Brian Cox: Porque necessitamos de exploradores

Vivemos obviamente tempos economicamente difíceis e desafiadores. E uma das primeiras vitimas de tempos economicamente difíceis, eu acho, é a despesa pública de qualquer tipo, mas certamente que na linha de fogo neste momento está a despesa pública com a ciência, e, em particular com a ciência e exploração fundamental. Então quero tentar convencer-vos em cerca de 15 minutos que isso é algo ridículo e absurdo de se fazer.

Mas como introdução, gostaria de vos mostrar - o próximo slide não é uma tentativa de mostrar o pior slide na história do TED, mas está um pouco confuso. (Risos) Mas a culpa não é minha; é do jornal The Guardian. E é na verdade uma bela demonstração de quanto custa a ciência. Porque, se vou estar a defender a continuidade dos gastos em ciência e exploração fundamental, devo dizer-vos quanto custa. Assim este é um jogo chamado <>. Este é o gasto do governo do Reino Unido. Vêem aqui, é cerca de 620 mil milhões por ano.

O orçamento para a ciência é na realidade – se olharem para a vossa esquerda, existe um conjunto de círculos roxos e depois um conjunto de círculos amarelos. E é um desses conjuntos de círculos amarelos em torno do grande circulo amarelo. É cerca de 3.3 mil milhões de libras por ano dos 620 mil milhões. Isso financia tudo no Reino Unido. Desde pesquisa médica, exploração espacial, onde eu trabalho, no CERN em Genebra, física de partículas, engenharia, e até artes e humanidades, financiados pelo orçamento para a ciência, os tais 3.3 mil milhões, aquele pequeno, pequeníssimo circulo amarelo em torno do círculo laranja no canto superior esquerdo do ecrã. É disto que estamos a falar. Aquela percentagem, a propósito, é aproximadamente a mesma nos EUA, Alemanha e França. O total de I&D na economia, com financiamento público, é cerca de 0.6 porcento do PIB. É disso que estamos a falar.

A primeira coisa que quero dizer, e isto vem directamente do documentário <>, é que a nossa exploração do sistema solar e do universo mostrou-nos que é indescritivelmente bonito. Esta é uma fotografia que nos foi enviada pela sonda espacial Cassini à volta de Saturno, já depois de termos filmado o <>. Daí não estar na série. Esta é da lua Encélado. Aquela grande, extensa esfera no canto é Saturno, que na realidade está em segundo plano na fotografia. E aquele crescente ali é a lua Encélado, que é tão grande como as Ilhas Britânicas. Tem cerca de 500 km de diâmetro. Uma lua pequena, portanto. O que é fascinante e bonito... esta fotografia não está processada, já agora, devo dizê-lo. Está a preto e branco, directamente da órbita de Saturno.

Mas o que é bonito - e provavelmente podem vê-lo naquela orla ali - umas breves e esbatidas nuvens de quase fumo elevando-se desde a orla. É assim que visualizamos isso no <>. É um gráfico lindíssimo. O que descobrimos foi que esses tufos esbatidos são, na verdade, fontes de gelo erguendo-se da superfície desta pequena lua. Isso, por si só, é fascinante e bonito, mas pensamos que o mecanismo que alimenta essas fontes requer a existência de lagos de água líquida sob a superfície desta lua. E isso é importante porque no nosso planeta, na Terra, onde quer que encontremos água líquida encontramos vida. Então, encontrar fortes indícios de líquido, de lagos de líquido, sob a superfície de uma lua a 1200 milhões de quilómetros da Terra é realmente assombroso. O que estamos a dizer, essencialmente, é que talvez seja um habitat para vida no sistema solar. Bem, permitam-me dizer, aquilo era um gráfico. Quero apenas mostrar esta fotografia. Mais outra fotografia de Encélado. Foi tirada quando a Cassini voou por baixo de Encélado. Passou a muito pouca altitude apenas a algumas centenas de quilómetros da superfície. Isto é, novamente, uma imagem real das fontes de gelo erguendo-se para o espaço, absolutamente lindo.

