EM BUSCA DO INFINITO - 04 Professor G. Venkataraman O Nascimento e Morte de Estrelas - Continuação... Saudações e amoroso Sai Ram. Eu espero que você esteja pronto para retomarmos nossa viagem do ponto onde paramos. Naquela ocasião, eu lhe falei que algumas estrelas terminam suas vidas como uma Anã Branca, e como o jovem Chandrasekhar fez uma descoberta espantosa sobre elas. Recordando brevemente, Chandra confirmou não só que a mecânica quântica cria uma pressão para fora [chamou pressão de degeneração dos elétrons] que previne o cadáver estelar de ser comprimido implacavelmente pela gravidade [como Fowler de Cambridge já tinha mostrado], mas adicionou também um fato novo. De acordo com Chandra, quando a massa da estrela morta iguala 1.44 vezes a massa de nosso Sol, nem mesmo a pressão para fora, devido à degeneração dos elétrons, impede a preponderância da gravidade. Assim, na análise de Chandra, um cadáver estelar de massa 1.44 vezes a massa solar seria esmagada a um ponto. Isso tudo é governado por leis físicas ainda desconhecidas na época e o jovem Chandra terminou desejando saber quais novas Físicas interviriam para prevenir este colapso indesejável. È aqui que a descoberta de Chandra foi grandiosa. Como revelou o passar dos anos, há fatos físicos maravilhosos que foram revelados durante as décadas subseqüentes, mas isto é outra história, com a qual lidaremos agora. Uma Nova Descoberta: O Nêutron O primeiro passo além dos estudos de Chandra foi dado por Lev Landau, um brilhante físico russo que em 1932 argumentou que a pressão de degeneração do elétron não funciona além de um ponto, e a razão para isso era a relatividade. Lembre-se, quando Chandra foi à Cambridge, Fowler estava acrescentando a relatividade à mecânica quântica, e isso mudou a toda a história O que Landau estava dizendo agora era:

Físico Russo Lev Landau Sir James Chadwick

“Hei, espere um minuto. É certo que a relatividade é um imperativo e seguramente modifica a pressão expansiva que os elétrons geram, opondo-se ao colapso gravitacional da Anã Branca. Mas, sabe de uma coisa? Na medida em que a massa da estrela aumenta, há cada vez mais elétrons, e nesta situação de muita alta densidade de elétrons, você tem que os elétrons precisam realmente se mover muito rápido, mais rápidos que a luz, na verdade. Mas, Professor Einstein não permitiria isso, o que significa que alguma outra coisa acontece, ainda não descoberta.” Landau supôs que talvez alguma outra partícula da Natureza, não conhecida até então, poderia ser a explicação. Menino, foi mesmo uma grande suposição! Quase nos calcanhares de Landau, um homem chamado Chadwick, em Cambridge, [um aluno de Rutherford, o Titã da

Física Nuclear na Inglaterra] descobriu uma nova partícula e chamou-a de nêutron . O nêutron era mais ou menos da mesma massa que o próton [um componente importante do núcleo atômico], mas ligeiramente mais pesado. O mais importante era que o nêutron era eletricamente neutro, bastante distinto do elétron, que tinha uma carga negativa e do próton, com carga positiva. Baade e Zwicky: Das Supernovas às Estrelas de Nêutron Assim, como poderia o nêutron fazer qualquer diferença? Isso foi mostrado por Fritz Zwicky. Zwicky nasceu na Bulgária em 1898, mas foi morar com os seus avós na Suíça, com a idade de seis anos. Em 1916 matriculou-se na Universidade e formou-se em física teórica. Durante este período, Zwicky conheceu Einstein, Pauli e de forma bem interessante, também a Lenin [o Pai da Revolução russa de 1918]. Depois de adquirir o seu Ph.D, Zwicky mudou-se para a América, Califórnia onde se associou a Walter Baade, que tinha migrado da Alemanha. Ambos estavam no Observatório do Monte Wilson, e depois de estudar luzes novas dentro das galáxias fizeram uma observação notável. Eles escreveram:

Dr. Fritz Zwicky Physicist Walter Baade Nós avançamos a visão que uma super-nova representa a transição de uma estrela normal para uma estrela de nêutrons, constituída principalmente de nêutrons. Uma estrela assim deve possuir um raio muito pequeno e uma densidade extremamente alta. Como os nêutrons podem se colocar mais perto que os núcleos comuns e elétrons, a energia gravitacional em uma estrela de nêutrons fria pode ficar muito grande. Uma estrela de nêutrons representaria assim a mais estável configuração de matéria.

