Antimatéria e Planetas Livres

Aliás, não há quaisquer evidências de miniburacos negros, à exceção dos previstos por Hawking. Nunca se descobriu um miniburaco negro; nem se descobriu um problema cuja explicação implicasse um miniburaco negro (mesmo a existência de grandes buracos negros como Cygnus X-l depende de evidências que ainda não convenceram a todos os astrônomos).

Devemos obter maiores informações sobre o universo antes de evidenciarmos a probabilidade desse tipo de catástrofe, mas podemos estar certos de que há mais indícios favoráveis à idéia contrária. Afinal de contas, o Sol existe há 5 bilhões de anos, sem que tenha desmoronado; nem sequer observamos uma estrela apagar-se como se tivesse finalmente sido engolida por um miniburaco negro em seu centro.

ANTIMATÉRIA E PLANETAS LIVRES

Um buraco negro solitário não é o único objeto no universo que poderia passar por nós às escondidas. Há um outro tipo de objeto não perigoso, mas cuja existência é até mais problemática.

A matéria à nossa volta consiste em átomos formados de minúsculos núcleos circundados por elétrons. Os núcleos são formados por dois tipos de partículas, os prótons e os nêutrons, cada um dos quais é mais maciço que os elétrons cerca de 1 800 vezes. Assim, a matéria à nossa volta é composta por três tipos de partículas subatômicas: os elétrons, os prótons e os nêutrons.

Em 1930, Paul Dirac (o primeiro a conjeturar que a gravidade pode se enfraquecer com o tempo) demonstrou que, na teoria, deveriam existir “antipartículas”. Deveria haver, por exemplo, uma partícula como o elétron, mas com carga elétrica oposta. Enquanto o elétron tivesse carga elétrica negativa, sua antipartícula teria carga positiva. Dois anos depois, o físico americano Carl David Anderson (1905-) realmente descobriu esse elétron carregado positivamente. Foi chamado de “pósitron”, embora se possa fazer referência a ele como sendo um “antielétron”.

No devido tempo, o “antipróton” e o “antinêutron” também foram descobertos. O próton tem carga elétrica positiva e o antipróton, negativa. O nêutron não tem carga, nem o antinêutron, mas são opostos em certas outras propriedades. Os antielétrons, os antiprótons e os antinêutrons reúnem-se para formar os “antiátomos”, que se aglutinam para formar a “antimatéria”.

Se um antielétron se encontrar com um elétron, eles se anularão: as propriedades de um anularão as propriedades opostas do outro, e a massa dos dois será convertida em energia sob a forma de “raios gama”. (Raios gama são semelhantes aos raios X, porém com ondas mais curtas, e, portanto, são mais energéticos.) Da mesma forma, um antipróton e um próton podem se anular, o mesmo acontecendo com um antinêutron e um nêutron. De modo geral, a antimatéria pode anular uma massa equivalente de matéria, caso as duas se encontrem.

A quantidade de energia liberada em tais “anulações mútuas” é enorme. A fusão de hidrogênio, assim como explode nossas bombas de hidrogênio e dá propulsão mecânica às estrelas, pode converter aproximadamente 0,7 por cento da matéria fundida em energia. Porém, a anulação mútua converte 100 por cento da matéria em energia. Assim, uma bomba de matéría-antímatéria seria 140 vezes mais poderosa que uma bomba de hidrogênio com a mesma massa.

Funciona, porém, o inverso. É possível converter energia em matéria.

Entretanto, assim como se necessita de uma partícula e uma antipartícula para produzir energia, esta, quando convertida em matéria, sempre produz uma partícula e sua correspondente antipartícula. Tal processo parece não ser reversível.

Em laboratório, o físico pode produzir partículas e antipartículas aos poucos, mas no período seguinte à grande explosão, a energia se converteu em matéria em uma quantidade suficiente para formar todo um universo. Se esse fenômeno aconteceu, contudo, a mesma quantidade de antimatéria deve ter se formado. E, como deve ter realmente acontecido, onde está a antimatéria?

