Nas últimas semanas os jornais abriram espaço para um tema de difícil compreensão e que, apesar disso, fascina as pessoas: os buracos negros, mais especificamente, as propriedades que um buraco negro pode exibir.
A história toda gravita em torno de uma previsão que o físico inglês Stephen William Hawking fez, em meados dos anos 1970, envolvendo evaporação de buracos negros.
A história do próprio Hawking contribui para a imagem de mistério e fascínio dos buracos negros, ingrediente forte numa boa pauta de jornal.
Considerado o físico teórico mais brilhante desde Albert Einstein, Hawking, nascido em janeiro de 1942, ocupa a cadeira de Matemática que pertenceu a Isaac Newton (1642-1727). Vítima de uma doença degenerativa, a esclerose amiotrófica lateral (doença de Lou Gehrig), Stephen Hawking vive confinado a uma cadeira de rodas e se comunica por meio de um sintetizador de voz – o que lhe dá a aparência definitiva de alienígena.
Mas Hawking, conhecido pelo melhor humor inglês, é bem humano e como todos os humanos, comete erros.
O que os jornais fizeram ao longo das duas últimas semanas de julho de alguma maneira foi comemorar seu erro, da mesma forma como fazem com um boxeador impiedoso que um dia vai a nocaute. Há uma vingança cruel e pouco disfarçada nesses casos onde a imprensa reflete uma espécie de julgamento popular contra aqueles que romperam as restrições do cotidiano e passaram para o Olimpo na condição de semi-deuses.
No caso de Hawking, com contribuições fundamentais para o desvendamento dos buracos negros e do universo primordial, o erro de previsão está relacionado a um processo que leva seu nome, a Radiação Hawking, possivelmente exibida por buracos negros, esses gulosos animais do zoológico cósmico que devoram tudo que se aproximam deles a uma distância crítica, definida por um território que os astrônomos chamam de horizonte de eventos.
Negros, mas nem tanto
Em meados da década de 1970, Hawking disse que os buracos negros não são tão negros quanto pareciam, já que, em sua previsão, emitem radiação – ou seja, de alguma forma, regurgitam o que engoliram.
Esse assunto está exposto em um de seus livros, Buracos Negros, universos bebês e outros ensaios, reunindo uma série de escritos e que, no Brasil, saiu pela Editora Rocco, em 1995, na seqüência de seu surpreendente best-seller Uma breve história do tempo, que também trata da evaporação de buracos negros.
Para compreender as previsões de Hawking é preciso deixar a física clássica do lado e mergulhar na mecânica quântica.
A física clássica envolve nossas experiências cotidianas, algo tão trivial como dar uma topada num obstáculo e mergulhar de cara no chão, por efeito da velha gravitação universal proposta por Isaac Newton em 1686.
A mecânica quântica legisla no interior do universo subatômico e seus princípios remetem ao mundo de Alice (Alice no País das Maravilhas), a garotinha criada por Lewis Carrol, pseudônimo do matemático inglês Charles Lutwidge Dodgson (1832-1898).
No universo subatômico tudo é muito estranho e aparentemente em choque com o macrouniverso – ainda que, em última instância, essa seja a estrutura básica envolvida com coisas que nos parecem tão familiares e pessoais como nossos próprios corpos.
No Universo quântico, poções mágicas como as utilizadas por Alice fazem com que criaturas como um quark, estruturas tidas como os tijolos básicos que constroem o mundo, se transformem de cachorro em girafa simplesmente atravessando a rua e sem escandalizar nenhum pedestre.
Hawking disse que os buracos negros, que antes eram tidos como devoradores absolutos, regurgitam o que comeram por um mecanismo quântico envolvendo pares de partículas e antipartículas criados próximos à sua superfície, onde um dos pares mergulha no interior do buraco negro e o outro escapa levando energia. Essa energia que foge do buraco negro é a Radiação Hawking. Ela evidencia que um buraco negro tem uma temperatura característica e com isso estende um fio conectando a relatividade geral (uma teoria da gravitação), mecânica quântica e termodinâmica.
O sonho dos físicos
A unificação da relatividade com a mecânica quântica é um dos sonhos acalentados pelos físicos e a potencialidade dessa interação trará um novo estágio para a ciência, com impacto em todas as áreas do conhecimento. Algo como uma potencialização da revolução copernicana, responsável pelo destronamento da Terra nos séculos 16/17.