Mas este local não é o candidato principal para a vida no sistema solar. Esse é provavelmente este local, uma lua de Júpiter, Europa. Novamente tivemos de voar até ao sistema Joviano para percebermos que esta lua, tal como a maioria das luas, não era mais do uma bola de rocha morta. Na realidade é uma lua de gelo. Assim aquilo que estão a ver é a superfície da lua Europa, que é uma camada espessa de gelo, provavelmente com uma centena de quilómetros de espessura. Medindo a forma que Europa interage com o campo magnético de Júpiter, e olhando para aquelas rachas no gelo que podem ver a girar naquele gráfico, nós inferimos fortemente que existe um oceano de liquido que rodeia toda a superfície de Europa. Assim por debaixo do gelo, existe um oceano de liquido em que cobre toda a lua. Pensamos que possa ter centenas de quilómetros de profundidade. Pensamos que possa ser de água salgado, o que significaria que existe mais água naquela lua de Júpiter do que em todos os oceanos na Terra combinados. Então aquele local, uma pequena lua em volta de Júpiter, é provavelmente o principal candidato para encontrar vida numa lua. ou num corpo fora da Terra, que nós saibamos. Uma descoberta tremenda e maravilhosa.

A nossa exploração do sistema solar Ensinou-nos que o nosso sistema solar é lindo. Pode-nos também ter mostrado o caminho para responder a uma das questões mais profundas que conseguimos fazer, que é, <>. Existirá outro uso para a exploração e para a ciência, que não seja o de indagarmos? Bem, sim existe. Esta é uma imagem muito famosa tirada, na realidade, na minha primeira Véspera de Natal, 24 de Dezembro de 1968, quando eu tinha cerca de oito meses de idade. Foi tirada pela Apolo Oito à medida que passava por trás da Lua. O nascer da Terra visto da Apolo 8. Uma imagem famosa; muitos disseram que foi a imagem que salvou 1968, que foi um ano turbulento -- a revolta dos estudantes em Paris, o auge da Guerra do Vietname. A razão porque muitas pessoas pensam isso desta imagem, e Al Gore disse-o muitas vezes no palco do TED, é que esta foto foi, possivelmente, o começo do movimento ambientalista. Porque, pela primeira vez, nós vimos o nosso mundo não como um lugar sólido, imóvel e quase que indestrutível, mas antes como um mundo muito pequeno e frágil pendurado contra a escuridão do espaço.

O que geralmente não é dito sobre exploração espacial, sobre o programa Apolo, é a contribuição económica que este fez. Enquanto se pode argumentar que foi um feito maravilhoso e tremendo que proporcionou fotos como esta, foi muito caro, não foi? Bom, na verdade, muitos estudos foram feitos sobre a efectividade económica, o impacto económico do programa Apolo. O maior deles foi realizado em 1975 pela Chase Econometrics. E mostrou que para cada dólar gasto no Apolo, 14 dólares retornaram para economia dos EUA. Então o programa Apolo pagou-se a si próprio em inspiração, em engenharia, conquistas e, penso eu, ao inspirar jovens cientistas e engenheiros 14 vezes mais. Então a exploração pode-se pagar a si própria.

E quanto à descoberta científica? E quanto ao incentivo à inovação? Bem, Isto parece uma foto de virtualmente nada. Na verdade, é uma foto do espectro do hidrogénio. É que nos anos 1880, 1890, muitos cientistas, muitos observadores, olharam para a luz emitida pelos átomos E eles viram imagens estranhas tais como esta. O que você vê quando coloca isso através de um prisma é que quando aquece o hidrogénio ele não brilha apenas como se fosse uma luz branca emite luz apenas em cores específicas, vermelho, azul claro, alguns azuis escuros. Ora isso levou a um entendimento da estrutura atómica porque a forma de explicar isso é que os átomos são formados por núcleos singulares com electrões movendo-se ao seu redor. E os electrões só podem estar em lugares específicos. E quando eles pulam para o próximo lugar possível e voltam para o lugar anterior, eles produzem luz de cores específicas.

