Parte 4 - Associação Rural Natureza

EM BUSCA DO INFINITO - 04
Professor G. Venkataraman
O Nascimento e Morte de Estrelas - Continuação...
Saudações e amoroso Sai Ram. Eu espero que você esteja pronto para retomarmos nossa
viagem do ponto onde paramos. Naquela ocasião, eu lhe falei que algumas estrelas terminam
suas vidas como uma Anã Branca, e como o jovem Chandrasekhar fez uma descoberta
espantosa sobre elas. Recordando brevemente, Chandra confirmou não só que a mecânica
quântica cria uma pressão para fora [chamou pressão de degeneração dos elétrons] que
previne o cadáver estelar de ser comprimido implacavelmente pela gravidade [como Fowler de
Cambridge já tinha mostrado], mas adicionou também um fato novo. De acordo com Chandra,
quando a massa da estrela morta iguala 1.44 vezes a massa de nosso Sol, nem mesmo a
pressão para fora, devido à degeneração dos elétrons, impede a preponderância da
gravidade. Assim, na análise de Chandra, um cadáver estelar de massa 1.44 vezes a massa
solar seria esmagada a um ponto. Isso tudo é governado por leis físicas ainda desconhecidas
na época e o jovem Chandra terminou desejando saber quais novas Físicas interviriam para
prevenir este colapso indesejável. È aqui que a descoberta de Chandra foi grandiosa. Como
revelou o passar dos anos, há fatos físicos maravilhosos que foram revelados durante as
décadas subseqüentes, mas isto é outra história, com a qual lidaremos agora.
Uma Nova Descoberta: O Nêutron
O primeiro passo além dos estudos de Chandra foi dado por Lev Landau, um brilhante físico
russo que em 1932 argumentou que a pressão de degeneração do elétron não funciona além
de um ponto, e a razão para isso era a relatividade. Lembre-se, quando Chandra foi à
Cambridge, Fowler estava acrescentando a relatividade à mecânica quântica, e isso mudou a
toda a história O que Landau estava dizendo agora era:
Físico Russo Lev Landau
Sir James Chadwick
“Hei, espere um minuto. É certo que a relatividade é um imperativo e seguramente modifica a
pressão expansiva que os elétrons geram, opondo-se ao colapso gravitacional da Anã Branca.
Mas, sabe de uma coisa? Na medida em que a massa da estrela aumenta, há cada vez mais
elétrons, e nesta situação de muita alta densidade de elétrons, você tem que os elétrons
precisam realmente se mover muito rápido, mais rápidos que a luz, na verdade. Mas, Professor
Einstein não permitiria isso, o que significa que alguma outra coisa acontece, ainda não
descoberta.”
Landau supôs que talvez alguma outra partícula da Natureza, não conhecida até então, poderia
ser a explicação. Menino, foi mesmo uma grande suposição! Quase nos calcanhares de
Landau, um homem chamado Chadwick, em Cambridge, [um aluno de Rutherford, o Titã da
Física Nuclear na Inglaterra] descobriu uma nova partícula e chamou-a de nêutron. O nêutron
era mais ou menos da mesma massa que o próton [um componente importante do núcleo
atômico], mas ligeiramente mais pesado. O mais importante era que o nêutron era
eletricamente neutro, bastante distinto do elétron, que tinha uma carga negativa e do próton,
com carga positiva.
Baade e Zwicky: Das Supernovas às Estrelas de Nêutron
Assim, como poderia o nêutron fazer qualquer diferença? Isso foi mostrado por Fritz Zwicky.
Zwicky nasceu na Bulgária em 1898, mas foi morar com os seus avós na Suíça, com a idade
de seis anos. Em 1916 matriculou-se na Universidade e formou-se em física teórica. Durante
este período, Zwicky conheceu Einstein, Pauli e de forma bem interessante, também a Lenin [o
Pai da Revolução russa de 1918]. Depois de adquirir o seu Ph.D, Zwicky mudou-se para a
América, Califórnia onde se associou a Walter Baade, que tinha migrado da Alemanha. Ambos
estavam no Observatório do Monte Wilson, e depois de estudar luzes novas dentro das
galáxias fizeram uma observação notável. Eles escreveram:
Dr. Fritz Zwicky
Physicist Walter Baade
Nós avançamos a visão que uma super-nova representa a transição de uma estrela
normal para uma estrela de nêutrons, constituída principalmente de nêutrons. Uma
estrela assim deve possuir um raio muito pequeno e uma densidade extremamente alta.
Como os nêutrons podem se colocar mais perto que os núcleos comuns e elétrons, a
energia gravitacional em uma estrela de nêutrons fria pode ficar muito grande. Uma
estrela de nêutrons representaria assim a mais estável configuração de matéria.
Sr. Robert Oppenheimer
O que Baade e Zwicky estavam fazendo começa em Chandra e
continua onde Landau deu uma nova abertura. E fazendo isto,
eles “inventaram” a estrela de nêutrons! Claro que tudo isso era
feito com palavras, significando que era mais uma idéia do que
propriamente uma teoria. A teoria propriamente dita veio alguns
anos depois, em 1939, quase na véspera da II Guerra Mundial,
quando Robert Oppenheimer [que depois encabeçou o projeto
da bomba atômica] e George Volkoff, que trabalhou
detalhadamente a física do colapso estelar e assim deu uma
teoria formal para a formação de uma estrela de nêutrons.
