O Prêmio Nobel de Física de 2020 foi anunciado para o britânico Roger Penrose, o alemão Reihard Genzel e a americana Andrea Ghez por suas pesquisas relacionadas às descobertas de buracos negros que nos permitiram entender melhor o Universo.
Penrose receberá metade do prêmio de 10 milhões de coroas suecas (cerca de R$ 6,4 milhões) por mostrar, a partir da teoria da relatividade geral, como se formam os buracos negros. Genzel e Ghez dividirão a outra metade pela descoberta de um objeto invisível e muito pesado no centro da nossa galáxia —um buraco negro supermassivo é a única explicação possível atualmente.
Ghez é a quarta mulher a ser laureada com o Nobel de Física na história da premiação. "Há uma responsabilidade em ser a quarta mulher a ganhar o prêmio. Eu espero poder inspirar outras mulheres na área", disse. "Há tantos prazeres na ciência, tem tanto para ser feito. Nós não sabemos o que há dentro dos buracos negros e é por isso que são objetos tão exóticos. É intrigante não saber e isso nos impulsiona a tentar entender melhor nosso mundo físico", disse em entrevista coletiva após ser contatada pela Academia Sueca.
Em 2018, a canadense Donna Strickland foi a terceira mulher na história do prêmio a ser laureada com o prêmio de física. Antes dela, apenas Marie Curie (1903) —que também recebeu o prêmio de Química em 1911— e Maria Goeppert-Mayer (1963) receberam um Nobel.
Premiado neste ano, Roger Penrose, professor da Universidade de Oxford, no Reino Unido, criou na década de 1960 métodos matemáticos que ajudaram a explicar a formação de buracos negros, algo que o físico Albert Einstein (1879 -1955) não foi capaz de fazer com o que tinha à disposição na época. Einstein morreu cerca de dez anos antes de a sua teoria da relatividade geral colocar Penrose no caminho para compreender como se formam os buracos negros, um objeto que distorce de maneira extrema a matéria e a energia que se aproximam dele, de modo que nem a luz consegue escapar de sua atração.
Já Reihard Genzel, diretor do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (Alemanha) e professor da Universidade da Califórnia, liderou um grupo de pesquisadores em estudos sobre o centro da galáxia em que vivemos, a Via Láctea.
Andrea Ghez, também professora da Universidade da Califórnia, liderou outro grupo na investigação da região central da galáxia.
Suas equipes descobriram que no centro da Via Láctea há um objeto extremamente pesado e invisível que faz com que planetas e estrelas o orbitem. Sua massa é tão expressiva, equivalente a 4 milhões de vezes a massa do Sol, de forma que a única possibilidade seria um buraco negro supermassivo.
Graças à teoria da relatividade de Einstein, apresentada em 1915, hoje é possível compreender melhor o funcionamento da gravidade, uma das quatro forças fundamentais da natureza que nos impede de "cair" do planeta e mantém a Terra girando em torno do Sol, a Lua orbitando a Terra e assim por diante.
A teoria de Einstein deu origem a uma nova leva de estudos sobre o Universo. Ainda naquele ano, o astrônomo alemão Karl Schwarzschild (1873-1916) aprofundou os estudos de Einstein e criou o que hoje é conhecido como raio de Schwarzschild, que explica por que estrelas e planetas "colapsam" e se tornam buracos negros.
A gravidade, segundo teorizaram Einstein e Schwarzschild, molda o espaço e influencia a passagem do tempo. Quanto maior a massa de um objeto como um buraco negro, maior a sua força gravitacional.
Os buracos negros são considerados o ponto final da evolução de certas estrelas maciças (gigantes). Depois do colapso da estrela, o buraco negro é cercado pelo que se convenciou chamar de “horizonte de eventos”. No centro está a massa do buraco negro, que determina o seu diâmetro. Um buraco negro com massa equivalente à da Terra, por exemplo, teria um diâmetro de 9 mm. Já um buraco negro com a massa similar à do Sol poderia ter diâmetro de 3 km.
No abismo
Além disso, também no centro do buraco negro está a singularidade formada pelo colapso de uma estrela.
