Richard Panek De que é feito o Universo? Tradução: Alexandre Cherman Para Meg, com amor. Sumário Prefácio PARTE I Além do que a vista alcança 1. Faça-se a luz! 2. O que há lá fora 3. A escolha dos halos PARTE II Ora, vejam só! 4. Entrando no jogo 5. Mantendo-se dentro do jogo 6. O jogo PARTE III O rosto do abismos 7. A Sociedade do Universo Plano 8. Olá, lambda! 9. Duas vezes a Fada do Dente PARTE IV Aquém do que a vista alcança 10. A maldição do Bambino 11. A Coisa 12. Tem que cair Epílogo Notas Referências bibliográficas Agradecimentos Índice remissivo – Eu sei – disse Nick. – Você não sabe – disse o pai. ERNEST HEMINGWAY Prefácio TINHA CHEGADO A HORA de olhar dentro da caixa.1 No dia 5 de novembro de 2009, cientistas de dezesseis instituições de todo o mundo sentaram-se diante de seus computadores e esperaram pelo início do show: dois programas de computador, rodando simultaneamente, sob o comando de dois estudantes de pós-graduação – um da Universidade de Minnesota, outro do Instituto de Tecnologia da Califórnia (conhecido como Caltech). Por quinze minutos, os dois programas iriam analisar dados que haviam sido coletados bem longe dali, nos subterrâneos de uma mina de ferro abandonada no norte de Minnesota. Durante o ano anterior, trinta detectores ultrassensíveis – cavidades geladas do tamanho de refrigeradores, protegidas dos raios cósmicos por quase 1 quilômetro de solo rochoso e por mantas de chumbo, com o interior resfriado até quase zero absoluto, cada qual contendo um núcleo de átomos de germânio – procuraram um pedaço específico do Universo. Os dados obtidos foram transmitidos para computadores longe dali, onde, seguindo um método do duplo-cego, ficaram em uma “caixa”, inacessíveis. Logo depois das 9h da manhã, horário central,a a “festa de descerramento” começou. Em seu escritório na Universidade Metodista do Sul, Jodi Cooley mantinha o olhar fixo na tela. Como coordenadora de análise de dados para o experimento, ela se certificara de que os pesquisadores haviam feito dois programas separadamente, usando dois métodos independentes, garantindo que não haveria abordagem tendenciosa. Também coordenara tudo para que todos os colaboradores do projeto – físicos em Stanford, Berkeley, Brown, na Flórida, no Texas, em Ohio e na Suíça – estivessem sentados diante de seus computadores ao mesmo tempo. Juntos, eles iriam testemunhar os resultados à medida que surgissem em suas telas, um gráfico por detector, duas versões de cada gráfico. Depois de alguns instantes, os gráficos começaram a aparecer. Nada. Nada. Nada. De repente, três ou quatro minutos depois do início do processo, uma detecção surgiu, em ambos os gráficos, nos dois programas. Um ponto no gráfico. Um ponto localizado numa faixa estreita e desejável do gráfico. Uma faixa onde nenhum outro ponto aparecia. Alguns minutos depois, outro par de pontos, em outro par de gráficos, surgiu na mesma faixa estreita. Mais alguns minutos depois, os programas haviam terminado de rodar. Era aquilo, então. Duas detecções. “Uau!”, pensou Cooley. “Uau”, tipo: eles tinham achado alguma coisa, quando esperavam obter o mesmo resultado atingido da outra vez em que olharam para dentro de uma “caixa” com dados diferentes, quase dois anos atrás – nada. “Uau”, tipo: se você for obter detecções, duas é um número frustrante – estatisticamente não é desprezível, mas insuficiente para se anunciar uma descoberta. Mas, sobretudo, “Uau”, tipo: talvez eles tivessem detectado, pela primeira vez, a matéria escura – um pedaço do nosso Universo que, até pouco tempo atrás, nós nem sabíamos que devíamos procurar; porque até recentemente não sabíamos que o nosso Universo era quase todo feito de algo que nem sabemos o que é. NÃO SERIA A PRIMEIRA VEZ que a maior parte do Universo estava oculta para nós. Em 1610, Galileu anunciou ao mundo que, ao observar o céu usando um novo instrumento – o que hoje chamamos de telescópio –, descobrira que o Universo era composto por muito mais do que podia ser visto. As quinhentas cópias do panfleto anunciando os resultados logo se esgotaram; quando uma cópia chegou a Florença, uma multidão se aglomerou ao redor do destinatário e exigiu que ele a