Hawking havia dito que tudo que penetrava o horizonte de eventos, a área de não-retorno que envolve um buraco negro, se desconectava do Universo e se perdia para sempre. Mesmo com a evaporação do buraco negro, a informação contida na matéria engolida estaria perdida para sempre. Ele chegou a falar de um universo paralelo conectado ao universo em que vivemos pelos túneis dos buracos negros.
Essa previsão de Hawking incomodou muitos de seus colegas, por violentar ao menos um princípio do universo quântico e negando a possibilidade de isso ocorrer pela destruição de partículas. Um dos que discordavam de Hawking é o físico americano John Preskill, que o desafiou com uma aposta.
Em uma palestra proferida em julho, durante a 17ª Conferência sobre Relatividade Geral e Gravitação, em Dublin, na Irlanda, Hawking reconheceu a derrota de suas previsões e pagou a aposta com Preskill, com uma enciclopédia de beisebol comprada nos Estados Unidos. Hawking havia tentado uma última manobra de resistência humorística. Alegou que não havia encontrado uma publicação sobre beisebol na Inglaterra e por isso sugeriu a substituição por uma enciclopédia de críquete, mas Preskill teria sido irredutível até o fim, ‘não admitindo a superioridade do críquete’.
Aguardado com expectativa mesmo entre seus pares, Stephen Hawking lamentou ‘desapontar os fãs da ficção científica’ ao dizer que ‘se a informação é preservada, não existe a possibilidade de usar buracos negros para viajar a outros universos’. Se um observador mais destemido mergulhar no interior de um buraco negro, argumentou, ‘sua energia de massa será devolvida ao nosso universo, de forma distorcida, contendo informações sobre o que ele era, mas num estado irreconhecível’.
Os jornais registraram que pouca gente entendeu a conferência de Hawking e o próprio Preskill se incluiu neste grupo. Feliz com a vitória na aposta, disse aos jornalistas que ‘para ser honesto, não entendi a palestra’.
De tempos em tempos os jornais trazem a seus leitores informações retiradas das profundezas da Natureza. Foi o que aconteceu em 1931, por exemplo, quando falaram de um certo tagarelar de estrelas registrado pela primeira vez por um jovem engenheiro americano, Karl Guthe Jansky (1905-1950). Jansky estava trabalhando para os Laboratórios Bell quando detectou uma emissão vinda do núcleo da Galáxia no comprimento onda de rádio. A guerra que chegaria em seguida desviaria, como sempre, os interesses da imprensa. Mas, para resumir, o que Jansky fez foi abrir uma nova janela para o céu, a radioastronomia.
Pode parecer enigmático à primeira vista, mas a observação do céu em rádio e outros comprimentos de onda (além da janela do óptico que podemos registrar com um detector natural, os olhos) revela cenários os mais diferentes, evidenciando que a realidade a que costumamos nos referir não passa de uma certa convenção moldada, em boa parte, por um contexto cultural. A natureza do mundo é infinitamente mais complexa e, ainda que seja inteligível, como disse Einstein, não tem como ser conhecida em seus fundamentos.
Daí o que Einstein chama de ‘religiosidade cósmica’ para a compreensão de uma realidade muito mais profunda que a acessível a uma lógica formal. Evidente que essa ‘religiosidade cósmica’ não tem nenhuma relação com o que dizem o papa, os padres e os pastores com suas frases de efeito e de intimidação pouco dissimulada.
Para que serve a ciência
As pessoas certamente aceitam a idéia comparativamente simples e fácil de que a função da ciência é dar respostas e resolver os problemas, digamos, de consumo, ao alimentar a proliferação de engenhocas tecnológicas.
Isso não é inteiramente falso, mas não significa que seja a verdade. A função da ciência, antes que a Revolução Industrial se apoderasse de suas descobertas para iniciar a produção de máquinas – as ancestrais da montanha de besteiras que somos obrigados a engolir nesta época, se não quisermos ser extintos como dinossauros tecnológicos –, é a de localizar o homem numa perspectiva cósmica. Amenizar a dor da orfandade cósmica, para nos remetermos à fala de Loren Eisley (1907-1977).
