Anil Ananthaswamy: O que precisa se para fazer astrofísica extrema

Eu gostaria de falar hoje sobre o que eu penso ser uma das maiores aventuras em que os seres humanos já embarcaram, que é a busca pelo entendimento do universo e nosso lugar nele. Meu próprio interesse neste assunto, e minha paixão por isso, começou meio que por acidente. Eu havia comprado uma cópia do livro "O Universo e o Dr. Einstein" - um livro de segunda mão de uma loja de livros usados em Seattle. Alguns anos depois, em Bangalore, eu estava tendo problemas para dormir uma noite, e eu peguei esse livro, pensando que iria me fazer dormir em 10 minutos. E o que aconteceu foi que eu li o livro da meia-noite às 5 da manhã de uma vez. E eu fique com um sentimento intenso de veneração e euforia com o universo e nossa própria habilidade de entender o quanto entendemos. E esse sentimento ainda não desapareceu.

Esse sentimento foi o que causou a minha mudança de carreira - de engenheiro de software para escritor de ciência - para que eu pudesse participar da alegria da ciência, e também da alegria de comunicá-la a todos. E esse sentimento também me levou a uma peregrinação literalmente aos confins da terra para ver telescópios, detectores, instrumentos que as pessoas estão construindo, para estudar o cosmos e cada vez mais detalhes. Então eu fui a lugares como o Chile - o Deserto do Atacama no Chile - a Sibéria, as minas subterrâneas, os Alpes Japoneses, a América do Norte, até a Antártida e até mesmo o Polo Sul.

E hoje eu gostaria de compartilhar algumas imagens e algumas histórias dessas viagens. Eu basicamente passei os últimos anos documentando os esforços de alguns homens e mulheres extremamente intrépidos que estão colocando suas vidas em risco, às vezes literalmente, trabalhando em lugares muito remotos e hostis para que possam conseguir os mais fracos sinais do cosmos para que nós possamos entender este universo.

Vou começar com um gráfico pizza. E eu prometo que este é o único gráfico pizza em toda a apresentação. Mas estabelece o estado do nosso conhecimento do cosmos. Todas as teorias em física que temos hoje explicam bem o que é chamado de matéria normal - a coisa da qual todos nós somos feitos - e isso é 4% do universo. Astrônomos e cosmólogos e físicos pensam que há algo chamado matéria escura no universo, o que representa 23% do universo, e algo chamado energia escura, que permeia o espaço-tempo, e forma os outros 73%. Então, se olharem para esse gráfico, 96% do universo, neste ponto em nossa exploração, é desconhecido ou não muito bem entendido. E a maioria dos experimentos e telescópios que fomos ver estão de alguma forma lidando com essa questão, esses dois mistérios de matéria escura e energia escura.

Eu vou levá-los primeiro a uma mina subterrânea no norte de Minnesota onde as pessoas estão procurando algo chamado matéria escura. E ideia aqui é que elas estão procurando por um sinal de uma partícula de matéria escura aparecendo em seus detectores. A razão pela qual tem que ser subterrâneo é que, se esse experimento fosse feito na superfície da Terra, o mesmo experimento seria atolado por sinais que poderiam ser causados por raios cósmicos, atividade de rádio ambiente, até mesmo nossos corpos. Talvez vocês não acreditem, mas nossos corpos são radioativos o suficiente para estragar o experimento. Então eles vão no fundo das minas para achar um ambiente silencioso que permitirá ouvir o barulho de uma matéria escura tocar no detector.

E eu fui ver um desses experimentos, e isso é - vocês mal conseguem ver, e isso porque é totalmente escuro lá dentro. Esta é uma caverna que foi deixada para trás pelos mineiros em 1960. E os físicos vieram e começaram a usá-la em alguma parte dos anos 80. E os mineiros no início do século passado trabalhavam, literalmente, a luz de velas. E hoje, vocês veem isso dentro da mina, 800 metros embaixo da terra. Este é um dos maiores laboratórios subterrâneos do mundo. E entre outras coisas, eles estão procurando por matéria escura.

Há outra maneira de procurar por matéria escura, que é indiretamente. Se matéria escura existe em nosso universo, em nossa galáxia, então essas partículas deveriam estar se chocando e produzindo outras partículas que nós conhecemos - uma delas sendo neutrinos. E neutrinos podem ser detectados pela assinatura que deixam quando colidem com moléculas de água. Quando um neutrino colide com uma molécula de água emite uma espécie de luz azul, um raio de luz azul, e ao procurar por essa luz azul, é possível entender algo sobre o neutrino e então, indiretamente, algo sobre a matéria escura que talvez tenha criado esse neutrino. Mas é preciso volumes de água enormes para se fazer isso. Precisamos de algo como dezenas de megatons de água - quase um gigaton de água - para conseguir pegar esse neutrino. E onde no mundo se acharia essa quantidade de água? Bem, os russos têm um tanque no próprio quintal.

