Nobel de Física 2011: Diálogos sobre a Energia Escura (Segunda Parte)

Alexandre Medeiros (PhD, University of Leeds – Professor de Física e Astronomia, UFRPE)

De volta do almoço, pula à minha frente, novamente, a caixinha de bate-papo no FaceBook:

– E então professor? Como é? A ideia de Energia Escura nasceu na Relatividade Geral?

– Bem, a ideia de Energia Escura, tal como ela é hoje em dia, ou seja, um construto criado para explicar a aceleração da expansão do Universo não é exatamente a mesma que Einstein sugeriu em sua Teoria da Relatividade Geral, mas guarda uma forte semelhança.

– Como assim? Não entendi! O Einstein propôs ou não propôs originalmente essa ideia de Energia Escura?

– Ele propôs algo bem parecido, mas não exatamente a mesma coisa. É que o Einstein NÃO acreditava originalmente em um Universo em expansão. O motivo para isso era em parte derivado de sua religiosidade cósmica, ou mais precisamente, do seu panteísmo, da influência por ele recebida da leitura dos escritos de Spinoza.

– Professor, eu não entendi nada de nada do que o senhor disse. O que é que isso da Energia Escura pode ter a ver com a religiosidade dele? O que é esse negócio de panteísmo e quem foi esse tal de Spinoza?

– Calma vamos, por partes! Einstein foi muito religioso até os doze anos de idade, isso segundo ele mesmo conta. Essa história da religiosidade do Einstein está contada naquele nosso livro “Einstein e a Educação”. Após os doze anos, tendo lido Spinoza, ele sofreu forte influência do pensamento desse filósofo holandês de origem judaica. Spinoza foi um filósofo do século XVII (1632–1677), contemporâneo de Newton e que defendia a coincidência entre Deus e a Natureza. Para ele, Deus não reinava sobre a Natureza; Deus seria a própria Natureza. Essa doutrina se chama de panteísmo. Spinoza foi muito combatido em sua época tanto pelos cristãos quanto pelos judeus. Einstein pensava de modo muito parecido, mas um pouco diferente. Einstein não acreditava que a ordem matemática existente no Universo fosse apenas produto do acaso; mas identificava Esta Ordem matemática existente na Natureza e não a própria Natureza com Deus.

– OK, Deu para entender. Mas, o que é que isso tem a ver com a sua concepção de Universo e mais ainda com a Energia Escura?

– Calma! Você vai entender, logo. Einstein não acreditava em um Deus que interferisse nos destinos da Natureza e muito menos em um Deus que se envolvesse no destino dos homens, como é o Deus dos judeus, dos cristãos e dos mulçumanos. Esse que se mete até em resultados de partidas de Futebol.

– Risos ...

– Pois bem! Apesar de Einstein ser judeu e muito apegado às tradições culturais judaicas, ele não se mostrava inclinado a aceitar o Deus dos judeus. Essa antropoformização da figura divina, por várias vezes ele classificou como algo simplesmente infantil.  Assim sendo, por não acreditar em um Deus que rege sobre a Natureza ou em um Deus Criador do Universo, Einstein se via compelido a conceber um Universo Eterno e, portanto sem momento de criação e sem um fim.

– OK! Isso parece interessante. Mas, novamente, o que isso tem a ver com a Relatividade Geral?

– É que as equações da sua Teoria da Relatividade Geral, ou seja, da Teoria da Gravitação, indicavam que a atração gravitacional da matéria produziria necessariamente um Universo em contração. Para evitar este inevitável colapso do Universo, Einstein postulou a existência de uma misteriosa “força antigravitacional”. Mas, não para garantir a expansão do Universo; apenas para equilibrar a força da gravidade.

– E a Energia Escura, como aparece?

– Veja! Essa “força antigravidade” aparece em suas equações na forma de uma constante de correção à qual ele denominou de constante cosmológica. É neste sentido, de ser uma misteriosa força que se opõe à força gravitacional, que a sua constante cosmológica pode ser tida como uma legítima precursora da ideia posterior de Energia Escura.

– Entendi! Legal! Mas, Einstein continuou pensando assim até a sua morte?

– Não! Logo após conhecer os resultados das observações astronômicas do astrônomo americano Edwin Hubble em 1929, ele mudou de ideia e chegou mesmo a afirmar que a tal constante cosmológica havia sido o seu maior erro. Ele admitiu, a contragosto, que o Universo parecia mesmo estar mesmo em expansão como um resultado de uma “explosão inicial”, como outros passaram a defender. E, assim, sendo, a sua constante cosmológica já não tinha nenhuma razão de existir. Ele a abandonou para sempre. Mas, ela retornou, após a sua morte tempos depois, agora reformulada como a tal da Energia Escura. Mas, isso foi bem recentemente e ainda há muito que dizer até que possamos entender de onde veio essa conclusão.

– O Hubble mostrou que o Universo estava em expansão, não foi?

– Não, exatamente! Isso é o que muitos dizem, mas está errado. Hubble começou ampliando os limites do Universo. Os novos e poderosos telescópios (como por exemplo, o do observatório do Monte Wilson, na Califórnia) já haviam revelado que muitas “nebulosas”, coisas que até então eram tidas apenas como nuvens de gases, eram, na verdade, compostas de inúmeras estrelas. Mas, surgiu então o grande debate sobre onde estariam localizadas esses tais aglomerados de estrelas.

– Como assim?

– Até então o Universo era a Via Láctea. Ou seja, supunha-se que tudo que era observado estava dentro da Via Láctea. Mas, ao se perceber que aquelas “nuvens” ou “nebulosas” eram na verdade um enxame de estrelas, muitos se perguntaram se elas não seriam outras galáxias fora da nossa. Algo, como Universos-ilhas, para usar uma velha expressão que o filósofo alemão Immanuel Kant (1724-1804) já utilizara no século XVIII de forma intuitiva.

– E quem ganhou essa parada?

– Claro, que foram os defensores dos novos Universos-ilhas. E isso aumentou imensamente os limites do Universo imaginado. Mas, para isso foi necessário determinar a que distâncias estavam as tais “nebulosas”.

– E quem conseguiu isso?

– Edwin Hubble!

– Puxa, professor! Quer dizer que o Hubble inventou um método de determinar aquelas distâncias? O cara era macho, mesmo!

– Você, agora, foi preconceituoso e acabou de cometer um grave erro.

– Preconceituoso, eu? Não, nunca! Por que?

– Porque você se referiu ao aparente sucesso imaginado para o Hubble atribuindo isso à característica exclusiva de ele ser macho. E ...

– Isso é só uma maneira de falar, professor. Eu estava apenas brincando, mas qual foi o meu erro?

– O erro foi supor que Hubble tenha descoberto esse método de determinação das distâncias das estrelas. Não foi ele quem descobriu o método. Ele foi, na verdade, muito feliz ao encontrar algo que se adequava perfeitamente ao tal método previamente criado por outra pessoa. Sem dúvida, ele teve seus méritos nessa descoberta, mas não o da criação do método.

– Tudo bem, professor. Eu retiro o que disse antes. Macho, mesmo, foi o cara que criou esse tal método. O Hubble fez apenas a parte dele. Mas, quem foi esse cara, bom de tapa?

– Foi uma cara! Não foi um cara! Seu nome era Henrietta Leavitt.

– O que? E como ela fez isso?