A singularidade é um abismo espaço-temporal, e o destino de todo corpo ou objeto que entre no horizonte de eventos de um buraco negro é ser atraído e destruído por ela, passando a fazer parte dessa singularidade pela adição da sua massa e fazendo crescer o buraco negro, segundo George Matsas, professor titular do Instuto de Fisica Teórica da Unesp e membro da Academia de Ciências do Estado de São Paulo.
De acordo com a teoria de Penrose, os horizontes de eventos são como barreiras. A luz emitida dentro da área do horizonte não chega à área externa e a luz que entra na horizonte vinda de fora jamais será vista de novo. Em suma, um objeto que entra num buraco negro desaparece.
O que torna possível dizer que buracos negros existem, apesar de serem invisiveis, é a gravidade que influencia as estrelas que o orbitam.
É neste ponto que as pesquisas de Genzel e Ghez encontram as de Penrose. Os dois professores da Universidade da California produziram as melhores evidências disponíveis que indicam a presença de um buraco negro gigante no centro da galáxia.
Para chegar a essa conclusão, os cientistas tentaram enxergar através dos gases e poeira cósmica no caminho a constelação Sagittarius A, indicada há cerca de cem anos pelo astrônomo americano Harlow Shapley como próxima do centro da Via Láctea.
Com telescópios gigantes, os cientistas observaram que no raio de um mês-luz do centro da galáxia havia cerca de 30 estrelas de forte brilho que "dançavam" enquanto demais estrelas fora desse raio mantinham sua órbita. A descoberta sugere que as 30 estrelas orbitam um buraco negro supermassivo no centro da galáxia, que foi nomeado Sagittarius A*.
“Os trabalhos deles são a melhor evidência que temos sobre buracos negros. É muito difícil observar algo tão distante e com tanta poeira [no caminho]. Eles conseguiram. Por anos, encerrei os meus seminários dizendo que a melhor evidência da existência de buracos negros na natureza era o centro da nossa galáxia ter um objeto com 4 milhões de vezes a massa do sol e ser invisível”, afirma Matsas.
Por causa da pandemia do novo coronavírus, os laureados deste ano receberão os diplomas e as medalhas em casa.
O Nobel de Física
Em 2019, o prêmio foi dividido entre James Peebles, Michel Mayor e Didier Queloz por ajudarem a explicar melhor o funcionamento do universo. As descobertas de Peebles contribuíram para a melhor compreensão sobre como o Universo evoluiu após o Big Bang, enquanto a dupla Mayor e Queloz foi responsável por descobrir um exoplaneta (planeta fora do Sistema Solar) que orbitava uma estrela do tipo solar.
No ano anterior, pesquisas com laser renderam a Arthur Ashkin, Donna Strickland e Gérard Mourou o prêmio tão cobiçado.
Ashkin foi premiado por inventar as chamadas pinças ópticas, que usam a força do raio laser focalizada para manipular objetos microscópicos, incluindo organismos vivos, como vírus e bactérias. Já Strickland e Mourou desenvolveram uma técnica de geração de pulsos de laser ultracurtos de alta intensidade. A técnica levou a novas pesquisas que possibilitaram a sua aplicação na industria e na medicina.
Na industria, tornou-se possível perfurar materiais com extrema precisão, enquanto na medicina surgiu a cirurgia Lasik, usada para tratar ou curar problemas de visão como a miopia, hipermetropia e astigmatismo.
A escolha do vencedor ou vencedores do prêmio é realizada por um grupo de 50 pesquisadores ligados ao Instituto Karolinska, na Suécia, escolhido por Alfred Nobel em seu testamento para eleger aqueles que tenham feito notáveis contribuições ao futuro da humanidade.
Na segunda (5), foi anunciado o prêmio de Medicina, cujos vencedores descobriram o vírus da hepatite C.
Nesta quarta (7) será anunciado o prêmio de Química, entregue pela Academia Real Sueca de Ciências, seguido pelo de Literatura na quinta (8), escolhido por 18 membros da Academia Sueca (composta por 18 pessoas, entre linguistas, acadêmicos, historiadores, escritores e juristas).
Já o Nobel da Paz, entregue por um comitê escolhido pelo Parlamento Norueguês, será anunciado na sexta (9), enquanto o Prêmio de Ciências Econômicas em Memória de Alfred Nobel, mais conhecido como Nobel de Economia, será anunciado na próxima segunda (12) pela Academia Real Sueca de Ciências.
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