Este é o Lago Baikal. É o maior lago do mundo. Tem 800 km de distância. Mais ou menos 40 km a 50 km de largura na maior parte, e de 1 km a 2 km de profundidade. E o que os russos estão fazendo é construir detectores e submergi-los cerca de 1 km da superfície do lago para que possam observar esses raios de luz azul. E esta foi a cena que vi quando eu cheguei lá. Este é o Lago Baikal no auge do inverno siberiano. O lago está totalmente congelado. E a linha de pontos pretos que vocês veem no fundo, este é o campo de gelo onde os físicos estão trabalhando. A razão pela qual eles têm que trabalhar no inverno é porque eles não têm dinheiro para trabalhar no verão e primavera, e se eles o fizessem, eles precisariam de navios e submersíveis para fazer o seu trabalho. Então eles esperam até o inverno - o lago está completamente congelado - e eles usam esse gelo de um metro de espessura como uma plataforma onde estabalecem o seu campo e fazem o seu trabalho.

Isso são os russos trabalhando no gelo no auge do inverso siberiano. Eles precisam abrir buracos no gelo, mergulhar na água - água muito gelada - para pegar o instrumento, trazer para cima, fazer qualquer reparo e manutenção necessários, colocar de volta e sair antes do gelo derreter. Porque essa fase do gelo sólido dura dois meses e é cheia de rachaduras. E vocês têm que imaginar que há um lago feito um oceano embaixo, se movendo. Eu ainda não entendo esse cara russo trabalhando sem camisa, mas isso mostra o quanto ele trabalhava. E essas pessoas, um punhado de pessoas, têm trabalhado por 20 anos, procurando por partículas que podem ou não existir. E eles dedicaram a vida toda a isso. E só para dar uma ideia, eles gastaram 20 milhões ao longo de 20 anos. São condições bem difíceis. Eles trabalham com um orçamento mínimo. Os banheiros lá são literalmente buracos no chão cobertos por madeira. E é bem básico, mas eles fazem isso todos os anos.

Da Sibéria para o Deserto do Atacama no Chile, para ver algo chamado O Telescópio Muito Grande. O Telescópio Muito Grande é uma dessas coisas que os astrônomos fazem - eles dão nomes sem imaginação aos seus telescópios. Eu falo que de fato, o próximo que eles planejam é chamado O Telescópio Extremamente Grande. (Risos) E vocês não acreditariam, mas um depois desse será chamado O Telescópio Arrebatadoramente Grande. Mas enfim, é uma obra de engenharia extraordinária. Há quatro telescópios de 8,2 metros. E esses telescópios, entre outras coisas, estão sendo usados para estudar como a expansão do universo está mudando com o tempo. E quanto mais se entende isso, melhor se entende o que é essa energia escura - da qual o universo é feito.

E uma obra de engenharia que eu quero mencionar sobre esse telescópio é o espelho. Cada espelho, existem quatro deles, é feito de um único pedaço de vidro, uma peça monolítica de cerâmica hi-tech, que foi triturada e polida com tanta precisão que a única maneira de entender o que é isso é imaginar uma cidade como Paris, com todos os seus edifícios e a Torre Eiffel, Se vocês triturassem Paris com a mesma precisão, ficariam com pedacinhos de um milímetro de altura. E este é o tipo de polimento pelo qual esses espelhos passaram. Um grupo extraordinário de telescópios. Aqui tem outra imagem dele. A razão pela qual você precisa construir esses telescópios em lugares como o Deserto do Atacama é por causa do deserto em grande altitude. O ar seco é muito bom para os telescópios, e também as nuvens ficam abaixo do cume da montanha e o telescópio tem cerca de 300 dias de céu aberto.

Finalmente, quero levá-los para a Antártida. Eu quero passar a maior pate do meu tempo nesta parte do mundo. Esta é a fronteira final da cosmologia. Alguns dos experimentos mais incríveis, alguns dos experimentos mais extremos, estão sendo feitos na Antártida. Eu estava lá para ver algo chamado voo de balão de longa duração, que basicamente leva telescópios e instrumentos até a atmosfera superior, a estratosfera superior, 40 km para cima. E é aí que eles fazem experimentos, e então o balão, a carga útil, é trazida para baixo. Então aqui estamos pousando na Plataforma de Gelo Ross na Antártida. Este é um avião de carga americano C-17 que nos voou da Nova Zelândia para McMurdo na Antártida. E aqui estamos embarcando no ônibus. E eu não sei se vocês conseguem ler as palavras, mas diz, "Ivan, o Terríbus." E está nos levando para McMurdo.

