Como os raios cósmicos nos ajudam a entender o universo - Veronica Bindi

Assista à aula completa: http://ed.ted.com/lessons/how-cosmic-rays-help-us-understand-the-universe-veronica-bindi

Conhecemos apenas 4% do que o universo é feito. Será que poderemos saber o que existe além de nossa galáxia... e se existem formas desconhecidas de matéria? Felizmente dispomos de mensageiros espaciais, que nos trazem dados físicos de regiões do cosmos que estão fora do nosso alcance. Veronica Bindi explica o que são raios cósmicos e como eles transmitem informações a respeito do universo, vindas de regiões muito remotas.

Aula de Veronica Bindi, animação de TED-Ed.

Quanto podemos saber do universo
além de nossa galáxia?

O Telescópio Hubble nos permitiu enxergar

objetos à distância
de 13 bilhões de anos-luz no espaço.

Mas isso ainda não respondeu
todas as nossas perguntas,

tais como: “Do que é feito o universo?”

“Quais são os elementos mais abundantes?”

“Será que o espaço contém
formas desconhecidas de matéria?”

“Existiriam estrelas
e galáxias de antimatéria?”

Algumas dessas perguntas não podem ser
respondidas apenas com imagens,

mas e se existissem mensageiros
que nos trouxessem dados físicos

de regiões distantes do cosmos,

além do alcance de sondas e satélites?

De certa forma, eles existem
e são chamados de raios cósmicos.

Os raios cósmicos foram descobertos
em 1912, por Victor Hess,

quando pesquisava as variações
do nível de radiação da atmosfera

que se supunha emanar
da crosta terrestre.

Fazendo medidas a bordo de um balão,
durante uma eclipse,

Hess demonstrou que a radiação
aumentava a grandes atitudes

e que o sol não poderia ser sua fonte.

A conclusão surpreendente é que
ela não vinha da atmosfera da Terra,

mas sim do espaço sideral.

O universo é constituído por
muitos objetos astronômicos.

Bilhões de estrelas de todos os tamanhos,
buracos negros, núcleos galáticos ativos,

asteroides, planetas e outros.

Durante fenômenos violentos, como
a explosão de uma estrela em supernova,

bilhões de partículas
são lançados no espaço.

Embora elas sejam chamadas de raios,

os raios cósmicos consistem
de partículas de alta energia,

em vez de fótons, que
constituem os raios de luz.

Enquanto a luz de uma explosão
viaja em linha reta

em velocidade constante,

as partículas ficam aprisionadas
em laços extraordinários

gerados pelas ondas de choque
magnéticas da explosão.

Indo e voltando através das linhas
do campo magnético,

elas são aceleradas até quase atingir
a velocidade da luz, antes de escaparem.

Há muitos raios cósmicos no espaço
e algumas dessas partículas viajam

bilhões de anos-luz
antes de chegar à Terra.

Quando penetram na atmosfera,
colidem com as moléculas ali presentes,

criando raios cósmicos secundários,

partículas mais leves e de menor energia
do que as originais.

A maioria delas é absorvida
pela atmosfera,

mas algumas conseguem atingir o solo,
e até atravessam nossos corpos.

Ao nível do mar,
essa radiação é relativamente baixa.

Porém, pessoas que passam muito tempo
em altitudes mais elevadas,

como as tripulações de aeronaves,
ficam bem mais expostas.

O que torna os raios cósmicos
mensageiros úteis

é o fato de carregarem
marcas de suas origens.

Estudando a frequência de ocorrência
de diferentes partículas,

os cientistas podem determinar
a abundância relativa de elementos,

como o hidrogênio e o hélio,
dentro do universo.

Mas os raios cósmicos podem dar
informações ainda mais fascinantes

sobre o universo.

Um experimento chamado
Espectrômetro Magnético Alfa, E. M. A.,

foi instalado recentemente na
Estação Espacial Internacional,

contendo vários detectores

que podem medir individualmente

a velocidade, trajetória, radiação,
massa e energia dos raios cósmicos,

bem como se a partícula
é matéria ou antimatéria.

Embora as duas sejam normalmente
indistinguíveis,

suas cargas opostas permitem que sejam
detectadas com a ajuda de um ímã.

O Espectrômetro Magnético Alfa atualmente
mede 50 milhões de partículas por dia

e as informações sobre cada partícula

são enviadas
da estação espacial, em tempo real,

para o centro de controle E.M.A. no CERN.

Nos próximos meses e anos,

espera-se que ele produza informações

surpreendentes
e úteis sobre a antimatéria,

a possível existência da matéria escura,

e até possíveis meios
de mitigar os efeitos

da radiação cósmica em viagens espaciais.

Enquanto ficamos aguardamos
novas descobertas,

observe o céu em uma noite clara,

e poderá ver
a Estação Espacial Internacional,

onde o Espectrômetro Magnético Alfa
recebe os minúsculos mensageiros

que transportam segredos cósmicos.