O que Baade e Zwicky estavam fazendo começa em Chandra e continua onde Landau deu uma nova abertura. E fazendo isto, eles “inventaram” a estrela de nêutrons! Claro que tudo isso era feito com palavras, significando que era mais uma idéia do que propriamente uma teoria. A teoria propriamente dita veio alguns anos depois, em 1939, quase na véspera da II Guerra Mundial, quando Robert Oppenheimer [que depois encabeçou o projeto da bomba atômica] e George Volkoff, que trabalhou detalhadamente a física do colapso estelar e assim deu uma teoria formal para a formação de uma estrela de nêutrons. Agora você pode dizer: “Espera um minuto. Baade e Zwicky estavam estudando “novas” ou nuvens de gás cósmicas e naquele processo propuseram a idéia de uma estrela de nêutrons. Qual é precisamente a conexão entre os dois, quer dizer, entre uma nova e uma estrela de nêutrons?” Boa pergunta e isso é o que nós consideraremos agora. O que eu vou descrever é o quadro que emergiu durante décadas, e um quadro surpreendente, com certeza! Consideremos uma estrela “morta”, quer dizer, uma estrela que cessou a queima termo-

Sr. Robert Oppenheimer

nuclear e que está em colapso devido à força opressiva da gravidade. Este “cadáver” tem uma massa 1.44 vezes a massa do Sol. Lembre-se, este é o Chandrasekhar Limite. Vejamos um pouco do que acontece naquele limite, à luz do conhecimento atual. Para começar, os restos estelares começam a colapsar, graças ao esmagamento gravitacional. O esmagamento encontra a resistência da pressão de degeneração dos elétrons, que age para o exterior. Porém, porque a massa é 1.44 vezes a massa solar, a pressão de degeneração dos elétrons não pode parar a cruel força da gravidade. Por quê? Porque para realmente resistir à gravidade, os elétrons têm que se mover mais rapidamente que a luz, o que evidentemente o Professor Einstein não permitirá. Assim gravidade ganha e os elétrons desistem! O apertão gravitacional se torna então desmesurado e acreditam ou não, em um segundo ou coisa assim, a nuvem de gás encolhe, de um tamanho de várias centenas de milhares de km para só 10 km! Imagine tudo isso no tempo de um piscar de olhos! Isto é o que acontece no núcleo. Como resultado desse apertão incrivelmente rápido, do núcleo encolhido explode uma onda de choque que colide com a matéria mais periférica que continua a decair atraída pela forca gravitacional. A colisão entre a matéria ainda decaindo e o núcleo altamente comprimido gera então uma onda de choque que rapidamente viaja para as camadas exteriores da nuvem. Lembre-se que durante o declínio gravitacional, a velocidade com que camadas diferentes se movem para o núcleo depende da força gravitacional que age na referida camada. A força é maior para as camadas mais internas que por isso se movem muito, muito mais rápido que as camadas exteriores. É a vasta diferença nas velocidades das camadas que cria o enredo acima descrito Vamos por um momento voltar para o núcleo comprimido e examinar sua natureza. Este núcleo contém nêutrons. De onde estes nêutrons vieram? Recorde que nós começamos com uma nuvem de gás que contém núcleos de todos os tipos, incluído os do ferro e claro que muitos elétrons. Tudo isso é esmagado e reduzido a prótons e nêutrons [do que todos os núcleos são feitos]. Os elétrons que não podem existir como elétrons [porque eles teriam de se mover mais rapidamente que a luz, o que é proibido] combinam-se com prótons para se tornarem nêutrons. Assim é que o núcleo é composto essencialmente de nêutrons. Nós voltamos agora para a viagem da onda de choque, distante já do núcleo Na periferia da nuvem em desmoronamento está acontecendo um enredo diferente. A onda de choque que chega esmaga essas camadas. O esmagamento devido ao choque gera aquecimento. Lembre-se que estas camadas exteriores contêm núcleos. O calor gerado pelo choque ativa reações termonucleares nos núcleos [mais leves que o ferro, claro, e no processo, são produzidos muitos nêutrons]. Estes nêutrons são absorvidos nos núcleos presentes nas camadas mais exteriores. Em uma fração de um segundo estes núcleos absorvem muitos, muitos nêutrons e se transformam em muitos elementos mais pesados que o ferro, elementos como mercúrio, prata, ouro, urânio e assim por diante. Sabe o que mais? Todo o ouro e urânio de nosso planeta são a sobra de alguma antiga explosão estelar! Assim, nossa terra pode localizar sua ascendência em uma estrela que viveu há muito tempo! Para completar a história, quando a onda de choque ativa reações termo-nucleares na periferia, há uma explosão e um flash luminoso que são o que nós chamamos uma explosão de super nova. Esta explosão é na realidade muito luminosa, inacreditavelmente luminosa, e logo eu lhe falarei quão luminosa. Em resumo, enquanto um núcleo de nêutrons está sendo formado, a onda de choque gerada por isto cria uma extraordinária bomba termo-nuclear na periferia! Quem diz que fenômenos naturais são sombrios!? Um ou dois fatos a mais para encerrar tudo. Voltando para a formação de um núcleo de nêutrons devido a massiva compressão em um tempo inacreditavelmente curto, você poderia perguntar: “Mas seguramente isto geraria muita energia! Como aquela energia é liberada? É como calor ou luz?” Nenhuma dessas! A energia enorme é libertada na forma de um número incrível de partículas eletricamente neutras, muito minúsculas, chamado neutrinos. A propósito, o nome

Enrico Fermi

neutrino foi primeiro usado pelo famoso físico italiano Enrico Fermi; em italiano o sufixo no e usado freqüentemente para indicar algo bambino, pequeno, igual a um bebê. Fermi estava tentando dizer que o neutrino era como um nêutron, porem, pequeno. Em resumo, repetindo tudo em palavras diferentes, isto é o que acontece:

1. Primeiro há um colapso gravitacional, com todas as camadas da nuvem de gás se desmoronando para dentro. As camadas internas movem-se rapidamente enquanto camadas exteriores mais lentamente.

