Os misteriosos raios cósmicos

OS CIENTISTAS demonstram reverência para com os raios cósmicos. São, sem comparação, as partículas mais poderosas conhecidas pelo homem. Contêm milhões de vezes mais energia do que quaisquer outras partículas que os maiores aceleradores de átomos do homem possam produzir.
Tais raios, conhecidos como raios cósmicos "primários", bombardeiam a atmosfera terrestre dia e noite. Colidem com os átomos que constituem os vários elementos da atmosfera. Tal colisão produz uma chuva explosiva de raios cósmicos "secundários". São estes raios "secundários" que então mergulham velozmente para a superfície da terra.
Os raios cósmicos secundários penetram em tudo, inclusive em quilômetros de rocha, até mesmo em chumbo. Com efeito, agora mesmo, ao ler esta página, os raios cósmicos secundários penetram em cada centímetro quadrado do próprio leitor, na proporção de cerca de dez por minuto!
O que são exatamente os misteriosos raios cósmicos primários? De onde provêm? O que os torna tão poderosos? Que efeito têm sobre o homem?

O Que São os Raios Cósmicos

Por mais de meio século, os cientistas têm perscrutado os mistérios dos raios cósmicos. Em 1912, o falecido Victor F. Hess, físico austríaco, voou sobre a Europa num balão, a altitudes de mais de 4.800 metros. Procurava mais informações sobre a fonte de misteriosa radiação detectada em experiências de laboratório. Baseado em medidas tomadas no vôo, disse:
"Os resultados de minhas observações são melhor explicados pela suposição de que a radiação de grande poder penetrativo entra em nossa atmosfera proveniente de cima."
Em 1925, o físico estadunidense, Robert A. Millikan, denominou a radiação de "raios cósmicos", porque se originavam no "cosmos" ou universo. Nas décadas desde então, a natureza dos raios cósmicos tem sido mui razoavelmente determinada.
Descobriu-se que a maioria dos raios cósmicos primários são núcleos de átomos. Trata-se de átomos que foram despojados de seus elétrons orbitantes. Sem comparação, os mais abundantes são os de hidrogênio, o elemento mais leve conhecido ao homem. Seus núcleos contêm apenas um próton. Assim, a grande maioria dos raios cósmicos primários, cerca de 90 por cento, são prótons de hidrogênio.
Cerca de 9 por cento dos raios cósmicos primários são os núcleos do seguinte elemento mais leve, o hélio. O restante 1 por cento são núcleos de átomos mais pesados. Quanto mais pesado for o núcleo, tanto mais raramente se encontram em forma de raios cósmicos.
Não obstante, grande parte do espaço no universo contém enormes nuvens de hidrogênio, compostas dos núcleos de átomos de hidrogênio. São raios cósmicos todas estas partículas?
Não, pois a fim de ser classificada como raio cósmico primário, uma partícula precisa ser acelerada a grandíssima velocidade e energia. As nuvens de gás de hidrogênio no universo não possuem tal velocidade e energia. Talvez ilustremos isso por pensar em uma barra de ferro pousada no solo. Tem energia potencial, mas precisa ser posta em movimento. Se apanhar essa barra de ferro e bater em algo com ela, então tem grande poder, até mesmo de rebentar o objeto contra o qual bateu. Os núcleos de hidrogênio nas nuvens de gás podem ser comparados a isso. Têm o potencial para se tornar raios cósmicos primários, mas não se tornam tais a menos que sejam acelerados a altíssimas velocidades, que estariam bem próximas da velocidade da luz, de 300.000 quilômetros por segundo!
Será que há um mínimo de energia que certa partícula tem de ter para ser classificada como raio cósmico? Escrevendo em Scientific American, de fevereiro de 1969, V. G. Ginzburg, professor do Instituto de Física e Técnica em Moscou, declarou:
"Embora não haja acordo universal quanto à energia cinética mínima que uma partícula tem de ter para ser chamada de raio cósmico, eu estabelecerei arbitrariamente que tal mínimo deve ser de 100 milhões de eléctron-volts."
Calcula-se que o raio cósmico médio tem energia de cerca de 10 bilhões de eléctron-volts (10 Bev). Alguns sugerem energia muito mais elevada, chegando até a um quintilhão de eléctron-volts (1.000.000.000 Bev). E alguns têm deixado registrados que eram de vinte a quarenta vezes mais poderosos do que isso! Quão poderoso é tudo isto? Tenha presente que o aparelho médio doméstico opera apenas com 120 volts!