Agora você pode dizer: “Espera um minuto. Baade e Zwicky
estavam estudando “novas” ou nuvens de gás cósmicas e
naquele processo propuseram a idéia de uma estrela de
nêutrons. Qual é precisamente a conexão entre os dois, quer
dizer, entre uma nova e uma estrela de nêutrons?” Boa
pergunta e isso é o que nós consideraremos agora. O que eu
vou descrever é o quadro que emergiu durante décadas, e um
quadro surpreendente, com certeza! Consideremos uma estrela
“morta”, quer dizer, uma estrela que cessou a queima termo-
nuclear e que está em colapso devido à força opressiva da gravidade.
Este “cadáver” tem uma massa 1.44 vezes a massa do Sol. Lembre-se, este é o
Chandrasekhar Limite. Vejamos um pouco do que acontece naquele limite, à luz do
conhecimento atual.
Para começar, os restos estelares começam a colapsar, graças ao esmagamento gravitacional.
O esmagamento encontra a resistência da pressão de degeneração dos elétrons, que age para
o exterior.
Porém, porque a massa é 1.44 vezes a massa solar, a pressão de degeneração dos elétrons
não pode parar a cruel força da gravidade. Por quê? Porque para realmente resistir à
gravidade, os elétrons têm que se mover mais rapidamente que a luz, o que evidentemente o
Professor Einstein não permitirá. Assim gravidade ganha e os elétrons desistem! O apertão
gravitacional se torna então desmesurado e acreditam ou não, em um segundo ou coisa assim,
a nuvem de gás encolhe, de um tamanho de várias centenas de milhares de km para só 10 km!
Imagine tudo isso no tempo de um piscar de olhos! Isto é o que acontece no núcleo. Como
resultado desse apertão incrivelmente rápido, do núcleo encolhido explode uma onda de
choque que colide com a matéria mais periférica que continua a decair atraída pela forca
gravitacional. A colisão entre a matéria ainda decaindo e o núcleo altamente comprimido gera
então uma onda de choque que rapidamente viaja para as camadas exteriores da nuvem.
Lembre-se que durante o declínio gravitacional, a velocidade com que camadas diferentes se
movem para o núcleo depende da força gravitacional que age na referida camada. A força é
maior para as camadas mais internas que por isso se movem muito, muito mais rápido que as
camadas exteriores. É a vasta diferença nas velocidades das camadas que cria o enredo
acima descrito
Vamos por um momento voltar para o núcleo comprimido e examinar sua natureza. Este
núcleo contém nêutrons. De onde estes nêutrons vieram? Recorde que nós começamos com
uma nuvem de gás que contém núcleos de todos os tipos, incluído os do ferro e claro que
muitos elétrons. Tudo isso é esmagado e reduzido a prótons e nêutrons [do que todos os
núcleos são feitos]. Os elétrons que não podem existir como elétrons [porque eles teriam de se
mover mais rapidamente que a luz, o que é proibido] combinam-se com prótons para se
tornarem nêutrons. Assim é que o núcleo é composto essencialmente de nêutrons. Nós
voltamos agora para a viagem da onda de choque, distante já do núcleo
Na periferia da nuvem em desmoronamento está acontecendo um enredo diferente. A onda de
choque que chega esmaga essas camadas.
O esmagamento devido ao choque gera aquecimento. Lembre-se que estas camadas
exteriores contêm núcleos. O calor gerado pelo choque ativa reações termonucleares nos
núcleos [mais leves que o ferro, claro, e no processo, são produzidos muitos nêutrons].
Estes nêutrons são absorvidos nos núcleos presentes nas camadas mais exteriores. Em uma
fração de um segundo estes núcleos absorvem muitos, muitos nêutrons e se transformam em
muitos elementos mais pesados que o ferro, elementos como mercúrio, prata, ouro, urânio e
assim por diante. Sabe o que mais? Todo o ouro e urânio de nosso planeta são a sobra de
alguma antiga explosão estelar! Assim, nossa terra pode localizar sua ascendência em uma
estrela que viveu há muito tempo!
Para completar a história, quando a onda de choque
ativa reações termo-nucleares na periferia, há uma
explosão e um flash luminoso que são o que nós
chamamos uma explosão de super nova. Esta explosão
é na realidade muito luminosa, inacreditavelmente
luminosa, e logo eu lhe falarei quão luminosa. Em
resumo, enquanto um núcleo de nêutrons está sendo
formado, a onda de choque gerada por isto cria uma
extraordinária bomba termo-nuclear na periferia! Quem
diz que fenômenos naturais são sombrios!? Um ou dois
fatos a mais para encerrar tudo. Voltando para a
formação de um núcleo de nêutrons devido a massiva
compressão em um tempo inacreditavelmente curto,
você poderia perguntar: “Mas seguramente isto geraria
muita energia! Como aquela energia é liberada? É
como calor ou luz?” Nenhuma dessas! A energia
Enrico Fermi
enorme é libertada na forma de um número incrível de
partículas eletricamente neutras, muito minúsculas, chamado neutrinos. A propósito, o nome
neutrino foi primeiro usado pelo famoso físico italiano Enrico Fermi; em italiano o sufixo no e
usado freqüentemente para indicar algo bambino, pequeno, igual a um bebê. Fermi estava
tentando dizer que o neutrino era como um nêutron, porem, pequeno.
