O que a luz nos pode ensinar a respeito do universo – Pete Edwards

Assista à aula completa: http://ed.ted.com/lessons/what-light-can-teach-us-about-the-universe-pete-edwards

Há muito tempo que a humanidade contempla o universo e faz perguntas fundamentais: "Como ele surgiu?", "Como será seu fim?" Os cosmologistas pesquisam com muito empenho para encontrar respostas, mas por onde devem começar? Pete Edwards delineia as seis mensagens peculiares que a luz transporta e que, quando reunidas, revelam uma impressionante quantidade de informações para os astrônomos.

Aula de Pete Edwards, animação de Bevan Lynch.

Como e quando o universo começou?

Como ele ficou com a aparência atual?

Como será o seu fim?

A humanidade discute essas questões

desde seus primórdios, sem nunca
chegar a um acordo.

Hoje, os cosmologistas trabalham duro
para encontrar as respostas.

Mas como obter respostas concretas
para questões tão profundas?

E como é possível explorar e estudar
algo tão imenso como o universo,

cuja maior parte nunca poderemos alcançar?

A resposta é a luz.

Embora a luz que vem de
partes longínquas do universo

possa levar bilhões de anos
para chegar até nós,

ela transporta seis mensagens
que são peculiares e que, reunidas,

podem revelar uma quantidade enorme
de informações para os astrônomos,

que sabem como procurá-las.

A luz solar pode ser decomposta
formando o conhecido arco-íris.

Na decomposição da luz de objetos
distantes, há vários padrões de cores

dependendo de sua fonte.

Esse código de barras luminoso
é capaz de revelar a composição do objeto,

além da temperatura e pressão
de suas partes constituintes.

Há ainda mais coisas que podemos
descobrir por meio da luz.

Se você já esteve na plataforma
de trem, deve ter notado

que o som emitido por ele muda
dependendo do sentido em que vai;

fica mais agudo quando o trem
se aproxima de você

e mais grave quando vai se afastando.

Não é porque o condutor esteja treinando
para conseguir outra profissão,

mas pelo chamado efeito Doppler.

em que as ondas geradas por um objeto
que se aproxima são comprimidas,

e as de um que se afasta se alongam.

E o que isso tem a ver com a astronomia?

O som não se propaga no vácuo.
No espaço, ninguém ouve você gritar!

O mesmo efeito Doppler verifica-se na luz

cuja fonte se mova
a uma velocidade excepcional.

Se estiver se aproximando,
o comprimento de onda mais curto

fará a luz parecer mais azulada.

Se a fonte de luz estiver se afastando,
tem maior comprimento de onda

e desvia-se para o vermelho.

Assim, analisando o padrão de cores
pelo efeito Doppler na luz

emitida por qualquer objeto
observado por um telescópio,

podemos saber do que ele é feito,

sua temperatura,
a que pressão está submetido,

se está se movendo,
em qual direção e com qual velocidade.

Essas seis medidas,
como seis pontos de luz,

revelam a história do universo.

O primeiro que estudou a luz
de galáxias distantes foi Eddwin Hubble,

e a luz que este observou
se desviava para o vermelho.

Todas as galáxias distantes
afastam-se de nós,

e quanto mais distantes estiverem,
mais rapidamente se afastam.

Hubble havia descoberto
que o universo está em expansão

e forneceu a primeira evidência
para a teoria do Big Bang.

Junto com a ideia de que o universo
visível tem se expandido continuamente,

a partir de um único ponto muito denso,

uma das predições
mais importantes dessa teoria

é que o universo inicial consistia
só de dois gases, o hidrogênio e o hélio,

na proporção de três para um.

Essa predição também
pode ser testada com a luz.

Observando a luz de uma região remota
e tranquila do universo e decompondo-a,

encontraremos realmente as assinaturas dos
dois gases exatamente naquela proporção.

Uma outra vitória da teoria do Big Bang.

Contudo, persistem vários quebra-cabeças.

Embora saibamos que
o universo visível está em expansão,

a gravidade deveria estar freiando-a.

Medidas recentes da luz
de estrelas distantes que estão morrendo

mostram que elas estão
mais longe ainda do que o previsto.

Então, na verdade, a expansão
do universo está sendo acelerada.

Parece que algo está empurrando-o,

e muitos cientistas acreditam
que seja a energia escura,

que constitui 2/3 do universo
e que o fragmenta lentamente.

O que sabemos do comportamento da matéria
e da precisão de nossos instrumentos

implica que o simples observar
estrelas distantes

pode nos contar mais sobre o universo
do que imaginávamos ser possível.

Há outros mistérios,
como a natureza da matéria escura

sobre a qual ainda não há muita luz.