De Onde Vêm?

Durante anos, a origem dos raios cósmicos primários era questão disputada. Ainda é.
Alguns achavam que provinham do sol. Outros criam que provinham de explosões de estrelas (supernovas) em nossa galáxia da Via Láctea. Ainda outros diziam que alguns se originavam em outras galáxias. Sugeriu-se também que a radiação cósmica talvez tivesse ficado da explosão de uma bola de fogo original que deu origem ao universo.
Em princípios da década de 1940, observou-se que o nosso sol produzia raios cósmicos relativamente "brandos" durante as protuberâncias solares. As protuberâncias solares resultam das manchas solares, que podem ser assemelhadas a "tempestades" magnéticas e elétricas na face do sol. Durante estas protuberâncias solares, enormes quantidades de partículas, principalmente núcleos de hidrogênio, são lançadas no espaço. Algumas destas partículas atingem a velocidade e a energia que as colocam na categoria de raios cósmicos primários.
Não obstante, isto não resolveu o problema. Por que não? Porque, até mesmo quando não havia protuberâncias solares, ainda havia intensa radiação cósmica que atingia a terra.
Por isso, chegaram-se às seguintes conclusões: (1) As protuberâncias solares são muito infreqüentes para constituírem a fonte de tal bombardeio constante de raios cósmicos; (2) muitas protuberâncias solares produzem raios cósmicos com energias muito inferiores às que são normalmente encontradas; (3) a reação química de uma barragem solar de raios cósmicos é diferente, visto que o hélio está quase que completamente ausente, ao passo que cerca de 9 por cento dos outros raios cósmicos se compõem de hélio. E, por fim, (4) os raios cósmicos de energia muito elevada atingem a atmosfera da terra, provenientes de todas as direções, e não apenas da direção do sol.
Por tais razões, concluiu-se que o sol contribui não mais do que pequena parte do bombardeio total de radiação cósmica sobre a atmosfera terrestre. Mas, então, de onde provém estes outros raios cósmicos mais poderosos? Embora não se saiba definitivamente, alguns acham que a maioria deles se origina no seio de nossa própria galáxia, a Via Láctea. Muitos cientistas acham que as fontes são estrelas "em explosão", chamadas supernovas. Pensa-se que estas lançam os núcleos dos elementos, principalmente hidrogênio, no espaço sideral.
Não obstante, há cientistas que acham que os núcleos mais pesados de alguns raios cósmicos são tão poderosos que poderiam ter escapado de outras galáxias e chegado à nossa, assim, a fonte estaria fora de nossa Via Láctea. Daí, conforme observado anteriormente, alguns sustentam que nossa galáxia talvez esteja saturada de raios cósmicos em resultado da explosão da bola de fogo original que se expandiu para se tornar o inteiro universo.
Seja qual for sua origem, pensa-se que tais partículas percorrem uma trilha reta através do espaço interestelar até que sejam desviadas por vários campos magnéticos, tais como os das nuvens gasosas. Ao percorrerem a galáxia, talvez sejam desviadas muitas vezes, até que percorram uma trilha completamente diferente, e a uma velocidade completamente diferente do que quando começaram. Isto é fornecido como a razão pela qual os raios cósmicos do espaço sideral atingem a terra provenientes de todas as direções.

O Que os Torna Tão Poderosos?