Em resumo, repetindo tudo em palavras diferentes, isto é o que acontece:
1. Primeiro há um colapso gravitacional, com todas as camadas da nuvem de gás se
desmoronando para dentro. As camadas internas movem-se rapidamente enquanto
camadas exteriores mais lentamente.
2. As camadas internas movem-se em velocidade incrível, esmagando o comprimindo-se em
um núcleo denso que é composto de nêutrons.
3. O núcleo é formado a tal velocidade que sua superfície repercute e se choca com a matéria
de camadas exteriores ainda em queda.
4. Isto gera uma onda de choque que viaja rapidamente para fora.
5. A onda de choque se choca com os núcleos nas regiões mais exteriores e as comprime.
6. Isto gera calor extremo, ativando reações termo-nucleares.
7. Acontece uma explosão e um há um flash luminoso, o flash de supernova.
8. Os dois eventos, a formação do núcleo de nêutrons e a liberação intensa e simultânea de
neutrinos seguidos pela explosão da super-nova são aspectos de uma mesma história; a
formação do núcleo de nêutrons acontece primeiro, como quem diz, é o primeiro capítulo,
enquanto que a explosão da supernova é o segundo capítulo. Na verdade, muito pouco tempo
decorre entre os dois, entretanto eles são aspectos distintos.
Eu estou seguro que tudo isto deixa sua cabeça atordoada, e para ajudar, nós temos acima os
esboços que ilustram o processo descrito aqui em palavras. Por favor, dê uma olhada no texto
e nos esboços.
Ouvindo o Sino Soar para uma Estrela Morta
Você pode dizer agora: “história agradável, mas como nós sabemos que é toda verdadeira?”. A
“história” que eu há pouco contei foi reunida de vários eventos acontecidos na história, e talvez
eu devesse começar em 1967 com uma jovem senhora chamada Jocelyn Bell, uma aluna do
astrônomo Anthony Hewish, de Cambridge, que estava esquadrinhando o céu com um radio
telescópio na procura de turbulências em protoplasmas estelares distantes. No dia 28 de
novembro, Bell registrou um estranho sinal de rádio; era incrivelmente regular, com um período
de cerca de 1.3 segundos.
Sra. Jocelyn Bell
Astronomer Anthony Hewish
Ela simplesmente não sabia o que fazer com esses sinais porque então não havia nenhuma
razão para esperar um sinal de rádio do espaço exterior, com tal extra-ordinária regularidade.
Será que esses sinais eram de alguns seres inteligentes? Ninguém soube, e estes sinais foram
chamados LGM que em inglês significa “pequenos homens verdes!” Bell e o seu supervisor
não acreditavam na verdade que esses sinais vinham de pequenos homens verdes, mas um
nome tinha que ser dado, e este pareceu um nome agradável e instigante
Isto é o que Jocelyn Bell disse depois:
Com as linhas fluindo no papel [Hewish e Bell usaram um registrador
gráfico como os usados em máquinas de ECG] eu podia ver que o
sinal era uma série de pulsos e minha suspeita de que eles foram
espaçados igualmente foi confirmada assim que eu tirei o quadro do
registrador. Eles eram separados regularmente 1.33 segundos. Eu
contatei Tony Hewish que estava ensinando em um laboratório
universitário em Cambridge e sua primeira reação foi que eles deviam
ser artificiais. Esta era uma resposta muito sensata às circunstâncias,
mas devido a uma ignorância de profundidade notável. Eu não vi por
que elas não pudessem ser de uma estrela.
E realmente, de uma estrela (morta) eles eram! Depois, Hewish
compartilhou o Prêmio Nobel para a sua descoberta!!
Intensas investigações se seguiram e logo foi descoberto que estes sinais na verdade não
vinham de seres inteligentes, mas de um objeto sideral que nunca tinha sido descoberto antes.
Por ser uma fonte de rádio de origem natural foi chamado pulsar. Desde então, foram
descobertas centenas de pulsares em todas as partes do céu.
A pergunta se tornou “o que são estes pulsares?” Da duração curta e rápida do pulso, ficou
evidente que os pulsares deveriam ser objetos sumamente pequenos.
O fato do pulsar emitir sinais de radio significa que deve haver cargas elétricas em movimento
neles. [De acordo com as leis da física, se houver radiação eletromagnética, significa que deve
haver cargas em movimento] E o fato que os sinais de rádio estavam entrando na forma de
pulsos curtos significava que os pulsares devem girar rapidamente, agindo como faróis
sinalizadores e emitindo ondas de rádio em vez de luz.