– Observando placas fotográficas oriundas do Observatório de Arequipa, no Peru, ela descobriu que um grupo de estrelas variáveis, ou seja, estrelas cujo brilho oscilava, parecendo pulsarem, apresentava uma relação de proporcionalidade nessa pulsação. Essas estrelas pulsavam com períodos proporcionais ao seu brilho.

– Mas, eu não imagino como isso possa servir para determinar distâncias de estrelas.

– Pois, a Henrietta Leavitt imaginou! Está vendo?

– Está vendo o que, professor?

– Nada! O fato é que o trabalho feminino sempre foi desvalorizado na Ciência. Mas, se formos entrar nesse assunto dá outra conversa ainda mais longa. O que importa no momento, é que ela intuiu, muito inteligentemente, que isso permitiria medir distâncias se você conhecesse uma estrela daquele tipo cuja distância já fosse anteriormente conhecida. Neste caso, poder-se-ia usar essa tal estrela como sendo uma espécie de “vela padrão”.

– O que danado é isso de “vela padrão”, professor?

– É uma estrela semelhante a outras (cujas distâncias se quer medir) e cuja distância à Terra já é conhecida. Ela serve de comparação para se determinar as distâncias das outras semelhantes a ela. Se você sabe que uma estrela daquele mesmo tipo está a uma distância diferente, basta comparar os seus brilhos e levar em conta a lei do inverso do quadrado para a variação do brilho aparente. A mesma coisa se faz ainda hoje em dia usando ouros tipos de “vela padrão”. Para distâncias bem maiores se usa explosões de supernovas do tipo Ia, como esses três pesquisadores que ganharam agora o Nobel fizeram em 1998. Para determinar a recessão acelerada das galáxias longínquas, eles usaram esses dados em combinação com os dados do efeito Doppler.

– Para, para! Estou voando nesse tal negócio de “vela padrão” ainda e agora no tal do “efeito Doppler”. Como é isso, mesmo?

– Veja essa figura que estou lhe enviando por e-mail.

– Para que e-mail professor? Bota ela no seu Mural do Facebook que eu estou olhando para ele.

– OK! Acabei de fazer isso! Já viu? Não é incrível? A figura ilustra como os brilhos de estrelas semelhantes à nossa “vela padrão” vão caindo com o inverso do quadrado da distância.

– Mas, qual era a vela padrão que o Edwin Hubble usou para achar a expansão do Universo?

– Ele usou um tipo de estrela semelhante às que Henrietta Leavitt havia estudado antes para achar a sua relação matemática entre o brilho e o período de pulsação de suas estrelas variáveis. Logo depois do estudo dela, um astrônomo chamado Ejnar Hertzprung descobriu algumas estrelas do mesmo tipo e que cujas distâncias poder-se-iam determinar por outros métodos mais antigos na constelação de Cefeu. Dai elas se chamarem de “cefeídas”. São estrelas variáveis, exatamente como aquelas que Henrietta Leavitt havia estudado. E é aqui que entra o Edwin Hubble.

– Como?

– Ele descobriu algumas estrelas desse mesmo tipo “cefeidas” em uma nebulosa cuja distância se colocava em questão. E ele mostrou, usando o método de Henrietta Leavitt, que as tais estrelas estavam a milhões de anos luz da Terra, ou seja, que elas não podiam estar no interior da Via Láctea. Subitamente, o Universo que se reduzia à Via Láctea, cresceu de tamanho.

– Isso é a tal expansão do Universo, falada?

– Não! Eu falei de forma metafórica. O que eu disse foi que o ser humano percebeu que o Universo era muito maior realmente do que apenas a Via Láctea. Que aqueles aglomerados de estrelas eram outras galáxias como a nossa e muito mais distantes de nós. Foi isso.

– Mas, Hubble não descobriu a expansão do Universo?

– Não, exatamente! Mas, ele colaborou decisivamente para que outros afirmassem isso.

– O que o Hubble fez, então?

– Bem, isso já foi um outro trabalho dele. Não confunda! Ele fez a luz de estrelas distantes passar em um espectroscópio obtendo assim as suas raias espectrais. Uma espécie de impressão digital da mesma.

– Por que impressão digital?

– Porque cada elemento químico tem a sua própria e inconfundível assinatura que é o seu conjunto de raias espectrais em posições bem definidas. A luz proveniente de uma estrela nos mostra, assim, a composição química de sua atmosfera gasosa de onde provém a luz. Veja essa outra figura que acabei de postar. Ela mostra a luz proveniente da queima de cloreto de sódio e o que acontece quando se passa essa luz por um prisma. Veja as raias que se formam no seu espectro. Isso é o que a gente chama de um espectro de emissão. Sacou?

– Saquei! Quer dizer que analisando assim a luz das estrelas a gente também pode descobrir a sua composição química?

– Isso, mesmo!

– Tudo bem! Mas, e a expansão do Universo?

– Observe na figura do espectro anterior que de um lado está o vermelho e do outro lado está o azul. Cada elemento tem o seu conjunto de raias, mas quando a fonte de luz está em movimento em relação ao observador essas raias se compactam para um lado e se separam para o outro. Se compactam para o lado das frequências maiores, que é o lado do azul, e se espalham para o lado das frequências menores, que é o do vermelho. Isso é o que a gente chama de efeito Doppler.

– Por que isso acontece?

– Porque a luz é uma onda e seu espectro sofre a ação do deslocamento da fonte emissora em relação ao observador como no caso do som. Veja como é o efeito Doppler no caso do som. Suponha que você encontra-se parado em uma rua e uma ambulância vem com a sirene ligada em sua direção. Ou que um carro de fórmula 1 ou uma motocicleta vem chegando e passa por você. Lembre-se do ronco do motor. Como é que ele se altera? O som é sempre igual?

– Não! Ele se altera, mesmo. Quando a moto vem chegando ela faz iiiiiimmmm... E quando ela passa e se afasta da gente ela faz oooommmmm .... Não é?

– É! E o que é esse iiiimmmmmmm? E esse oooommmmmm? O primeiro é um som mais agudo, de maior frequência, o iiiimmmmm e o outro, o oooooommmm, é um som mais grave, de menor frequência.

– Mas, por que isso acontece? Por que a frequência do som que nós ouvimos muda tão claramente de um som agudo quando a fonte sonora se aproxima de nós para um som grave, quando ela se afasta? Por que ao se aproximar ouvimos um som de alta frequência e ao se afastar a frequência desse mesmo som diminui?

– Porque as ondas se empacotam umas sobre as outras quando a fonte de ondas se aproxima e essas mesmas ondas se afastam umas das outras quando a fonte se afasta. Veja a figura que segue. Ela mostra uma moto se aproximando de um observador e se afastando de outro. Observe o que ocorre com as ondas. Veja o empacotamento das frentes de onda do lado que se aproxima do observador e o afastamento dessas frentes de onda do lado que se afasta do observador. Sacou?

– Que legal professor! Entendi. Mas e com a luz?

– Com a luz acontece algo semelhante, ou seja, ela também apresenta o efeito Doppler que nada mais é que a influência do deslocamento da fonte em relação ao observador na definição do comprimento de onda e da frequência que será percebida pelo referido observador. Só que frequência mais alta no caso da luz significa que as raias espectrais se deslocam para o lado azul e a fonte então deve estar se aproximando do observador. O que se denomina então de deslocamento para o azul.

