Nearly forgotten results in development of physical cosmology

Para compreender a história do nosso universo, devemos primeiro aceitar uma ideia simples e surpreendente: o cosmos não é um palco estático e imutável, mas uma entidade dinâmica que está crescendo cada vez mais a cada momento. Durante séculos, as pessoas assumiram que o universo era eterno e imóvel, um pano de fundo fixo para o drama das estrelas e dos planetas. Essa visão mudou no início do século XX, quando uma nova teoria da gravidade, conhecida como relatividade geral, sugeriu que o próprio espaço poderia se esticar e encolher. No início, até mesmo o criador desta teoria, Albert Einstein, tentou forçar as equações a descreverem um universo que permanecesse parado, adicionando um termo especial para equilibrar a força da gravidade. No entanto, essa imagem estática era instável, como um lápis equilibrado na sua ponta; o menor toque faria com que ele caísse. A verdadeira natureza do cosmos revelou-se muito mais dramática: ela está em expansão, um conceito que remodelou a nossa compreensão do tempo, do espaço e do próprio início de tudo.

Um artigo recente do físico A. F. Zakharov traz à luz vários capítulos esquecidos desta grande história, focando-se nos cientistas que estavam à frente do seu tempo, mas que foram negligenciados devido à política, ao mau momento ou às peculiaridades da história. A narrativa começa com Alexander Friedmann, um matemático russo que, no início da década de 1920, foi o primeiro a demonstrar que as equações de Einstein permitiam, de facto, um universo em expansão. Friedmann não fez apenas a matemática; ele forçou o universo a mover-se, tal como Copérnico tinha forçado a Terra a orbitar o Sol. Apesar da sua genialidade, Friedmann morreu jovem, em 1925, e durante décadas, o seu trabalho foi amplamente ignorado no seu próprio país. Na União Soviética, a ideia de um universo com um início era vista com suspeição porque parecia demasiado semelhante às histórias religiosas de criação. Como resultado, os cientistas soviéticos foram desencorajados de estudar modelos de universo em expansão, e as contribuições de Friedmann foram tratadas como meros exercícios matemáticos, em vez de descrições da realidade.

Enquanto Friedmann trabalhava na Rússia, um padre e físico belga chamado Georges Lemaître chegava a conclusões semelhantes na Europa. Em 1927, Lemaître publicou um artigo descrevendo um universo em expansão e derivando uma relação entre a distância das galáxias e a rapidez com que se afastam de nós. Esta relação é agora famosa como a lei de Hubble, nomeada em homenagem ao astrónomo americano Edwin Hubble, que confirmou a observação alguns anos mais tarde. No entanto, o trabalho de Lemaître apareceu num jornal belga pouco conhecido e foi amplamente ignorado pela comunidade científica mundial. Quando Lemaître se encontrou com Einstein, este descartou a ideia de um universo em expansão, dizendo-lhe que os seus cálculos estavam corretos, mas que a sua intuição física era pobre. Foi necessária a influência de outros cientistas, como o astrónomo britânico Arthur Eddington, para finalmente convencer o mundo de que Lemaître tinha resolvido o enigma do comportamento do universo. Lemaître foi mais longe, propondo que o universo começou como um ponto único e incrivelmente denso, que ele chamou de "átomo primordial", e previu até que um brilho ténue de calor residual deste início ainda deveria ser detetável hoje em dia.

A história da descoberta continuou com a busca por esse calor residual, conhecido como radiação cósmica de fundo. No final da década de 1940, o físico George Gamow e os seus alunos calcularam que, se o universo tivesse começado num estado quente e denso, deveria estar preenchido com uma radiação ténue a uma temperatura de apenas alguns graus acima do zero absoluto. Enquanto Gamow trabalhava nos Estados Unidos, um físico soviético chamado Tigran Shmaonov estava a fazer uma descoberta notável na Rússia. Em 1956, utilizando equipamento no Observatório de Pulkovo, Shmaonov detetou esta radiação de fundo anos antes da famosa descoberta americana por Arno Penzias e Robert Wilson, que mais tarde ganharam o Prémio Nobel por isso. No entanto, na União Soviética, a ideia de um universo quente era politicamente sensível. O supervisor de Shmaonov, um brilhante físico chamado Semyon Khaikin, sabia que os resultados coincidiam com as previsões de Gamow, mas temia a reação política de ligar a descoberta a uma teoria que era considerada "burguesa" e religiosa. Consequentemente, o trabalho de Shmaonov não foi amplamente divulgado nem conectado à teoria cosmológica na época, e a comunidade científica soviética permaneceu silenciosa sobre o assunto durante décadas.

O artigo destaca também um capítulo mais recente envolvendo a missão espacial soviética Relikt-1, lançada em 1983. Esta espaçonave foi desenhada para mapear as minúsculas variações de temperatura na radiação cósmica de fundo, que são cruciais para compreender como as galáxias se formaram. A equipa, liderada por Igor Strukov, mediu com sucesso estas variações e encontrou evidências de um padrão específico chamado anisotropia quadrupolar. Eles submeteram as suas descobertas no início de 1992. Apenas alguns meses depois, a equipa do satélite americano COBE, liderada por George Smoot, anunciou uma descoberta semelhante e recebeu enorme atenção mediática e, eventualmente, o Prémio Nobel. O artigo argumenta que a equipa soviética tinha, de facto, encontrado o mesmo fenómeno primeiro, mas os seus resultados foram publicados em revistas menos visíveis e foram eclipsados pelo anúncio americano. O autor sugere que os cientistas soviéticos não eram alheios à teoria, mas foram impedidos por um clima político que desencorajava a discussão aberta de modelos de universo em expansão e por uma falta de recursos para promover o seu trabalho globalmente.

Finalmente, o artigo aborda o trabalho de Erast Gliner, que na década de 1960 propôs que o universo poderia passar por um período de expansão extremamente rápida e exponencial, um conceito agora conhecido como inflação. Esta ideia, que explica por que razão o universo parece uniforme em todas as direções, foi largamente ignorada durante décadas até ao final dos anos 1990, quando os astrónomos descobriram que a expansão do universo está, na verdade, a acelerar. As percepções precoces de Gliner sobre este comportamento foram quase esquecidas, apenas para serem redescobertas como essenciais para a cosmologia moderna. O autor do artigo conclui que a história tem sido frequentemente injusta com estes cientistas. Quer tenha sido a morte prematura de Friedmann, a publicação obscura de Lemaître, as restrições políticas de Shmaonov ou as teorias negligenciadas de Gliner, o progresso da ciência foi retardado por fatores humanos, e não por uma falta de génio. O artigo serve como um lembrete de que a história do universo não é feita apenas de equações e dados, mas também das pessoas que lutaram para partilhar as suas descobertas com um mundo que estava, por vezes, pronto para ouvir e, por vezes, tragicamente, não estava.