Então o facto de os átomos, quando aquecidos emitirem luz apenas com cores muito específicas, foi um dos pontos chave que levou ao desenvolvimento da teoria quântica, a teoria da estrutura dos átomos. Gostaria apenas de mostrar esta foto pois isso é extraordinário. Esta é uma foto do espectro do Sol. E esta é uma foto de átomos na atmosfera do Sol absorvendo luz. E novamente, eles só absorvem luz com cores específicas quando os electrões pulam e voltam, pulam e voltam. Mas olhem agora para o número de linhas pretas naquele espectro. E o elemento Hélio foi descoberto somente por observar a luz do Sol porque algumas das linhas pretas observadas não correspondiam a nenhum elemento conhecido na altura E é por isso que Hélio é chamado de Hélio. É chamado <> -- Helios de Sol.

Isso pode parecer esotérico, e foi deveras uma busca esotérica, mas a teoria quântica rapidamente levou ao entendimento dos comportamentos dos electrões em materiais, como o silício, por exemplo. A forma como o silício se comporta, o facto de podermos construir transístores, é um fenómeno puramente quântico. Então sem o entendimento levado pela curiosidade da estrutura dos átomos, que resultou nesta teoria algo esotérica, mecânica quântica, não teríamos os transístores, não teríamos chips de silício, não teríamos o que é simplesmente a base da nossa economia moderna.

Existe ainda outra surpresa neste conto maravilhoso. Em <>, sempre enfatizámos que as leis da Física são universais. É uma das coisas mais incríveis sobre a Física e a compreensão da natureza que temos na Terra, podemos transporta-la, não somente para os planetas, mas até as estrelas e galáxias mais distantes. E uma das previsões surpreendentes da mecânica quântica, olhando somente para estrutura dos átomos -- a mesma teoria que descreve os transístores -- é a de não puderem existir estrelas no universo que tenham atingido o fim da sua vida com uma massa, especificamente, de 1,4 vezes a massa do Sol. Este é o limite imposto à massa das estrelas. Pode-se calcular num pedaço de papel no laboratório, pegar um telescópio, apontar para o céu e descobrir que não há estrelas mortas maiores do que 1,4 vezes a massa do Sol. Esta é uma previsão incrível.

O que acontece quando se tem uma estrela quase no limite dessa massa? Bem, esta é uma foto disso. Esta é uma foto de uma galáxia, uma galáxia típica <> com, o quê?, 100 mil milhões de estrelas como o nosso Sol. É somente uma dos milhares de milhões de galáxias no universo. Existem mil milhões de estrelas no centro galáctico, e é por isso que brilha tão intensamente. Isto está a cerca de 50 milhões de anos-luz, então é uma das nossas galáxias vizinhas. Mas aquela estrela brilhante ali é uma das estrelas da galáxia. Então aquela estrela também está a 50 milhões de anos-luz. É parte da galáxia, e brilha tão intensamente quanto o centro da galáxia que tem mil milhões de estrelas. É uma explosão super-nova Tipo 1a. É um fenómeno incrível como é uma estrela que lá está. É chamada de anã carbono-oxigénio. Tem cerca de 1,3 vezes a massa do Sol. E tem uma companhia binária que se move ao seu redor, então uma estrela grande, uma grande bola de gás. E o que ela faz é sugar o gás da sua estrela companheira, até chegar ao limite chamado limite Chandrasekhar, e então ela explode. Ela explode e brilha tão intensamente quanto mil milhões de sois durante cerca de duas semanas, e liberta não somente energia, mas uma quantidade enorme de elementos químicos para universo. Na verdade, aquela é uma anã carbono-oxigénio.

Agora, não havia carbono e oxigénio no universo aquando do Big Bang. E não havia carbono e oxigénio no universo durante a primeira geração de estrelas. Foi produzido em estrelas como esta, aprisionado e então devolvido ao universo em explosões como esta para então re-condensar em planetas, estrelas, novos sistemas solares e, deveras, em pessoas como nós. Acho que esta é uma demonstração extraordinária do poder e beleza e universalidade das leis da Física, como entendemos esse processo, como entendemos a estrutura dos átomos aqui na Terra.

Esta é uma bonita citação que encontrei -- estamos falando sobre descobrir por acaso -- de Alexander Fleming. < em 28 de Setembro de 1928, certamente não planeei revolucionar toda a medicina ao descobrir o primeiro antibiótico do mundo.>> Agora, os exploradores do mundo do átomo não pretendiam inventar o transístor. E certamente que não pretendiam descrever a mecânica das explosões de super-novas, que acabou no fim por nos dizer onde é que os blocos constituintes da vida foram sintetizados no universo. Então, acho que ciência pode ser -- descobrir por acaso é importante. Pode ser lindo. Pode revelar coisas surpreendentes. Também pode finalmente revelar-nos as ideias mais profundas sobre o nosso lugar no universo e realmente o valor do nosso planeta.