2. As camadas internas movem-se em velocidade incrível, esmagando o comprimindo-se em um núcleo denso que é composto de nêutrons. 3. O núcleo é formado a tal velocidade que sua superfície repercute e se choca com a matéria de camadas exteriores ainda em queda.

4. Isto gera uma onda de choque que viaja rapidamente para fora.

5. A onda de choque se choca com os núcleos nas regiões mais exteriores e as comprime.

6. Isto gera calor extremo, ativando reações termo-nucleares. 7. Acontece uma explosão e um há um flash luminoso, o flash de supernova.

8. Os dois eventos, a formação do núcleo de nêutrons e a liberação intensa e simultânea de neutrinos seguidos pela explosão da super-nova são aspectos de uma mesma história; a formação do núcleo de nêutrons acontece primeiro, como quem diz, é o primeiro capítulo, enquanto que a explosão da supernova é o segundo capítulo. Na verdade, muito pouco tempo decorre entre os dois, entretanto eles são aspectos distintos. Eu estou seguro que tudo isto deixa sua cabeça atordoada, e para ajudar, nós temos acima os esboços que ilustram o processo descrito aqui em palavras. Por favor, dê uma olhada no texto e nos esboços.

Ouvindo o Sino Soar para uma Estrela Morta Você pode dizer agora: “história agradável, mas como nós sabemos que é toda verdadeira?”. A “história” que eu há pouco contei foi reunida de vários eventos acontecidos na história, e talvez eu devesse começar em 1967 com uma jovem senhora chamada Jocelyn Bell, uma aluna do astrônomo Anthony Hewish, de Cambridge, que estava esquadrinhando o céu com um radio telescópio na procura de turbulências em protoplasmas estelares distantes. No dia 28 de novembro, Bell registrou um estranho sinal de rádio; era incrivelmente regular, com um período de cerca de 1.3 segundos.

Sra. Jocelyn Bell Astronomer Anthony Hewish Ela simplesmente não sabia o que fazer com esses sinais porque então não havia nenhuma razão para esperar um sinal de rádio do espaço exterior, com tal extra-ordinária regularidade. Será que esses sinais eram de alguns seres inteligentes? Ninguém soube, e estes sinais foram chamados LGM que em inglês significa “pequenos homens verdes!” Bell e o seu supervisor não acreditavam na verdade que esses sinais vinham de pequenos homens verdes, mas um nome tinha que ser dado, e este pareceu um nome agradável e instigante

Isto é o que Jocelyn Bell disse depois: Com as linhas fluindo no papel [Hewish e Bell usaram um registrador gráfico como os usados em máquinas de ECG] eu podia ver que o sinal era uma série de pulsos e minha suspeita de que eles foram espaçados igualmente foi confirmada assim que eu tirei o quadro do registrador. Eles eram separados regularmente 1.33 segundos. Eu contatei Tony Hewish que estava ensinando em um laboratório universitário em Cambridge e sua primeira reação foi que eles deviam ser artificiais. Esta era uma resposta muito sensata às circunstâncias, mas devido a uma ignorância de profundidade notável. Eu não vi por que elas não pudessem ser de uma estrela. E realmente, de uma estrela (morta) eles eram! Depois, Hewish compartilhou o Prêmio Nobel para a sua descoberta!!

