O Projeto Manhattan foi o nome de código do programa secreto liderado pelos EUA para desenvolver uma bomba atómica durante a Segunda Guerra Mundial (1939-45). Extremamente dispendioso e contando com as melhores mentes científicas da Europa e dos Estados Unidos, o projeto foi bem-sucedido. Após um único teste, foram lançadas duas bombas, uma sobre a cidade japonesa de Hiroshima e a outra sobre Nagasaki, em agosto de 1945. As bombas causaram devastação imediata e uma enorme perda de vidas, mas levaram à rendição do Japão. A bomba atómica tinha ganho a guerra, mas o mundo transformou-se da noite para o dia, e as gerações seguintes ficaram com o espectro persistente de que a humanidade poderia agora, literalmente, destruir-se a si própria.

O caminho para a arma nuclear foi longo e sinuoso, com contribuições de algumas das melhores mentes da ciência mundial. Em 1896, o cientista francês Henri Becquerel descobriu a radioatividade. Mais tarde, em 1903, os cientistas Ernest Rutherford e Frederick Soddy demonstraram o potencial energético dos átomos radioativos através de uma série de experiências. Era evidente que a radioatividade produzia uma enorme reserva de energia, que era libertada quando os núcleos de átomos radioativos pesados se dividiam (fissão nuclear). Se a energia pudesse, de alguma forma, ser aproveitada, seria possível criar uma nova arma devastadora. De facto, em 1904, Soddy contactou o Corpo de Engenheiros Reais do Exército Britânico, descrevendo este potencial.

Em 1920, o cientista britânico Arthur Eddington deu mais um passo em frente ao descobrir que a fusão de certos núcleos leves também poderia produzir energia. Recorrendo às teorias apresentadas por Albert Einstein e à investigação de Francis Aston sobre a relação entre massa e energia nos núcleos do hidrogénio e do hélio, Eddington propôs que a fusão de núcleos de hidrogénio para formar núcleos de hélio libertaria enormes quantidades de energia. Em termos mais poéticos, seria possível fazer com que uma bomba explodisse exatamente como uma estrela no espaço.

O passo seguinte ocorreu em 1923, quando o físico britânico James Chadwick identificou o neutrão e a sua capacidade de penetrar no núcleo de um átomo. Além disso, alguns núcleos tornavam-se radioativos ao absorverem um neutrão e, ao fazê-lo, podiam emitir partículas carregadas ou neutrões adicionais, que, por sua vez, podiam prosseguir para dividir outros núcleos. Assim, criou-se uma reação em cadeia, uma descoberta feita pelo físico húngaro Leo Szilard em 1924.

Enrico Fermi contribuiu para a investigação nuclear ao descobrir que a radioatividade do metal aumenta consideravelmente quando este é atingido por neutrões que foram abrandados com água ou parafina. Fermi, vencedor do Prémio Nobel, fugiu da Itália fascista para os EUA em 1938, partindo diretamente da cerimónia do Nobel em Estocolmo para uma nova vida em Nova Iorque.

Enquanto estes cientistas internacionais estavam ocupados a realizar as suas experiências, os seus homólogos na Alemanha nazi não ficavam de braços cruzados. De facto, vários cientistas aliados proeminentes estavam convencidos de que a Alemanha estava a construir uma bomba nuclear. Einstein e Szilard escreveram ao presidente dos EUA, Franklin D. Roosevelt, expressando precisamente essa preocupação em setembro de 1939. Os cientistas estavam absolutamente certos, uma vez que a Alemanha estava, de facto, a desenvolver a sua própria bomba nuclear num projeto denominado Uranverein (Sociedade do Urânio), liderado por Werner Heisenberg.

