Os maiores mistérios da ciência sem resposta

Os maiores mistérios da ciência não são histórias sem base: são fenômenos medidos, repetidos e publicados que ainda não têm explicação completa. Entre eles estão os ecos de rádio de longo atraso, observados desde 1927, a matéria escura, a energia escura, os raios globulares e a própria origem da vida. Em todos esses casos há dados de sobra e hipóteses sérias, mas falta a peça que feche a conta.

Os ecos de rádio que voltam tarde demais desde 1927

Em 1927, o engenheiro norueguês Jørgen Hals percebeu algo estranho em transmissões de rádio de ondas curtas. Além do sinal normal, chegava um eco do mesmo sinal, e alguns desses ecos voltavam com mais de 2,7 segundos de atraso. Para uma onda de rádio, isso é muito tempo. Um sinal que dá a volta completa na Terra leva uma fração de segundo.

O fenômeno ganhou nome técnico: ecos de longo atraso, ou LDE na sigla em inglês. Ele voltou a ser lembrado em outubro, numa reportagem do Space.com sobre o caso, e continua sendo discutido na física atmosférica. Os ecos foram registrados várias vezes ao longo do século 20, mas são raros e irregulares, o que dificulta estudar de forma sistemática.

A explicação mais aceita é a do eco guiado pela magnetosfera. Nesse modelo, parte da onda de rádio fica presa em regiões de gás ionizado que envolvem a Terra e é conduzida por elas antes de voltar ao solo. Pesquisadores como R. J. Vidmar e F. W. Crawford trabalharam com hipóteses desse tipo, ligadas a fenômenos de plasma. O problema é que o modelo explica bem uma parte dos casos, mas não dá conta dos atrasos mais longos.

Por isso o caso segue em aberto. Fora da literatura científica, circulam ideias especulativas sobre tecnologia de outro planeta, mas elas não têm evidência nem aceitação entre os pesquisadores. O que existe de concreto é um fenômeno físico mal compreendido, que provavelmente envolve a interação entre ondas de rádio e o ambiente elétrico em volta do planeta.

A matéria escura que ninguém conseguiu ver

Desde a década de 1930 os astrônomos notam que as galáxias se comportam como se tivessem muito mais massa do que aquilo que se enxerga. Estrelas na borda de galáxias giram rápido demais, e aglomerados de galáxias se mantêm unidos com uma força gravitacional que a matéria visível não explica.

O nome dado a essa massa que falta é matéria escura. Pelo modelo cosmológico mais usado, ela corresponde a cerca de 27% de tudo o que existe no universo, enquanto a matéria comum, a das estrelas, planetas e pessoas, fica em torno de 5%. O efeito gravitacional dela é medido com precisão, inclusive pela forma como desvia a luz de galáxias distantes.

O mistério é do que ela é feita. Experimentos instalados em minas profundas tentam detectar partículas de matéria escura há décadas, sem sucesso até hoje. Há também quem defenda que a gravidade funcione de outro jeito em grandes escalas, o que dispensaria a matéria escura, mas essa linha também enfrenta dificuldades para explicar todas as observações.

A energia escura e o universo que acelera

No fim da década de 1990, duas equipes que estudavam explosões de estrelas distantes chegaram a uma conclusão inesperada: a expansão do universo está acelerando. A descoberta rendeu o Nobel de Física de 2011.

Para explicar essa aceleração, os cosmólogos propuseram a energia escura, que seria responsável por cerca de 68% do conteúdo do universo. Ela não é uma substância conhecida. É, por enquanto, o nome de um efeito. Uma das possibilidades é que seja uma propriedade do próprio espaço vazio, mas os cálculos teóricos sobre essa energia do vácuo dão valores muito distantes do que se mede, o que é um dos maiores descompassos da física.

Somadas, matéria escura e energia escura formam cerca de 95% do universo. Em outras palavras, a ciência sabe descrever com detalhe apenas uma pequena fração do que existe.

Raios globulares e outros casos aqui na Terra

Nem todo mistério está a bilhões de anos-luz. O raio globular é um exemplo próximo. Há séculos pessoas relatam esferas luminosas que aparecem durante tempestades, flutuam por alguns segundos e somem, às vezes dentro de casas.

Durante muito tempo os relatos foram vistos com desconfiança, até que pesquisadores conseguiram registrar o espectro de um provável raio globular durante uma tempestade na China, em 2012. Mesmo assim, não há consenso sobre o que o forma. Entre as hipóteses estão solo vaporizado pelo raio comum, efeitos eletromagnéticos e reações químicas no ar. Reproduzir o fenômeno em laboratório com todas as características relatadas ainda não foi possível.

Outro caso em aberto é a origem da vida. Sabe-se que a Terra tinha vida microbiana há mais de 3,5 bilhões de anos, e experimentos mostram que moléculas importantes para a vida podem se formar a partir de compostos simples. Mas o caminho completo entre química e o primeiro ser capaz de se copiar continua sem roteiro confirmado.

Por que a ciência convive bem com perguntas sem resposta

Os mistérios da ciência costumam ser mal entendidos como sinal de fracasso. Na prática, são o contrário: só existe mistério científico porque alguém mediu algo com cuidado e percebeu que a explicação disponível não bastava. Foi assim com os ecos de Hals, com a rotação das galáxias e com a aceleração do universo.

Um mistério sério tem três características. O fenômeno é observado por mais de uma pessoa ou instrumento, os dados estão publicados e há hipóteses testáveis em disputa. Isso o separa da especulação, que preenche a lacuna com uma resposta pronta e sem prova.

Muitos mistérios do passado foram resolvidos assim, aos poucos. Os surtos rápidos de rádio, sinais que duram milésimos de segundo e foram identificados em 2007, pareciam inexplicáveis no início. Em 2020, um deles foi associado a um magnetar, um tipo de estrela de nêutrons extremamente magnetizada, dentro da nossa própria galáxia. A questão não está toda resolvida, mas a origem de pelo menos parte desses sinais deixou de ser um enigma completo.

Perguntas frequentes

O que são os ecos de rádio de longo atraso?

São ecos de transmissões de rádio que voltam ao receptor com atraso de mais de 2,7 segundos. Foram notados pela primeira vez em 1927 pelo engenheiro Jørgen Hals e ainda não têm explicação completa.

Os ecos de rádio têm relação com alienígenas?

Não há evidência disso. A hipótese mais aceita envolve a magnetosfera terrestre e fenômenos de plasma, e as ideias sobre tecnologia extraterrestre não têm aceitação entre os pesquisadores.

O que é matéria escura?

É a massa invisível que explica o comportamento gravitacional das galáxias. Ela não emite luz, e até hoje nenhum experimento detectou a partícula de que seria feita.

Qual é o maior mistério da ciência?

Não há ranking oficial, mas a natureza da matéria escura e da energia escura costuma ser citada, porque juntas respondem por cerca de 95% do universo.