Intensas investigações se seguiram e logo foi descoberto que estes sinais na verdade não vinham de seres inteligentes, mas de um objeto sideral que nunca tinha sido descoberto antes. Por ser uma fonte de rádio de origem natural foi chamado pulsar. Desde então, foram descobertas centenas de pulsares em todas as partes do céu. A pergunta se tornou “o que são estes pulsares?” Da duração curta e rápida do pulso, ficou evidente que os pulsares deveriam ser objetos sumamente pequenos. O fato do pulsar emitir sinais de radio significa que deve haver cargas elétricas em movimento neles. [De acordo com as leis da física, se houver radiação eletromagnética, significa que deve haver cargas em movimento] E o fato que os sinais de rádio estavam entrando na forma de pulsos curtos significava que os pulsares devem girar rapidamente, agindo como faróis sinalizadores e emitindo ondas de rádio em vez de luz. O Pulsar - Um Sinal de Origens Nebulosas Tudo isso está bem, mas por que pulsar e como eles se formaram? A pista para isso veio quando um pulsar foi descoberto bem no meio da famosa Nebulosa do Caranguejo. Ele pulsava a 30 vezes por segundo. Eu devo aqui divagar e narrar brevemente a história da Nebulosa de Caranguejo. Ela foi descoberta em 1731 pelo astrônomo britânico John Bebes. Charles Messier também a encontrou, independentemente, em 1758 quando procurava o cometa Halley; na realidade, Messier primeiro considerou esta nebulosa com um cometa, mas depois se corrigiu. Este objeto gasoso ou nebulosa foi batizado “Nebulosa do Caranguejo” com base em um desenho feito ao redor de 1844 por Lord Rosse 1844, e desde então o nome ficou. Em 1921, J.C. Duncan do Observatório do Monte Wilson, na Califórnia, descobriu, comparando duas fotos da Nebulosa do Caranguejo tiradas com aproximadamente 11.5 anos de diferença, que a nebulosa estava se expandindo. Da taxa de expansão, Duncan deduziu que a nebulosa havia nascido há aproximadamente 900 anos, em algum evento cósmico. Esta reversão 900 anos foi significativa porque remeteu ao redor do ano 1054 D.C. Essa história virá logo mas primeiro eu tenho de lhe falar que Knut Lundmark da Suécia também notou, em 1921, que o Caranguejo nascera há aproximadamente 900 anos e na realidade sua localização era muito perto donde um evento astronômico espetacular tinha sido visto em 1054. Isto nos traz à história de 1054 que e notável por si só.

A Nebulosa de Caranguejo esconde segredo...

Uma estrela de nêutrons! (vista através de um telescópio de Raio – X)

No dia 4 julho daquele ano (4º de julho a propósito, acontece de ser o Independence Day dos americanos)! Seria isso um presente divino para a América, vários séculos anos antes do seu nascimento!] Astrônomos chineses notaram uma “estrela convidada” na constelação de Touro. Pelo menos quatro astrônomos chineses deixaram registros e um observador japonês notou este aparecimento súbito também de um “estrela” naquele dia no céu. Um astrônomo, Yang Wei-te apresentou este relatório ao Imperador da China no dia 27 de agosto:

Prostrando ante Sua Majestade, eu informo por este meio que uma estrela convidada se apareceu; sobre a estrela em questão há um brilho lânguido,de cor amarelada. Se examinarmos o prognóstico cuidadosamente, relativo ao Imperador, as interpretações são como segue: O fato de que a estrela convidada não infringe contra Pi, a mansão Lunar no Touro, e que seu brilho é cheio, significa que há uma pessoa de grande sabedoria e virtude no país. Eu imploro que isto seja entregue para a Agência de Historiografia. De acordo com os registros chineses, quando aparece u pela primeira vez, a “estrela convidada” era tão luminosa que poderia ser vista d urante o dia. Quando tinha uma semana, a nuvem a era tão grande quanto o sistema solar e tão luminosa quanto o Sol! Durante vinte e três dias a nuvem luminosa poderia ser vista durante o dia. Depois de quatro semanas a nuvem só era visível durante a noite. Continuou se tornando mais e mais esmaecida, e depois de 653 dias não era mais visível a olho nu. Era a mesma nuvem que foi apanhada depois por astrônomos europeus pelo telescópio, e subseqüentemente chamada a Nebulosa de Caranguejo. A propósito, mesmo intensamente luminosa, a explosão da supernova de 1054 AC não foi vista por astrônomos hindus, entretanto isso é compreensível, porque julho é o cume da Monção Sul Ocidental na Índia, quando o céu fica coberto com nuvens praticamente todo o tempo. De forma interessante, os astrônomos árabes e observadores na Europa também perderam, mas o mesmo não aconteceu com as tribos nativas no Arizona. Esculturas em cavernas sugerem que eles também viram o evento. Isto porque que na escultura, está a lua crescente muito perto da estrela que era o caso para observadores que vêem de da América do Norte. Reunindo tudo isso, Baade e Zwicky argumentaram que deve haver uma estrela de nêutrons na Nebulosa de Caranguejo. Mas naqueles tempos ninguém sabia e nem poderia afirmar qualquer coisa. A descoberta do pulsar mudou tudo. Pessoas disseram, “quer dizer que o Caranguejo é uma sobra de supernova e que o estrondo aconteceu em 1054. Nesse caso, uma estrela de nêutron deveria ter nascido então. Talvez a estrela de nêutron possa agir como um pulsar. Vamos olhar para o centro do Caranguejo para ver se existe lá um pulsa.” Muitos astrônomos fizeram, e vejam só, havia lá um pulsar! A Aurora Boreal do Universo Você ainda poderia balançar sua cabeça dizendo, “Espera um minuto. Eu concordo que o nascimento de uma estrela de nêutrons é assinalado por uma enorme explosão de SN que às vezes poderia ser vista até mesmo a olho nu [a propósito, apos 1054 houve outros avistamentos, mas falarei sobre isso depois]. Mas como a estrela de nêutrons se comporta como um pulsar?” Pergunta válida e houve estudos teóricos detalhados sobre isso. Há as considerações seguintes que formam uma parte do argumento. Para começar, embora eletricamente neutro, cada nêutron funciona como um ímã minúsculo. Desde que há trilhões e trilhões de nêutrons em uma estrela de nêutrons [sua densidade é incrivelmente alta], a estrela de nêutrons se comporta em um todo como um ímã extremamente poderoso. Assim, a estrela de nêutrons teria um pólo norte magnético e um pólo sul magnético, como a nossa Terra. Mas, distinto da Terra, o ímã que a estrela de nêutrons representa seria poderoso ao extremo. Logo, quando livre, um nêutron pode se desintegrar, devido a forças radioativas, em um próton e elétron, ambos, por favor, note, tendo uma carga elétrica. Esta desintegração não pode acontecer no interior da estrela de nêutrons onde a densidade é muito alta, mas na região externa, isto é certamente possível. Assim, como uma pele de cebola, a estrela de nêutrons teria partículas eletricamente carregadas em sua camada exterior.