O Pulsar - Um Sinal de Origens Nebulosas
Tudo isso está bem, mas por que pulsar e como eles se formaram? A pista para isso veio
quando um pulsar foi descoberto bem no meio da famosa Nebulosa do Caranguejo. Ele
pulsava a 30 vezes por segundo. Eu devo aqui divagar e narrar brevemente a história da
Nebulosa de Caranguejo. Ela foi descoberta em 1731 pelo astrônomo britânico John Bebes.
Charles Messier também a encontrou, independentemente, em 1758 quando procurava o
cometa Halley; na realidade, Messier primeiro considerou esta nebulosa com um cometa, mas
depois se corrigiu. Este objeto gasoso ou nebulosa foi batizado “Nebulosa do Caranguejo” com
base em um desenho feito ao redor de 1844 por Lord Rosse 1844, e desde então o nome ficou.
Em 1921, J.C. Duncan do Observatório do Monte Wilson, na Califórnia, descobriu, comparando
duas fotos da Nebulosa do Caranguejo tiradas com aproximadamente 11.5 anos de diferença,
que a nebulosa estava se expandindo.
Da taxa de expansão, Duncan deduziu que a nebulosa havia nascido há aproximadamente 900
anos, em algum evento cósmico. Esta reversão 900 anos foi significativa porque remeteu ao
redor do ano 1054 D.C. Essa história virá logo mas primeiro eu tenho de lhe falar que Knut
Lundmark da Suécia também notou, em 1921, que o Caranguejo nascera há aproximadamente
900 anos e na realidade sua localização era muito perto donde um evento astronômico
espetacular tinha sido visto em 1054. Isto nos traz à história de 1054 que e notável por si só.
A Nebulosa de Caranguejo esconde
segredo...
Uma estrela de nêutrons! (vista através
de um telescópio de Raio – X)
No dia 4 julho daquele ano (4º de julho a propósito, acontece de ser o Independence Day dos
americanos)! Seria isso um presente divino para a América, vários séculos anos antes do seu
nascimento!] Astrônomos chineses notaram uma “estrela convidada” na constelação de Touro.
Pelo menos quatro astrônomos chineses deixaram registros e um observador japonês notou
este aparecimento súbito também de um “estrela” naquele dia no céu. Um astrônomo, Yang
Wei-te apresentou este relatório ao Imperador da China no dia 27 de agosto:
Prostrando ante Sua Majestade, eu informo por este meio que uma estrela convidada se
apareceu; sobre a estrela em questão há um brilho lânguido,de cor amarelada. Se
examinarmos o prognóstico cuidadosamente, relativo ao Imperador, as interpretações são
como segue: O fato de que a estrela convidada não infringe contra Pi, a mansão Lunar no
Touro, e que seu brilho é cheio, significa que há uma pessoa de grande sabedoria e virtude no
país. Eu imploro que isto seja entregue para a Agência de Historiografia.
De acordo com os registros chineses, quando apareceu pela primeira vez, a “estrela
convidada” era tão luminosa que poderia ser vista durante o dia. Quando tinha uma
semana, a nuvem a era tão grande quanto o sistema solar e tão luminosa quanto o Sol!
Durante vinte e três dias a nuvem luminosa poderia ser vista durante o dia. Depois de quatro
semanas a nuvem só era visível durante a noite. Continuou se tornando mais e mais
esmaecida, e depois de 653 dias não era mais visível a olho nu. Era a mesma nuvem que foi
apanhada depois por astrônomos europeus pelo telescópio, e subseqüentemente chamada a
Nebulosa de Caranguejo.
A propósito, mesmo intensamente
luminosa, a explosão da supernova de
1054 AC não foi vista por astrônomos
hindus, entretanto isso é
compreensível, porque julho é o cume
da Monção Sul Ocidental na Índia,
quando o céu fica coberto com nuvens
praticamente todo o tempo. De forma
interessante, os astrônomos árabes e
observadores na Europa também
perderam, mas o mesmo não
aconteceu com as tribos nativas no
Arizona. Esculturas em cavernas
sugerem que eles também viram o
evento. Isto porque que na escultura,
está a lua crescente muito perto da
Uma escultura nativa americana que descreve
estrela que era o caso para
uma supernova
observadores que vêem de da América
do Norte. Reunindo tudo isso, Baade e Zwicky argumentaram que deve haver uma estrela
de nêutrons na Nebulosa de Caranguejo. Mas naqueles tempos ninguém sabia e nem
poderia afirmar qualquer coisa.
A descoberta do pulsar mudou tudo. Pessoas disseram, “quer dizer que o Caranguejo é uma
sobra de supernova e que o estrondo aconteceu em 1054. Nesse caso, uma estrela de nêutron
deveria ter nascido então. Talvez a estrela de nêutron possa agir como um pulsar. Vamos olhar
para o centro do Caranguejo para ver se existe lá um pulsa.” Muitos astrônomos fizeram, e
vejam só, havia lá um pulsar!
A Aurora Boreal do Universo
Você ainda poderia balançar sua cabeça dizendo, “Espera um minuto. Eu concordo que o
nascimento de uma estrela de nêutrons é assinalado por uma enorme explosão de SN que às
vezes poderia ser vista até mesmo a olho nu [a propósito, apos 1054 houve outros
avistamentos, mas falarei sobre isso depois]. Mas como a estrela de nêutrons se comporta
como um pulsar?” Pergunta válida e houve estudos teóricos detalhados sobre isso. Há as
considerações seguintes que formam uma parte do argumento.
