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Física

Cosmologia em alta

Nobel de Física premia teórico que ajudou a entender a estrutura e a história do Universo e os descobridores do primeiro exoplaneta

Premiados em física: James Peebles, Michel Mayor e Didier Queloz

Niklas Elmedhed / Nobel Media

O Prêmio Nobel de Física de 2019 foi para um trio de pesquisadores “por contribuições para o entendimento da evolução do Universo e do lugar da Terra no Cosmos”, segundo a Academia Real de Ciências da Suécia, responsável por escolher os agraciados. Metade do prêmio de R$ 3,7 milhões foi destinado ao físico canadense naturalizado norte-americano James Peebles, de 84 anos, da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, por seus estudos teóricos que levaram a uma melhor compreensão sobre a estrutura e a história do Universo. A outra metade foi dividida em partes iguais pelos astrofísicos suíços Michel Mayor, de 77 anos, e Didier Queloz, de 53 anos, ambos do Observatório de Genebra, que, juntos, descobriram em outubro de 1995 o primeiro planeta fora do Sistema Solar (exoplaneta) orbitando uma estrela semelhante ao Sol. “Estava no meio de um encontro científico com colegas quando o assessor de imprensa de [Universidade de] Cambridge me ligou com a notícia”, disse Queloz, que atualmente também leciona na universidade britânica. “Foi inacreditável. Parei de respirar.”

As pesquisas dos novos laureados mudaram a forma como a humanidade interpreta o Universo e a formação de planetas. Iniciados em meados dos anos 1960, os trabalhos de Peebles estabeleceram a visão moderna sobre a história do Cosmo desde o Big Bang, a explosão primordial que, há 13,8 bilhões de anos, teria dado início ao Universo, até os dias atuais. Em 1964, os dois radioastrônomos norte-americanos Arno Penzias e Robert Wilson descobriram a chamada radiação cósmica de fundo, um fraco sinal de micro-ondas produzido cerca de 400 mil anos depois do Big Bang, que é uma espécie de eco perene do colossal evento que deu origem a toda matéria e energia existentes. Entre os trabalhos teóricos usados por Penzias e Wilson (ambos ainda vivos, com mais de 80 anos) para interpretar o significado daquele persistente e misterioso sinal de rádio, descoberta que lhes daria o Nobel de Física de 1978, estavam os de Peebles. “É fácil para nós, teóricos, construirmos castelos maravilhosos com ideias maravilhosas”, disse Peebles após o anúncio do prêmio. “Às vezes, elas se mostram muito próximas das observações. Mas geralmente estão erradas. São as medições que nos dizem [o que está certo e errado]. Mas é preciso ter em mente que as observações sem teorias se tornam vazias.”

Desde então, as contribuições do físico teórico foram usadas para determinar a forma achatada do Universo em expansão e prever a existência de duas componentes misteriosas do Cosmo, além da conhecida matéria normal e visível, que formam as galáxias: a matéria escura e a energia escura, cujas naturezas são desconhecidas. Enquanto a matéria normal representa apenas 5% do Universo, a matéria escura responde por 26% e a energia escura por 69%. ““Não há uma grande teoria ou modelo que leve o nome do Peebles, mas ele foi um desbravador que usou a física para explicar a evolução do Universo, uma história com começo, meio e fim, incluindo a origem e a evolução das galáxias”, comenta o físico Raul Abramo, da Universidade de São Paulo (USP).

Um mundo gigante, quente e gasoso
Há 24 anos, a descoberta do primeiro exoplaneta foi um feito observacional e transformou a procura por novos mundos, um tópico meio anedótico até então, em um dos campos mais excitantes da astronomia. Em 6 de outubro de 1995, Mayor e seu aluno de doutorado Queloz anunciaram em uma conferência em Florença, na Itália, a descoberta do primeiro planeta fora do Sistema Solar: um mundo gigante, quente e gasoso que a cada quatro dias dava uma volta completa em torno da estrela Pégaso 51, distante cerca de 50 anos-luz da Terra. “Todos podem agora olhar para o céu à noite, ver as estrelas e dizer: “Há planetas lá fora”, afirmou, na ocasião, Mayor, diante de uma plateia meio cética. Em novembro daquele ano, a dupla helvética publicou um artigo na revista científica Nature detalhando suas observações. Poucas semanas depois, ainda em 1995, os astrônomos norte-americanos Geoffrey Marcy e Paul Butler, então na Universidade Estadual de San Francisco, que havia uma década procuravam em vão por planetas fora do Sistema Solar, confirmaram a existência do Pégaso 51 b e anunciaram a descoberta de um exoplaneta em torno de outra estrela.

A detecção do Pégaso 51 b, como foi denominado o novo mundo, se deu pela técnica da velocidade radial, que registra as perturbações produzidas pelo campo gravitacional de um planeta na movimentação de sua estrela. A presença de um planeta, ou de qualquer outro objeto celeste, produz periodicamente uma ínfima variação na velocidade de deslocamento – ou seja, na posição – da estrela. Antes de Mayor e Queloz, o astrônomo polonês Aleksander Wolszczan descobriu em 1992 dois exoplanetas em torno de um pulsar, um tipo de estrela de nêutrons rotatória que emite um feixe de radiação eletromagnética. Como os pulsares são estrelas mortas, os planetas em seu entorno não podem abrigar vida, diferentemente dos que orbitam estrelas semelhantes ao Sol. Atualmente, com o emprego de telescópios situados em Terra e no espaço e o auxílio de diferentes métodos de detecção, mais de 4 mil exoplanetas, gasosos e terrestres, grandes e pequenos, foram descobertos. Nenhum, no entanto, deu algum sinal concreto de abrigar vida. “O Nobel é um reconhecimento para nossa área”, diz o astrofísico José Dias do Nascimento Jr., da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), que estuda os exoplanetas. “Tive o prazer de publicar meu primeiro artigo científico com o professor Mayor em 1997, quando fazia doutorado na França.”

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