Sabemos hoje que toda a imensidão que nos cerca, até onde a vista dos mais potentes telescópios alcança, esteve reunida em um ponto absurdamente denso e quente há uns 13,8 bilhões de anos, a partir do qual o processo de expansão do próprio tecido do espaço fez a energia coalescer em matéria, dando origem aos elementos químicos primordiais (hidrogênio, hélio e uma pitada de lítio), que por sua vez foram agregados pela gravidade para formar as primeiras estrelas, fornalhas de onde nasceram (por fusão nuclear sustentada ou explosiva) os demais elementos químicos. Gerações sucessivas de estrelas, organizadas gravitacionalmente em galáxias, que se reúnem em aglomerados, que formam superaglomerados, nos levaram de lá até aqui.

Também sabemos que a matéria visível (chamada de bariônica) compõe apenas uma ínfima parte do orçamento cósmico total de matéria e energia: 5%. Os outros 95% estão distribuídos entre a matéria escura (uns 25%) e a energia escura (uns 70%).

O leitor alerta pode dizer que talvez seja prematuro celebrar nosso grande conhecimento do Universo quando confessamos não saber do que são feitos 95% dele. É um fato. Por outro lado, vale notar que conseguimos modelar de forma razoavelmente acurada como se comportam tanto a matéria escura (cuja presença é perceptível por efeitos gravitacionais) como a energia escura (que percebemos o que faz, agindo desde uns 6 bilhões de anos atrás para acelerar a expansão).

O que mais espanta nessa saga científica, contudo, é a sorte que tivemos de estar estudando o Universo nesse exato momento de sua evolução, em que muitas pistas ainda estão presentes para decifrá-lo.

A expansão cósmica só foi descoberta pela presença de galáxias visíveis às mais variadas distâncias, e o início quente e denso só foi identificado graças à radiação cósmica de fundo. Mas sabemos que, no futuro longínquo, as galáxias distantes, em rápido afastamento, deixarão o Universo observável, e as mais próximas acabarão se fundindo com a nossa, deixando tudo que é visível limitado a uma única galáxia. Para uma civilização vivendo nessa era distante, a detecção da expansão se tornaria impossível. O mesmo vale para a radiação cósmica de fundo, que vai perdendo energia com o passar do tempo.

Estamos limitados pelo que o cosmos está disposto a nos expor, 13,8 bilhões de anos após o Big Bang. E aí a pergunta que angustia é: será que pistas cruciais para uma compreensão ainda mais refinada já foram apagadas pelo tempo?

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A iniciativa internacional liderada pelo Brasil conta com participantes da China, do Reino Unido, da França, da África do Sul e da Alemanha. “Perdemos um tempo considerável em razão da pandemia, mas os instrumentos estão em construção e esperamos entrar na fase de comissionamento do radiotelescópio até o fim de 2022”, disse Elcio Abdalla, coordenador do projeto e pesquisador do Instituto de Física da USP (Universidade de São Paulo).

A iniciativa tem custo estimado entre R$ 15 milhões e 20 milhões, com recursos da Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo), do MCTI (Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações), da Finep (Financiadora de Estudos e Projetos) e do governo da Paraíba. Entre as instituições de pesquisa brasileiras mais envolvidas estão a USP, a UFCG (Universidade Federal de Campina Grande) e o Inpe (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais).

E o Bingo, claro, segue a tradição dos astrofísicos com acrônimos engraçadinhos: trata-se de uma contração de Baryon Acoustic Oscillations from Integrated Neutral Gas Observations, ou Oscilações Acústicas de Bárions em Observações Integradas de Gás Neutro. Resumindo, o registro dos sinais deixados pelos antigos sons que fluíram pelo cosmos quando ele não passava de um plasma denso, mais de 13 bilhões de anos atrás.