Veja a figura que segue agora. Ela representa exatamente o efeito Doppler para a luz.

– Entendi! Quer dizer que se uma estrela estiver se afastando de nós o seu espectro vai apresentar todas as suas raias espectrais deslocadas em conjunto para o lado vermelho, o lado das menores frequências.

– Isso, mesmo! Bom garoto! Risos ...

– Então, deve ter sido isso que o Edwin Hubble percebeu ao observar a luz das estrelas distantes.

– Exatamente isso! Quanto maior eram as distâncias das estrelas por ele observadas, maior era também o “deslocamento para o vermelho” de seus espectros. Agora, note que são duas coisas separadas.

– O que?

– A determinação das distâncias das estrelas e a determinação do deslocamento para o vermelho dos seus espectros. São coisas bem distintas uma da outra.

– Entendi! As distâncias das estrelas o Edwin Hubble determinou usando aquele tal do método da vela padrão que a Henrietta Leavitt iniciou e o Ejnar Hertzprung completou.

– Isso! E o deslocamento para o vermelho?

– Esse deslocamento para o vermelho ele achou observando o espectro da luz e como as raias se deslocavam em conjunto.

– Muito bem! Você leva jeito!

– Obrigado, professor, mas eu ainda estou encucado com o fato de o senhor haver dito que esse deslocamento para o vermelho não implicava para Hubble em um afastamento das galáxias. Eu sempre pensei que havia isso que ele havia descoberto. Essa não é justamente a interpretação conferida a esses dados com o auxílio do efeito Doppler que o senhor acabou de falar?

– Exatamente! E outros interpretaram assim, mas não Hubble. Ele era um indutivista convicto e não queria dizer nada mais do que os dados lhe permitiam. A interpretação desses dados do deslocamento para o vermelho como um sinal da expansão do Universo foi obra de outros. Ele mesmo acreditava em um outro tipo de explicação, mas também nunca lutou por ela. Era a chamada ”teoria dos fótons cansados”. Mas, ao final ele aceitou de bom grado a interpretação vencedora dos seus dados. E vaidoso como ele era, aceitou também de bom grado as honrarias que lhe foram conferidas por ele haver supostamente descoberto algo que ele, de fato, nunca disse. Sacou?

– Tudo bem! Mas, seja como for, essa interpretação do deslocamento para o vermelho da luz das estrelas distantes como sendo um sinal de que o Universo está em expansão terminou por se impor, não foi, professor?

– É verdade, mas houve muita resistência. Por melhor que fosse o argumento do efeito Doppler, outros não concordaram com ele de imediato e a Teoria do Universo Estacionário do inglês Fred Hoyle dominou até 1968, quando foi finalmente destronada pela Teoria do Big Bang.

– Como a teoria do Big Bang se impôs professor? E por que não se aceitou ela, logo, de imediato? E como a questão da Energia Escura voltou à cena depois da desistência de Einstein do seu conceito de constante cosmológica? E onde entra nessa história a tal da matéria escura?

– Bem, nós já estamos bem perto de chegar ao ano 1998, quando se deram as descobertas que levaram ao premio Nobel de 2011. Já chegamos aos anos 60. Mas, realmente, ainda falta muita coisa para lhe contar. Eu vou descansar um pouco e amanhã continuo essa história, ok?

– OK, professor! Amanhã teremos outro capítulo dessa novela; a novela da Energia Escura.

– É verdade! Amanhã a gente deve chegar ao terceiro e último episódio dessa novela. Avise aos leitores do nosso BLOG que o próximo e último capítulo será postado brevemente. Risos ...

PARA CITAR ESTA FONTE: Medeiros, Alexandre. Nobel de Física 2011: Diálogos sobre a Energia Escura (Segunda Parte). Física e Astronomia_Alexandre Medeiros, BLOG.
http://alexandremedeirosfisicaastronomia.blogspot.com/2011/10/nobel-de-fisica-2011-dialogos-sobre_11.html. Acessado em 12 de Outubro de 2011. (atualizar a data)

AGÊNCIA FRANCE PRESS comete ERROS na Notícia do NOBEL 2011

Alexandre Medeiros (PhD, University of Leeds - Professor de Física e Astronomia, UFRPE)

Nos três últimos dias, ao tentar escrever um ARTIGO para o meu BLOG sobre o recente Prêmio Nobel de Física de 2011, li as notícias sobre esse assunto publicadas em vários jornais pelo mundo e notei um inquietante padrão de equívocos. A AGÊNCIA FRANCE PRESS cometeu dois erros grosseiros ao divulgar apressadamente a referida notícia e muitos jornais e revistas ao redor do mundo, inclusive no Brasil, espalharam os tais erros sem perceber.

A AGÊNCIA FRANCE PRESS afirmou inicialmente que: “o fato de a luz (das Supernovas do tipo Ia) ser menos intensa do que o esperado implicava que as estrelas estavam mais longe do que se acreditava”. Isso está CORRETO. De fato, isso é uma mera consequência da velha lei do inverso do quadrado da distância para os iluminamentos e também do fato complementar de que esse tipo de supernova Ia sempre explode com a mesma intensidade luminosa. Mas, ai então, se segue o primeiro erro na notícia.

O primeiro erro: A AGÊNCIA FRANCE PRESS acrescenta que devido a essa mesma queda na luz observada daquelas supernovas Ia pode ser constatada “que elas se afastavam mais rapidamente”.

O erro está no fato de a AGÊNCIA FRANCE PRESS dizer que foi a queda da luminosidade observada das supernovas que deu essa informação de que as mesmas estavam se afastando. Essa informação quem fornece é o “red shift” da luz, ou seja, o “deslocamento para o vermelho” das raias espectrais da luz proveniente da referida supernova. É preciso passar a luz proveniente dessas supernovas em um espectroscópio e analisar a direção do deslocamento de suas raias espectrais para se dizer se elas estão se afastando ou se aproximando. Isso é uma consequência do efeito Doppler e não tem nada a ver com a lei do iluminamento que estava certa apenas na primeira parte da notícia.

E mais: a ideia de que a expansão do Universo estava sendo acelerada só foi possível aos três ganhadores atuais do Premio Nobel inferir através da análise cuidadosa de várias (mais de cinquenta) explosões de supernovas Ia devido à correlação de suas distâncias crescentes com suas velocidades também crescentes obtidas com o auxílio da Lei de Hubble. A notícia deixa no ar que a referida descoberta teria sido feita com uma única observação de uma dessas explosões e apenas corroborada com a demais, o que é um equívoco

O segundo erro da AGÊNCIA FRANCE PRESS foi o ENORME EXAGERO de afirmar, logo em seguida, que: “há mais de 100 anos, grande parte da comunidade científica acredita que o universo está em expansão por causa do Big Bang”.

Como se sabe, o Big Bang é uma Teoria bem mais recente e que só veio a obter uma ampla aceitação na comunidade científica a partir de 1968, após a descoberta por Arno Penzias e Robert Wilson da chamada “radiação de fundo”, por ela prevista. Esta descoberta, inclusive que lhes valeu o prêmio Nobel de Física de 1975. Antes disso, a Teoria do Universo Estacionário do cosmólogo inglês Fred Hoyle era bem mais aceita entre os cientistas em geral.