Esta é uma foto espectacular do nosso planeta. Não parece ser o nosso planeta. Parece ser Saturno porque, é claro, é Saturno! Foi tirada pela sonda espacial Cassini. Mas é uma foto famosa, não por causa da beleza e da majestade dos anéis de Saturno, mas por causa de um pequeno ponto apagado pendurado em baixo de um dos anéis. E se eu ampliar aqui, poderão ver. Parece ser uma lua, mas é na verdade uma foto da Terra. Foi uma foto da Terra tirada naquela parte de Saturno. Aquele é o nosso planeta a 1000 milhões de quilómetros de distância. Acredito que a Terra tem um estranho factor que quanto mais nos distanciamos dela, mais linda ela se parece.

Mas esta não é a foto mais distante ou mais famosa do nosso planeta. Foi tirada por esta coisa, que é chamada de nave Voyager. E esta é uma foto minha na frente da nave para uma ideia de tamanho. A Voyager é uma máquina minúscula. Está actualmente a 16 mil milhões de quilómetros da Terra, transmitindo com aquele <> com uma potência de 20 watts, e ainda estamos em contacto com ela. Visitou Júpiter, Saturno, Úrano e Neptuno. E depois de visitar esses quatro planetas, Carl Sagan, que é um dos meus maiores heróis, teve a maravilhosa ideia de girar a Voyager e tirar uma foto de cada planeta visitado. E tirou esta foto da Terra. É muito difícil ver a Terra ali, é chamada na foto, de <>, mas a Terra está suspensa naquela faixa de luz. Esta é a Terra a cerca de 6,5 mil milhões de quilómetros.

E eu gostaria de ler para vocês o que Sagan escreveu sobre isso, para terminar, porque eu não consigo achar palavras tão lindas para descrever o que ele viu na foto que ele tinha tirado. Ele disse: < Aquilo é aqui. Aquilo é a nossa casa. Aquilo somos nós. nele, todos os que você ama, todos os que você conhece, todos os que você já ouviu falar, cada ser humano que já viveu a sua vida. O conjunto de alegria e sofrimento milhares de religiões, ideologias e doutrinas económicas, cada caçador e recolector, cada herói e covarde, cada criador e destruidor de civilizações, cada rei e camponês, cada jovem casal apaixonado, cada mãe e pai, criança esperançosa, inventor e explorador, cada professor de moral, cada político corrupto, cada celebridade, cada líder supremo, cada santo e pecador na história da nossa espécie, viveu ali, numa bola de poeira, suspensa num raio de sol. Foi dito que astronomia é uma experiência humilde e formadora de carácter. Talvez não haja demonstração melhor da insensatez e da prepotência humana do que esta imagem distante do nosso pequeno mundo. Para mim, isso destaca a nossa responsabilidade em lidar melhor uns com os outros, e preservar e estimar aquele ponto azul pálido, o único lar que conhecemos.>>

Lindas palavras sobre o poder da ciência e da exploração. O argumento foi sempre usado, e sempre será usado, que já conhecemos o suficiente sobre o universo. Poderia ter sido usado nos anos 1920; não teríamos tido a penicilina. Poderia ter sido usado nos anos 1890; não teríamos tido o transístor. E é dito hoje nesta época de dificuldades económicas. Certamente, sabemos que o suficiente. Não precisamos descobrir mais nada sobre o universo.

Deixarei as últimas palavras para alguém que se está rapidamente tornando um herói meu, Humphrey Davy, que foi cientista ao virar do século 19. Ele estava claramente sob fogo constante. Sabemos o suficiente, ao virar do século 19. Explore apenas; apenas construa coisas. Ele disse isto: < para o progresso da mente humana do que achar que as nossas visões da ciência são definitivas, que os nossos triunfos são completos, que não há mistérios na natureza, e que não há mundos novos a conquistar>>.

Obrigado.

(Aplausos)