiar na física clássica
completamente quando entramos na física de pequenas escalas. Nós temos
que olhar com a física quântica! Talvez a física quântica possa salvar as
Anãs Brancas de serem comprimidas a um ponto geométrico.”
Sabe de uma coisa? Ela o fez e o modo como isso aconteceu foi descoberto
por William Fowler, de Cambridge. Fowler usou estatísticas de Fermi-Dirac
[aquelas que Sommerfeld explicou a Chandra em Madras] para argumentar
que a física quântica intervinha e salvava a estrela morta do destino de ser
esmagada a um ponto geométrico. A propósito, o termo estatísticas de
Fermi-Dirac são instrumentos para a descrição matemática de como
elétrons em grande número se comportam quando colocados perto uns dos
outros. Fowler mostrou que graças à natureza quântica dos elétrons e à sua
submissão às estatísticas de Fermi-Dirac, quando a matéria é esmagada a
densidades muito altas [como acontece em uma Anã Branca], uma pressão
é gerada devido aos elétrons da Anã Branca.
Esta pressão é chamada pressão de degeneração e age para fora. Em
outras palavras, na estrela morta, enquanto a gravidade puxa para dentro,
a pressão de degeneração empurra para fora, e há uma luta.
Eventualmente o equilíbrio se instala, e a estrela morta assume um
tamanho finito; é salva de ser reduzida a um ponto. Figura. 5. Esse foi o
achado de William Fowler e todos respiraram aliviados, menos o jovem
Chandra!
Chandra começou a ter dúvidas sobre a total validade da teoria de Fowler já
quando era um estudante. Lembra das suas discussões com Sommerfeld
quando ainda era um estudante no Presidency Collge? Chandra questionou
a Sommerfeld essencialmente o seguinte: “Numa Anã Branca, a densidade
de elétrons é mesmo muito alta. A tais densidades, sem duvida os elétrons
obedecem às estatísticas de Fermi-Dirac. Mas, desde que a densidade é
alta, os elétrons também têm que obedecer à Relatividade de Einstein;
porém, a análise de Fowler ignora o aspecto relativístico do comportamento
do elétron. A aplicação de estatísticas quânticas não deveria ser combinada
com as considerações relativísticas apropriadas?” Parece que Sommerfeld
disse que sim, que essa soma valeria a pena. Essa era a linha de
investigação que Chandra começou e manteve durante anos, até mesmo
durante suas obrigações rotineiras como um estudante.
Chandra Revela sua Obra Prima
Em Madras, Chandra estava só; lá não havia ninguém além dele,
interessado em astronomia e física. Em Cambridge, porém, era muito
diferente; todos os figurões estavam lá, inclusive o grande herói Eddington,
e também Fowler. Assim, Chandra trabalhou duro durante cinco anos,
aperfeiçoando sua teoria das Anãs Brancas, conferindo todos os detalhes ele sempre foi assim, perfeccionista e meticuloso – até que tudo ficou
pronto. Restava agora revelar a teoria formalmente. E a oportunidade para
isto chegou em Janeiro de 1935.
Naquele mês haveria uma reunião da Sociedade Astronômica Real, em
Londres. Essas reuniões eram grandes acontecimentos, com os maiores
especialistas assistindo e apresentando os resultados das suas pesquisas.
Para Chandra estava reservada meia hora, que foi conseguida pelo próprio
Eddington. Mas o que Eddington não tinha contado à Chandra era que ele
também iria falar, e sobre a teoria de Chandra!
O dia era 11 de janeiro e Chandra foi a Londres bastante autoconfiante. Ele
falou, um hindu jovem e desconhecido, e sentou-se. Eu suponho que houve
um superficial e cortês aplauso, entretanto, a descoberta era fenomenal! Eu
queria dizer agora algumas palavras sobre a descoberta de Chandra, antes
de irmos ao resto do drama da reunião de Londres. Você recorda que as
investigações de Fowler mostraram que as estrelas mortas salvavam-se do
destino fatal de serem esmagadas ao estado totalmente inaceitável de um
ponto geométrico. O achado de Chandra mostrou que, se fosse incluída a
relatividade na análise - e não havia como mantê-la de fora - se o objeto
estelar tivesse uma massa menor que 1.44 vezes a massa de nosso Sol [a
massa de nosso Sol é chamada uma massa solar], a estrela morta
realmente se comprimiria a um determinado tamanho e se estabilizaria.