A BALADA DO UNIVERSO
Calma, não se desespere por não estar entendendo direito que papo é esse. Vamos destrinchar esse negócio, começando pelo Big Bang. Normalmente apresentado como uma grande explosão, ele na verdade pode ser melhor visualizado como uma grande diluição por expansão. Imagine que, no começo de tudo, 13,8 bilhões de anos atrás, toda a matéria e energia do Universo estivesse acumulada em um único ponto. Esse ponto então inflou como um balão, e o conteúdo cósmico foi se espalhando e se diluindo. Nesse processo, foi se resfriando. Partículas foram formadas. Mas ainda muito quentes, se deslocavam a altíssimas velocidades. A luz, por sua vez, não conseguia avançar sem logo trombar em alguma partícula. Elétrons não conseguiam ser capturados por prótons e nêutrons, formando núcleos atômicos neutros. A essa maçaroca desorganizada se dá o nome de plasma. O Sol, por exemplo, é feito de plasma — são núcleos atômicos e elétrons quentes demais para existirem em forma combinada estável.

Com as leis físicas conhecidas, os cientistas conseguem descrever de forma bem razoável o que acontecia nesse plasma primordial. Primeiro, ele não era totalmente homogêneo (a física quântica proibia isso), ou seja, era como um angu cheio de caroços. Segundo, as partículas de luz estavam o tempo todo tentando sair (eu as imagino gritando “me deixa passar, me deixa passar!”), enquanto trombavam com partículas de matéria ao redor.

Não ser homogêneo significava que havia lugares com maior densidade de bárions (prótons e nêutrons) que outros. Onde a densidade era maior, a gravidade fazia mais força para dentro, de compressão. Mas os fótons (partículas de luz) seguiam fazendo seu esforço de se desvencilhar, uma força para fora. A combinação dos dois produziu oscilações acústicas. Isso mesmo, ondas de som foram emanadas em meio àquele plasma denso primordial. Oscilações acústicas de bárions.

A expansão prosseguiu, a diluição aumentou, até que, finalmente, a luz conseguiu transitar sem ficar trombando, enquanto átomos puderam se formar, combinando prótons e nêutrons a elétrons de maneira estável (o que os cosmólogos chamam de “época da recombinação”, de forma até meio confusa, já que essas partículas jamais haviam se combinado antes). Isso aconteceu cerca de 380 mil anos após o Big Bang, quando, diz-se poeticamente, o Universo se tornou transparente.

Os primeiros fótons a dar seu grito de liberdade seguem transitando por aí, tendo viajado mais de 13 bilhões de anos e contando. Nós os detectamos na forma de micro-ondas. Como essa radiação vem de todos os lados, fruto da própria expansão do cosmos pós Big Bang, damos a ela o nome de radiação cósmica de fundo em micro-ondas.

E as tais oscilações acústicas, também ainda transitam por aí? Não. Lembre-se: sons, para se propagarem, precisam de matéria. O preço de o Universo se tornar transparente foi também o de ficar mudo. Mas lá atrás, essas ondas induziram alterações na distribuição da matéria naquele plasma primordial, que mais tarde se refletiriam na organização do cosmos em galáxias, grandes conjuntos de estrelas e gás. Observando a distribuição da matéria em nossos arredores cósmicos mais amplos, podemos buscar o padrão das oscilações acústicas ocorridas na fase “opaca” que veio logo após o surgimento do Universo.

Não é uma tarefa fácil: imagine jogar centenas de pedras em um lago e, depois que cada uma das ondas circulares geradas se sobrepôs às outras em um padrão complexo, você tirar uma foto e tentar identificar uma por uma cada uma delas. Agora vá mais longe e imagine que, no Universo, isso estava acontecendo em três dimensões — os círculos do lago viravam bolhas, ocorrendo em diferentes profundidades.

