Matéria escura: A matéria que não vemos — James Gillies

Vejam a lição completa em: http://ed.ted.com/lessons/dark-matter-the-matter-we-can-t-see-james-gillies

Os gregos tinham uma fórmula simples e elegante para o universo: apenas terra, fogo, ar e água. Acontece que há mais do isso, muito mais. A matéria visível (e o que vai para além dos quatro elementos gregos) constitui apenas 5% do universo. Gilles, um cientista do CERN, fala-nos do que é responsável pelos restantes 96% (matéria escura e energia escura) e de como poderemos detetá-la.

Lição de James Gillies, animação de TED-Ed.

Os gregos da Antiguidade
tinham uma ideia ótima:

O universo era simples.

No seu entendimento,

tudo o que era necessário
eram quatro elementos:

a terra, o ar,

o fogo e a água.

Enquanto teoria,
era uma teoria muito bonita.

Tinha simplicidade e elegância.

Diz que, combinando estes quatro elementos
de maneiras diferentes,

podíamos produzir toda a maravilhosa
diversidade do universo.

A terra e o fogo, por exemplo,

davam-nos as coisas secas.

O ar e a água, as coisas húmidas.

Mas, tal como todas as teorias,
tinha um problema.

Não previa nada que pudesse ser medido,

e a medição é a base
da ciência experimental.

Mas o pior era que a teoria estava errada.

Os gregos eram ótimos
cientistas do espírito

e, no século V a.C.,

Leucipo de Mileto apareceu

com uma das ideias científicas
mais duradouras de sempre.

Tudo o que vemos é feito
de pedacinhos de matéria,

indivisíveis, chamados átomos.

Esta teoria é simples e elegante

e tem a vantagem sobre a teoria
da terra, do ar, do fogo e da água,

de estar correta.

Séculos de pensamento científico
e de experiências

instituíram que os verdadeiros elementos,

coisas como o hidrogénio,
o carbono e o ferro,

podem decompor-se em átomos.

Na teoria de Leucipo, o átomo
é o pedaço mais pequeno, indivisível,

de matéria, ainda reconhecível

como hidrogénio, carbono ou ferro

A única coisa errada na ideia de Leucipo

é que o átomo é divisível.

Mais ainda, a sua ideia de átomo

explica apenas uma pequena parte
do que constitui o universo.

O que parece ser a matéria
comum do universo

é, na verdade, muito rara.

Os átomos de Leucipo
e as coisas de que são feitos,

constituem apenas 5%
do que sabemos existir no universo.

Os físicos conhecem o resto do universo
— os restantes 95% —

como o universo escuro,

feito de matéria escura
e energia escura.

Como é que sabemos isto?

Sabemos, porque olhamos
para as coisas e vemo-las.

Isto pode parecer bastante simplista

mas, na verdade, é muito profundo.

Toda a matéria que é formada
por átomos é visível.

A luz reflete-se nela e podemos vê-la.

Quando olhamos para o espaço,
vemos estrelas e galáxias.

Algumas delas, tal como aquela
em que vivemos,

são belas formas em espiral
girando graciosamente pelo espaço.

Quando os cientistas, nos anos 30,

mediram o movimento
de grupos de galáxias

e pesaram a quantidade
de matéria que elas continham,

ficaram surpreendidos.

Não havia matéria visível suficiente

naqueles grupos, para os manter unidos.

Medições posteriores
de galáxias individuais

confirmaram esse resultado misterioso.

Não há matéria visível
suficiente nas galáxias

para uma gravidade suficiente
as manter unidas.

Por aquilo que vemos, deviam estar
a separar-se, mas não estão.

Portanto, tem de haver ali matéria
que não podemos ver.

Chamamos-lhe matéria escura.

A melhor prova para a matéria escura

provém das medições da chamada

radiação cósmica de fundo
em micro-ondas, o fóssil do Big Bang.

Mas isso é outra história.

Todos os indícios que temos
dizem que a matéria escura existe

e é responsável
por grande parte da matéria

naquelas belas galáxias em espiral
que enchem os céus.

Onde é que isto nos leva?

Há muito que sabemos
que os céus não giram à nossa volta

e que residimos num planeta
bastante vulgar,

que orbita uma estrela bastante vulgar

no braço em espiral de uma galáxia
bastante vulgar.

A descoberta da matéria escura

fez-nos afastar mais um passo
do centro das coisas.

Disse-nos que a matéria
de que somos feitos

é apenas uma pequena fração
do que constitui o universo.

Mas mais havia de chegar.

No início deste século, os cientistas
que estudam os confins do universo

confirmaram que não só está tudo
a separar-se de tudo o resto,

como seria de esperar num universo

que começou com um Big Bang
quente e denso,

mas também que a expansão do universo

também parece estar a acelerar.

Como é que é?

Ou há um certo tipo de energia
a pressionar essa aceleração,

tal como fornecemos energia
para acelerar um automóvel,

ou a gravidade não se comporta
exatamente como julgamos.

Muitos cientistas pensam
que é a primeira hipótese

que há um certo tipo de energia
que fomenta a aceleração,

e chamaram-lhe "energia escura".

As melhores medições atuais
permitem-nos calcular

quanto do universo é escuro.

Parece que a energia escura
constitui cerca de 68% do universo

e a matéria escura cerca de 27%,

restando só 5% para nós

e para tudo o mais
que conseguimos ver.

Então, de que é feita a matéria escura?

Não sabemos, mas há uma teoria,
chamada "supersimetria"

que talvez explique, pelo menos em parte.

A supersimetria, ou SUSY, em abreviado,

prevê uma gama de novas partículas,

algumas das quais podem
constituir a matéria escura.

Se encontrarmos provas
para a SUSY,

podemos passar da compreensão
de 5% do nosso universo

— as coisas que podemos ver —

para cerca de um terço.

Nada mau.

A energia escura talvez
seja mais difícil de compreender

mas há algumas teorias especulativas
que podem apontar o caminho.

Entre elas há teorias que voltam

à primeira ideia
dos gregos da Antiguidade,

a ideia com que começámos há bocado.

a ideia de que o universo
deve ser simples.

Estas teorias preveem
que há um só elemento

do qual deriva toda a maravilhosa
diversidade do universo,

uma corda em vibração.

A ideia é que todas as partículas
que conhecemos hoje

são apenas diferentes harmonias na corda,

Infelizmente, as teorias da corda,

continuam sem ser testadas, até hoje.

Mas com tanto do universo
à espera de ser explorado,

a parada é alta.

Tudo isto faz-vos sentir pequenos?
Não deviam sentir-se.

Deviam sentir-se maravilhados
pelo facto de que,

tanto quanto sabemos, somos membros
da única espécie no universo

capazes de começar a perceber
as suas maravilhas.

Vivemos no tempo certo

para ver explodir os nossos conhecimentos.