Mas se a massa da estrela morta fosse 1.44 a massa solar, então, de
acordo com a análise de Chandra, nada poderia salvar aquele cadáver; não
teria nenhuma opção a não ser encolher até se tornar um ponto!
Poder se ia perguntar: “OK, concordo que uma estrela morta, de massa
1.44 vezes a massa solar, encolhe a um ponto. O que acontece se a estrela
morta tiver uma massa maior que 1.44 a massa solar, digamos cinco ou dez
vezes essa massa. Afinal de contas, tais estrelas existem. Como estariam os
seus cadáveres?” O próprio Chandra se antecipou a esta pergunta na sua
conferência e disse, “Uma estrela de grande massa não pode passar pela
fase de Anã Branca, e deve-se pensar em outras possibilidades.” Neste
ponto, a física de estrelas mortas fica sumamente interessante, mas vamos
colocar isso em compasso de espera e terminar com o grande drama de 11
de Janeiro de 1930.
Cresce Oposição à Teoria
Depois que “a criança” terminou a sua palestra e sentou-se, Eddington, o
“gigante” levantou-se com muito prazer, e começou a demolir a “estúpida”
teoria. De fato, Eddington confiou na própria estatura e retórica em lugar de
pura ciência. Mas as pessoas o escutaram porque ele era um figurão.
Impiedosamente ele demoliu a teoria de Chandra, fazendo muita chacota no
processo. A audiência rugia com risadas. Ao longo do discurso, Eddington
também desferiu farpas sobre a mecânica quântica. Ele podia sair-se com
essa, porque a mecânica quântica ainda era muito nova e até mesmo
Einstein tinha reservas sobre ela naquele momento.
Voltando a Chandra, ele foi completamente quebrado pela experiência. Ele
simplesmente não esperava que Eddington o demolisse assim em público.
Eles tinham se encontrado tantas vezes em Cambridge; por que ele não
discutiu as suas reservas então? Porque a necessidade de humilhar assim
um jovem estudante, em público?
Depois da reunião, Chandra ainda
falou com alguns ouvintes da
reunião. Alguns simpatizaram,
enquanto alguns outros preferiram
apoiar Eddington; poucos se
preocuparam em examinar os
méritos científicos dos dois
argumentos. Chandra escreveu
então para muitos cientistas
importantes por toda a Europa; a
maioria simpatizou-se
reservadamente, mas recusou-se a
fazê-lo em público. Enquanto isso,
Arthur Eddington com Albert
Eddington foi para a América onde,
Einstein em Cambridge
falando em Harvard, disse:
“Tudo parecia bem até que certas pesquisas de Chandrasekhar trouxeram o
fato de que a relatividade repôs as estrelas precisamente nas mesmas
dificuldades das quais Fowler tinha salvado. As estrelas pequenas esfriam e
terminam os seus dias como estrelas escuras, de um modo razoável. Mas,
acima de uma massa crítica, só o Céu sabe o que sobra dela [a estrela].
Isso não preocupou Chandrasekhar; ele parece gostar de estrelas que se
comportam desse modo, e acredita que é o que realmente acontece.”
Voltemos ao resto da história de 11 de janeiro, a fatal reunião. Como eu
falei, após a reunião o jovem Chandra sentia-se totalmente demolido,
alguns se simpatizando com ele, outros muito críticos, e a maioria dos
astrônomos totalmente indiferentes. Ouçamos Chandra recordar esses
momentos. Ele diz:
“Eu tinha ido para a reunião pensando que eu seria proclamado como
tendo achado algo muito importante”. Ao invés, Eddington fez de mim um
bobo. Eu estava destruído. Eu não sabia se continuaria minha carreira.
Eu voltei tarde para Cambridge, naquela noite, provavelmente ao redor de
uma hora. Eu me lembro de ter ido para a sala comum. Ainda havia um
fogo na lareira, e eu me lembro de ter ficado em pé defronte ele e repetir a
mim. “É assim que o mundo se acaba, não com um estrondo, mas com uma
choradeira.”
