Bem-vindos ao "Ciência Pop". Professor Carlos Vilhais, viva.

Olá, João Miguel Santos.

Professor, já está no espaço o telescópio Euclides, da Agência Espacial Europeia. Nos próximos seis anos, este telescópio vai estudar milhares de milhões de galáxias e tentar desvendar os mistérios do chamado lado escuro do universo. Até começar a missão de estudo do universo, Euclides vai ter de percorrer um milhão e meio de quilômetros. Grande viagem esta, professor Carlos Vilhais.

Sim, é um bocadinho. Vai demorar a chegar ao sítio onde ele depois vai funcionar.

Por que tantos quilômetros, professor Carlos Vilhais?

Porque há um ponto especial de estabilidade orbital que está para o lado do raio da Terra e que acompanha o movimento da Terra. Portanto, vai ficar em órbita em torno de um ponto do espaço que está acima da órbita da Terra. Vai acompanhar o movimento da Terra e vai estar em órbita do Sol. Tal como está, aliás, o telescópio espacial Webb, da NASA, que está exatamente nesse sítio.

Sobre o qual também já falamos aqui há algumas edições atrás.

Exato. E esse sítio é um milhão e meio de quilômetros. Pode parecer muito, dá cerca de um mês pra lá chegar. Aquilo vai a uma velocidade de cerca de 2 mil km/h, mais ou menos o dobro, em média, do que os aviões a jato conseguem, e muito mais do que conseguem os pilotos de Fórmula 1. Mas não é assim tão longe como isso. Se pensarmos que do Sol à Terra são 150 milhões de quilômetros, então ali 1,5 milhões de quilômetros é só 1% da distância ao Sol. Do ponto de vista do sistema solar, está ali muito pertinho da Terra.

Professor, e que mistérios do lado escuro do universo são esses que o Euclides vai ajudar a desvendar?

Há muita coisa que sabemos sobre o universo, mas há também muita coisa que não sabemos e, pesando os dois lados da balança, aparentemente é muito mais o que não sabemos do que aquilo que sabemos. Há sinais que nos vêm dos céus, que nos dizem que a nossa física está incompleta, que o nosso conhecimento do universo está incompleto. Dois grandes mistérios chamam-se matéria escura. Já aqui falamos sobre isso também no programa. E outro chama-se energia escura. São coisas diferentes, mas têm em comum o fato de nós não sabermos bem do que se trata. Matéria escura é uma forma de matéria que nós não sabemos o que é e que preenche as galáxias, e todas as galáxias, incluindo a nossa. E energia escura é uma energia associada a uma força misteriosa, antigravítica, portanto, faz o contrário da força gravítica. A força gravítica faz aproximar galáxias, esta faz afastar galáxias e é uma força que se exerce à escala cósmica e de algum modo ajuda a expansão do Big Bang. Hoje sabemos que a expansão das galáxias é acelerada e o que provoca esse efeito de reforço da expansão é um efeito que gostaríamos de saber, mas não sabemos. Só para dar uma ideia quantitativa da nossa ignorância, a matéria de que é feita a maior parte das coisas, a matéria dos átomos, nós próprios, a Terra, os astros, as estrelas, toda a matéria e a energia que conhecemos, sai cerca de 5% do universo. E nós imaginamos, pesando as coisas, que a matéria escura tem cerca de 20% de toda a matéria e energia do universo e temos aqui 25%, e tudo o resto, portanto 75%, é a tal energia escura. O universo é, na sua grande maioria, escuro, no sentido desconhecido.

Portanto, nós vivemos na ignorância.

Sim, por um lado, pode-se dizer, sabemos pouco. Por outro lado, é um desafio.

Pois, claro.

Portanto, isso aguça o nosso engenho. E esta missão Euclides é uma das maneiras, das várias, muitas maneiras que nós temos de tentar entrar no mistério, tentar dissipar o escuro que temos.

Portanto, há um potencial revolucionário nesta missão.

Sim, não é a única missão que nos serve para fazer luz sobre o universo. O próprio telescópio James Webb está a enviar montes de informação e está a acrescentar muita coisa. E depois vai haver novos telescópios, quer na Terra, quer no espaço. Daqui a uns anos, a NASA vai mandar uma nave semelhante a esta, que é da Agência Espacial Europeia, que tem o nome de uma astrónoma, Norman Grace Roman Telescope. É um telescópio que esperamos todos, a missão está prevista pra seis anos, pode ser que demore mais tempo, mas que vai fazer um catálogo do céu. Vai varrer o céu. Cerca de um terço de todo o céu vai ser varrido. Por que um terço e não todo? Porque há uma parte que está tapada pela própria Via Láctea, que é um aglomerado de estrelas entre as quais está o Sol, que de algum modo tapa, dificulta a visão, é muito luminoso. Dificulta a visão do universo para esse lado. Portanto, vai apanhar um terço do lado contrário à direção da Via Láctea e vai varrer aquilo, aquilo vai recolher luz visível e luz invisível infravermelha. Tem o telescópio, tem câmaras digitais que recolhem a luz, tem também um instrumento chamado espectrômetro, que dá para ver o tipo de matéria que origina essa luz. E nós esperamos ter o mapa do céu. No fundo, é um mapa do céu que vamos fazer. Vai apontando ali, apontando acolá, vai varrer, vai rastrear o céu.

E como? Que técnicas?