No planeta Terra, só há matéria. Algumas antipartículas podem ser produzidas em laboratório, ou encontradas em raios cósmicos, mas não perfazem grande quantidade. As antipartículas desaparecem de vez, tão logo encontram as partículas equivalentes, emitindo raios gama na anulação mútua que se segue.

Ignorando-se esses casos triviais, podemos dizer que toda a Terra é composta de matéria. Se uma metade fosse composta de matéria e a outra de antimatéria, uma acabaria por anular a outra instantaneamente, e não haveria Terra — só um globo incandescente de raios gama. Aliás, está claro que todo o sistema solar — toda a galáxia, inclusive todo o aglomerado local — é matéria. Caso contrário, constataríamos uma produção maior de raios gama.

Será que alguns aglomerados galácticos são matéria e outros, antimatéria? Será que dois universos se formaram por ocasião da grande explosão, sendo um de matéria e outro de antimatéria? Não sabemos. O paradeiro da antimatéria ainda é um enigma. No entanto, se há aglomerados galácticos e aglomerados antigalácticos, ambos se mantêm íntegros porque o universo em expansão os separa a distâncias cada vez maiores.

Será que, por causa de algum acontecimento fortuito, algum pedaço de antimatéria pode ser lançado de um aglomerado antigaláctico e acabar adentrando um aglomerado galáctico, ou que um certo pedaço de matéria seja lançado de um aglomerado galáctico e acabe adentrando um aglomerado antigaláctico?

Uma antiestrela em nossa própria galáxia poderia não se fazer reconhecer como tal unicamente por causa da aparência externa, caso não houvesse nada mais que vácuo interestelar ao seu redor. Mesmo que isso ocorresse, ela ocasionalmente emitiria raios gama, quando as partículas de matéria encontradas no espaço se chocassem com as partículas de antimatéria lançadas pelas estrelas e sofressem anulação mútua. Nenhum desses fenômenos foi observado ainda, mas os corpos pequenos são mais numerosos e mais facilmente detonáveis do que os grandes, o que significa que poderia haver, na galáxia, objetos do tamanho de asteróides ou planetas compostos de antimatéria.

Poderia algum deles atingir o Sol sem aviso prévio? Afinal de contas, o objeto poderia ser invisível a grandes distâncias. Mesmo que fosse visto, poderia não ser identificado como antimatéria até o momento do choque.

Entretanto, não há motivos para nos preocuparmos com essas coisas.

Ainda não temos indícios que nos levem a supor a presença de antimatéria perambulando pela nossa galáxia. Mesmo que existisse, a probabilidade de se chocar contra o Sol seria igual à dos miniburacos negros.

Mesmo que uma porção de antimatéria atingisse o Sol, o dano produzido seria muito mais limitado que o provocado por um miniburaco negro de mesma massa. O miniburaco negro é permanente e poderia avolumar-se indefinidamente às custas do Sol; a porção de antimatéria, por outro lado, cuidaria de anular uma parte do Sol equivalente à sua própria massa, e então ela desapareceria.

Ainda resta um terceiro tipo de objetos que poderiam se aproximar da vizinhança do sistema solar sem serem vistos muito antes de sua chegada.

Não são buracos negros, nem antimatéria, mas sim objetos comuns que fugiram à nossa atenção apenas por serem muito pequenos.

Poderíamos discutir sua existência da seguinte maneira: Já disse que, em qualquer tipo de corpos celestes, os menores são mais numerosos.

Portanto, as estrelas maiores são menos numerosas que as pequenas.

As estrelas do tamanho do Sol (de porte médio) perfazem 10 por cento de todas as estrelas visíveis. As estrelas gigantes, com massas quinze vezes superiores à do Sol, são muito mais raras. Há cem estrelas do tamanho do Sol para cada estrela gigante. Por outro lado, as estrelas com a metade da massa do Sol (ou menos) perfazem três quartos das estrelas do universo, a

julgar por sua ocorrência em nossas vizinhanças {19}.

