Em 1900, em Oxford, o conhecido físico Lord Kelvin dirigiu-se à Associação Britânica para o Avanço da Ciência com estas palavras: “Não há nada de novo para descobrir na física”.
O que você diz, ele estava certo? O século seguinte mudou completamente a física. Um número absurdo de descobertas teóricas e experimentais transformou a compreensão do nosso lugar no universo. E nos próximos 50 anos?
Não espere que este século seja diferente. O universo tem um oceano de mistérios que ainda precisam ser descobertos, e as novas tecnologias nos ajudarão a resolver muitos mais.
O primeiro diz respeito aos fundamentos de nossa existência.
A física prevê que o Big Bang produziu quantidades iguais da matéria de que somos feitos e de outra coisa chamada antimatéria.
A maioria das partículas de matéria tem um gêmeo antimatéria. É idêntico, mas com carga elétrica oposta. Quando matéria e antimatéria se encontram, elas se anulam e toda a sua energia é convertida em luz.
Mas o universo que observamos é feito quase inteiramente de matéria. Então, para onde foi toda a antimatéria?
O Grande Colisor de Hádrons (LHC) ele nos ofereceu algumas idéias interessantes. Faz prótons colidirem em velocidades inimagináveis, criando partículas pesadas de matéria e antimatéria que se decompõem em partículas mais leves. Muitos deles nunca foram vistos antes.
O LHC demonstrou que a matéria e a antimatéria decaem em taxas ligeiramente diferentes. Isto explicaria por que na natureza nunca existe uma simetria perfeita, apesar das aparências.
O problema é que, comparado com as experiências físicas do século passado, o LHC ainda é como jogar pingue-pongue com uma raquete de tênis. Como os prótons são compostos de partículas menores, quando colidem produzem “resíduos” que são “disparados” para todos os lados, tornando muito mais difícil a detecção de novas partículas. Por esta razão, medir as suas propriedades é complicado e acarreta o risco mais que real de numerosos erros de cálculo. Em resumo: não sabemos por que tanta antimatéria desapareceu.
Três novas estruturas científicas mudarão completamente o cenário nas próximas décadas. O principal deles é o Colisor circular futuro (FCC) – um túnel de 100 km que circundará Genebra: utilizará o atual LHC (27 km) como parada do percurso. Em vez de prótons, ele colidirá elétrons e suas antipartículas, os pósitrons, a velocidades muito superiores às que o LHC poderia atingir.
Ao contrário dos prótons, elétrons e pósitrons são indivisíveis: portanto, saberemos exatamente o que estamos observando.
Seremos também capazes de variar a energia das colisões, de produzir partículas específicas de antimatéria e de medir as suas propriedades (em particular a forma como se decompõem) com muito mais precisão.
Física totalmente nova
Essas investigações nos próximos 50 anos podem revelar uma física completamente nova.
Uma possibilidade é que o desaparecimento da antimatéria possa estar relacionado com a existência de matéria escura, as partículas anteriormente indetectáveis que constituem impressionantes 85% da massa do Universo.
A ausência de antimatéria e a prevalência de matéria escura devem-se provavelmente às condições presentes durante o Big Bang, pelo que estas experiências irão sondar diretamente as origens da nossa existência.
É impossível prever que as próximas descobertas mudarão as nossas vidas. A última vez que olhamos para o mundo através de uma lupa mais poderosa, encontrámos partículas subatómicas e mecânica quântica: descobertas que estão hoje a revolucionar a computação, a medicina e a produção de energia.
Quem está ouvindo?
Igualmente importante para descobrir em escala cósmica é a antiga questão de saber se estamos sozinhos no universo. Apesar da recente descoberta de água líquida em Marte, ainda não há evidências de vida microbiana. Marte 2020 também nos dirá isso.
A procura de vida em planetas de outros sistemas estelares não deu frutos até agora, mas a iminente entrada em funcionamento do Telescópio espacial James Webb, que lançaremos em 2021, revolucionará a maneira como detectamos exoplanetas habitáveis nos próximos 50 anos.
O Telescópio Espacial James Webb utilizará um instrumento chamado coronagraph para detectar a luz de uma estrela que entra no telescópio. Funciona da mesma maneira que uma mão colocada na frente dos olhos para impedir que a luz do sol nos ofusque. A técnica permitirá ao telescópio observar diretamente pequenos planetas que normalmente seriam cobertos pelo brilho da estrela em torno da qual orbitam.
O telescópio James Webb não só será capaz de detectar novos planetas, mas também será capaz de determinar se eles são capazes de sustentar a vida. Quando a luz de uma estrela atinge a atmosfera de um planeta, alguns comprimentos de onda são absorvidos, deixando lacunas no espectro refletido. Tal como um código de barras, estas lacunas fornecem uma assinatura de átomos e moléculas que constituem a atmosfera do planeta.
O telescópio será capaz de ler essas “impressões digitais” para detectar se a atmosfera de um planeta possui as condições necessárias para a vida.
Nos próximos 50 anos, podemos ter alvos para futuras missões espaciais interestelares para determinar o que ou quem poderia estar vivendo em outros planetas.
Mais perto de nós está a Europa. A lua de Júpiter foi identificada como um lugar no nosso sistema solar que poderia abrigar vida. Apesar da sua temperatura fria (-220°C), as forças gravitacionais de Júpiter podem fazer com que água suficiente flua abaixo da superfície para evitar que congele. Isso o torna um possível lar para a vida microbiana ou mesmo aquática.
Uma nova missão chamada Europa Clipper esperado em 2025 confirmará a existência de um oceano subaquático e identificará um ponto de pouso adequado para uma missão subsequente. Também observará jatos de água líquida lançados da superfície gelada do planeta para ver se moléculas orgânicas estão presentes.
Em suma, quer se trate dos mais pequenos blocos de construção da nossa existência ou da vastidão do espaço, o universo ainda guarda uma série de mistérios.