Para começar, embora eletricamente neutro, cada nêutron funciona como um ímã minúsculo.
Desde que há trilhões e trilhões de nêutrons em uma estrela de nêutrons [sua densidade é
incrivelmente alta], a estrela de nêutrons se comporta em um todo como um ímã extremamente
poderoso. Assim, a estrela de nêutrons teria um pólo norte magnético e um pólo sul magnético,
como a nossa Terra. Mas, distinto da Terra, o ímã que a estrela de nêutrons representa seria
poderoso ao extremo.
Logo, quando livre, um nêutron pode se desintegrar, devido a forças radioativas, em um próton
e elétron, ambos, por favor, note, tendo uma carga elétrica.
Esta desintegração não pode acontecer no interior da estrela de nêutrons onde a densidade é
muito alta, mas na região externa, isto é certamente possível.
Assim, como uma pele de cebola, a estrela de nêutrons teria partículas eletricamente
carregadas em sua camada exterior.
Algumas destas partículas poderiam escapar da superfície, mas elas não podem escapar
totalmente. Arrastadas pelo campo magnético, eles espiralariam nas regiões polares.
Tudo bem até agora? Tudo isso não só é designado pelas leis da físicas, mas na realidade,
até mesmo na Terra as partículas eletricamente carregadas da atmosfera superior espiralam
nos pólos nortes e sul. E quando isso acontece dão origem ao fenômeno da Aurora Boreal e
Aurora Austral.
OK, como na Terra, quando partículas eletricamente carregadas na superfície da estrela de
nêutrons caem nos pólos magnéticos da estrela de nêutrons, elas emitem radiação
eletromagnética. Esta radiação pode ser na forma de sinais de rádio, de luz, e até mesmo
Raio-X.
As Luzes do norte: A Aurora Boreal
A aurora Austral vista do ônibus especial
Tudo isso está bem. Como os sinais são emitidos como pulsos? Isso significa que as partículas
entram nos pólos, descansam, retomam a queda e assim por diante? Não! Você vê, devido a
efeitos de impulso angulares, a estrela de nêutrons gira todo o tempo como a nossa Terra faz,
e o nosso Sol também. Se você leva isso em conta, você termina com um farol celestial! Já viu
um farol? Está sempre emitindo luz, mas como está girando, a luz sempre é dirigida em uma
direção [duas se você quer ser tecnicamente exigente!]. Assim, um observador em terra só
receberia sinais eletromagnéticos de uma estrela pulsar de nêutrons quando a janela de
radiação focalizar a antena; bem parecido a um marinheiro que só vê o farol quando a janela
de luz está voltada para ele.
Eu penso que nós deveríamos pausar e deveríamos deixar tudo isso se aprofundar lentamente!
Nós começamos com um cadáver estelar com uma massa maior que 1.44 a massa solar.
Nós dissemos então que uma estrela morta com tal massa não poderia se tornar uma Anã
Branca; Chandra não permitiria isso.
Mas Baade e Zwicky, apoiados por Oppenheimer e Volkoff, disseram, ok, sem nenhum
problema. Este objeto se tornaria uma estrela de nêutrons.
Porém, a transformação da sobra gasosa em uma estrela de nêutrons faria duas coisas.
Primeiro, liberaria uma quantia INCRÍVEL de energia sobre a qual eu discorri brevemente.
A formação da estrela de nêutrons é acompanhada pela geração de uma onda de choque
poderosa que, viajando para fora, comprime e esquenta as camadas exteriores.
Os núcleos atômicos nessas camadas sofrem reações termo-nucleares durante as quais se
processa uma copiosa produção de nêutrons.
A maioria destes nêutrons capturados nessas camadas geram elementos mais pesado que o
ferro. Nesta fase, há duas entidades, um núcleo de nêutrons que é muito pequeno e denso e
uma camada exterior gasosa, a sobra do choque de calor, transformação termo-nuclear e tudo
isso. Aquela camada é de natureza gasosa e contém elementos pesados, não uma parte do
cadáver estelar original, que tinha só elemento ferro.
A estrela de nêutrons [realmente não é uma estrela no sentido habitual, nós só usamos a
palavra!] agora gira e continua sua existência enquanto a nuvem de gás exterior se expande
lentamente [isto é o que está acontecendo no Caranguejo, por exemplo].
E graças aos elétrons e prótons na camada exterior da estrela de nêutrons, a estrela de
nêutron conta para todo o mundo sobre sua presença, agindo como um farol celestial!
Emocionante, isso que é uma história! Neste momento, eu tenho que acrescentar alguns fatos
importantes.
Fatos sobre Supernovas
Primeiro sobre o avistamento de
supernovas. Eu lhe falei que os
chineses observaram um grande
evento em 1054 D.C. Algum outro
avistamento? Sim, houve muitos, e
dois significativos e confiáveis são 1)
por Tycho Brahe em 1572, e 2)
Kepler em 1604. Ambos são aceitos
universalmente. Um terceiro que é
importante aconteceu em 1987,
sobre o qual eu dou separadamente
alguns fatos interessantes.