Apesar da dificuldade, já temos algumas evidências bem documentadas desse padrão. As medidas da radiação cósmica de fundo permitem estimar o tamanho que as bolhas de densidade geradas pelas oscilações acústicas tinham quando o Universo se tornou “mudo”, o chamado “horizonte do som”. E, por outro lado, grandes varreduras do céu, como a famosa Sloan Digital Sky Survey (SDSS), permitiram encontrar esses padrões na distribuição de galáxias, indicando que o antigo horizonte do som, no Universo de hoje, após bilhões de anos de expansão, tem um tamanho de cerca de 500 milhões de anos-luz. Essa é a principal medida que o Bingo pretende fazer, mas observando a distribuição de hidrogênio neutro.

O LUGAR CERTO
Os pesquisadores liderados por Elcio Abdalla procuraram por toda a América do Sul, sobretudo Brasil e Uruguai, onde poderiam abrigar o grande radiotelescópio. Acabaram optando pela Serra da Catarina, na zona rural de Aguiar, no sertão da Paraíba. Os critérios de escolha foram a geografia local e o isolamento, que tornam a região a que sofre menor interferência de rádio gerada por atividade humana, dentre todas as visitadas.

O desenho do radiotelescópio é próprio do projeto, com um refletor principal de 40 metros de diâmetro e um secundário de 36 metros, e uma torre com 28 cornetas para receber o sinal refletido do espaço. O sistema é fixo, o que significa que o instrumento não será “apontado” (a exemplo do famoso radiotelescópio de Arecibo, recém-desativado em Porto Rico). Em vez disso, registrará observações do que estiver no céu acima, e a própria rotação terrestre fará o “apontamento”, permitindo que o Bingo registre cerca de um oitavo da esfera celeste em suas observações.

O principal objetivo é fazer medições de ondas de rádio no comprimento de 21 centímetros, que está associado à presença do hidrogênio neutro (com um elétron girando ao redor do núcleo atômico, compensando a carga positiva de seu único próton). Os dados permitirão observar sua distribuição a uma distância de alguns bilhões de anos-luz. A ambição é que o Bingo seja o primeiro instrumento a detectar em rádio os padrões das oscilações acústicas de bárions.

A precisão das medidas, por sua vez, pode fornecer boas pistas a respeito da matéria escura e da energia escura, duas entidades que conhecemos apenas por efeitos indiretos, mas cuja natureza ainda não é compreendida. E o que dá mais agonia: elas respondem por 95% de todo o conteúdo de matéria e energia do Universo. A dita matéria bariônica, que forma todos os objetos diretamente detectáveis, dos átomos às estrelas, responde por apenas 5%.

Sabemos que a matéria escura existe porque ela produz gravidade, embora não interaja com a luz. E claro que sua contribuição gravitacional é parte da receita para as oscilações acústicas ocorridas lá no plasma primordial pós-Big Bang. Medir as oscilações com precisão ajuda a delimitar sua ação e contrastar com hipóteses explicativas.

Já a energia escura é uma força misteriosa que tem feito com que a expansão cósmica se acelere, de uns 5 bilhões de anos para cá. Ninguém sabe o que é, mas, como ela influencia na expansão, também tem impacto no tamanho das bolhas deixadas pelas oscilações acústicas.

Dessa maneira, espera-se que o Bingo contribua para elucidar esses grandes mistérios. Mas não apenas esses. Os pesquisadores também apostam que o radiotelescópio será útil no estudo das chamadas rajadas rápidas de rádio (“fast radio bursts”, em inglês), fenômeno descoberto na década passada que envolve disparos muito rápidos e intensos de energia. Ainda são largamente misteriosos e vêm em vários sabores; alguns parecem se repetir, periodicamente ou não, outros são eventos únicos. Estamos falando de ocorrências cósmicas altamente energéticas, possivelmente conectadas, ao menos em alguns casos, a estrelas de nêutrons com fortíssimos campos magnéticos, mas sua natureza exata ainda não está clara.