Sim, as câmaras digitais recolhem aquela luz de todo o sítio, sistematicamente. Essa luz é mandada para a Terra, através de micro-ondas e, portanto, fica uma grande quantidade de informação para ser tratada aqui. E o que nós vemos são as posições das galáxias, aquilo que nos vai dizer: "Ali estão as galáxias". Agora, falamos de matéria escura e energia escura. Como é que a partir da posição das galáxias, nós vamos ter essa informação? As galáxias emitem luz e portanto são visíveis, é matéria conhecida. Mas todas as galáxias, como eu disse, têm energia escura. E o que é que acontece? As galáxias, umas estão mais próximas, outras estão mais afastadas e estão por todo lado, mais ou menos uniformemente distribuídas. É mais ou menos uniforme a distribuição de galáxias. E o que é que acontece? As galáxias que estão por trás vão enviar luz e que vão passar, nalguns casos, mas como há muitas galáxias, em muitos casos, vão passar perto das que estão na frente. E ao passar perto das que estão na frente, vai haver uma deflexão, um desvio da luz visível. E esse desvio da luz é causado, em grande parte, é um desvio gravitacional. Isso foi o Einstein que descobriu isso na teoria da relatividade geral, a nossa melhor teoria da gravidade, é causada pela presença dessa matéria escura. Funciona como uma lente. Tal como uma lente desvia a luz, a própria matéria escura faz encurvar gravitacionalmente a luz das galáxias que estão por trás. Portanto, fazendo essa reconstituição, nós conseguimos saber que quantidade de matéria escura é que está associada a cada galáxia. No fundo, qual é a mancha de matéria escura que ali está, pelo efeito que produz na luz visível, efeito apenas gravitacional, porque essa matéria escura não emite luz, o próprio nome indica. Por outro lado, a energia escura, que é o outro lado que não tem a ver com isto. Mas eu disse que tinha um espectrômetro, que é um aparelho que permite medir a velocidade das galáxias. Há um efeito chamado desvio para o vermelho, que as riscas originárias pela emissão de luz, pela matéria, é desviada para o lado do vermelho, para um dos lados do espectro, conforme for a velocidade maior. E de acordo com aquilo que conhecemos, isso é desde os anos 30, a Lei de Hubble, conhecemos bem isso, as galáxias quanto mais longe estão, mais se afastam. Não apenas da nossa, afastam-se todas umas das outras. Portanto, a velocidade é cada vez maior, à medida que elas estão mais longe. E esse desvio para o vermelho é uma medida do afastamento das galáxias. Sendo esse instrumento preciso, ele vai nos dar informação sistemática, não de uma, duas galáxias, mas de todas, sobre a velocidade que elas estão. E nós queremos saber por que as que estão mais longe estão a ir mais rápido do que aquilo que deveriam ir. E talvez, a esperança é essa, um catálogo geral de todas as velocidades das galáxias nos ajude a perceber melhor, com mais rigor, qual é, pelo menos quantitativamente, essa aceleração do afastamento das galáxias.

Uau! Portanto, é essa a informação nova que podemos alcançar sobre o nosso universo com esta missão.

Pelo menos é aquilo que à partida planeámos. Estas missões demoraram muito tempo, como qualquer missão espacial, demoraram muito tempo a ser feitas. É uma colaboração internacional de vários países europeus, entre os quais Portugal se integra e, portanto, há astrofísicos, astrônomos em Portugal que participam nesta missão, mas depois estes dados estão à disposição da comunidade científica, o que significa que este mapa do céu pode nos proporcionar surpresas. Sabemos lá o que é que virá. Este é o que esperamos recolher.

Pois.

Mas depois não sabemos e não é a primeira vez que encontramos surpresas. E portanto, seria uma coisa que nós também gostaríamos que acontecesse. Gostaríamos de ser surpreendidos.

Claro que sim.

E portanto, estes mistérios já sabemos que existem. Quiçá aparecerão outros, mas isso, enfim, por sua própria natureza, nós não podemos antecipar.

Claro que sim.

O que temos é um mapa muito completo, o mais completo possível com a tecnologia atual da distribuição das galáxias no céu, por camadas, quer dizer, 3D. Umas estão à frente, a velocidade mais baixa, outras estão mais adiante, velocidade mais alta, o próprio desvio para o vermelho diz que quanto mais desvia, mais longe estão. O universo tem 14 bilhões de anos, vai nos permitir ir, não verdadeiramente ao início, mas até 10 bilhões de anos. Portanto, todas as galáxias numa área de um terço do céu, até 10 bilhões de anos atrás, vão ser registadas e isso vai ser um mapa informático que vai consumir muitos recursos, algoritmos poderosos que estão a ser desenvolvidos para fazer sentido, extrair aquela informação e contrastar aquilo com mapas não tão bons que já temos disponíveis atualmente.

Cá estaremos, professor, para dar voz às descobertas feitas por este engenho. Quando elas surgirem.

Longe viva o "Ciência Pop"! Para podermos acompanhar, prevê-se daqui por seis anos, pelo menos. E se o "Ciência Pop" durar tanto como esta missão Euclides, diremos que é um programa muito bem-sucedido.

Muito bem. Boa sorte então para o telescópio Euclides.

E também para o programa.

E também para o programa. Até para a semana, professor Carlos Farias.

Até para a semana. Adeus, amigo.