Nesses dias, astrônomos
procuravam regularmente rastros e
estudavam as explosões de SN
(super-novas) e com o telescópio um
número grande foi descoberto. Na
realidade, o estudo de SN é um
assunto ativo em si mesmo, que
conduziu a muitas perspicácias
maravilhosas da natureza de nosso
surpreendente Universo. Vejamos
Visão artística de uma explosão de supernova
agora, a quantia de energia liberada
numa explosão de SN. Estudos cuidadosos feitos no recente evento SN 1987 dão uma boa
idéia. Nele, a formação súbita do núcleo de nêutrons libertou uma energia equivalente ao que
seria gerado se 1/10 da massa de nosso Sol fosse convertido instantaneamente em energia.
Para sua referência, a massa de nosso Sol é aproximadamente 2 x 10 elevado a 30 kg; um
décimo disso significaria 2 x 10 elevado a 29 kg ou 2 x 10 elevado a 32 gramas. Imagine isso!
Hiroshima foi devastada quando foram convertidos uns meros 5 gramas de matéria em
energia. E agora, nós estamos falando de um décimo da massa do Sol sendo convertido em
energia em uma fração de um segundo! Espantoso, não é?!
Agora, como esta energia é liberada? Enquanto que nosso Sol libera energia principalmente na
forma de radiação eletromagnética, quando uma estrela de nêutron é formada, é liberada
energia na forma de neutrinos. Estes neutrinos, como eu lhe falei antes, são extremamente
minúsculos. Eles são tão minúsculos quanto o elétron, mas com muito menos massa; eles
viajam então quase à velocidade da luz. Você sabe quantos neutrinos foram liberados na
explosão de formação da SN 1987? Uns 10 elevados a 58 neutrinos frescos! A propósito, este
número significa 1 seguido por 58 zeros! Nós não podemos nem mesmo imaginar tal número,
podemos?! Isso é Natureza, todos os tipos de coisas surpreendentes acontecem nela.
Detectar Neutrinos não é de pouca importância
Você pode perguntar, “Como nós sabemos que de fato são emitidos neutrinos?” Nós sabemos
por que os cientistas descobriram os neutrinos emitidos pela SN 1987 ! Isso é uma história
fabulosa e eu lhe darei os destaques disso. Tudo começou com um grupo de cientistas
japoneses que em colaboração com alguns cientistas da América estavam envolvidos em um
difícil experimento para verificar se o próton deterioraria por si só, devido a radioatividade. Do
ponto de vista da Física básica, era isto uma experiência crucial e muitos anos e muitos
milhões de dólares foram gastos preparando esse experimento subterrâneo em um lugar no
Japão. Os cientistas esperaram e esperaram - a experiência de decadência do próton é muito
difícil, mas o resultado esperado era de importância vital para a Física, por isso tanto esforço
em projetar aquela experiência. Claro que, a coleta de dados era toda automática, feita com
computadores.
Um dia durante este longo tempo de espera, os cientistas ouviram que os astrônomos tinham
descoberto uma explosão de SN no dia 23º fevereiro. Estes cientistas disseram então, “Hei,
nosso detector pode descobrir neutrinos. Se tivessem sido emitidos neutrinos, então alguns
deles chegariam à terra. Desses chegando à terra, alguns bateriam em nosso detector. E
desde que nosso detector pode descobrir neutrinos, alguns desses que baterem em nosso
detector deixarão suas assinaturas. Assim por que não nós procuramos essas assinaturas?”
Foi precisamente o que eles fizeram. Verdadeiramente era um tipo de procura de agulha em
um palheiro, mas o esforço parecia valer a pena
.
O detector no Japão que pegou Neutrinos da explosão da supernova de 1987
Eu disse antes que foram emitidos aproximadamente 10 elevado a 58 neutrinos no evento da
SN. Destes só aproximadamente 10 elevado a 16 ou dez mil trilhões de neutrinos bateram no
detector do Japão. E você sabe quantos foram descobertos de fato destes 10 elevado a 16 ?
Doze, sim só 12, mas os cientistas estavam completamente seguros de todo neutrino que eles
tinham pegado. Acredite, não é fácil convencer o mundo a aceitar este tipo de dados, mas o
mundo científico inteiro não só aceitou tudo isso como também aplaudiu, inclusive premiando
Masatoshi Koshiba , o líder do time japonês, com o Prêmio Nobel.
O Cintilador Detector de Neutrinos, Japão
Scientist Masatoshi Koshiba
Incidentemente, eu peco que dê uma olhada nos quadros 1 e 2, contendo alguma informação
sobre as estrelas de nêutrons.