Quando Albert Einstein teve sua teoria da relatividade geral confirmada pela observação de um eclipse solar em Sobral, no Ceará, disse à imprensa: “O problema que minha mente formulou foi respondido pelo luminoso céu do Brasil.” A relatividade geral, por sua vez, é a base da cosmologia, de onde agora nascem os mistérios da energia escura e da matéria escura. Em Aguiar, na Paraíba, um século mais tarde, chegou a hora de o “luminoso céu do Brasil” mais uma vez entrar em campo para tentar resolver a parada. Que venha a construção e então os primeiros resultados!

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Com 570 megapixels, ela é uma das mais poderosas câmeras digitais do mundo, e foi usada durante 30% do tempo disponível no Blanco para varrer cerca de um oitavo do céu ao longo de 758 noites de observação, entre 2013 e 2019. Os resultados recém-apresentados correspondem aos três primeiros anos de observação e registram 226 milhões de galáxias, cobrindo os últimos 7 bilhões de anos do universo.

Os trabalhos, 29 ao todo, foram publicados no repositório arXiV, e ajudam a formar um cenário mais afiado sobre a evolução do Universo, sobretudo em seus tempos mais recentes. Estima-se que o cosmos tenha começado com o Big Bang, há 13,8 bilhões de anos.

O projeto tem por objetivo ajudar a desvendar os mistérios da energia escura e da matéria escura. Em ambos os casos, ninguém sabe o que é. Mas seus efeitos podem ser detectados em observações astrofísicas. Por exemplo, as lentes gravitacionais produzidas por galáxias e aglomerados permitem estimar a quantidade total de matéria nesses objetos, incluindo aí a porção dita escura, que não pode ser vista, mas gera efeitos gravitacionais.

Da mesma maneira, observações do brilho e do desvio para o vermelho da luz de objetos distantes permitem estimar a distância e a velocidade de afastamento deles, o que ajuda a discriminar a contribuição da energia escura no universo –algo que, a exemplo da matéria escura, os cientistas não sabem o que é, mas enxergam seu efeito, na forma de uma força que está acelerando a expansão do cosmos.

Os resultados da Dark Energy Survey seguem compatíveis com o chamado modelo padrão da cosmologia, que indica um universo com a seguinte receita: 5% de matéria comum, que forma de átomos a estrelas, 25% de matéria escura, feita de partículas “frias”, entre aspas, porque têm baixa velocidade, e 70% de energia escura, se comportando como a constante cosmológica que Einstein introduziu à sua teoria da relatividade em 1917.

No entanto, eles revelam algumas discrepâncias intrigantes, que vão se somando a outras observações relativas ao universo mais próximo, ou seja, mais jovem. Por exemplo, a Dark Energy Survey sugere que a matéria nos nossos arredores está um pouco menos amontoada e concentrada do que o predito pelo modelo. Espera-se que uma análise completa dos seis anos de observação permita detectar essas discrepâncias com ainda mais precisão e quem sabe oferecer pistas que levem a um avanço concreto na decifração desses misteriosos componentes “escuros” do universo.

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A primeira seria uma substância misteriosa e invisível, diferente da matéria convencional que compõe estrelas, planetas e tudo mais que vemos por aí, mas que podia ser detectada por produzir gravidade. Ela ajudaria a explicar a distribuição e forma das galáxias, além de seu padrão inusual de rotação.

A segunda seria uma forma de energia que estaria agindo contra a gravidade, acelerando a expansão do cosmos, o que parece ser sugerido por uma série de evidências, a começar pela observação de supernovas distantes que servem como pontos de referência para identificar distância e velocidade de afastamento desses objetos com relação a nós.

Desde então, os pesquisadores vêm tentando fazer observações cada vez mais detalhadas para encontrar uma teoria capaz de explicar esses dois fenômenos. E a 235ª Reunião da Sociedade Astronômica Americana (AAS), em Honolulu, realizada na semana passada, trouxe resultados importantes nas duas frentes.