Mesmo que nós atribuíssemos equivocadamente (como fazem muitos) a proposição inicial da Teoria do Big Bang, ou ainda da ideia mais simples do Universo em Expansão, ao americano Edwin Hubble (que nunca advogou publicamente essa teoria, mas que apenas descobriu o Red Shift que levou a ela); ainda assim, tal descoberta de Hubble se deu em 1929 e foi publicada em seu célebre artigo, enviado à Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos, com o título: “Uma Relação entre as Distâncias e as Velocidades das Nebulosas Extragalácticas”.

Certamente, o marco teórico mais antigo, mas ainda meramente conjectural do Big Bang, pode ser encontrado um pouco antes, em 1927, na obra do astrônomo e padre belga George Lemaitre.

Mesmo que tomássemos o artigo de Hubble com o marco original do Big Bang (o que já seria um enorme exagero) ou o trabalho visionário de Lemaitre, ainda assim não chegaríamos nem perto dos tais aludidos 100 anos da Teoria do Big Bang, alegados pela AGÊNCIA FRANCE PRESS.

Portanto: Menos, senhores redatores franceses, menos!

Calmez-vous, il est l'argile sacrée ; lentement avec l'argile de la sainte! Ou seja, em bom português : devagar com o andor que o santo é de barro!

A Radiação Solar e o Clima na Terra

Alexandre Medeiros (PhD, University of Leeds – Professor de Física e Astronomia, UFRPE)

                         Texto originalmente publicado no livro "O Sistema Climático" (2011), organizado pelo professor Lucivânio Jatobá (UFPE)

A Radiação Solar e o Clima na Terra

Vários fatores influenciam o clima na Terra, dentre eles os principais são os ventos, o mar e principalmente o Sol. Neste capítulo analisaremos apenas o papel exercido pelo Sol e as suas possíveis consequências para o nosso clima. Mas, afinal, de que maneiras o Sol influencia o clima.

Os livros elementares de Geografia costumam afirmar corretamente que o Sol nos fornece luz e calor. E mostram também como esta influência, exercida pelos raios solares que atingem o nosso planeta, varia de acordo com a posição relativa entre os dois. É exatamente a variação dessa posição relativa entre a Terra e o Sol que causa o aparecimento das estações do ano.

Um equívoco, porém, muito comum entre leigos é o de pensar que a causa das estações na Terra seria a proximidade anual variável entre ela e o Sol. Partindo do conhecimento livresco de que esta trajetória é elíptica, é costume pensarem que quanto mais próxima a Terra estivesse do Sol, mais calor receberia do mesmo. E inversamente, quanto mais afastada do mesmo, menor seria a temperatura na Terra. Assim estariam explicados, portanto, o Inverno e Verão. E às posições intermediárias naquela trajetória, corresponderiam a Primavera e o Outono.

Ledo engano! A coisa não é assim e é fácil perceber que não.

Em primeiro lugar, se esse fosse o verdadeiro motivo para a ocorrência das estações, quando a Terra estivesse mais próxima do Sol seria verão simultaneamente em todo o nosso planeta e sabemos que isso não é verdade. Quando faz verão no hemisfério Norte é inverno no Sul e vice-versa. O mesmo pode-se dizer da alternância de estações entre a Primavera e o Outono nos dois hemisférios. Além disso, a elipse que a Terra descreve ao redor do Sol é quase uma circunferência; é em outras palavras, uma elipse de baixíssima excentricidade. A temperatura da Terra, como um todo, praticamente não varia devido a essa pequena variação de distância Terra-Sol.

Outros planetas, para os quais a variação da distância em relação ao Sol é bem maior do que no caso da Terra, sofrem uma efetiva mudança de temperatura global ao orbitarem em elipses mais acentuadas em torno do mesmo. Mas, esse não é o caso da Terra.

Mas, voltemos ao caso da Terra. O que causa o aparecimento das estações é o fato de que ela gira em torno do Sol, anualmente, de tal modo que o seu eixo de rotação em torno de si mesma está sempre inclinado da mesma forma em relação ao plano da sua órbita em torno do Sol (a eclíptica). A Figura 1 a seguir mostra a situação que acabamos de descrever da Terra em sua órbita e torna possivelmente mais clara essa explicação. Nela é fácil observar que devido à inclinação do eixo da Terra em relação ao plano da eclíptica, os seus dois hemisférios estão sempre em posições distintas em relação aos raios solares recebidos.

Pode-se notar também que em determinadas posições ao longo da órbita anual da Terra em torno do Sol, a diferença entre a quantidade de raios recebidos do Sol é máxima entre os dois hemisférios do planeta. São os dois pontos da órbita denominados de solstícios (verão e inverno).

                                          Figura 1 - As estações do ano e as posições da Terra em sua órbita ao redor do Sol

De modo análogo, pode-se também perceber que há dois outros pontos da órbita para os quais a quantidade de raios solares recebida pelos dois hemisférios é praticamente equivalente. São os dois equinócios (primavera e outono).

A dinâmica da ocorrência das estações não é, entretanto, o foco de nossa discussão. Ela é discutida de forma mais pormenorizada em outros capítulos deste livro.

Voltemos, portanto, ao ponto inicial da nossa narrativa onde dissemos que os livros elementares de Geografia costumam afirmar corretamente que o Sol nos fornece luz e calor. De fato, isto está correto, mas não está completo.

Por que não?

Porque o Sol nos fornece não apenas luz e calor. E essas outras coisas que ele também nos fornece, geralmente não tão consideradas, também influenciam o clima terrestre.

Mas, que outras coisas são essas e como elas influenciam o clima na Terra?

Para compreendermos melhor que outras coisas são essas, além da luz e do calor, é preciso entender um pouco melhor o próprio Sol.

O Sol é uma estrela de tamanho apenas mediano em uma escala cósmica, mas é gigantesca quando comparada com as pequenas dimensões do nosso planeta. E a sua proximidade de nós  torna-o ainda mais importante.

Ele é em verdade uma imensa bola de gás superaquecido. Tão violentamente aquecido que esse gás que o constitui não consegue manter-se eletricamente neutro, como a maioria dos gases com os quais lidamos aqui na Terra. Devido à tremenda agitação molecular associada à sua elevada temperatura, esse gás existente no Sol (basicamente hidrogênio e hélio) está eletricamente carregado. Dito de outro modo, os átomos dos gases estão ionizados, constituindo o que se denomina em Física de um plasma.

E aqui cabe um pouco mais de Física elementar, útil em nossa caminhada: partículas eletricamente carregadas, como são as do plasma que constituem o Sol, criam campos elétricos, ou seja, são capazes de exercer forças elétricas à distancia. Ocorre que quando uma carga elétrica está em movimento, ela torna-se capaz de exercer não apenas uma força elétrica, mas também uma força magnética. Ou seja, adquire condições de criar um campo magnético. Assim sendo, o plasma solar que nada mais é do que um imenso chuveiro de partículas carregadas em tremenda agitação cria intensos campos eletromagnéticos.

A propagação das variações de um campo eletromagnético através do espaço carrega uma energia na forma de uma onda. Dai o seu nome: onda eletromagnética. E essa onda eletromagnética se propaga no vácuo com a maior velocidade do Universo: 300.00 quilômetros por segundo. Enquanto se pronuncia a letra A, uma onda eletromagnética no vácuo viaja uma distância equivalente a sete voltas e meia em torno da Terra.