Uma escultura nativa americana que descreve uma supernova

Algumas destas partículas poderiam escapar da superfície, mas elas não podem escapar totalmente. Arrastadas pelo campo magnético, eles espiralariam nas regiões polares. Tudo bem até agora? Tudo isso não só é designado pelas leis da físicas, mas na realidade, até mesmo na Terra as partículas eletricamente carregadas da atmosfera superior espiralam nos pólos nortes e sul. E quando isso acontece dão origem ao fenômeno da Aurora Boreal e Aurora Austral. OK, como na Terra, quando partículas eletricamente carregadas na superfície da estrela de nêutrons caem nos pólos magnéticos da estrela de nêutrons, elas emitem radiação eletromagnética. Esta radiação pode ser na forma de sinais de rádio, de luz, e até mesmo Raio-X.

As Luzes do norte: A Aurora Boreal A aurora Austral vista do ônibus especial Tudo isso está bem. Como os sinais são emitidos como pulsos? Isso significa que as partículas entram nos pólos, descansam, retomam a queda e assim por diante? Não! Você vê, devido a efeitos de impulso angulares, a estrela de nêutrons gira todo o tempo como a nossa Terra faz, e o nosso Sol também. Se você leva isso em conta, você termina com um farol celestial! Já viu um farol? Está sempre emitindo luz, mas como está girando, a luz sempre é dirigida em uma direção [duas se você quer ser tecnicamente exigente!]. Assim, um observador em terra só receberia sinais eletromagnéticos de uma estrela pulsar de nêutrons quando a janela de radiação focalizar a antena; bem parecido a um marinheiro que só vê o farol quando a janela de luz está voltada para ele.

Eu penso que nós deveríamos pausar e deveríamos deixar tudo isso se aprofundar lentamente! Nós começamos com um cadáver estelar com uma massa maior que 1.44 a massa solar. Nós dissemos então que uma estrela morta com tal massa não poderia se tornar uma Anã Branca; Chandra não permitiria isso. Mas Baade e Zwicky, apoiados por Oppenheimer e Volkoff, disseram, ok, sem nenhum problema. Este objeto se tornaria uma estrela de nêutrons. Porém, a transformação da sobra gasosa em uma estrela de nêutrons faria duas coisas. Primeiro, liberaria uma quantia INCRÍVEL de energia sobre a qual eu discorri brevemente.

A formação da estrela de nêutrons é acompanhada pela geração de uma onda de choque poderosa que, viajando para fora, comprime e esquenta as camadas exteriores. Os núcleos atômicos nessas camadas sofrem reações termo-nucleares durante as quais se processa uma copiosa produção de nêutrons. A maioria destes nêutrons capturados nessas camadas geram elementos mais pesado que o ferro. Nesta fase, há duas entidades, um núcleo de nêutrons que é muito pequeno e denso e uma camada exterior gasosa, a sobra do choque de calor, transformação termo-nuclear e tudo isso. Aquela camada é de natureza gasosa e contém elementos pesados, não uma parte do cadáver estelar original, que tinha só elemento ferro. A estrela de nêutrons [realmente não é uma estrela no sentido habitual, nós só usamos a palavra!] agora gira e continua sua existência enquanto a nuvem de gás exterior se expande lentamente [isto é o que está acontecendo no Caranguejo, por exemplo]. E graças aos elétrons e prótons na camada exterior da estrela de nêutrons, a estrela de nêutron conta para todo o mundo sobre sua presença, agindo como um farol celestial! Emocionante, isso que é uma história! Neste momento, eu tenho que acrescentar alguns fatos importantes. Fatos sobre Supernovas