No caso da matéria escura, um grupo liderado por Anna Nierenberg, da Nasa, demonstrou, com novas observações feitas pelo Telescópio Espacial Hubble, que a matéria escura pode se aglomerar em pequenas quantidades – algo que não tinha sido visto antes e ajuda a corroborar o modelo mais aceito para ela, a chamada “matéria escura fria”. (Fria nesse caso, no sentido termodinâmico do termo, indicando que suas partículas constituintes se movem em baixa velocidade e, portanto, podem se manter reunidas com um nível de gravidade menor.)

Eles observaram quasares distantes que têm sua imagem multiplicada por uma lente gravitacional, quando uma galáxia ou aglomerado delas que está entre nós e os quasares age como uma lente, curvando os raios de luz dos objetos de fundo. Modelando essas distorções com uma nova técnica, o grupo encontrou evidências de concentrações de matéria escura que chegam a um centésimo de milésimo da quantidade de matéria escura presente no halo da Via Láctea, nossa galáxia. O resultado parece indicar que os cientistas estão no caminho certo para compreender a matéria escura, embora falte identificar que misteriosas partículas seriam essas.

Já para a energia escura, as notícias não foram tão alvissareiras. Um novo conjunto de observações e análises de supernovas e suas galáxias de origem feito por um grupo de pesquisadores da Universidade Yonsei, em Seul (Coreia do Sul) parece identificar um viés observacional que, quando levado em conta, faz desaparecer as evidências de que o Universo esteja se acelerando. Ou seja, o resultado sugere que a energia escura possa não existir.

É cedo demais para apostar que esse é o caso, já que as supernovas analisadas pelo trabalho são apenas as menos brilhantes, que não são as que baseiam a hipótese da energia escura. Além disso, há outras linhas de evidência circunstanciais que apontam para sua existência. Trata-se de questão em aberto – que acaba de ficar um pouco mais nebulosa.

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Uma busca no Google há de revelar que foi ele, ao lado de Dale Frail, o responsável pela descoberta dos primeiros exoplanetas confirmados de qualquer tipo, em 1992. Eles orbitavam um pulsar, o cadáver de uma estrela de alta massa.

O achado foi permeado de controvérsia. Primeiro porque ninguém esperava achar planeta ao redor do que restou da explosão de uma supernova, lançando muitas dúvidas iniciais sobre o achado. Depois, uma vez que a comunidade astronômica ficou convencida de que esses objetos existiam mesmo, pelo fato de eles serem mais uma peculiaridade cósmica do que uma resposta a uma dúvida ancestral.

Desde pelo menos o filósofo Giordano Bruno, no século 16, a humanidade vivia a especulação pendular sobre a natureza dos planetas: seriam eles uma ocorrência singular, incomum, acidental, ou, em vez disso, o subproduto natural do nascimento de estrelas?

A pendularidade perdurou por todo o século 20, que foi marcado, em sua primeira metade, pela popularização da teoria segundo a qual apenas em circunstâncias muito raras e especiais, quando estrelas passavam de raspão umas pelas outras, planetas se formavam, seguida por uma série de detecções que se provaram falsos positivos nos anos 1960 e 1970. Isso deixou marcas na comunidade astronômica.

Quando Michel Mayor e seu estudante de doutorado Didier Queloz decidiram se prestar à busca por planetas fora do Sistema Solar, o estigma em torno desse esforço era tão grande que era preferível mencionar o objeto de estudo por eufemismos como “companheiros subestelares”.

Eles desenvolveram a técnica capaz de fazer as primeiras detecções em 1995, deram fim a séculos de especulações, encontrando o primeiro exoplaneta a orbitar ao redor de uma estrela similar ao Sol: o gigante gasoso 51 Pegasi b.