E esta é a cena que nos saúda em McMurdo. E talvez vocês mal consigam ver esta cabana aqui. Esta cabana foi construída por Robert Falcon Scott e seus homens quando eles chegaram na Antártida na primeira expedição ao Polo Sul. Por ser tão frio, tudo que está naquela cabana está como deixaram, com os restos da última refeição que eles cozinharam ainda lá. É um lugar extraordináio. Esta é McMurdo. Cerca de mil pessoas trabalham aqui no verão, e cerca de 200 no inverno quando é completamente escuro por seis meses.

Eu estava lá para ver o lançamento de um tipo de instrumento específico. Este é um experimento de raio cósmico que foi lançado até a estratosfera superior a uma altitude de 40 km. Eu quero que vocês imaginem duas toneladas de peso. Estão usando um balão para carregar algo de duas toneladas até uma altitude de 40 km. E os engenheiros, os técnicos, os físicos tiveram que se reunir na Plataforma de Gelo Ross, porque a Antártida - não entrarei nos detalhes do por quê - mas é um dos lugares mais favoráveis para se esses lançamentos, exceto pelo clima. O clima, como podem imaginar, isto é verão, e estão sobre 60 metros de gelo. E tem um vulcão atrás, que tem geleiras bem no topo. E o que eles têm que fazer é montar todo o balão - o tecido, o paraquedas e tudo mais - no gelo e então enchê-lo com hélio. E o processo leva cerca de duas horas.

E o clima pode mudar enquanto eles montam todo o aparato. Por exemplo, aqui eles estão esticando o tecido do balão atrás, que será enchido com hélio. Os caminhões que vocês veem lá no fundo carregam cada um 12 tanques de hélio comprimido. Agora, caso o clima mude antes do lançamento, eles têm que guardar tudo de volta nas caixas e levar de volta para a estação McMurdo. E este balão específico, por ter que levar duas toneladas de peso, é um balão gigantesto. Só o tecido pesa duas toneladas. Para minimizar o peso, é muito fino, é tão fino quanto papel de embrulho. E se eles tiverem que levar de volta, eles têm que colocá-lo em caixas e pisoteá-lo para caber na caixa de novo - mas quando eles fizeram isso pela primeira vez, foi no Texas. Aqui, eles não podem fazer isso com o tipo de sapatos que usam, então eles têm que tirar os sapatos, ficar de pés descalços no frio e fazer o trabalho. Este é o tipo de dedicação dessas pessoas.

Aqui está o balão sendo enchido com hélio, e podem ver que é uma linda vista. É uma cena que mostra o balão e a carga útil por inteiro. Então o balão está sendo enchido com hélio na parte esquerda, e o tecido se estende até o meio onde há um pedaço de eletrônicos e explosivos sendo conectados ao paraquedas e o paraquedas é então conectado à carga útil. E lembrem que tudo isso está sendo feito por pessoas no frio extremo, em temperaturas abaixo de zero. Eles estão vestindo cerca de 15 kg de roupas, mas eles têm que tirar as luvas para fazer isso. E eu gostaria de mostrá-los um lançamento.

(Vídeo) Rádio: OK, lancem o balão, lancem o balão, lancem o balão.

Anil Ananthaswamy: E finalmente gostaria de deixá-los com duas imagens. Este é um observatório no Himalaia, em Ladakh, na Índia. E o que eu quero que vocês olhem é o telescópio no lado direito. E bem na esquerda está o monastério budista de 400 anos. Este é um close do monastério budista. E eu fiquei maravilhado com a justaposição dessas duas enormes disciplinas do ser humano. Uma explora o cosmos do lado de fora, e a outra explora o nosso ser interior. E ambas necessitam de algum tipo de silêncio.

E o que me afetou foi que em cada lugar que eu fui ver esses telescópios, os astrônomos e cosmólogos estão procurando um certo tipo de silêncio, seja o silêncio de uma poluição de rádio ou poluição de luz ou o qualquer outra coisa. E ficou óbvio que, se destruirmos esses lugares silenciosos da Terra, ficaremos presos em um planeta sem a habilidade de olhar para fora, porque não seremos capazes de entender os sinais que vêm do espaço.

Obrigado.

(Aplausos)