Opinião

Prémio Nobel da Física 2020

Roger Penrose, Reinhard Genzel e Andrea Ghez

Roger Penrose, Reinhard Genzel e Andrea Ghez

Nobel Media Nicklas Elmehed

A área da Astrofísica, Gravitação e Cosmologia voltou a ser distinguida pela Academia Nobel ao conceder o Prémio Nobel da Física a sir Roger Penrose, "pela descoberta de que a formação de buracos negros é uma previsão robusta da teoria geral da relatividade”, e a Reinhardt Genzel e Andrea Ghez,"pela descoberta de um objeto compacto supermassivo no centro de nossa galáxia".

Trata-se da terceira distinção nos últimos quatro anos em tópicos nos quais a teoria da gravitação de Einstein ocupa um papel central. Em 2017 as ondas gravitacionais, em 2019 a cosmologia, e este ano, finalmente, os buracos negros. Foi preciso um século para que a ciência e a tecnologia pudessem confirmar a maior parte das previsões audazes da relatividade geral, desde a deflexão dos raios luminosos e atraso gravitacional, até aos buracos negros e ondas gravitacionais. A teoria contribuiu com uma cosmologia baseada em observações que nos propõe um Universo em expansão e em contínua mutação e mesmo, na sociedade, com a sua intervenção no sistema GPS.

O primeiro buraco negro descoberto foi encontrado na constelação do cisne, sendo detetado graças à emissão copiosa nos raios-X. A procura de buracos negros culminou na extraordinária obtenção da primeira imagem de um buraco negro numa galáxia distante com o Event Horizon Telescope, revelada em abril de 2019 e que recentemente se tornou num filme.

Este ano a Academia decidiu homenagear um dos teóricos mais distintos dos últimos 60 anos, o matemático e físico sir Roger Penrose, parceiro de Stephen Hawking na obtenção dos teoremas sobre singularidades e buracos negros no quadro do espaço-tempo da gravitação. Atribuiu também o prémio aos astrónomos que revelaram a presença de um buraco negro extremamente massivo na região central da Via Láctea. As técnicas observacionais e o fundamento dos trabalhos das equipas lideradas por Reinhardt Genzel e Andrea Ghez foram extremamente inovadores e concentraram posteriormente os esforços de deteção dos buracos negros nas zonas correspondentes de outras galáxias. Foi numa delas que se observou a imagem do Event Horizon.

No caso da distinção a Penrose, podemos especular se não se terá tratado também de uma confirmação póstuma da contribuição de Hawking, sendo conhecido que a Academia só contempla previsões teóricas após a evidencia experimental. Deve-se entretanto reconhecer que devemos a Penrose o desenvolvimento de ferramentas matemáticas de enorme importância para a caracterização dos buracos negros e das singularidades, nomeadamente, os famosos diagramas de Penrose.

Em Portugal o estudo dos buracos negros e de objetos cósmicos extremos tem vindo a ser desenvolvido com notável sucesso pelos grupos de investigação da ULisboa - Centro de Astrofísica e Gravitação (CENTRA) e Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) - e pelo grupo da Universidade de Aveiro.

Na Ciências ULisboa, na vertente da teoria, investigadores do IA têm produzido trabalho, inovador e com reconhecimento internacional, sobre wormholes e superfícies ditas trapped, tanto no quadro da teoria da Relatividade Geral como no de teorias da gravitação que generalizam a teoria de Einstein (Francisco Lobo, José Pedro Mimoso, Nelson Nunes, António da Silva, Ismael Tereno, Tiago Barreiro, Andrew Liddle, Noemi Frusciante, Giuseppe Fanizza, Claudio Llinares, Marina Cortês e estudantes, que na sua maior parte participam na missão LISA, com o objetivo de detetar ondas gravitacionais: estas resultam de acontecimentos cataclísmicos, tais como a colisão de dois buracos negros). Por outro lado, no sector das observações, quer no IA quer no CENTRA, vários investigadores participam nas principais equipas internacionais envolvidas na deteção de buracos negros e no seu estudo (no IA, José Afonso, Israel Matute, Ciro Pappalardo e estudantes de doutoramento participam na identificação de buracos negros supermassivos nas primeiras galáxias do Universo, e no estudo da sua evolução, recorrendo a observações com alguns dos telescópios mais poderosos, como o ALMA; e, no CENTRA, António Amorim, Paulo Garcia, André Moitinho e colaboradores participam no consórcio Gravity associado ao laureado Reinhardt Genzel que tem tido um papel único na observação do buraco negro gigante no centro da nossa galáxia bem como em outras missões internacionais de grande relevo tais como a missão GAIA).

O futuro próximo apresenta-se assim auspicioso: as notícias que a Astronomia nos proporciona confirmam-nos, por um lado, um Universo cheio de objetos muito exóticos e de fenómenos intrigantes, mas, por outro lado, que as leis que a Ciência nos vai revelando aqui na Terra regem esse Universo e abrem a perspetiva de o irmos conhecendo melhor.

José Pedro Mimoso e Nelson Nunes com José Afonso e António Amorim, Departamento de Física Ciências ULisboa
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