Diferentemente da estratégia usada por Wolczcan e Frail (que envolvia observações radiotelescópicas e medição precisa do período do pulsar, algo naturalmente só aplicável a esse tipo de astro), o método aplicado por Mayor e Queloz podia sondar, em princípio, qualquer tipo de estrela. E apenas uma semana depois uma dupla americana, Geoff Marcy e Paul Butler, confirmou o achado de forma independente. Iniciava-se ali uma revolução astronômica – ainda em curso – capaz de pôr fim a séculos de especulação.

Em 2009, fui um dos responsáveis pela edição do jornal que circulava diariamente na Assembleia Geral da União Astronômica Internacional, realizada no Rio de Janeiro. Após publicarmos um artigo que destacava o pioneirismo de Mayor e Queloz no contexto do estudo dos exoplanetas, um astrônomo do Observatório de Arecibo visitou a redação pedindo uma retratação que mencionasse a descoberta de Wolczcan e Frail (feita, claro, em Arecibo). Exasperado, ele dizia: “Estamos falando de um potencial Prêmio Nobel!”

Ele estava certo. Nós também.

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Vamos lá, rápida recapitulação. Sabemos que o Universo, tal qual conhecemos hoje, nasceu de uma súbita e brutal expansão do espaço-tempo conhecida como Big Bang, ocorrida cerca de 13,8 bilhões de anos atrás. O que hoje chamamos de cosmos era então menor que a cabeça de um alfinete. Hoje é esse mundão todo.

A taxa de expansão, por sua vez, é a constante de Hubble, assim chamada porque foi Edwin Hubble o primeiro a demonstrar que o cosmos de fato estava em expansão, ao notar uma relação entre a distância das galáxias e a velocidade com que pareciam se afastar de nós. Quanto mais distante, mais rápida a recessão, como se todo o Universo fosse um balão crescendo mais e mais.

Combinando as medições da radiação cósmica de fundo (uma espécie de eco do Big Bang, gerado no momento em que a expansão permitiu que a luz viajasse desimpedida para todas as direções, vinda de todos os lugares) com nosso melhor modelo da evolução do Universo, é possível calcular a constante de Hubble, e o valor atual está ao redor de 67 km/s/Mpc (em que Mpc, megaparsec, é uma unidade de distância equivalente a 3,26 milhões de anos-luz).

Ocorre que outro jeito bom de estimar a taxa de expansão do cosmos é fazer como o velho Hubble: medir estrelas cujo brilho é conhecido (alguns tipos de supernova e estrelas chamadas variáveis cefeidas), que dariam a distância, e comparar com a distorção da luz das galáxias que habitam causada pela velocidade de recessão (o chamado “redshift”). Com esses dois dados, dá para calcular a constante de Hubble. Estudos recentes de alta precisão nesse sentido têm produzido outro valor, uns 73 km/s/Mpc.

O novo trabalho, publicado na última edição da Science, traz uma terceira forma de fazer essa medição. Usando duas lentes gravitacionais (distorções dos raios de luz pela gravidade de objetos de alta massa no espaço), B1608+656 e RXJ1131, como calibração para medir a distância de 740 supernovas, eles chegaram a outro valor: 82 km/s/Mpc. A técnica é pouco precisa (margem de erro de 8 km/s/Mpc), mas é mais um reforço à ideia de que o modelo cosmológico padrão, aplicado à radiação cósmica de fundo, está produzindo uma medida subestimada da taxa de expansão.

O que isso muda? Nada de muito fundamental para nós, meros mortais. O Big Bang continua mais ou menos onde está, as leis físicas conhecidas seguem valendo, o Universo permanece em expansão e o que ainda é misterioso, como a energia escura e a matéria escura, segue o sendo. Mas, para os cosmólogos, essa pode representar uma pista fundamental para desvendar os enigmas remanescentes. Ou, no mínimo, uma provocação para que eles descubram por que estamos obtendo números diferentes com técnicas diferentes. É de balbúrdias como essa que o conhecimento evolui.

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Na semana passada, a equipe responsável pelo Telescópio Espacial Hubble divulgou imagens de um bom lugar onde procurarmos pistas para resolver o enigma: a galáxia ESO 495-21, localizada a 30 milhões de anos-luz daqui, na constelação austral da Bússola.

