Você e o Universo…

 

Photo___Watch_the_Sun_Go_Down_by_AtomicBrownie

Quero que você se olhe um pouco. Não, não é necessário buscar um espelho para isso. Basta apenas observar a pele dos seus braços, suas mãos. Toque seu rosto. Agora observe os objetos em sua volta (incluindo o computador). Observe sua composição. Observando bem ficamos maravilhados na gama enorme de coisas que podem ser feitas com menos de uma centena de elementos básicos.

Eu, você, familiares, bichinhos de estimação, computador, maçã (que acabara de comer uma) e tudo que nos cerca é feito de elementos químicos. Carbono, Ferro, Fósforo, Magnésio, Potássio, Oxigênio, Hidrogênio e Nitrogênio ou, como nos computadores, Silício, Tungstênio e tantos outros (há equipamentos eletrônicos que possuem ouro na composição por suas propriedades únicas). Essas coisas podem ser encontradas na Terra ou pelo Universo na forma livre ou com “amiguinhos” criando compostos (o silício por exemplo é facilmente encontrado em rochas; o hidrogênio na sua forma pura é raro na Terra, vivendo sempre em compostos como a água ou combinado com o carbono).

Acontece que nem sempre foi assim. Esses elementos não surgiram espontaneamente na Terra. Aliás, cientistas atualmente precisam de uma energia muito alta para gerar elementos comuns na superfície terrestre, como o Ferro. Se hoje esses elementos surgem em modernos laboratórios onde os cientistas (modernos alquimistas) criam e modificam elementos para surgir outros e sabendo que nós somos feitos desses compostos e que não somos (como espécie) mais antigos que a Terra uma pergunta deve ser feita: onde surgiu essa miríade de elementos que compõem não apenas você ou eu, mas toda a vida na Terra (incluindo a própria Terra)? A resposta é simples: do Universo (dãã…).

Ok, ok… creio que a resposta era mais nítida antes mesmo de ser feita a pergunta. Mas eu cheguei no ponto onde eu quero fazer a verdadeira pergunta: onde surgiu no Universo todos os elementos que nos compõem?

 

Surprise___emotional_Giraffe_2_by_krystledawn

A-há! E agora hein, manolo?

Até o Ferro, tudo bem…

Sol, fonte de energia para praticamente toda as formas de vida da Terra (excetuando algumas formas microscópicas que vivem nas profundezas do oceano e conseguem viver bem de compostos de enxofre vindos de vulcões subterrâneos). Graças a sua conversão de hidrogênio em hélio (seguindo a famosa equação de Einstein E=mc²) ocorre a liberação de luz e calor que é irradiado para todos os lados. Uma pequena fração dessa radiação atinge a Terra, permitindo que a vida flua e evolua nas mais diversas formas. A transformação de hidrogênio em hélio no interior do Sol acontece devido às altas pressões e temperatura em seu núcleo. Os átomos de hidrogênio estão tão próximos e se movendo tão rápido que frequentemente ocorre uma colisão entre eles. Imagine que um átomo de hidrogênio seja uma pessoa. Imagine agora o metrô de São Paulo no horário de pico. Agora imagine essas pessoas (hidrogênios) juntas dentro do metrô (núcleo do Sol) em horário de pico com greve dos ônibus coletivos e em dia de chuva. A proximidade e a colisão entre elas é inevitável. Acontece que, ao contrário das pessoas que apenas colidem, os átomos de hidrogênio no interior do Sol se chocam com uma velocidade muito alta, fundindo-os. Quando isso acontece, ocorre liberação de energia em forma de luz e calor, além de surgir um átomo de hélio. Aliado a tremenda pressão e gravidade do Sol, os fótons produzidos nessas colisões no núcleo demoram cerca de 200 mil anos para sair do Sol e chegar até à Terra.

Bom, a energia chegou aqui e pronto acabou… mas é só isso que acontece no Sol? Converter hidrogênio em hélio? Não, meu amigo ou minha amiga. A pressão no interior do Sol permite que avancemos na tabela periódica. Ou seja, além do hélio, também é produzido o lítio, berílio, boro, carbono e assim sucessivamente. Isso acontece do mesmo jeito para produzir o hélio, através de colisões, só de átomos cada vez mais pesados. E isso vai até chegar no ferro.

Ué, mas por que não até no último elemento natural, o urânio?

Então, estrelas como o Sol não tem condições de produzir elementos mais pesados pois é necessária uma pressão muito alta. E como sabemos que esses elementos existem, eles devem ter sido produzidos em algum lugar do Universo. Era preciso alguma coisa muito mais poderosa para dar conta do recado.

Explosão básica…

Olhando para os céus, os astrônomos encontraram estrelas que era não uma ou duas mas 20, 30 vezes maiores que o Sol (como medida de comparação, cabem cerca de um milhão de planetas Terra no Sol. Um milhão!) A sua força gravitacional é incrivelmente alta e a pressão em seu interior muito forte. Entretanto, ainda não era suficiente para produzir urânio, por exemplo. Mas, ao analisar o ciclo de uma estrela desse porte os cientistas descobriram que a morte desse tipo de estrela é muito, mas muito violenta. A energia liberada na explosão  da que chamamos de supernova é tão alta que permite construir os elementos naturais mais pesados da natureza, como o urânio. A explosão da estrela manda esses elementos para todos os lados do Universo e podem vir a fazer parte na constituição de novos sistemas estelares no futuro.

Em um passado muito distante, existiam, como existem hoje, diversas supernovas. Essas estrelas tem vida muito curta (é como se vivessem a vida adoidado), cerca de 10 a 100 milhões de anos. Estrelas como o Sol tem vida mais longa (são estrelas menos festeiras) e podem viver cerca de 10 bilhões de anos. Num passado distante, essas estrelas explodiram, criando todos os elementos que existem na natureza. Essas nuvens da explosão remanescente foram, aos poucos, se juntando e com o passar dos milhões e milhões de anos começaram a surgir novas estrelas e planetas. E isso foi o que aconteceu com nossa querida Terra. Toda essa diversidade de elementos que existem hoje no planeta (e em você também) veio de estrelas e de supernovas.

É fascinante pensar isso. Olhe para você novamente. O fósforo, carbono, nitrogênio e demais elementos que compõem cada uma de suas células esteve, num passado distante, fazendo parte da constituição de uma supernova! Ela, que no passado fez brilhar uma parte do Universo hoje faz parte do que podemos chamar de eu, de você, desse computador ou do seu bichinho de estimação. Pensar em coisas assim nos coloca em nosso devido lugar no Universo. E que um ser, dotado de um cérebro consegue, ao ler essas palavras, imaginar o Sol, uma supernova ou viajar nos lugares mais distantes do Universo e compreender os mais variados processos realmente nos mostra o quão incrível é a natureza.

Antes de terminar, gostaria de fazer uma pergunta: bom, sabemos como os elementos mais pesados no Universo surgiram, certo? Mas, e o elemento mais leve, o hidrogênio. Como ele surgiu? As estrelas são constituídas primariamente por hidrogênio e ele deve ter surgido de algum modo. Os cientistas pensaram nessa questão por muitos anos. Em uma espécie de continuação, no próximo post vamos ver a resposta que eles propuseram para o surgimento não apenas do hidrogênio, mas de todo o Universo. Até a próxima sexta-feira. :)

Com imagens de ~AtomicBrownie e ~krystledawn em seus DeviantART.

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