lesse em voz alta. Porque, desde que nossos antepassados começaram a olhar para cima, observando o céu noturno, nós sempre presumimos que o que víamos era o que existia. Mas então Galileu descobriu montanhas na Lua, satélites em Júpiter, centenas de estrelas. De repente, tínhamos um novo Universo a ser explorado, um Universo onde astrônomos iriam acrescentar, nos próximos quatrocentos anos, novas luas ao redor de outros planetas, novos planetas ao redor do Sol, centenas de planetas ao redor de outras estrelas, 100 bilhões de estrelas em nossa galáxia, centenas de bilhões de galáxias além da nossa. Mas na primeira década do século XXI os astrônomos já sabiam que mesmo esse rico recenseamento do Universo estava tão defasado quanto o modelo de cinco planetas que Galileu herdara da Antiguidade. O novo Universo é feito apenas de uma pequena parte daquilo que sempre achamos que o compusesse – a matéria que constitui você e eu, meu computador e todas aquelas luas, planetas, estrelas e galáxias. O resto – a parte esmagadora do Universo – é… Quem sabe? Os cosmólogos dizem “escuro”, nesta que pode ser a maior covardia semântica da história. Não é “escuro” porque é distante ou invisível. Não é “escuro” como os buracos negros ou o espaço profundo. É “escuro” no sentido de que por enquanto é desconhecido para nós, e pode ser para sempre: 23% de algo misterioso que eles chamam de matéria escura, 73% de algo ainda mais misterioso que eles chamam de energia escura. Sobram apenas 4% de coisas como nós. Como um teórico gosta de dizer em suas palestras para o público: “Somos apenas um pouco de poluição.”2 Se nos livrarmos de tudo o que pensávamos ser o Universo até pouco tempo atrás, muito pouco mudaria. “Somos completamente irrelevantes”, ele acrescenta, com um sorriso. Muito bem. A astronomia é rica em “lições de humildade”. Mas essas “aulas de insignificância” sempre vieram acompanhadas de maior entendimento do Universo. Quanto mais observássemos, mais saberíamos. E quanto menos observássemos? O que acontece com nosso entendimento do Universo nesse caso? Que repercussões inimagináveis essa limitação, e nossa capacidade de superá-la ou não, trazem para nossas leis físicas e para nossa filosofia – os pilares gêmeos que sustentam nossa relação com o Universo? Os astrônomos estão descobrindo. A “derradeira revolução copernicana”, como muitos a chamam, está acontecendo agora. Está acontecendo em minas subterrâneas, onde detectores ultrassensíveis aguardam o bip de uma partícula hipotética que pode já estar aqui ou talvez nunca apareça, e está acontecendo em torres de marfim, onde conversas na hora do cafezinho criam multiversos a partir da fumaça dos expressos. Está acontecendo no Polo Sul, onde telescópios observam a radiação fóssil do big bang; em Estocolmo, onde ganhadores do Nobel já são reconhecidos por suas descobertas sobre o lado escuro do Universo; nos computadores dos pós-doutorandos ao redor do mundo, à medida que os pesquisadores observam em tempo real a autoaniquilação de estrelas, a bilhões de anos-luz de distância, confortavelmente sentados em seus sofás. Está acontecendo por meio de saudáveis colaborações e, como o Universo é fundamentalmente darwiniano, de disputas que ameaçam a carreira de alguns pesquisadores. Os astrônomos que se viram liderando essa revolução não planejaram isso. Como Galileu, não tinham motivo algum para suspeitar que iriam descobrir novos fenômenos. Eles não estavam procurando a matéria escura. Não estavam procurando a energia escura. E quando descobriram evidências tanto de uma quanto da outra, não acreditaram. Contudo, à medida que as evidências se tornavam mais numerosas e sólidas, eles e seus colegas chegaram a um consenso: o Universo que pensávamos conhecer desde que a humanidade observa o céu noturno é apenas uma sombra do que verdadeiramente existe. Estivemos cegos para o Universo verdadeiro porque ele é feito de algo aquém do que a vista alcança. Esse Universo é o nosso Universo – um Universo que estamos apenas começando a explorar. Estamos em 1610 novamente. a Central Time: fuso horário utilizado na região central dos Estados Unidos. (N.T.) PARTE I Além do que a vista alcança