Um Verdadeiro Pioneiro
A história não termina bem aqui,
O jovem Subramanyan
embora o primeiro round tenha
Chandrasekhar
sido de Eddington. Chandra
formou-se e logo precisava decidir
o que fazer. Ele gostaria de
permanecer em algum lugar da
Inglaterra, trabalhando como um
professor, mas a sombra de
Eddington o acompanharia em
todos os lugares e ele não estava
seguro se arrumaria um emprego.
Assim, ele decidiu deixar a
Inglaterra e ir para América onde
lhe fora oferecida uma posição na
Universidade de Chicago. Lá ele
ficou para o resto da vida e fez
carreira até se tornar um Distinguished Professor. Mais tarde, a
Universidade criou uma Cadeira batizada de Chandra. Refletindo sobre a
sua migração Chandra disse,
“Eu tive que tomar uma decisão. Vou continuar o resto de minha vida
lutando ou mudar para outras áreas de interesse? Eu disse, bem, eu
escreverei um livro e mudarei meu interesse. Assim eu fiz.”
Na realidade, este se tornou o estilo de Chandra. Ele entrava em uma área
desconhecida, literalmente criava um novo campo de estudo, escrevia um
livro acadêmico sobre isso, e se mudava para descobrir um novo campo. Ele
fez isso repetidas vezes, sempre com muito ardor.. Ele era basicamente um
solitário, muito disciplinado, muito meticuloso, muito profundo, completo
em tudo o que fez, inclusive no modo de se vestir, o modo de pedir as
refeições em um restaurante [ele foi um vegetariano até o fim], e o modo
como ele “desfrutou” a música. Martin Schwarzchild, astrofísico na
Universidade de Princeton diz:
“A concentração de Chandrasekhar era inacreditável. Ele combinava
inteligência matemática e uma fenomenal persistência. Não há um campo
onde ele trabalhou que nós não estamos agora usando diariamente alguns
dos seus resultados.”
Chandra colecionou prêmios inumeráveis, e sobre como ele os adquiriu, ele
narrou uma vez uma história. Parece que havia um General ganhador de
muitos prêmios e medalhas. Como você sabe, os oficiais militares usam as
suas medalhas em cima do uniforme; assim fez este General. Uma vez
quando ele foi a uma festa, uma jovem senhora veio e começou a admirar
as medalhas. Ela perguntou então, “General! Como você ganhou tudo isso?”
O General sorriu, apontou para uma minúscula medalha no meio das outras
e disse, “você vê esta medalha? Eu fui premiado com ela por engano, e
depois disso todas as outras a seguiram!” Assim era Chandra, focado em
seu trabalho e dando somenos importância aos seus prêmios.
Chandra viveu mais de oitenta e trabalhou duro até o fim, preocupado com
problemas de fronteira em astrofísica. Praticamente sozinho, ele construiu o
famoso Diário de Astrofísica, uma publicação de referência no campo da
Astrofísica.
Uma vez ele foi à redação, onde havia uma pequena festa e o homem
encarregado da impressão [um típico americano, prático e insensível] disse,
“Nós imprimimos muitos documentos que lidam com esse tal
Chandrasekhar Limite. Eu não sei o que isso significa, mas até onde eu
estou vendo, este Professor não tem nenhum limite quando se trata de
trabalhar.”
O Nascimento de uma Nova Física
Já é suficiente sobre o grande drama que envolveu Chandra. Voltemos à
ciência para terminarmos este segmento de nossas indagações. Vamos dar
uma olhada na Figura 6 que coloca juntos os resultados de Fowler e os
resultados de Chandra. Há dois gráficos, ambos exibindo como o raio do
objeto final varia com a massa do objeto em colapso.
Vamos entender esta figura lentamente. Nós começamos com uma estrela
que está morta; há este cadáver que tem uma certa massa. Ela começa a
encolher em tamanho, implacavelmente se comprimindo pela gravidade.
Pergunta: “qual seria o raio do objeto final?”
