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O misterio de lambda - constante cosmologica

No seu desejo de contrariar a imagem de um Universo em expansão e confortar o seu ideal de um Universo estático, Einstein introduziu nas suas equações a constante cosmológica -Λ (ler lambda) para os astrofísicos. Esta constante, que representa a energia do vazio, teria a vantagem de contrariar a expansão do Universo, uma solução natural das equações que regem a dinâmica universal. Com a confirmação da expansão através da observacção da "fuga" das galáxias, o velho mestre achou que a introducção de Λ teria sido um dos seus maiores erros. Mal imaginaria ele que Λ regressaria com pompa e circunstância no final deste século. É que, afinal, Λ poderá mesmo existir e terá efeitos de gravidade repulsivos que contrariam a gravidade clássica : enquanto com esta, os corpos se atraem - como bem demostrou Newton com a maçã que lhe caiu em cima, com Λ presente os corpos repelem-se!

Felizmente, os efeitos de Λ só se sentem às grandes escalas (milhões de parsecs (1) ), isto é, quanto mais afastados estiverem os corpos, maior é o efeito de repulsão.

Devido à expansão do Universo, as galáxias afastam-se naturalmente umas das outras, contrariando os impulsos atractivos da gravidade. Os efeitos repulsivos da constante cosmológica juntam-se àqueles e amplificam este movimento de expansão, dando a impressão que a expansão do Universo acelera quando olhamos para as galáxias mais longínquas!

E, como as galáxias são grandes agregados de estrelas, nada melhor do que observar as estrelas das galáxias longínquas e medir a distância a que elas (e as suas galáxias "hospedeiras") estão. Como, segundo a lei da expansão do Universo, quanto mais longe se encontra uma galáxia, mais depressa ela se afasta de nós, bastará medir a distância de algumas galáxias e verificar se elas se afastam normalmente de nós ou se estão a "acelerar", reflectindo assim o contributo desta misteriosa fonte de energia que é a constante cosmológica. Para isso, os astrónomos procuram as únicas estrelas que se conseguem ver individualmente a distâncias muito grandes : as supernovas.

As supernovas são estrelas muito grandes e massivas, que no final da sua vida, quando já não têm muito combustível para queimar, explodem de maneira espectacular e grandiosa, aparecendo a sua explosão como um súbito relâmpago no cosmos, tão brilhante como todas as estrelas juntas de uma galáxia (uma galáxia tem cerca de uma bilião de estrelas)!

Recentemente, duas equipas internacionais de astrónomos apresentaram os seus resultados de busca das supernovas em galáxias distantes. É um trabalho de muita paciência, pois a explosão de uma supernova nao dura muito tempo, algumas semanas no máximo, e os astrónomos têm de estar a observar a boa galáxia no bom momento. Como pensamos conhecer bem as supernovas da nossa galáxia, é fácil medir as distâncias às supernovas extragalácticas : basta medir o seu brilho e o modo como ele desaparece com o tempo. Tal como uma vulgar vela de cera em cima de uma mesa parece menos brilhante á medida que nos afastamos da mesa, também uma supernova parece menos brilhante quanto mais longe de nós ela se encontrar. E quanto mais longe de nós, maior será o efeito repulsivo devido a Λ (se Λ existir) entre a supernova e nós, fazendo com que a supernova "acelere" e se afaste ainda mais rapidamente. Os raios de luz das supernovas que chegam até nós têm que vencer esta expansão amplificada do Universo e claro, "trazem" a assinatura deste fenómeno.

Durante mais de um ano, observatórios nos Andes, no Chile e na montanha Mauna Kea, no Hawaii e ainda o Telescópio Hubble procuraram e observaram várias dezenas de supernovas e o resultado é surpreendente : a expansão do Universo parece estar a acelerar! Assim o nosso Universo será aberto e, desde o Big-Bang, estará em expansão permanente e eterna. Durante os próximos anos, pesquisas em larga escala do cosmos com mais observações de supernovas tentarão confirmar este resultado ou mostrar se de facto, Λ ainda é uma lenda.

Mas o que é Λ ? Bom, a resposta a esta questão sobre o infinitamente grande virá das teorias que descrevem o infinitamente pequeno : a mecânica quântica e a física de partículas. Segundo a mecânica quântica, tudo pode ser descrito através das equações de onda, incluindo o...vazio!! Assim, tal como um vulgar átomo de Hidrogénio, o vazio terá uma equação de onda associada com vários estados físicos possíveis. E se um desses estados tiver uma energia não nula, então o vazio será "algo", um reservatório de energia extremamente difusa, mas imenso, pois ele "preenche" naturalmente o Universo. E claro, este "algo" terá assim efeitos semelhantes aos da gravitação mas com as propriedades inversas!

Nesta meia-resposta fica a certeza : os próximos anos serão férteis em surpresas astronómicas! Entretanto...o Universo expande-se para sempre (para já)!

(1) 1 parsec=3.26 ano-luz=27 biliões de Km

Doutor Domingos Barbosa Imperial College, Londres, UK



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