Uma coisa é certa, porém. Os raios cósmicos primários que se originam fora de nosso sistema solar são extremamente poderosos. Atingem a atmosfera da terra com força quase incrível. Como é que chegaram a adquirir tal força?
Alguns cientistas acham que adquirem sua força ao serem inicialmente lançados como jatos de partículas das supernovas, ou estrelas em explosão. Mas, outros acham que os raios cósmicos atingem suas velocidades e obtêm sua força de outra forma.
Através do espaço interstelar há campos magnéticos e enormes nuvens magnéticas de gás. Algumas partículas acontecem cair nestes campos magnéticos e nuvens magnéticas de gás, ou próximas deles exatamente no ângulo certo. Se permanecerem na direção correta por tempo suficiente, são projetadas a maiores velocidades, ganhando maior energia. Em seu percurso através da galáxia, tais partículas entram em contato com ainda outros campos e nuvens magnéticas e recebem ainda maior impulso.
Poderemos comparar isto a uma pessoa que chuta uma bola. Começando a rolar vagarosamente, imagine que passe por outra pessoa que também dê outro chute nela, de modo que a bola role mais rápido. Repita-se isto até que a bola atinja a velocidade máxima. De forma um tanto similar, à medida que os núcleos dos átomos percorrem o espaço, alguns são captados na forma exata pelos vários campos magnéticos no espaço e são impulsionados cada vez mais rapidamente até que sua velocidade se aproxime à da luz. Agora contêm tremenda energia. Tornaram-se raios cósmicos. Pelo menos, este é o processo que alguns cientistas favorecem como sendo a resposta.

Raios Cósmicos Secundários

Conforme observado antes, os raios cósmicos que se originam fora do sistema solar, e também os do sol, são chamados de raios cósmicos primários. Nenhum destes realmente atinge direto a terra. Com efeito, muitos que se dirigem para a terra jamais a atingem, ao serem desviados pelo campo magnético da terra.
As partículas primárias que não são desviadas, viajando quase à velocidade da luz, só chegam até à atmosfera superior da terra. Ali, colidem com átomos de ar, tais como de oxigênio e nitrogênio.
Quando ocorre tal colisão, começa uma reação em cadeia. O raio cósmico primário, usualmente um próton de hidrogênio, despedaça o átomo de ar com que se choca. Isto produz uma chuva de partículas atômicas. Estas, por sua vez, continuam a chocar-se com outros átomos e partículas. Um raio cósmico primário que se lance sobre um átomo de ar produz assim, talvez, uma chuva de milhões ou até mesmo bilhões de outras partículas de alta velocidade, poderosos raios cósmicos secundários.
Uma de tais chuvas de raios cósmicos secundários registrada pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts produziu cerca de dez bilhões de partículas de raios cósmicos secundários! O raio primário que deu início à chuva, segundo se disse, deveria ter uma energia entre vinte e quarenta quintilhões de eléctron-volts (20 a 40.000.000.000 Bev), fantástica demonstração de energia! Naquele tempo, isto era mais do que 500 milhões de vezes a energia produzida pelo desintegrador atômico mais poderoso do mundo. Esta gigantesca chuva de raios cósmicos secundários ocorreu, segundo os cientistas, em dez milionésimos de um segundo!
Assim, a constante chuva de raios cósmicos que atinge a terra se compõe destas partículas secundárias, prole dos raios cósmicos primários que chegam. São estas partículas secundárias que penetram quilômetros de rocha maciça. E, ao passo que a matéria altamente condensada, conhecida como chumbo, pode parar a maioria dos outros tipos de radiações, não pode parar a penetração destes raios cósmicos secundários.
Todavia, a energia total da radiação que realmente atinge a terra é apenas uma fração da que chega, pois até mesmo grande parte da radiação secundária é absorvida pela atmosfera inferior.

Que Efeito Sobre o Homem?