Primeiro sobre o avistamento de supernovas. Eu lhe falei que os chineses observaram um grande evento em 1054 D.C. Algum outro avistamento? Sim, houve muitos, e dois significativos e confiáveis são 1) por Tycho Brahe em 1572, e 2) Kepler em 1604. Ambos são aceitos universalmente. Um terceiro que é importante aconteceu em 1987, sobre o qual eu dou separadamente alguns fatos interessantes. Nesses dias, astrônomos procuravam regularmente rastros e estudavam as explosões de SN (super-novas) e com o telescópio um número grande foi descoberto. Na realidade, o estudo de SN é um assunto ativo em si mesmo, que conduziu a muitas perspicácias maravilhosas da natureza de nosso surpreendente Universo. Vejamos agora, a quantia de energia liberada

numa explosão de SN. Estudos cuidadosos feitos no recente evento SN 1987 dão uma boa idéia. Nele, a formação súbita do núcleo de nêutrons libertou uma energia equivalente ao que seria gerado se 1/10 da massa de nosso Sol fosse convertido instantaneamente em energia. Para sua referência, a massa de nosso Sol é aproximadamente 2 x 10 elevado a 30 kg; um décimo disso significaria 2 x 10 elevado a 29 kg ou 2 x 10 elevado a 32 gramas. Imagine isso! Hiroshima foi devastada quando foram convertidos uns meros 5 gramas de matéria em energia. E agora, nós estamos falando de um décimo da massa do Sol sendo convertido em energia em uma fração de um segundo! Espantoso, não é?! Agora, como esta energia é liberada? Enquanto que nosso Sol libera energia principalmente na forma de radiação eletromagnética, quando uma estrela de nêutron é formada, é liberada energia na forma de neutrinos. Estes neutrinos, como eu lhe falei antes, são extremamente minúsculos. Eles são tão minúsculos quanto o elétron, mas com muito menos massa; eles viajam então quase à velocidade da luz. Você sabe quantos neutrinos foram liberados na explosão de formação da SN 1987? Uns 10 elevados a 58 neutrinos frescos! A propósito, este número significa 1 seguido por 58 zeros! Nós não podemos nem mesmo imaginar tal número, podemos?! Isso é Natureza, todos os tipos de coisas surpreendentes acontecem nela.

Visão artística de uma explosão de supernova

Detectar Neutrinos não é de pouca importância Você pode perguntar, “Como nós sabemos que de fato são emitidos neutrinos?” Nós sabemos por que os cientistas descobriram os neutrinos emitidos pela SN 1987 ! Isso é uma história fabulosa e eu lhe darei os destaques disso. Tudo começou com um grupo de cientistas japoneses que em colaboração com alguns cientistas da América estavam envolvidos em um difícil experimento para verificar se o próton deterioraria por si só, devido a radioatividade. Do ponto de vista da Física básica, era isto uma experiência crucial e muitos anos e muitos milhões de dólares foram gastos preparando esse experimento subterrâneo em um lugar no Japão. Os cientistas esperaram e esperaram - a experiência de decadência do próton é muito difícil, mas o resultado esperado era de importância vital para a Física, por isso tanto esforço em projetar aquela experiência. Claro que, a coleta de dados era toda automática, feita com computadores. Um dia durante este longo tempo de espera, os cientistas ouviram que os astrônomos tinham descoberto uma explosão de SN no dia 23º fevereiro. Estes cientistas disseram então, “Hei, nosso detector pode descobrir neutrinos. Se tivessem sido emitidos neutrinos, então alguns deles chegariam à terra. Desses chegando à terra, alguns bateriam em nosso detector. E desde que nosso detector pode descobrir neutrinos, alguns desses que baterem em nosso detector deixarão suas assinaturas. Assim por que não nós procuramos essas assinaturas?” Foi precisamente o que eles fizeram. Verdadeiramente era um tipo de procura de agulha em um palheiro, mas o esforço parecia valer a pena .

O detector no Japão que pegou Neutrinos da explosão da supernova de 1987

Eu disse antes que foram emitidos aproximadamente 10 elevado a 58 neutrinos no evento da SN. Destes só aproximadamente 10 elevado a 16 ou dez mil trilhões de neutrinos bateram no detector do Japão. E você sabe quantos foram descobertos de fato destes 10 elevado a 16 ? Doze, sim só 12, mas os cientistas estavam completamente seguros de todo neutrino que eles tinham pegado. Acredite, não é fácil convencer o mundo a aceitar este tipo de dados, mas o mundo científico inteiro não só aceitou tudo isso como também aplaudiu, inclusive premiando Masatoshi Koshiba , o líder do time japonês, com o Prêmio Nobel.