Ela é bem pequena, com apenas 3 mil anos-luz de diâmetro (comparados aos 100 mil anos-luz da Via Láctea), e no entanto está formando estrelas num ritmo assustador — mil vezes mais depressa do que na nossa galáxia. Mas o mais interessante é que há evidências de que, em seu centro, há um buraco negro supergigante com massa de 1 milhão de sóis. É menor que o da Via Láctea (com massa estimada em 4 milhões de sóis), mas ainda assim é proporcionalmente muito grande, em contraste com o tamanho da galáxia.

O pequeno porte, a forma indistinta e a produção acelerada de estrelas fazem da galáxia ESO 495-21 um exemplar bastante incomum entre as populações galácticas mais próximas da Terra. Os astrônomos acreditam, contudo, que ela provavelmente se sentiria em casa no passado remoto do Universo, onde galáxias pequenas, bagunçadas e com alta taxa de formação estelar (as chamadas “galáxias starburst”) deviam ser o feijão com a arroz cósmico.

O fato de que ela, apesar da aparência jovial, provavelmente tem um superburaco negro dá a impressão de que esses objetos surgem bem cedo na história de uma galáxia — se é que não nascem primeiro que ela. O certo é que, uma vez que temos uma galáxia jovem e um superburaco negro para lhe servir de centro, ambos evoluem de mãos dadas. Os jatos de radiação emitidos pelo disco de gás que circunda o buraco negro ajudam a modular a formação estelar da galáxia em volta, e a presença de matéria galáctica ajuda a alimentar o buraco negro e fazê-lo crescer.

Uma questão importante em aberto é a de como nascem os buracos negros supergigantes em primeiro lugar. Ajuda providencial nesse sentido está vindo das detecções recentes de ondas gravitacionais, que estão permitindo identificar uma população de buracos negros jamais sondada antes. Pouco a pouco, os astrônomos vão juntando as peças para no fim das contas responder à pergunta que mais nos interessa: como viemos parar aqui?

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Tá, já sabemos, é muito fácil fazer piadinhas com buracos negros. Mais difícil — mas infinitamente mais recompensador — é contemplar o que significa observar um objeto completamente escuro circundado por um enigmático halo brilhante, provável visão a ser ofertada quando a equipe do EHT estiver pronta para apresentá-la.

Será algo tão incrível que o próprio Einstein, em 1917, quando confrontado com a ideia de que sua teoria permitia a existência de objetos assim, achou que tudo não passava de uma solução irrealista das equações. A natureza, julgou, jamais permitiria a existência de tal aberração.

Isso porque a descrição relativística de um buraco negro é basicamente a de uma passagem para fora do Universo — um rasgo no próprio tecido da nossa realidade física. Em princípio, nada que está dentro de um buraco negro pode escapar de lá e voltar para cá, e tempo e espaço perdem seu significado.

Os radiotelescópios do EHT foram apontados em 2017 na direção dos dois únicos buracos negros que em tese poderiam ser observados diretamente: o mais óbvio é o superburaco negro que mora no coração da Via Láctea, chamado de Sagitário A* (fala-se “a-estrela”), e sua contraparte no centro da galáxia M87, que está muito mais distante, mas também é mil vezes maior.

A tal “foto do buraco negro” é esperada desde o ano passado e, quando não veio, houve gente achando que o esforço havia fracassado.

O lance é que combinar todos os dados de todos os radiotelescópios, eliminar todos os defeitos de processamento e problemas de interferência, é um processo complicadíssimo.

Agora, no entanto, começaram a pintar os primeiros sinais de que o esforço deu resultado. Ouvi primeiro, no fim do ano passado, de um físico brasileiro especializado em buracos negros que o sucesso estava próximo, e na sexta-feira (11) o jornal britânico The Guardian conseguiu ainda mais detalhes.

