OestudodoUniversoseguemais ou menos essa técnica: a partir da detecçãodaradiaçãoeletromagnética (luz), extraímos informações sobre os objetos astrofísicos.

MODELO PADRÃO Na década de 1920, o astrônomo norte-americano Edwin Hubble (1889-1953) observou que certas galáxias se afastavam da Terra. Isso era uma indicação da expansão do Universo —uma das maiores descobertas da ciência. Com a expansão, o Universo foi se resfriando. A partir de certa temperatura, isso permitiu à atração gravitacional moldar as estruturas que observamos.

Hoje, sabemos que os objetos astrofísicos organizam-se de forma hierárquica. Os planetas giram em torno de estrelas, que se movem ao redor das galáxias, as quais se agrupam em arranjos ainda maiores (aglomerados), e assim sucessivamente, até as grandes estruturas,comooschamadosfilamentos, que se estendem por quintilhões de quilômetros e separam regiões de uma vastidão quase vazia.

Em astronomia, há uma relação íntima entre o micro e o macro. Assim, para entender a proporção de elementos químicos do Sol, precisamos conhecer a história térmica do Universo. Cientistas em todo o mundo—comoosdogrupoCosmo, do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, no Rio— desenvolvem conjuntamentepesquisasparaampliar nosso conhecimento nessa área.

Os resultados do esforço internacional têm sido muito positivos. Nasúltimascincodécadas,essacomunidade estabeleceu o chamado modelopadrãodacosmologia.Isso significa que a maioria dos cientistas da área concorda em adotar uma única descrição do Universo.

De acordo com esse modelo, os elementos químicos mais leves, como o hidrogênio e o hélio, foram formados no Universo primordial, ou seja, o período mais longínquo que conhecemos: cerca de 13,7 bilhões de anos no passado.

O que aconteceu antes? Não sabemos; é uma incógnita. Até o momento, a ciência não tem dados suficientes para afirmar se o Universo foi criado em um dado instante ou se é eterno.

A parte da história que conhecemos começa com um universo extremamentequenteecomaltíssima densidade, como um caldeirão de partículas elementares (elétrons, quarks, fótons, neutrinos etc.). Em seguida, temos a formação dos elementosquímicosleves(dohidrogênio até o berílio), fase denominada nucleossíntese primordial.

Todos os outros elementos químicosdanatureza—maisdecem— formaram-seemreaçõesnucleares das estrelas. Por isso, o astrônomo norte-americano Carl Sagan (19341996) costumava dizer que nós, humanos, somos restos mortais de uma estrela, por sermos constituídos de vários elementos pesados, como o carbono e o ferro.

O fato de encontrarmos na Terra essa diversidade de elementos químicos nos diz que o Sol é uma estrela de segunda geração. Ou seja, antes dele, houve um astro que se desenvolveu por milhares de anos e explodiu, ejetando material para o espaço sideral. A partir da nuvem de dejetos, por um processo parecido com a sedimentação, formaram-se tanto o Sol quanto nosso Sistema Solar (planetas, asteroides, luas etc.).

Mas vale lembrar: galáxias, aglomerados, buracos negros, Sol, Terra, animais, plantas etc., tudo isso representa só 5% da massa do Universo. O restante é matéria escura e energia escura.

Se não podemos vê-las, como os cosmólogos sabem que existem? ESCURO Quando um astrônomo aponta seu telescópio ou outro equipamento para o céu, a única coisa que consegue observar é a luz que emana dos objetos astrofísicos. Ou seja, só consegue ver o que está “aceso” ou o que reflete a luz de outro objeto.

Como a matéria escura não emite luz própria, ela escapa à observação direta. Entretanto, um astrônomo atento é capaz de identificá-la por sua única forma de interagir com a matéria comum: atração gravitacional.

Ao estudar o movimento das estrelas, o astrônomo nota que a quantidade de matéria produzindo atração gravitacional é maior que a esperada. Por um tempo, considerou-sequeamassafaltantepoderia ser formada de pequenos planetas ou mesmo buracos negros. Porém, ao combinar observações com dados cosmológicos, conclui-se que a matéria invisível não poderia ser constituída de algo que conhecemos.Ouseja,matériaescuraexiste, mas não sabemos do que é feita.

Se a matéria escura já produz certa surpresa, a energia escura é ainda mais instigante. Como a matéria escura, ela interage apenas gravitacionalmente, mas, em vez de gerar atração, produz um tipo de repulsão gravitacional.

Até pouco tempo atrás, acreditava-se que tudo que existia produzia atração gravitacional. Mas a energia escura produz o efeito contrário: sua “antigravidade” é responsável por fazer com que a expansão do Universo ocorra de forma acelerada —fenômeno descoberto em 1998.

Hoje,aobservaçãodocéu—uma das práticas mais antigas da humanidade— é uma área de intensa renovação. Há quem diga que a matéria e a energia escuras são sinais de uma revolução em nossa visãodemundo.Algotãoprofundo quanto foram a mecânica quântica (teoria que lida como os fenômenos atômicos e subatômicos) e a relatividade geral, formulada por Albert Einstein (1879-1955).

Recentemente, abriu-se uma nova janela para o Universo, com a detecção das ondas gravitacionais (“oscilações” do espaço). Embora seu uso em cosmologia seja embrionário, essa ferramenta promete a possibilidade de estudarmos o cosmo por uma perspectiva nova e independente dos dados observacionais que temos atualmente.

A ciência evita ideias preconcebidas. Entre suas tarefas está perguntar o que é a natureza e buscar respostas por meio de experimentos. Até o momento, todas as evidências apontam para o fortalecimento da concepção de um Universo com matéria escura e energia escura.

A história tem nos ensinado a não subestimar ideias científicas, por mais inovadoras que sejam. O que nos cabe é desvelar os segredos por trás das respostas que a natureza nos oferece.