Não obstante, a cada minuto de toda hora, vinte e quatro horas por dia, uma chuva de raios cósmicos secundários o atravessa e tudo o mais que há na terra. Que efeito tem isto sobre o homem?
Os cientistas não têm resposta definitiva para esta pergunta. No entanto, visto que os raios cósmicos são uma forma de radiação, tem-se sugerido que poderiam causar mudanças na hereditariedade. Deveras, suficiente de tal radiação poderia não só causar dano às células vivas, mas matar também a pessoa. Entretanto, não há tanta dessa radiação cósmica letal que atinja agora a terra.
Demasiada exposição à radiação cósmica causa dano ao tecido vivo. Assim, os cientistas se preocupam quando os astronautas, em vôos para a lua, deixam a atmosfera protetora da terra. Enfrentam direta exposição, não apenas aos raios cósmicos secundários, mas aos mais poderosos raios cósmicos primários. Um vôo de alguns dias talvez não produza efeitos prejudiciais observáveis. Mas, um vôo de semanas poderia ser diferente. Qualquer revestimento protetor em sua espaçonave talvez não fosse completamente eficaz. Os fortes raios cósmicos primários que atingem os átomos da cobertura protetora lançariam chuvas de raios cósmicos secundários que facilmente penetrariam nos astronautas.
Além disso, um grande perigo na viagem espacial reside nas chuvas de raios cósmicos que se originam das protuberâncias solares. Estes estão além da habilidade de predição dos cientistas. Assim, se os astronautas estiverem fora da atmosfera e do campo magnético da terra, quando ocorrer uma súbita e gigantesca protuberância solar, poderiam ver-se engolfados durante dias numa enorme chuva de raios cósmicos.

Atemorizantes

O campo magnético da terra desvia muitos dos raios cósmicos primários de modo que nem sequer atingem a atmosfera da terra. Mas, os cientistas expressam grande preocupação quando pensam no que aconteceria à vida na terra se o campo magnético não existisse.
Há qualquer perigo de o campo magnético da terra não agir como almofada, como protetor? Sim. Reconhecem em geral os cientistas que o campo magnético da terra se tem invertido muitas vezes, enfraquecendo-se temporariamente nesse processo. Diz-se que o campo magnético até mesmo ficou completamente desligado no passado! E muitos cientistas acham que uma inversão do campo magnético está ocorrendo agora.
O que aconteceria se o campo magnético da terra se enfraquecesse consideravelmente no processo de uma inversão, ou se ficasse completamente desligado, até mesmo que por curto tempo? Os raios cósmicos primários que agora são desviados pelo campo magnético da terra atingiriam diretamente a nossa atmosfera. Ali haveria enorme acréscimo da radiação cósmica que atinge a terra.
Quanto mais ampla for a dose de raios cósmicos, tanto mais prejudicial seriam os seus efeitos. Na grande exposição, haveria efeitos bem observáveis sobre o sistema nervoso central e sobre os olhos. A hiperexcitabilidade, nos últimos estágios semelhante aos ataques epilépticos, períodos de estupor e incoerência, viriam em primeiro lugar. A morte se seguiria dentro de poucos dias.
Com menor radiação, embora ainda letal, os efeitos variariam. Em geral, haveria perda de apetite, náuseas, vômitos, seguidos de prostração, diarréia aquosa e sangrenta. Seguir-se-ia a febre alta. Os tecidos que formam o sangue seriam afetados, e, em questão de dias, a contagem dos glóbulos brancos decresceria drasticamente. Em resultado, o sangue perderia suas defesas naturais contra a infecção. A inflamação da parede intestinal se seguiria, junto com a inflamação de outras membranas mucosas do corpo. O sangue perderia sua habilidade de coagular, e hemorragias espontâneas, externas e internas, resultariam. O corpo começaria a perder os pêlos. Por fim, viria o delírio ou a coma, e daí, a morte.
Não haveria lugar de escape destas chuvas altamente incrementadas e penetrantes de raios cósmicos, se tal enfraquecimento do campo magnético da terra ocorresse. Nem mesmo a própria terra poderia fornecer um abrigo, visto que estas partículas penetrariam por quilômetros terra adentro.

8/3/70-16