Nobel da Física para a evolução do Universo e a revolução dos exoplanetas
O prémio foi para as descobertas sobre o velhinho cosmos e os novos exoplanetas fora do nosso sistema solar. Vencedores anunciados esta terça-feira de manhã, em Estocolmo, na Suécia.
O Prémio Nobel da Física de 2019 vai para James Peebles “por descobertas teóricas em cosmologia física” e a outra metade em conjunto para Michel Mayor e Didier Queloz “pela descoberta de um exoplaneta orbitando uma estrela do tipo solar”, anunciou esta terça-feira de manhã a Real Academia Sueca das Ciências em Estocolmo. O prémio, no valor monetário de nove milhões de coroas suecas, ou 866 mil euros, será dividido em duas partes. O comité quis distinguir as investigações que “contribuíram para a compreensão da evolução do universo e do lugar da Terra no cosmo”.
O prémio deste ano recompensa uma “nova compreensão da estrutura e história do universo e a primeira descoberta de um planeta orbitando uma estrela do tipo solar fora do nosso sistema solar”. O comité resume que estas descobertas “mudaram para sempre nossas concepções de mundo”.
James Peebles enfrentou o desafio de compreender o cosmos, com biliões de galáxias e aglomerados de galáxias, ao longo da sua carreira que começou em 1964. “Os seus trabalhos teóricos são hoje considerados a base de nossa compreensão moderna da história do universo, desde o Big Bang até os dias actuais”, lê-se no comunicado.
Michel Mayor e Didier Queloz iniciaram uma revolução na astronomia que hoje já soma mais de 4000 exoplanetas encontrados na Via Láctea. “Novos mundos estranhos ainda estão a ser descobertos, com uma incrível variedade de tamanhos, formas e órbitas”. Os dois cientistas exploraram a nossa galáxia, a Via Láctea, à procura de outros mundos desconhecidos. Em 1995, fizeram a primeira descoberta de um planeta fora do nosso sistema solar, um exoplaneta, orbitando uma estrela do tipo solar, 51 Pegasi.
Num breve comentário sobre os trabalhos premiados ao PÚBLICO, o físico Carlos Fiolhais refere que “o Nobel da Física de 2019 recompensa astrofísicos que avançaram no nosso conhecimento da origem do Universo e do lugar da Terra no Universo”. Sobre James Peebles lembra que o professor tem a cátedra de Einstein na Universidade de Princeton, o lugar onde Einstein esteve, e que é o autor de trabalhos e de livros de referência sobre o Big Bang. Depois, recorda ainda que Mayor e Queloz na Universidade de Genebra, na Suíça, foram os primeiros a descobrir exoplanetas fora do nosso sistema solar, em 1995. “Hoje conhecem-se mais de 4000 planetas fora do sistema solar e há uma actividade muito intensa nesta área.”
"Usar as luzes de Peebles” e aplaudir os descobridores portugueses
Tal como o comité Nobel e o próprio James Peebles reconheceu na breve intervenção durante a conferência de imprensa realizada esta manhã para o anúncio dos vencedores, Carlos Fiolhais sublinha que, apesar de todos os avanços, ainda há muito por esclarecer no estudo sobre a evolução do Universo. “Questões como a matéria escura e a energia escura permanecem por iluminar, mas para isso temos de usar as “luzes” que Peebles nos forneceu”, disse. Por outro lado, acrescenta, “a descoberta dos exoplanetas era um dos ‘assuntos quentes’ que se sabia iria, mais dia, menos dia, dar o Nobel”.
“É um prémio inteiramente merecido. Peebles é um dos grandes intelectos das últimas décadas e alguém que conseguiu trabalhar em tópicos que, na altura em que começou [a investigá-los], eram vistos como um pouco esotéricos.” É assim que Vítor Cardoso, físico do Centro de Astrofísica e Gravitação do Instituto Superior Técnico, reage à distinção a James Peebles, destacando que o físico conseguiu tornar os tópicos em que trabalhava “rigorosos e respeitáveis”.