Um corpo que tenha uma massa equivalente a um quinto da do Sol mal dá para romper os átomos centrais e iniciar reações nucleares. Um corpo desses torna-se levemente vermelho-incandescente e mal pode ser visto, mesmo se estiver perto de nós, em termos de distâncias estelares.

Ainda assim, não há razões para se supor a existência de um limite inferior na formação de objetos, nem que esse limite coincida com a massa que inicia reações nucleares. Pode ser que se tenham formado algumas “subestrelas” — corpos pequenos demais para produzir reações nucleares ou que as produzem só até o ponto de aquecimento inferior ao grau de vermelho-incandescente.

Reconheceríamos tais corpos sem brilho como sendo planetas, caso fizessem parte de um sistema solar, e talvez devamos concebê-los assim: como planetas que se formaram independentemente e não estão ligados a qualquer estrela, mas que circundam o núcleo galáctico independentemente.

Esses “planetas livres” podem ter-se formado em número bastante superior ao das estrelas e podem ser objetos comuns — e ainda permanecerem invisíveis para nós, assim como o seriam os planetas de nosso sistema solar, por mais perto que estejam, caso não refletissem a luz de um sol próximo.

Qual a probabilidade de um desses planetas livres adentrar o sistema solar, provocando uma devastação?

Os maiores planetas livres deveriam ser tão comuns quanto as estrelas menores, mas, considerando-se a vastidão do espaço interestelar, é pequena a probabilidade de que nos encontrem. Os planetas livres pequenos deveriam ser mais numerosos, e os menores ainda, muito mais numerosos. Ocorre que, quanto menor for um objeto desses, maior será a probabilidade de seu encontro com o sistema solar.

É bastante provável que a invasão do sistema solar pelos planetas livres do tamanho de asteróides seja mais iminente que a invasão pelos problemáticos miniburacos negros ou pela antimatéria. Mesmo assim, os planetas livres são muito menos perigosos do que qualquer um desses objetos. Os miniburacos negros absorveriam a matéria indefinidamente, caso atingissem o Sol, enquanto a antimatéria anularia a matéria. Os planetas livres, compostos de matéria comum, meramente evaporariam.

Se nos fosse dado tomar conhecimento de um asteróide rumando para um contato com o Sol, poderíamos sentir-nos incapazes de identificar se o objeto seria um invasor proveniente do espaço interestelar ou uma das muitas variedades vizinhas nossas ainda não descobertas, ou que a sua órbita houvesse sido perturbada de modo a causar uma colisão.

Pode ser que tais invasores tenham atravessado o sistema solar inúmeras vezes sem causar quaisquer danos. Alguns pequenos objetos da parte mais externa do sistema solar, cujas órbitas são irregulares, podem perfeitamente ser planetas livres capturados durante a sua trajetória. Dentre estes poderiam constar Nereida, satélite de Netuno; Febe, o satélite mais externo de Saturno; e o curioso objeto Quirão, descoberto em 1977, que circunda o Sol numa órbita elíptica entre as de Saturno e Urano.

Pelo que se sabe, aliás, Plutão e seu satélite (descoberto em 1978) podem ter sido um pequeno “sistema solar” independente que foi capturado pelo Sol. Isso tornaria menos surpreendentes a inclinação incomum e a excentricidade da órbita de Plutão.

Resta ainda um outro tipo de encontro com objetos no espaço interestelar — objetos tão pequenos que não passam de partículas de poeira ou mesmo átomos independentes. As nuvens interestelares de poeira e gás são comuns no espaço, e não apenas o Sol pode “colidir” com esses objetos, como também já o fez em ocasiões passadas. O efeito de tais colisões sobre o Sol é aparentemente negligenciável, mas o mesmo não ocorre conosco. Isso é assunto a que pretendo voltar em momento mais adequado.