Deus Nos Permite Ver Sua Forma Cósmica
Você sabe, quando eu penso em tudo isso, eu simplesmente fico maravilhado. Pois foi
Deus quem criou o Universo no qual todas estas coisas maravilhosas acontecem. Por
outro lado, Ele está em forma humana em Parthi, aparentando não estar atento aos
mistérios do Universo que Ele criou. Mas não se engane por essa aparência. Cinco mil
anos atrás, Arjuna foi enganado precisamente desta maneira por Deus, que levava
Arjuna para passeios durante aproximadamente setenta anos. Entretanto, no campo de
batalha em Kurukshetra, disse Krishna, “Arjuna, não seja enganado, veja Minha Forma
Cósmica!” Swami abençoou Arjuna e lhe deu poderes especiais de ver a Forma
Cósmica-o famoso Viswaroopa!
Muitas vezes eu vi os meninos, nos velhos dias, rezando a Swami, “Swami, por favor,
mostre-nos a Forma Cósmica!” E Deus sorriria e responderia, “o que há para eu mostrar
especialmente? Está tudo em volta de você. Veja e se admire; tudo o que você o vê ao
seu redor é um aspecto de Minha Forma Cósmica. Entenda isto!”
O que eu estou tentando dizer é que quando nós virmos Swami durante o Darshan, nós
não só temos que nos alegrar com a Sua forma bonita, de beleza sem igual, mas também
parar um minuto para apreciar que escondido naquela forma está o enorme Poder
Cósmico que anima o Universo.
Tomemos um minuto para refletir em quanto o homem tem descoberto sobre os
mistérios da Criação. Tudo aquilo que eu lhes contei sobre as Anãs Brancas, estrela de
nêutrons, pulsares, explosões de Super Novas etc., simplesmente foi descoberto pelo
homem através do poder de seu cérebro, combinado com experiências engenhosas e
instrumentos surpreendentes, inclusive os enviados ao espaço. Newton disse uma vez
que o só o dedo polegar já é o bastante para provar que Deus existe. Eu diria que as
realizações do homem já são o bastante para provar que Deus existe. É o poder de Deus
imanente no ser humano que permite ao homem fazer as coisas das quais ele tanto se
orgulha. O Homem está constantemente orgulhoso das suas realizações, mas como
Swami contou para Arjuna, o homem pode fazer tudo isso [e muito mais] porque Deus
o abençoou com toda a capacidade. Mas o homem não se lembra disso! Essa é a grande
tolice e tragédia do homem.
Sim querido leitor, a estrada para o Infinito ao longo da qual estamos viajando, está
cheia de cenas surpreendentes; mas não seja surpreendido se a estrada terminar
eventualmente dentro de nós! Mas isso vem depois!! Enquanto isso, obrigado por sua
companhia e a todos o melhor, até que nós nos encontremos novamente.
Om Sai Ram.
Box 1
A figura abaixo dá uma idéia de uma estrela de cerca de 20 vezes a massa solar se transformando em uma
estrela de nêutrons.
Olhando agora para alguns números interessantes sobre estrelas de nêutron, veremos que o fato de serem
pequenas, não que dizer que sejam insignificantes! A sua enorme densidade lhes dá enorme poder! Sabe o
conceito de velocidade de fuga, a velocidade com que um objeto tem de se mover para escapar a
gravidade do objeto celestial no qual esta? A velocidade de fuga na terra é de aproximadamente 11.2 km/sec
quer dizer, se nós quisermos lançar um objeto ao espaço, a partir da superfície da terra, nós temos que fazêlo mover-se para cima com esta velocidade. É para gerar esta velocidade que se empregam enormes
foguetes espaciais. Voltando à estrela de nêutrons, você sabe qual é a sua velocidade de fuga? Não tem
idéia? É meia velocidade da luz! Quer dizer, é ao redor de 150,000 km/sec! Pequena a estrela de nêutrons
pode ser, mas que enorme poder de atração ela tem!
Outro número impressionante. Suponha você que derrube um peso de 1 kg de uma altura de 1 metro. Cairia
na terra com um baque; todos nós sabemos disso. Se você fizer isso em uma estrela de nêutrons, você sabe
quão poderoso aquele baque seria? Teria a energia de duas mil bombas de hidrogênio!
Eu estou mencionando todos estes números por várias razões.
Primeiro, nós temos que perceber que há forças surpreendentes trabalhando lá fora, no espaço.
Segundo, quando nós vemos Swami ou pensamos Nele, também devemos lembrar que Ele conhece e
orquestra todas essas forças incríveis. Em terceiro lugar, a estrela de nêutrons é muito minúscula para ser
vista com qualquer telescópio que o homem pode construir. Assim, foram criados métodos inteligentes para
deduzir a sua presença e também projetados instrumentos para descobrir as radiações que emitem, como
pulsares, etc.
Deus é infinitamente poderoso e Deus também deu ao homem amostras desse infinito poder. Por isso que os
Upanishads declaram, “Poornam adam, Poornam idam…” etc., significando grosseiramente,: “Isto e aquilo é
o mesmo; a pessoa é o Macrocosmo enquanto que este, é o microcosmo."