O Cintilador Detector de Neutrinos, Japão Scientist Masatoshi Koshiba Incidentemente, eu peco que dê uma olhada nos quadros 1 e 2, contendo alguma informação sobre as estrelas de nêutrons. Deus Nos Permite Ver Sua Forma Cósmica Você sabe, quando eu penso em tudo isso, eu simplesmente fico maravilhado. Pois foi Deus quem criou o Universo no qual todas estas coisas maravilhosas acontecem. Por outro lado, Ele está em forma humana em Parthi, aparentando não estar atento aos mistérios do Universo que Ele criou. Mas não se engane por essa aparência. Cinco mil anos atrás, Arjuna foi enganado precisamente desta maneira por Deus, que levava Arjuna para passeios durante aproximadamente setenta anos. Entretanto, no campo de batalha em Kurukshetra, disse Krishna, “Arjuna, não seja enganado, veja Minha Forma Cósmica!” Swami abençoou Arjuna e lhe deu poderes especiais de ver a Forma Cósmica-o famoso Viswaroopa! Muitas vezes eu vi os meninos, nos velhos dias, rezando a Swami, “Swami, por favor, mostre-nos a Forma Cósmica!” E Deus sorriria e responderia, “o que há para eu mostrar especialmente? Está tudo em volta de você. Veja e se admire; tudo o que você o vê ao seu redor é um aspecto de Minha Forma Cósmica. Entenda isto!” O que eu estou tentando dizer é que quando nós virmos Swami durante o Darshan, nós não só temos que nos alegrar com a Sua forma bonita, de beleza sem igual, mas também parar um minuto para apreciar que escondido naquela forma está o enorme Poder Cósmico que anima o Universo.

Tomemos um minuto para refletir em quanto o homem tem descoberto sobre os mistérios da Criação. Tudo aquilo que eu lhes contei sobre as Anãs Brancas, estrela de nêutrons, pulsares, explosões de Super Novas etc., simplesmente foi descoberto pelo homem através do poder de seu cérebro, combinado com experiências engenhosas e instrumentos surpreendentes, inclusive os enviados ao espaço. Newton disse uma vez que o só o dedo polegar já é o bastante para provar que Deus existe. Eu diria que as realizações do homem já são o bastante para provar que Deus existe. É o poder de Deus imanente no ser humano que permite ao homem fazer as coisas das quais ele tanto se orgulha. O Homem está constantemente orgulhoso das suas realizações, mas como Swami contou para Arjuna, o homem pode fazer tudo isso [e muito mais] porque Deus o abençoou com toda a capacidade. Mas o homem não se lembra disso! Essa é a grande tolice e tragédia do homem. Sim querido leitor, a estrada para o Infinito ao longo da qual estamos viajando, está cheia de cenas surpreendentes; mas não seja surpreendido se a estrada terminar eventualmente dentro de nós! Mas isso vem depois!! Enquanto isso, obrigado por sua companhia e a todos o melhor, até que nós nos encontremos novamente. Om Sai Ram.

Box 1

A figura abaixo dá uma idéia de uma estrela de cerca de 20 vezes a massa solar se transformando em uma estrela de nêutrons.

Olhando agora para alguns números interessantes sobre estrelas de nêutron, veremos que o fato de serem pequenas, não que dizer que sejam insignificantes! A sua enorme densidade lhes dá enorme poder! Sabe o conceito de velocidade de fuga , a velocidade com que um objeto tem de se mover para escapar a gravidade do objeto celestial no qual esta? A velocidade de fuga na terra é de aproximadamente 11.2 km/sec quer dizer, se nós quisermos lançar um objeto ao espaço, a partir da superfície da terra, nós temos que fazê-lo mover-se para cima com esta velocidade. É para gerar esta velocidade que se empregam enormes foguetes espaciais. Voltando à estrela de nêutrons, você sabe qual é a sua velocidade de fuga? Não tem idéia? É meia velocidade da luz! Quer dizer, é ao redor de 150,000 km/sec! Pequena a estrela de nêutrons pode ser, mas que enorme poder de atração ela tem! Outro número impressionante. Suponha você que derrube um peso de 1 kg de uma altura de 1 metro. Cairia na terra com um baque; todos nós sabemos disso. Se você fizer isso em uma estrela de nêutrons, você sabe quão poderoso aquele baque seria? Teria a energia de duas mil bombas de hidrogênio! Eu estou mencionando todos estes números por várias razões. Primeiro, nós temos que perceber que há forças surpreendentes trabalhando lá fora, no espaço. Segundo, quando nós vemos Swami ou pensamos Nele, também devemos lembrar que Ele conhece e orquestra todas essas forças incríveis. Em terceiro lugar, a estrela de nêutrons é muito minúscula para ser vista com qualquer telescópio que o homem pode construir. Assim, foram criados métodos inteligentes para deduzir a sua presença e também projetados instrumentos para descobrir as radiações que emitem, como pulsares, etc. Deus é infinitamente poderoso e Deus também deu ao homem amostras desse infinito poder. Por isso que os Upanishads declaram, “Poornam adam, Poornam idam…” etc., significando grosseiramente,: “Isto e aquilo é o mesmo; a pessoa é o Macrocosmo enquanto que este, é o microcosmo." Pare um minuto para apreciar quanto o homem tem aprendido sobre o aspecto físico do Cosmos simplesmente contemplando o céu, desejando saber o que há lá em cima, e inventando meios inteligentes e engenhosos de descobrir o que acontece lá fora! Então, você apreciara o poder que Deus deu ao homem de satisfazer a sua curiosidade Sim, aspectos atordoantes do Infinito já são manifestos no Universo Físico, entretanto isso deve não ser surpreendente porque, como explica Krishna, o Universo é o aspecto manifesto da Sua Divindade. Deus também deu ao homem a capacidade para conhecer a Divindade não manifesta, mas isso é o que o homem constantemente esquece, não porque Deus não tenha equipado o homem com a capacidade de conhecer esse Seu apecto sutil e imanente, universalmente presente, mas porque o homem está sempre muito embriagado com a suas “realizações.” Mas essa é uma outra história que nós discutiremos depois em nossas indagações .