Mas, além da velocidade, há dois outros aspectos muito importantes das ondas. São o seu comprimento de onda e a sua freqüência  ( Figura 2). O comprimento de onda é a distância entre dois picos adjacentes da mesma (ou entre dois vales). Já a sua frequência é a rapidez com que ela oscila. Essas duas características das ondas são inversamente proporcionais entre si: quanto maior for o comprimento da onda, menor será a sua frequência e vice-versa.

Figura 2 - Espectro de ondas eletromagnéticas desde as ondas de baixa frequência e grande comprimento de onda  (ondas de radio) até as ondas de altíssima frequência e pequeno comprimento de onda (raios gama)

Outro ponto importante é que quanto maior for a frequência da onda eletromagnética, mais penetrante ela será; ou seja, mais energia ela poderá transportar. Dai porque é conveniente classificarmos as ondas eletromagnéticas, dando-lhes diferentes nomes, dependendo das suas faixas de frequência (ou inversamente de seus comprimentos de onda).

As ondas eletromagnéticas existem em um amplo espectro de frequências representado na figura acima, desde as ondas de radio (de grande comprimento de onda e baixa frequência e, portanto baixa energia) até o outro extremo, onde são denominadas de raios gama (de baixíssimo comprimento de onda, altíssima frequência e elevadíssima energia). Entre esses dois extremos há todo um espectro eletromagnético de ondas com diferentes propriedades.

A luz visível nada mais é do que uma onda eletromagnética, como qualquer outra, localizada em uma faixa muito estreita do espectro eletromagnético, mais precisamente entre os comprimentos de 4.000 e 7.000 Angstrons (400 nanômetros e 700 nanômetros). A luz visível é algo que nos parece especial porque ela é a única faixa de frequências das ondas eletromagnéticas para as quais nós estamos organicamente capacitados a distinguir uma frequência da outra. Dentro dessa estreita faixa de frequências, o nosso olho ao receber uma onda de diferente frequência, emite para o nosso cérebro um diferente sinal elétrico que é traduzido por este como uma diferente cor.

Toda onda eletromagnética, de qualquer frequência, transporta energia. Essa energia transportada na forma ondulatória é o que chamamos de calor. Ao incidir sobre algum material na Terra , essa energia tende a agitar as moléculas que constituem este material. Dependendo da frequência da onda essa agitação poderá se dar de modo mais ou menos eficiente. É o que chamamos de entrar em ressonância. Assim, a eficiência da absorção da energia por um material terrestre depende tanto das propriedades desse material (de como suas moléculas naturalmente tendem a vibrar) como da frequência da onda eletromagnética incidente. Dadas as características gerais dos materiais existentes na Terra, a absorção pelos mesmos do calor trazido pelas ondas eletromagnéticas se dá preponderantemente através das ondas infravermelhas, mas não exclusivamente.

É por isso que frequentemente ouvem-se pessoas dizerem equivocadamente que as ondas infravermelhas são “ondas de calor”. Isso, entretanto, não é verdade! Toda e qualquer onda eletromagnética transporta energia, na forma de calor, esteja ela na faixa do infravermelho ou não. Apenas, a absorção pela maior parte dos materiais existentes na Terra é que se dá preponderantemente na faixa do infravermelho. Quem duvidar disso, não precisa consultar nenhum outro livro, basta colocar um alimento em um forno de micro-ondas (que não emite infravermelho) e ver o que acontece. Se for um alimento que contenha bastante líquido em sua composição, a sua temperatura subirá rapidamente mostrando assim que as micro-ondas também transportam calor.

Mas, o que tudo isso tem a ver com o Sol e com sua influência no clima da Terra?

É que o Sol emite ondas eletromagnéticas em uma ampla faixa de frequências e não apenas na faixa da luz visível. E todas essas ondas exercem os seus efeitos sobre a Terra e em especial sobre o clima.

Além disso, há outra coisa muito importante. O Sol emite também um grande chuveiro de partículas eletricamente carregadas no espaço sideral (formando um verdadeiro “vento solar”) e que constitui aquilo que denominamos de heliosfera. Uma parte dessas partículas atinge a Terra, interagindo com a nossa atmosfera e influenciando o clima. A maior parte, mas não a totalidade, dessas partículas é constituída de núcleos de hidrogênio (partículas positivas denominadas de prótons). Essas partículas oriundas do espaço sideral são de um modo geral denominadas de raios cósmicos.

Nem todos os raios cósmicos que chegam à Terra são originados no Sol. Muitos deles provêm de outras estrelas distantes no Universo. E chegam nas mais variadas frequências, até mesmo na faixa dos penetrantes raios X e dos raios gama. Para nossa sorte essa quantidade não é letal, pois o vento solar (que constitui a chamada heliosfera) interage com as mesmas afastando-as do interior do sistema e atuando como uma espécie de escudo contra as mesmas. Entretanto, se alguma estrela explodisse nas nossas proximidades, como uma supernova, nós poderíamos vir a receber doses muito maiores de tais radiações cósmicas com consequências drásticas para o nosso planeta.

Deixando, no momento, de lado os raios cósmicos provenientes de outras estrelas e concentrando-nos apenas naqueles oriundos do Sol; o que poderíamos dizer sobre a influência por eles exercida no clima da Terra?

Aqui a questão assume uma complexidade maior, pois não existe ainda um consenso total entre os pesquisadores até o momento (setembro de 2011). Vejamos, portanto, quais são os atuais pontos de acordo e quais são as divergências interpretativas existentes sobre a interação da Terra com a radiação solar para que possamos aquilatar as suas possíveis repercussões climáticas.

É ponto passivo entre os astrônomos, desde o início do século XX, que o Sol apresenta um ciclo de onze anos em sua atividade. Ou seja, ele inicia um novo ciclo a cada décimo segundo ano. Não conhecemos exatamente as origens destes ciclos. Eles estão certamente relacionados com a complexa dinâmica interna do Sol, dos movimentos de matéria no mesmo, e de seu intenso e variado campo magnético. Tudo isso regula de algum modo complexo o aparecimento e o desaparecimento das erupções solares.

Mas, em que consiste esta referida atividade do Sol?

Observando-se o Sol com telescópios especiais, podemos notar que, ao longo de um ciclo,  ele passa por períodos nos quais há um grande número de gigantescas protuberâncias de plasma, erupções que invadem o espaço. E aliada a toda essa agitação em sua superfície gasosa, há também a irradiação de uma intensa quantidade de energia na forma de radiação eletromagnética.

Existe ainda um acentuado número de manchas escuras na superfície solar. Elas são zonas “mais frias” (aproximadamente 4.000 K) em contraste com o restante da sua superfície que tem uma temperatura média de 6.000 K.  Essas manchas são regiões de grande atividade magnética e que se assemelham a polos magnéticos. Ressalte-se que diferentemente do campo magnético da Terra, que se assemelha ao campo de uma barra magnética, possuindo apenas dois polos bem definidos; o complexo campo magnético do Sol apresenta uma esquisita pluralidade de polos norte e sul. Deste modo, as emanações de partículas carregadas costumam formar arcos enormes entre as manchas escuras, ficando aprisionadas em tais campos magnéticos solares delimitados pelas suas manchas. Este aprisionamento das partículas pelo campo magnético do Sol dificulta a ejeção dos raios cósmicos. Portanto, quanto mais ativo estiver o campo magnético solar, menor será a ejeção de seu vento solar, ou seja, mais fraca será a sua heliosfera, menor será a quantidade de raios cósmicos que ele emite e menos eficiente será o seu escudo protetor contra os outros raios cósmicos vindos de fora do sistema solar. Este fato pode ter uma tremenda repercussão no clima da Terra.