Quanto ao interesse das pessoas por buracos negros, o que pode parecer exótico numa primeira abordagem, certamente é resultado da imagem desses astros construída pela mídia. Talvez uma forma de escapar do confinamento imposto por um sistema de produção (e de valores) cada vez mais alienante e estafante, apesar do suporte da ciência com sua pretensa racionalidade.
Há um risco de se ampliar a alienação sob o pretexto de sensibilização para a ciência. Os jornais quase sempre utilizam metáforas como ‘ralos cósmicos’ para se referir a buracos negros, trazendo essas estruturas para o cotidiano de seus leitores com uma simplificação que não lhes permite perceber o que se pode chamar de estranhamento do mundo. Mas os jornalistas, quase sempre, são apressados demais para se deterem nessas reflexões – e, com um cinismo que aprenderam a cultivar como recurso de defesa, descartam a crítica embalada na primeira conotação sexual que lhes venha à memória.
Nada novo sob o Sol
Uma das questões envolvendo buracos negros, além de não serem tão negros como pareciam antes da evaporação proposta por Hawking, é que, na astronomia, estavam previstos há mais de 200 anos.
Em comunicado lido numa reunião da Royal Society em 1783, e publicado em suas Philosophical Transactions no ano seguinte, o físico John Mitchell (1724-1793), com base na gravitação newtoniana, referiu-se à possibilidade de um corpo com gravidade suficiente para não deixar escapar de suas garras nem mesmo um raio luminoso. Ele falou, como exemplo, de um corpo com a densidade do Sol, com raio 500 vezes maior.
Pierre Simon Laplace (1749-1827) também tratou disso em Exposition du Systéme du Monde, referindo-se a um raio equivalente à metade do proposto por Mitchell.
O termo, ‘buraco negro’, sim, é recente. Foi criado em 1968 pelo físico americano John Wheeler, da Universidade de Princeton, num artigo histórico: The Know and the Unkow, publicado no American Scholar e no American Scientist.
Wheeler é um dos pais da bomba de hidrogênio. Um julgamento fácil o colocaria como uma ameaça à humanidade. Na verdade, Wheeler construiu uma pequena estrela, um sol que se consome quase instantaneamente ao se ‘acender’ – daí seu poder de destruição.
Também não é verdade que buracos negros sejam cavados apenas por estrelas de grande massa que vergam sob sua própria gravidade, após explodirem como supernovas. Esses são os buracos negros estelares.
Mas devem existir buracos negros primordiais, que nasceram com o Universo, no Big Bang. Nesse caso, regiões de gases em compressão podem ter dado origem a buracos negros com raios minúsculos. A Terra, por exemplo, para formar um buraco negro deveria ter seu raio comprimido dos 12.400 km para algo em torno de 0,89 centímetro. Mas a Terra, evidentemente, não dispõe de gravidade suficiente para esse encolhimento de Alice.
Em ‘A mecânica quântica dos buracos negros’, um dos capítulos de Buracos Negros e universos bebês, Hawking considera a possibilidade de existência de buracos negros com massa de 1 bilhão de toneladas, a massa de uma montanha ou de um asteróide, com raio do tamanho de um próton, orbitando o Sol ou confinados ao núcleo da galáxia.
Além disso, buracos negros podem se dividir entre rotativos e não rotativos, ainda que haja quem diga que todos são rotativos, formando uma família imensa e complexa. Buracos negros também devem estar por trás dos quasares, outra dessas enigmáticas criaturas cósmicas. Os quasares, astros remotos no espaço-tempo, são os mais luminosos do Universo, restritos a regiões diminutas em termos astronômicos, algo como as dimensões do Sistema Solar.
E se você acha que não tem nada a ver com isso, pare um momento para pensar. Saiba que os satélites do sistema GPS, que fornecem precisamente a posição das coordenadas terrestres (latitude e longitude) dependem de quasares para serem calibrados. Assim, da próxima vez que você embarcar num avião, para um vôo noturno, ou num dia encoberto, saiba que estará dependendo do sistema GPS. E que, por trás deles, estão os quasares, possivelmente alimentados pelos buracos negros.
Isso significa que sua segurança depende de alguma coisa que sugere muito convincentemente um fantasma cósmico. A luz que nos chega dos quasares foram emitidas há bilhões de anos e nesse intervalo de tempo eles podem ter deixado de existir.