Box 2 Supernova 1987A Nós reproduzimos abaixo extratos de um artigo sobre a SN 1987A por Richard McCray. Isto propicia uma percepção adicional do fenômeno d as SN. Na noite de 23 de fevereiro de 1987, um jovem astrônomo canadense, Ian Shelton, tirou uma foto de uma galáxia próxima, a Magellanic Cloud Grande (LMC) com a sua máquina fotográfica Nikon. Shelton revelou a fotografia e imediatamente notou uma estrela luminosa onde antes nada tinha sido visto. Ele falou para os seus colegas e dentro de horas a descoberta tinha corrido o mundo, por telefone, e-mail e fac-símile. Era um supernova, a mais luminosa a ser vista desde 1604 DC, quando Johannes Kepler observou uma supernova em nossa própria galáxia.

Supernova 1987ª antes e depois da explosão. A seta no painel aponta, à direita, a supernova antes que explodisse . O painel no lado esquerdo a supernova aproximadamente 2 mese s depois da explosão. Registro através do Observatóri o anglo-australiano.

Antes de explodir, já era um objeto, uma estrela azul, bastante luminosa (aproximadamente 10 elevado a 5 vezes o Sol); mas depois da explosão se tornou de repente 1000 vezes mais luminosa (aproximadamente 10 elevado a 8 vezes o Sol), como visto no painel esquerdo. De seu local no LMC, a luz da SN1987A tem que viajar durante aproximadamente 160,000 anos antes de chegar à Terra. Assim, quando Ian Shelton viu a supernova explodir em 1987, ele viu um evento que tinha acontecido de fato aproximadamente 158,013 AC (1987 - 160,000 anos). A temperatura associada com a formação do núcleo de nêutrons é de aproximadamente 40 bilhões de graus, e o evento acontece em aproximadamente 10 segundos!] A luz da SN1987A enfraqueceu a quase exatamente na mesma taxa observada em laboratórios para a decadência do núcleo radioativo Cobalto-56 para o núcleo estável Ferro-56 (a meia-vida do Cobalto-56 é 77 dias). Esta não foi uma grande surpresa, porque os astrônomos suspeitavam há muito tempo que aquelas explosões de supernova eram as responsáveis pela formação dos elementos pesados no universo. Cálculos teóricos da formação de núcleos pesados a bilhões de graus (a temperatura esperada durante a explosão) indicava que muito Cobalto-56 seria formado. O fato de a luz da supernova se deteriorar da mesma maneira que o esperado, era a confirmação mais forte da idéia que explosões de supernova realmente fizeram os elementos pesados e, pela primeira vez, nós pudemos medir exatamente quanto Cobalto-56 foi feito (0.07 massas Solares). Depois de 500 dias a luz visível decaiu até mais rapidamente que a taxa de queda do Cobalto-56. Isso aconteceu porque depois daquele tempo, partículas de pó começaram a se formar nos escombros da supernova. Os grãos absorvem parte da radiação óptica e a convertem em

radiação infravermelha. Além disso, os escombros da supernova tinham se desbastado bastante, de forma que os raios gama podiam escapar diretamente, sem primeiro converterem-se em luz visível. Na realidade os telescópios de raio gama no espaço observaram os fótons de raio de gama, e eles viram que os fótons de raio gama tinham a mesma energia que os produzidos por Cobalto-56 em laboratórios da Terra. Isso confirmou a idéia que a explosão de supernova faz Cobalto-56. Pense nisto: o ferro que faz seu sangue ser vermelho foi uma vez o radioativo Cobalto-56. Foi produzido em uma explosão de supernova anos vários bilhões de anos atrás . As observações dos raios gama da SN1987A deixam pequena dúvida sobre isso. O mesmo em relação ao oxigênio que você respira, o cálcio em seus ossos, e a terra em que você pisa. Nós somos, literalmente, poeira das estrelas. Na realidade, nós poderíamos nos considerar as consciências das supernovas: as criaturas que elas criaram para preocuparem-se sobre as conseqüências das suas explosões incontroláveis. Embora a supernova fique tão luminosa quanto um bilhão de Sóis, a energia total da luz que produz e uma fração minúscula--só 10 elevado a menos 4 da energia liberada como neutrinos durante os primeiros segundos depois do colapso. Em 15 anos, nós vimos os escombros da SN1987A esfriar de um dos lugares mais quentes no universo (T > 10 elevado a 10 K) para um dos lugares mais frescos (T < 100 K).