Em entrevista, a astrofísica Sera Markoff declarou que dados “espetaculares” foram colhidos pelo EHT, mas não confirmou ou negou a observação da “sombra”, o horizonte dos eventos do buraco negro. A apresentação oficial dos resultados é esperada para o segundo trimestre de 2019. Fique de olho.

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Os astrônomos conhecem uma receita clássica para formar um buraco negro: basta deixar que uma estrela de alta massa esgote seu combustível nuclear. Sem energia gerada de dentro para fora a fim de compensar a gravidade a esmagá-la, o astro simplesmente implode, e não há força conhecida na natureza capaz de impedir esse colapso.

Funciona. Mas o problema é que esses buracos negros, óbvio, não podem ter, de saída, massa maior que a das estrelas que os geraram. E não há estrela com milhões de vezes a massa do Sol.

A solução padrão para esse dilema sempre foi imaginar que buracos negros estelares, com o passar de bilhões de anos, pudessem ir engordando, engolindo mais e mais matéria, mais e mais estrelas, até se tornarem gigantes.

Seria uma ótima resposta, não fosse um detalhe inconveniente: observações das profundezas do espaço, que revelam como eram as galáxias na tenra infância do Universo, estão salpicadas de evidências de enormes buracos negros, numa época em que eles não poderiam existir caso a hipótese do engordamento gradual estivesse correta.

No ano passado, começou a ganhar força uma alternativa: simulações mostraram que, nas condições certas, enormes nuvens de gás primordial poderiam colapsar diretamente num buraco negro gigante, com dez mil a cem mil vezes a massa do Sol, numa tacada só.

Na teoria, maravilha. Na prática, como checar isso? A resposta veio na última edição da Nature Astronomy. Nela, astrônomos do Instituto de Tecnologia da Georgia, nos EUA, mostram que o Telescópio Espacial James Webb, a ser lançado em 2021, em tese seria capaz de detectar evidências da formação de buracos negros gigantes por colapso direto em observações cuja luz remonta aos primórdios do cosmos. Se eles estiverem certos, estamos muito perto de saber como nasce o coração de cada galáxia.

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Na Universidade Monash, na Austrália, Hayley Macpherson e seus colegas recriaram o cosmos num computador, partindo apenas das equações da relatividade geral e de medidas da radiação cósmica de fundo — uma espécie de eco luminoso do Big Bang, medido com precisão pelo satélite europeu Planck.

O estudo partiu dos dados reais do Planck para estimar a inomogeneidade original do Universo e dali passou a tratar a matéria como um fluido, cujo movimento era ditado pelas equações da teoria de Einstein. Os resultados foram apresentados em dois artigos, submetidos aos periódicos Physical Review X e Astrophysical Journal Letters.

Na simulação, o grupo viu um quadro bastante familiar, com a formação da chamada “teia cósmica”. São as maiores estruturas do Universo, compostas por enormes filamentos com incontáveis galáxias, em meio a grandes vazios.

Ao retratarem o Universo de maneira mais realista, os cientistas constataram que a expansão cósmica, iniciada com o Big Bang, avança significativamente mais depressa em regiões onde há menor concentração de matéria do que nas que compõem as regiões mais densas da “teia cósmica”.

E essa pode ser a chave para compreender um recente conflito entre diferentes estimativas da chamada constante de Hubble, a taxa de expansão cósmica. Enquanto medições baseadas na radiação de fundo indicam que a constante é de 67 km/s/Mpc, estimativas com base em objetos astrofísicos mais próximos apontavam uma taxa local de expansão de 73 km/s/Mpc.

Essa discrepância tem sido uma enorme dor de cabeça para os cosmólogos, mas talvez possa ao menos em parte ser explicada pela variação local da expansão. Caso isso se confirme, é sinal de que estamos numa região relativamente vazia do Universo, onde a expansão avança mais depressa do que a média global.

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