Através do seu trabalho, James Peebles conseguiu explicar a origem e consequência da radiação cósmica de fundo, que é um sinal do Big Bang e uma luz que nos chega sob a forma de microondas. Vítor Cardoso salienta que, quando o Universo nasceu era extremamente quente e uma sopa de partículas de alta energia. Cerca de 400 mil anos depois, a luz começou a abandonar o resto da matéria, o que significa que a colisão entre a luz e a matéria normal deixou de acontecer. Desta forma, os fotões andavam “sozinhos” pelo Universo, o que quer dizer que o Universo se está a expandir e a ficar cada vez mais frio. James Peebles fez então a previsão teórica de que isto estava a acontecer. Esta previsão já estava assente na detecção da radiação cósmica de fundo dos físicos Arno Penzias e Robert Wilson, que receberam o Nobel da Física em 1978.
“Mas fez muito mais: é um físico extraordinário”, salienta Vítor Cardoso. “Percebeu também que a radiação cósmica de fundo trazia informação sobre a estrutura da matéria e do Universo num momento em que a radiação deixou de ‘falar’ com a matéria.” Como conseguiu? “Previu pequenas irregularidades desta radiação, que foram observadas nas duas últimas décadas, e têm sido cada vez mais observadas com maior precisão.”
Basicamente, são essas pequenas irregularidades que nos dizem como a estrutura do Universo se formou – como surgiram galáxias ou estrelas – e qual foi o papel da matéria escura nesse processo. “Percebemos bem a matéria que conhecemos, mas ela é uma parte ínfima [cerca de 5%] de tudo o que existe no Universo. Uma coisa que o Peebles nos mostrou foi que os outros 90 e tal % [da matéria e da energia escura] têm uma influência enorme nesta radiação cósmica de fundo. Essas irregularidades são causadas, principalmente, pela matéria escura.”
Portanto, Vítor Cardoso resume: “Peebles desenvolveu modelos sólidos em que a expansão do universo, juntamente com a energia e a matéria escura, são tomados em linha de conta. Estes ingredientes causam irregularidades na ‘sopa’ inicial que dão origem a galáxias, estrelas e em última análise à própria vida. Ele desenvolveu também modelos que quantificam o impacto observacional na radiação cósmica de fundo e no papel da matéria e energia escura neste processo. Portanto um trabalho impressionante.”
Para que fique registado, Carlos Fiolhais sublinha ainda que “as questões do Nobel deste ano tocam-nos a todos”. “De onde vem o Universo? Haverá outras Terras como a nossa Haverá vida nesses planetas? E seremos os únicos seres inteligentes no cosmos? Se hoje sabemos mais do que sabíamos ontem, amanhã saberemos mais. Este é um Nobel virado para o futuro pois amanhã saberemos mais se continuarmos o caminho da ciência que nos trouxe até aqui”.
Por fim, Carlos Fiolhais olha para mais perto e aplaude o trabalho dos investigadores portugueses nesta área. “Parabéns ao Nuno Cardoso Santos e aos seus colegas da Universidade do Porto que trabalharam com os astrofísicos suíços e que são, também eles, descobridores de ‘novos mundos’. Apesar das dificuldades, a ciência portuguesa está a fazer descobertas.”
Pelas 10h, na conta oficial do Twitter do Prémio Nobel, aparecia a imagem do secretário-geral Göran K. Hansson ao telefone para avisar que o vencedor deste ano já estaria a receber a boa notícia. O prémio, já se sabe agora, foi para as descobertas sobre o velho cosmos e os novos exoplanetas.
O Universo é uma chávena de café
Ulf Danielsson, um dos membros do comité presente na conferência de imprensa, tinha a sua intervenção sobre os trabalhos premiados bem preparada. Começou por receber uma bandeja, como café, natas e açúcar. A curiosidade estava instalada. Depois, ignorando por minutos a bandeja, explicou que sabemos que o Universo começou a expandir-se há cerca de 14 mil milhões de anos, após o Big Bang. “Não sabemos o que aconteceu antes mas sabemos que passados cerca de 400 mil anos da expansão o Universo arrefeceu e tornou-se transparente à luz.”. Com os cada vez mais evoluídos instrumentos, somos capazes hoje de olhar para este tempo distante e estudar, nesse tempo, como as galáxias se começaram a formar.
No entanto, apenas 5% da energia do nosso Universo é matéria visível, como as estrelas, planetas ou seres humanos. O resto? Não sabemos. Sabemos que 26% se encontra na misteriosa forma de “matéria escura” e 69% é a “energia escura” que empurra as galáxias para longe umas das outras (cada vez mais depressa), explicou Ulf Danielsson.
