À ESPERA DA CHUVA CÓSMICA
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De onde vêm estes raios cósmicos, de uma potência inaudita, que se
abatem sobre a Terra? Qual o mecanismo responsável pela sua origem?
Diferentes teorias tentam responder a estas questões ainda em aberto.

Algures no Universo, um fenómeno celeste desconhecido, bem mais
potente que as explosões de estrelas mais violentas, bombardeia-nos de
partículas. Bem, não muitas: apenas uma por metro quadrado e por
século se contabilizarmos unicamente as mais energéticas. Mas cada uma
destas partículas raras e estranhas tem uma energia tal que se pode
traduzir na força suficiente para levantar um peso de dois quilos a
uma altura de um metro! Ou seja 10 elevado à 21ª potência
(1.000.000.000.000.000.000.000) de electrões-Volt (eV), qualquer coisa
como várias dezenas de Joules! (*) Uma energia incomensurável se
pensarmos que nos estamos a referir a uma partícula que é dez triliões
(10.000.000.000.000.000.000) de vezes mais pequena que uma bola de
ténis! De tal forma inimaginável que os cientistas não sabiam sequer
como a definir. E com razão: nos laboratórios, os investigadores já
tinham alcançado acelerações de partículas até uma energia de 1
Giga-electrão-Volt (GeV, ou seja, 1.000.000.000 eV) e não tinham
previsto energias superiores. Acontece que estes raios cósmicos são
1 bilião de vezes mais potentes. Para eles foi então criado o prefixo
Zeta (que significa, então, um 1 seguido de 21 zeros!).

A verdade é que, sessenta anos após a sua descoberta, os cientistas
ainda ignoram quase tudo sobre estes raios fulgurantes.

A fim de se tentar esclarecer este enigma cosmológico, foi criada
uma equipa de 250 cientistas de dezanove países. Dentro de cinco anos
estará completa a instalação científica mais impressionante que já foi
construída. Será em El Nahuil, perto de Mendoza, na Argentina, que irá
surgir o Observatório Pierre Auger, que se estenderá ao longo de uma
superfície de 3.000 Kms quadrados, compreendendo 1.600 detectores de
partículas e quatro telescópios. "Torna-se indispensável uma
superfície de observação assim tão extensa já que, ao chegar às
imediações da Terra, a partícula de alta energia colide com um núcleo
atómico da atmosfera terrestre a muito grande altitude. Esta colisão
desintegra o núcleo atmosférico, produzindo uma saraivada de partículas
sub-atómicas. Estas partículas secundárias, por seu lado, vão
entrechocar-se novamente entre si e assim sucessivamente. No fim
desta série de reacções em cadeia, diversos biliões de partículas
atingem o solo terrestre, testemunhas da viagem inter-galáctica da
partícula primária. Este feixe atmosférico estende-se, por isso, ao
longo de diversas centenas de metros. Daí a necessidade de um
observatório tão grande para conseguir observar e quantificar a
totalidade das "gotas" desta chuva cósmica", explicou Daniel Vignaud,
do Laboratório de Física Corpuscular e Cosmologia do Colégio de França,
em Paris.

Foi a 22 de Abril de 1962 que, em Volcano Ranch, no Novo México,
Estados Unidos, se observou pela primeira vez um raio cósmico que
atingiu uma energia de 0,1 Zeta-electrões-Volt (ZeV). Desde então, os
cientistas reportaram apenas cerca de uma dezena de casos mais de
raios cósmicos atingindo este tipo de energias. Mas, de cada vez, o
choque titânico de energia que se produziu, desnorteou os instrumentos
e deixou os observadores estupefactos. Sobretudo a partir do momento
em que, em 1966, um cálculo teórico demonstrou que a existência destes
raios super potentes não está sequer prevista, de acordo com um certo
princípio de energia. Trata-se do limite GZK (a sigla advém das
iniciais dos nomes dos três investigadores que o determinaram) e que
se estabelece nos 0,04 ZeV ou, mais exactamente, em 10 elevado à
potência 19,6 eV. Com efeito, ao longo da sua viagem cósmica, os raios
cósmicos encontram-se mergulhados na radiação fóssil de micro-ondas
que banha o Universo e que é resultante do Big Bang. Os fotões que
constituem esta radiação possuem uma energia muito fraca, da ordem do
mili-electrão-Volt (meV). Por isso, quando um raio cósmico (possuidor
de uma energia francamente superior) encontra um destes fotões,
transfere-lhe parte da sua energia. Dado que cada raio cósmico
encontra uma miríade de fotões da radiação fóssil do Big Bang no
decurso de um périplo de diversas centenas de milhões de anos-luz,
transfere sucessivamente energia a esses fotões sendo, por isso,
"travado". Prevê-se então que perca a maior parte da sua energia
nestas interacções, sobretudo se esta ultrapassar o célebre limite
GZK. Conclusão: nenhuma partícula que ultrapasse os 0,04 ZeV deveria
chegar até nós.

A única solução, prevista na teoria, para que uma partícula tão
energética possa chegar à Terra é que ela seja proveniente de um
objecto celeste não demasiado distante, da ordem dos 30 milhões de
anos-luz, de forma a perder o mínimo de energia ao entrar em contacto
com os fotões do fundo cosmológico difuso. Mas, novamente, um novo
escolho: a essas distâncias não se conhece nenhum objecto susceptível
de conferir uma tal potência de aceleração às partículas. Trata-se,
portanto, de um verdadeiro quebra-cabeças cosmológico!


(*) Nota: Tal como o Joule, o electrão-Volt (eV) é uma unidade de energia.


(Notícia adaptada de um artigo da revista "Sciences et Avenir")