Observado detalhadamente com instrumentos especiais, o Sol, nesses períodos, brilha intensamente no céu e a Terra recebe, simplificadamente, uma quantidade maior de luz e calor. Isso tem um impacto direto sobre o nosso clima. O senso comum nos diz que a Terra deveria necessariamente sofrer um maior aquecimento e isso, de fato acontece ainda que suavemente. Nosso planeta experimenta oscilações climáticas que acompanham muito aproximadamente os ciclos solares.

Há outros momentos, entretanto, durante o ciclo solar, nos quais a nossa estrela apresenta uma atividade bem menor e nestes casos a emanação da radiação eletromagnética também tende a diminuir. Nestes períodos, o tamanho e o número das manchas solares apresentam-se igualmente reduzidos. O senso comum diria, mais uma vez, que a Terra deveria sofrer algum tipo de resfriamento global e isso, de fato, tem ocorrido, ainda que levemente em tais ocasiões. Esses ciclos tem se repetido ao longo dos tempos, mas têm ocorrido, por vezes, determinadas irregularidades muito importantes na atividade solar com efeitos dramáticos sobre o clima da Terra.

Uma dessas irregularidades históricas na atividade solar ocorreu entre os séculos XVII e XVIII, no período de 1645 a 1715, época em que viveu o grande físico Isaac Newton (1642-1727). Naquela ocasião o Sol passou por um longo período de baixíssima atividade, as manchas escuras em sua superfície praticamente sumiram e o frio foi intenso e o inverno muito rigoroso. O rio Tâmisa, em Londres, por exemplo, chegou a ficar um longo tempo congelado e esta inusitada situação foi consagrada em uma pintura daquela época exibida em seguida. Na Climatologia, esse período é denominado de “Mínimo de Maunder”, sendo popularmente conhecido como “Pequena Idade do Gêlo”.

                                                            Figura 3 - Rio Tâmisa congelado em 1663. Quadro da época

Figura 4 - Atividade solar: à esquerda Sol em plena atividade (Julho de 2002); à direita, sem manchas escuras (Janeiro de 2010).

A novidade atual é que observações recentes indicam a possibilidade de que um novo “Mínimo de Maunder” (ou uma nova pequena era do gelo) se avizinha. As duas fotos anteriores do Sol podem ser tidas como fortes indícios desta possibilidade.

Certamente, esta previsão científica contraria tudo o que se tem ouvido nos últimos anos de alarmismo sobre um inexorável aquecimento global provocado pelo próprio homem.

Mas, voltemos aos fatos. A foto da esquerda é do Sol em plena atividade, em julho de 2002, enquanto a foto da direita é também do Sol, porém em janeiro de 2010. A diferença entre elas é alarmante. Em 2002, o Sol se apresentava em plena atividade magnética e estava repleto de manchas escuras, enquanto que no momento atual (setembro de 2011) ele está calmo e praticamente sem qualquer mancha escura.

2002 foi um ano particularmente quente em todo o globo terrestre. Mas, o que ocorreu, desde então?

O pico de atividade do último ciclo solar foi medido em 2001 e o Sol deveria ter retomado a sua potência habitual desde 2008 (início do ciclo atual) para atingir o seu pico de atividade em 2011.

Mas, não foi isso o que aconteceu!

O Sol já está muito atrasado em sua atividade e esse pico não é mais esperado acontecer antes de 2013. Frank Hill, vice-diretor e destacado pesquisador do Observatório Nacional Solar do Laboratório da Força Aérea dos Estados Unidos afirmou muito recentemente que todas as evidências observacionais disponíveis sugerem que este próximo máximo será o último antes que muitas décadas de calmaria na atividade solar venham a se seguir. O Sol vai entrar, segundo Hill, em uma verdadeira fase de hibernação (Hill et al, 2011).

E se o sol estiver saindo de seu sono para mergulhar em um coma profundo? Após haver conhecido um mínimo de atividade histórica, entre 2008 e 2010, ele saiu levemente de seu torpor nos últimos meses (a partir de junho de 2011). A primeira erupção solar de grande importância desde 2006 foi registrada em 07 de junho de 2011.

Três diferentes trabalhos de importantes pesquisadoes norte-americanos apresentados neste ano de 2011, na recente conferência anual da Divisão de Física Solar da Sociedade Astronômica Americana (Altrock, 2011; Hill et al, 2011; Livingston, Penn & Svalgrad, 2011), levam, contudo, a pensar que esta renovação da atividade solar não foi algo mais do que passageiro. Algo como um último suspiro de um moribundo. Após um breve despertar, os estudos parecem apontar para o fato de que o Sol poderia iniciar um longo período de inatividade por várias décadas. Se esta previsão se confirmar, este fenômeno poderia ter uma influência benéfica sobre o tão propalado e controvertido aquecimento climático global do nosso planeta. E cabe salientar que esta previsão é respaldada pelos resultados de várias pesquisas recentes e independentes relacionadas com a observação da evolução das manchas solares, dos movimentos de convecção superficiais e das atividades magnéticas. A hipótese, portanto, de uma longa hibernação solar não é algo assim tão improvável quanto possa parecer à primeira vista.

Com menos manchas solares, o Sol não conseguiria aprisionar com eficiência as partículas carregadas presentes em seu plasma que seriam mais facilmente ejetadas no espaço como raios cósmicos. Assim sendo, uma maior incidência de raios cósmicos sobre a Terra poderia contribuir para uma maior decomposição de compostos voláteis presentes na atmosfera formando, deste modo, aerossóis que atuariam como pontos de nucleamentos de nuvens. E uma maior formação de nuvens certamente reduziria a incidência direta da radiação solar sobre a Terra contribuindo deste modo para uma diminuição na temperatura global.

Entre 2009 e 2010, o Sol exibiu uma calmaria sinistra. Especialistas procuram ainda entender por que ele ficou em um "mínimo profundo" tanto tempo e se essa letargia tem consequências diretas sobre a Terra. Tais períodos de repouso não são incomuns. Segundo o astrônomo Jean-Loup Bertaux, diretor de pesquisas do CNRS (Conselho Nacional de Pesquisa Científica da França), eles voltam depois de um ciclo familiar, em média a cada 11 anos. Habitualmente, o Sol dá a impressão de ter se estabilizado; mas então reaparecem erupções em sua superfície e ele projeta novamente grandes quantidades de matéria no espaço. Mas, desta vez, nada disso tem acontecido. Durante 266 dias, a nossa estrela se deu ao luxo de permanecer praticamente sem nenhuma mancha escura, portanto sem apresentar sinais de uma recuperação da sua atividade. Algo que nunca havia visto desde o início do século XX.

No outono de 2010, alguns pequenos sobressaltos na atividade solar sugeriram à Agência Espacial dos Estados Unidos (NASA) que o nosso astro havia finalmente decidido sair de seu torpor. Mas, foi um alarme falso! Ele voltou a dormir imediatamente. Especialistas eminentes ficaram então alarmados: e se a nossa estrela, sem a qual a nossa sobrevivência é impossível, não retomasse mais a sua intensidade habitual?