Ou seja, continuou o cientista, “podemos comprar o Universo a uma chávena de café”. Num momento mais teatral, Ulf Danielsson encheu uma chávena até mais de metade com café. “A maior parte do Universo é, claro, café, isto é, é energia escura”. Depois juntou uma “generosa"porção de natas. “É a matéria escura”. Por fim, uma pitada de pequeninos grãos de açúcar. “Isto é a matéria visível e é o que tem ocupado a Ciência até agora”.
Ulf Danielsson explicou ainda que James Peebles percebeu a importância da radiação e que o seu trabalho fez como que a cosmologia evoluísse para um ciência de precisão e, com a ajuda da matemática, amadurecesse para a cosmologia física que temos hoje. Quanto aos outros dois laureados, esses “ficaram-se no mais importante para nós: o açúcar na chávena de café”. E, por isso, “são premiados pela descoberta de um planeta a orbitar um outro sol”. Foi o primeiro de uma lista que hoje já soma mais de quatro mil encontrados na Via Láctea.
Um conselho aos jovens cientistas
Numa curta intervenção por telefone, James Peebles respondeu a algumas perguntas dos jornalistas durante a conferência de imprensa do anúncio do prémio. Lembrou que a energia e matéria escura continuam a ser um mistério e que ainda há muitas perguntas em aberto. O cientista que tem a cátedra de Einstein na Universidade de Princeton (nos EUA) não podia deixar de falar no seu nome. “Einstein já tinha introduzido esta noção, chamou-lhe constante cosmológica. Nós mudámos o nome para energia escura mas sem sabermos mais sobre o assunto. Ele colocou-a nas equações e depois decidiu tirá-la. E nós, agora, decidimos colocá-la outra vez.” Dos jornalistas presentes veio a inevitável questão: “Acredita que existe vida noutros lugares do Universo?” James Peebles não fugiu ao desafio. Explicou que alguns lugares terão algum tipo de vida, mas será difícil saber se será o mesmo tipo de vida que existe aqui na Terra. Depois, uma daquelas frases em que a astronomia quase parece poesia: “Temos tantas estrelas por perto, tantas por explorar”. Por fim, aos jovens cientistas deixou um conselho:"Devem trabalhar pelo amor à ciência. Os prémios são encantadores mas não devem fazer parte dos vossos planos. Foi o que eu fiz.”
Em 2018, o prémio foi atribuído a três investigadores sobre os seus trabalhos na física dos lasers. O prémio foi partilhado entre o norte-americano Arthur Ashkin e a outra metade para o francês Gérard Mourou e a canadiana Donna Strickland. No anúncio, o comité resumiu que o prémio sublinhava a importância das “ferramentas feitas de luz” ou, na justificação mais formal, das “invenções revolucionárias no campo da física dos lasers”. Entre 1901 e 2018 foram concedidos 112 prémio Nobel da Física, 47 dos quais foram atribuídos apenas a um cientista.
Até agora, três mulheres receberam o Prémio de Física: Marie Curie em 1903, Maria Goeppert-Mayer em 1963 e Donna Strickland em 2018. Entre outras curiosidades, a Real Academia Sueca das Ciências lembra que houve uma pessoa, John Bardeen, que recebeu o Prémio de Física duas vezes, o mais jovem laureado foi Lawrence Bragg, com 25 anos, e o mais velho foi Arthur Ashkin, com 96 anos. Escusado será dizer que o mais célebre laureado com o Nobel da Física foi Albert Einstein, em 1921, que recebeu o prémio não pelo famoso trabalho sobre a Teoria da Relatividade mas pelos resultados sobre o efeito fotoeléctrico.
Na quarta-feira o Comité do Nobel vai premiar o melhor trabalho na área da Química.
Os Prémios Nobel são atribuídos anualmente pela Academia Real das Ciência da Suécia, pelo Comité do Nobel e o Instituto Karolinska a pessoas ou organizações que contribuíram de forma excepcional nos campos da Química, Física, Literatura, Paz e Fisiologia ou Medicina. Os prémios foram criados em 1895 por Alfred Nobel e, entre 1901 e 2018, o prémio Nobel foi concedido 540 vezes a mais de 800 laureados. Entre os vencedores nas várias categorias contam-se 52 mulheres. Com Teresa Sofia Serafim