A Física clássica dizia ser zero, um resultado inaceitável. Então veio Fowler,
de Cambridge, dizendo que a pressão da degeneração quântica salvaria o
cadáver do destino de desaparecer em um ponto geométrico. Na verdade,
quanto maior a massa, menor seria o tamanho do objeto final, mas além de
certa massa, o tamanho final seria mais ou menos o mesmo, independente
da massa do objeto em colapso. Todo o mundo respirou um suspiro de
alívio. E então, de repente, vem um jovem arrivista da Índia, senta-se lá
em Cambridge, debaixo do nariz do famoso Eddington , e ousa dizer, “Ah,
mas veja você, Fowler esqueceu-se de incluir a Relatividade em sua análise.
Se ela é incluída, nós temos uma história completamente diferente.”
O achado de Chandra era que a estrela começa a encolher a um raio cada
vez menor, uma vez terminado o seu combustível. Quanto maior a massa,
menor será o raio do objeto final. Esse era também o achado de Fowler;
mas aqui é onde Chandra e Fowler divergem. Para Fowler, além de um
ponto, todas as estrelas mortas, não importa qual a massa inicial, terminam
com mais ou menos o mesmo raio final. Chandra disse que não, não é bem
assim! É verdade que se a estrela morta tiver até 1.44 a massa solar, o raio
final se estabiliza antes do zero.
Mas Chandra afirmou que essa versão de Fowler não era o fim da história,
que a Relatividade tinha um papel a desempenhar e que a versão dele da
história dos cadáveres de estrelas mortas era o primeiro capítulo em uma
história nova e excitante na vida e morte de estrelas. Eu reservarei para
narração posterior o que acontece a estrelas de grande massa quando elas
morrem. Mas isto eu posso dizer agora: as investigações de Chandra deram
início a um novo e excitante campo de investigação em Astrofísica; veja
tudo isso no próximo capítulo!
Voltando a nosso jovem herói que foi
contundido quando fez o seu tímido debute,
em 1930, poucos acreditaram em Chandra e
esses que o fizeram não ousaram falar
abertamente por causa da importância de
Eddington. Quando o Papa diz NÃO, quem
pode se contrapor a Ele, mesmo que esteja
errado? Mas o tempo provou que o Papa
estava totalmente errado e que Chandra tinha
aberto uma nova porta que conduziu a uma
visão fascinante. Antes de concluir voltemos à
relação entre Chandra e Eddington.
Você recorda que quando Chandra ainda era
um mero estudante de faculdade, ele ganhou
um livro de Eddington como um prêmio, o
que colaborou muito para despertar o seu
interesse por astronomia e astrofísica.
As investigações de
Depois, em Cambridge, Eddington se opôs à
Chandra abriram a porta pesquisa de Chandra e literalmente o
a uma nova era na física
expulsou da Inglaterra. Porém, Chandra e
Eddington continuaram trocando cartas, principalmente de natureza pessoal
e quando Eddington morreu em 1944, Chandra disse, falando em uma
reunião comemorativa na Universidade de Chicago:
“Eu acredito que qualquer um que conheceu Eddington concordará que ele
era um homem da mais alta integridade e caráter. Por exemplo, eu não
acredito que ele alguma vez julgou injustamente qualquer pessoa. Por isso
era tão fácil discordar dele em assuntos científicos. Você sempre podia ter
certeza que ele nunca o julgaria mal por conta disso. Isso não pode ser dito
de outros.”
Em 1982, A Universidade de Cambridge convidou Chandrasekhar a proferir
uma série de conferências por ocasião do centenário de Eddington. Chandra
intitulou as conferências de: “Eddington: O Astrônomo mais Importante do
Seu Tempo”. Não é admirável que à mesma pessoa que sofreu nas mãos de
Eddington foi pedido para dar essas conferências? Mas não é surpreendente
que Chandra elogiasse Eddington; para ele a decepção do passado estava
terminada e sepultada há muito tempo.
Bem, é onde nós temos que nos separar, até que nós nos encontremos
novamente. Enquanto isso eu o convido a refletir nos mistérios
maravilhosos com Deus dotou o nosso lindo Universo. Eu estou certo que
você concordaria que Deus é maravilhosamente bonito e também o é Seu
Universo, todo e cada pedacinho dele.
Om Sai Ram