David Hathaway, pesquisador do Marshall Space Flight Center da NASA, é outro dos muitos cientistas que têm se mostrado crescentemente preocupado com a diminuição na radiação solar desde o último mínimo de atividade em 1996, e de graves perturbações na heliosfera. Como assinala o influente pesquisador francês Jean-Loup Bertaux: "Temos quase certeza de que o próximo máximo solar será significativamente menor do que o anterior" (Hathaway & Rightmire, 2010).

Enquanto isso, o Doutor Richard Altrock (2011), do Sacramento Peak Observatory – que tem estudado a atmosfera do Sol, a sua “coroa”, nos últimos 40 anos – assinala que o curso da atividade magnética que costuma estabelecer o início do máximo solar já deixou efetivamente de acontecer no tempo previsto.

Matthew Penn (2011), também do National Solar Observatory, mostrou que a intensidade do campo magnético no interior das manchas escuras do Sol tem se mostrado muito menor do que o esperado e está em contínuo declínio. Se esta tendência continuar, assinala ele, o Sol poderá perder todas as suas manchas por completo por volta de 2022.

Mike Lockwood, professor do Space Environment Physics da University of Reading, afirmou categoricamente que: “a nossa pesquisa mostra que existe uma chance de oitenta por cento de que a Terra vai retornar a um “Mínimo de Maunder” nos próximos 40 anos”. Para ele as temperaturas podem vir a cair em média dois graus centígrados na Inglaterra devido à redução da atividade solar (Kinver, 2011).

Os climatologistas não alinhados ideologicamente com o IPCC (Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas) têm constatado uma desaceleração do aquecimento global e os meteorologistas têm registrado recordes de mau tempo no inverno. Este é o caso ocorrido na Europa em 2010. E também registrado na China no mesmo ano passado, assim como no Oriente Médio e na América do Sul. Paradoxalmente, a última conferência promovida pelo IPCC sobre o tão decantado aquecimento global se deu em meio a um inverno europeu inesperadamente rigoroso, embora os presentes àquele evento não tenham dado, surpreendentemente,  quase nenhuma atenção para este fato.

A idéia de que a Terra poderia estar entrando em uma mini Idade do Gêlo está ganhando terreno. Especialmente porque este fenômeno não é algo inédito. "O Sol teve um mínimo de atividade muito semelhante e prolongado entre 1912 e 1913”, diz William Aulanier (2010), um conceituado astrônomo do Laboratório de Pesquisas Espaciais e de Instrumentação Astrofísica da França.

Apesar de todas essas evidências observacionais sobre a evolução global do clima e da atividade solar, a comunidade científica continua ainda dividida sobre a questão. Para os estudiosos do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), as mudanças na atividade solar simplesmente não afetam o equilíbrio do nosso planeta. Eles também têm costumado minimizar outros fatores naturais de influência climática, como a estabilidade térmica conferida pelos Oceanos e a absorção do dióxido de carbono pelos mesmos, acentuando quase que exclusivamente, a negativa contribuição humana. O centro de suas argumentações tem sido sempre a poluição de origem antrópica. Fatores naturais são quase que descartados. Mas, quem não se lembra da recente erupção de um pequeno vulcão na Islândia em 2010 que cobriu de cinzas toda a Europa e paralizou por vários dias todo o tráfego aéreo?

Mas, de fato, há outros fatores abertos à controvérsia e que precisam ser analisados com seriedade em uma disputa interpretativa sobre a influência do Sol no clima da Terra.

Uma coisa é certa: a mudança na luminosidade total do Sol devido à variação de sua atiuvidade é extremamente baixa. Ela não é suficiente, por si só, para explicar a grande diferença de temperatura que podemos ter a partir de agora ou a que encontramos durante um Mínimo de Maunder. Questões de órbita, de perturbações de Júpiter ou principalmente os raios cósmicos podem desempenhar também um papel importante. Sabemos também que as camadas superiores da atmosfera são muito sensíveis a mudanças no ultravioleta e nos raios-X. Há muitos tópicos de pesquisa, neste campo, sobre os quais a comunidade científica ainda não chegou a um consenso.

Quanto, a saber, se o Sol começa um novo ciclo de atividade, raros são os que arriscariam um prognóstico após o falso alarme ocorrido em setembro de 2010. Algumas pequenas erupções (equivalentes, de todo modo, a várias vezes o tamanho da Terra) foram registradas em junho de 2011, mas a atividade é muito moderada para os seus padrões habituais e a nossa estrela não parece ainda ter decidido voltar ao trabalho. O Sol parece, ao contrário, estar saindo de um período de sono apenas para entrar em uma letargia profunda.

Mas, por que, afinal, essa queda brusca na atividade solar influencia o clima na Terra? Os estudiosos do IPCC, afinal, negligenciam esta referida influência. O que há de verdade em tudo isso? Seria possível tomar partido baseado em mais do que opiniões? Haveria experimentos que pudessem ajudar a dirimir as dúvidas sobre tais questões?

A atividade solar parece, com efeito, ter uma influência sobre a temperatura na Terra. A extensão do fenômeno é, entretanto muito difícil de medir e, portanto, tem se prestado até hoje a diversas controvérsias. Há muitos fatores a serem considerados nesta disputa.

O ponto de partida da defesa de que a atividade solar influencia decisivamente o clima na Terra esteve sempre baseada em tempos recentes na premissa, aceita por muitos pesquisadores de renome, mas veementemente combatida pelos estudiosos do IPCC, de que os raios cósmicos provocam uma decomposição de certos compostos voláteis presentes na atmosfera.

O que nos diz o presente modelo científico dominante nesta área e combatido pelo IPCC?

Ele nos diz que essa decomposição efetuada pelos raios cósmicos dos compostos voláteis presentes na atmosfera criaria uma espécie de micropartículas em suspensão ou aerossol. Esse aerossol forneceria uma enorme quantidade de pontos de nucleamento para a formação de cristais de gelo e consequentemente de nuvens. Ressalte-se que até muito recentemente isso era algo apenas hipotético e, portanto alvo de acirrada disputa.

Segundo a teoria, essas nuvens, assim formadas por meio da ação dos raios cósmicos, contribuiriam decisivamente para atenuar a incidência direta da radiação solar sobre a Terra. O efeito seria uma queda global na temperatura do planeta.

Portanto, ainda segundo esta teoria, quanto maior a incidência de raios cósmicos, maior deveria ser a formação de nuvens e o resfriamento global.

Mas, qual seria a conexão deste mecanismo de formação de nuvens induzidas por raios cósmicos com a atividade solar?

Ocorre que a incidência de raios cósmicos aumenta quando estas partículas ejetadas pelo Sol não encontram empecilhos que as aprisionem na coroa solar. Tal aprisionamento das partículas carregadas a serem possivelmente ejetadas pelo Sol é exercido pelo campo magnético do nosso astro. Portanto, quando a atividade magnética solar é alta (e isso é caracterizado pela presença de muitas manchas escuras em sua superfície) o campo magnético solar é intenso e por consequência também é intenso o aprisionamento das partículas carregadas neste campo.

A consequência deste aprisionamento das partículas carregadas no campo magnético solar é que diminui em tais ocasiões a produção de raios cósmicos vindos do Sol. E com isso diminui também a formação de nuvens por falta dos já aludidos pontos de nucleamento.