Pare um minuto para apreciar quanto o homem tem aprendido sobre o aspecto físico do Cosmos
simplesmente contemplando o céu, desejando saber o que há lá em cima, e inventando meios inteligentes e
engenhosos de descobrir o que acontece lá fora! Então, você apreciara o poder que Deus deu ao homem de
satisfazer a sua curiosidade Sim, aspectos atordoantes do Infinito já são manifestos no Universo Físico,
entretanto isso deve não ser surpreendente porque, como explica Krishna, o Universo é o aspecto manifesto
da Sua Divindade. Deus também deu ao homem a capacidade para conhecer a Divindade não manifesta,
mas isso é o que o homem constantemente esquece, não porque Deus não tenha equipado o homem com a
capacidade de conhecer esse Seu apecto sutil e imanente, universalmente presente, mas porque o homem
está sempre muito embriagado com a suas “realizações.” Mas essa é uma outra história que nós
discutiremos depois em nossas indagações .
Box 2
Supernova 1987A
Nós reproduzimos abaixo extratos de um artigo sobre a SN 1987A por Richard McCray.
Isto propicia uma percepção adicional do fenômeno das SN.
Na noite de 23 de fevereiro de 1987, um jovem astrônomo canadense, Ian Shelton, tirou uma
foto de uma galáxia próxima, a Magellanic Cloud Grande (LMC) com a sua máquina fotográfica
Nikon. Shelton revelou a fotografia e imediatamente notou uma estrela luminosa onde antes
nada tinha sido visto. Ele falou para os seus colegas e dentro de horas a descoberta tinha
corrido o mundo, por telefone, e-mail e fac-símile. Era um supernova, a mais luminosa a ser
vista desde 1604 DC, quando Johannes Kepler observou uma supernova em nossa própria
galáxia.
Supernova 1987ª antes e depois da explosão. A seta no painel
aponta, à direita, a supernova antes que explodisse. O painel
no lado esquerdo a supernova aproximadamente 2 meses
depois da explosão. Registro através do Observatório angloaustraliano.
Antes de explodir, já era um objeto, uma estrela azul, bastante luminosa (aproximadamente 10
elevado a 5 vezes o Sol); mas depois da explosão se tornou de repente 1000 vezes mais
luminosa (aproximadamente 10 elevado a 8 vezes o Sol), como visto no painel esquerdo.
De seu local no LMC, a luz da SN1987A tem que viajar durante aproximadamente 160,000
anos antes de chegar à Terra. Assim, quando Ian Shelton viu a supernova explodir em 1987,
ele viu um evento que tinha acontecido de fato aproximadamente 158,013 AC (1987 - 160,000
anos). A temperatura associada com a formação do núcleo de nêutrons é de aproximadamente
40 bilhões de graus, e o evento acontece em aproximadamente 10 segundos!]
A luz da SN1987A enfraqueceu a quase exatamente na mesma taxa observada em
laboratórios para a decadência do núcleo radioativo Cobalto-56 para o núcleo estável Ferro-56
(a meia-vida do Cobalto-56 é 77 dias). Esta não foi uma grande surpresa, porque os
astrônomos suspeitavam há muito tempo que aquelas explosões de supernova eram as
responsáveis pela formação dos elementos pesados no universo. Cálculos teóricos da
formação de núcleos pesados a bilhões de graus (a temperatura esperada durante a explosão)
indicava que muito Cobalto-56 seria formado. O fato de a luz da supernova se deteriorar da
mesma maneira que o esperado, era a confirmação mais forte da idéia que explosões de
supernova realmente fizeram os elementos pesados e, pela primeira vez, nós pudemos medir
exatamente quanto Cobalto-56 foi feito (0.07 massas Solares).
Depois de 500 dias a luz visível decaiu até mais rapidamente que a taxa de queda do Cobalto56. Isso aconteceu porque depois daquele tempo, partículas de pó começaram a se formar nos
escombros da supernova. Os grãos absorvem parte da radiação óptica e a convertem em
radiação infravermelha. Além disso, os escombros da supernova tinham se desbastado
bastante, de forma que os raios gama podiam escapar diretamente, sem primeiro converteremse em luz visível. Na realidade os telescópios de raio gama no espaço observaram os fótons de
raio de gama, e eles viram que os fótons de raio gama tinham a mesma energia que os
produzidos por Cobalto-56 em laboratórios da Terra. Isso confirmou a idéia que a explosão de
supernova faz Cobalto-56. Pense nisto: o ferro que faz seu sangue ser vermelho foi uma vez o
radioativo Cobalto-56. Foi produzido em uma explosão de supernova anos vários bilhões de
anos atrás . As observações dos raios gama da SN1987A deixam pequena dúvida sobre isso.
O mesmo em relação ao oxigênio que você respira, o cálcio em seus ossos, e a terra em que
você pisa. Nós somos, literalmente, poeira das estrelas. Na realidade, nós poderíamos nos
considerar as consciências das supernovas: as criaturas que elas criaram para preocuparemse sobre as conseqüências das suas explosões incontroláveis.
Embora a supernova fique tão luminosa quanto um bilhão de Sóis, a energia total da luz que
produz e uma fração minúscula--só 10 elevado a menos 4 da energia liberada como neutrinos
durante os primeiros segundos depois do colapso.
Em 15 anos, nós vimos os escombros da SN1987A esfriar de um dos lugares mais quentes no
universo (T > 10 elevado a 10 K) para um dos lugares mais frescos (T < 100 K).