Em tais casos, portanto, a temperatura global da Terra tende a se elevar pela redução da quantidade de nuvens. É a falta de raios cósmicos que assim o determina.

Inversamente, quando o campo magnético solar enfraquece (e as manchas escuras quase desaparecem), isso faz com que mais partículas carregadas escapem de sua superfície e que atinjam a Terra como raios cósmicos. Portanto, uma menor quantidade de manchas solares acarreta maior quantidade de raios cósmicos provenientes do Sol e com isso a formação de mais nuvens e uma queda da temperatura global do nosso planeta.

Somando tudo isso: em primeiro lugar, com uma menor atividade solar (menos manchas), há um menor brilho do Sol (ainda que muito pequeno) e assim uma menor quantidade de ondas eletromagnéticas por unidade de área (fluxo) atinge a Terra o que ocasiona um consequente resfriamento, ainda que pequeno.

E em segundo lugar, o aumento da quantidade de raios cósmicos incidentes sobre a Terra é mais um fator que contribui decisivamente para a redução da temperatura global.

Mas, como dissemos anteriormente, toda essa argumentação tem um ponto nevrálgico. Toda ela está baseada em um importante pressuposto, qual seja o de que os raios cósmicos, de fato, decompõem os tais compostos voláteis existentes na atmosfera formando assim um aerossol e por decorrência nuvens.

E é justamente aqui que a porca sempre torceu o rabo; ao menos até recentemente.

O ponto de discórdia, até agora, havia sido o pressuposto adotado pela Climatologia dominante e fortemente combatido pelos ideólogos do IPCC, qual seja, a afirmativa de que os raios cósmicos causam a decomposição de compostos voláteis e a consequente formação de aerossol e de nuvens.

Até muito recentemente, por mais plausível que parecesse tal afirmativa a uma grande parcela de físicos e climatologistas, ela não passava realmente de um bem fundamentado pressuposto teórico, mas ainda assim um pressuposto.

Mas, afinal, quem decide?

A ciência não possui livros sagrados. A Natureza é o juiz da verdade e o experimento o seu porta-voz. E é justamente dos laboratórios que começam a surgir resultados que podem atuar como o fiel da balança neste debate. 

As novidades atuais vêm dos resultados de experimentos realizados no CERN (Centro Europeu de Pesquisas Nucleares) com o auxílio do grande acelerador de partículas LHC (Large Hadron Collider) e divulgados recentemente na conceituada revista Nature, em 24 de agosto de 2011 (Brumfiel, 2011). Os experimentos mostraram efetivamente a aludida decomposição de compostos voláteis (semelhantes aos encontrados na atmosfera) quando colocados em uma câmera de vidro hermeticamente fechada e bombardeada por um feixe de partículas altamente energéticas, provenientes do LHC, que se assemelhavam aos raios cósmicos. A decorrente formação de um pequeno nevoeiro no interior da câmara de vidro selada constituiu-se em uma poderosa peça de evidência para as teses dominantes da Climatologia atual e colocou, ao mesmo tempo, um tremendo obstáculo para a sustentação científica das teses heterodoxas antagônicas defendidas pelos ideólogos do IPCC.

Os referidos ideólogos do IPCC agiram com extrema rapidez e mudaram imediatamente o seu alvo de critica. Agora eles duvidam que isso possa acontecer em uma escala atmosférica bem maior. Convenhamos, porém, que o seu bastião de defesa teórica sofreu um sério revés com tais resultados experimentais e que eles estão agora claramente na defensiva. Afinal, como diz a máxima popular: por onde passa um boi, passa uma boiada. E sustentar que este fenômeno agora observado em laboratório não ocorra de fato na atmosfera é levantar apenas uma mera questão de escala.

Segundo o filósofo da ciência Imre Lakatos (1989), os Programas de Pesquisa têm dois tipos de heurísticas, ou formas de conduzir a pesquisa: uma heurística positiva que propõe novos experimentos que possam corroborar as suas teses e que também faz predições a serem testadas e uma heurística negativa que se limita a defender o Programa de possíveis ataques engendrando novas e artificiosas explicações. Para Lakatos, um Programa de Pesquisa que começa a ser acuado pelos resultados experimentais e passa a desenvolver apenas a sua heurística negativa é um programa “degenerado” e necessariamente fadado ao seu próprio esgotamento epistemológico. Assim sendo, a bola, no momento, está no campo de defesa dos ideólogos do IPCC. A eles cabe tentar encontrar respostas alternativas aos resultados conclusivos dos experimentos mencionados.

Bibliografia

ALTROCK, R. Whither Goes Cycle 24? A View from the Fe XIV Corona. Presentation 18.04. Presented at the Annual Meeting of the Solar Physics Division of the American Astronomical Society, New Mexico State University, Las Cruces, NM, June 13-16, 2011.

AULINIER, William. Il Sole è Inattivo il Freddo Durerà Ancora per Molti Giorni. Aciclico Magazine. 27 Dicembre 2010.

BRUMFIEL, Geoff. Cloud Formation May be Linked to Cosmic Rays. Nature News. 24 August 2011.

BUDYKO, M. The Effect of Solar Radiation Variations on the Climate of the Earth. Tellus. Vol. XXI, N.5, 1969.

DERBYSHIRE, David. The New Ice Age: Climate Change could Slow as Sun Simmers Down. Science Mail. 17 June 2011.

DOUGLASS, David; CLADER, David & KNOX, Robert. Climate Sensitivity of Earth to Solar Irradiance. Paper presented at 2004 Solar Radiation and Climate (SORCE) Meeting on Decade Variability in the Sun and the Climate, Meredith, New Hampshire, October 27-29, 2004.

HATHAWAY, David & RIGHTMIRE, Lisa. Variations in the Sun’s Meridional Flow over a Solar Cycle. Science. Vol.327, N.5971 pp.1350-1352, 12 March 2010.

HILL, Frank et al. Large-scale Zonal Flows During the Solar Minimum—Where Is Cycle 25? Presentation 16.10. Presented at the Annual Meeting of the Solar Physics Division of the American Astronomical Society, New Mexico State University, Las Cruces, NM, June 13-16, 2011.

HILL, Frank & NEWKIRK, Gordon. On the Expected Performance of a Solar Oscillation Network. Solar Physics. Vol.95, N.2, pp.201-202, 1985.

KINVER, Mark. UK Faces More Harsh Winters in Solar Activity Dip. BBC News: Science & Environment. July 6, 2011.

LAKATOS, Imre. La Metodología de los Programas de Investigación Científica. Madrid: Alianza, 1989.

LIVINGSTON, W.; PENN, M. & SVALGRAD, L. A Decade of Diminishing Sunspot Vigor. Presentation 17.21. Presented at the Annual Meeting of the Solar Physics Division of the American Astronomical Society, New Mexico State University, Las Cruces, NM, June 13-16, 2011.

MAUGH, Thomas. Solar System's Shield May be Leaking. Los Angeles Times. 1 October 2010.

NOTHIAS, Jean-Luc. Juillet 2011 a été le Plus Frais depuis Trente Ans. Le Figaro Magazine. 2 Septembre 2011.

NOTHIAS, Jean-Luc. L'activité du Soleil Bientôt Prévisible 48 h à l'avance. Le Figaro Magazine. 24 de Août 2011.