Em 1938, Otto Han e Fritz Strassmann, a trabalhar em Berlim, descobriram que o bombardeamento de núcleos de urânio com neutrões criava um novo elemento: o bário. Os cientistas austríacos Otto Frisch e Lise Meitner, a trabalhar na Escandinávia, descobriram que os núcleos de urânio normalmente se dividiam em dois, por vezes com algumas partículas minúsculas adicionais. A soma dessas partes era inferior à massa do núcleo original. Consequentemente, ficou agora provado que a massa e a energia estavam diretamente relacionadas com o poder potencial do processo de fissão. O desafio seguinte consistia em criar uma reação em cadeia controlada — um desafio considerado de grande importância, agora que a Segunda Guerra Mundial tinha começado com a invasão da Polónia em 1939 pela Alemanha.

Em 1940, o dinamarquês Niels Bohr (outro vencedor do Prémio Nobel e exilado da Europa nazi) e o norte-americano John Wheeler descobriram que os melhores núcleos para serem fendidos numa reação de fissão eram os do isótopo urânio U235, uma vez que este era menos estável do que o urânio U238, mais comum. O segredo estava em abrandar a fissão; caso contrário, qualquer bomba explodiria imediatamente, em vez de explodir perto do alvo pretendido. Outro problema era a quantidade exata de urânio necessária para provocar a fissão pretendida. Otto Frisch e Rudolph Peierls, ambos físicos judeus que tinham fugido do Terceiro Reich de Adolf Hitler, trabalharam juntos em Birmingham, Inglaterra, e propuseram a ideia radical de que apenas cinco quilogramas de urânio produziriam um efeito explosivo equivalente a alguns milhares de toneladas de dinamite. A opinião generalizada entre os cientistas, incluindo os da Alemanha (razão pela qual a ideia foi ignorada por lá), era de que seriam necessárias toneladas de urânio. Frisch e Peierls acabaram por estar absolutamente certos. A ideia era suficientemente aliciante para que o governo britânico criasse uma comissão para investigar se seria possível ou não fabricar uma bomba nuclear e para financiar mais investigação.

Um desenvolvimento paralelo estava a ocorrer tanto na Grã-Bretanha como nos Estados Unidos, onde cientistas como Hans von Halban e Lew Kowarski (mais refugiados da Europa ocupada pela Alemanha) descobriram as vantagens de misturar núcleos de U-235 e U-238, um processo que produzia um novo elemento: o plutónio, que podia ser separado com muito mais facilidade do que o urânio. Era também mais prático fabricar uma bomba desta forma, uma vez que era necessária apenas uma quantidade muito pequena do raro U-235, sendo a proporção entre U-235 e U-238 de cerca de 1:140. Havia, porém, um senão, pois continuava a ser essencial que os poucos núcleos de U-235 fossem fissionados na reação. Para garantir que isso acontecesse, utilizava-se um material «moderador» circundante para fazer ricochetear os neutrões até que estes fissurassem um núcleo de U-235. Descobriu-se que o melhor material moderador era a grafite ou o deutério (água pesada). Os cientistas sediados nos EUA, a trabalhar a um ritmo bastante tranquilo e sem grande financiamento do governo, uma vez que o país ainda não estava em guerra, concentraram-se no armazenamento de plutónio (na verdade, frações de um grama).

O governo dos Estados Unidos iniciou a sua primeira investigação sobre bombas nucleares na sequência da recomendação coletiva dos cientistas sediados nos EUA, em dezembro de 1941. Vários desses cientistas tinham visto pessoalmente o trabalho dos seus colegas na Grã-Bretanha e perceberam que o projeto de uma bomba estava a aproximar-se da sua concretização final. Assim teve início o Projeto Manhattan, em agosto de 1942.

O nome de código «Projeto Manhattan» deriva do nome mais longo «Manhattan Engineer District», que por sua vez era um código para a área em Nova Iorque onde foram reservados edifícios para os cientistas encarregados de desenvolver a bomba atómica. As forças armadas mantiveram a ideia em sigilo e, em setembro de 1942, o coronel Leslie R. Groves (posteriormente promovido a tenente-general), um engenheiro militar, foi nomeado responsável geral pelo projeto. Groves já tinha ganho fama como supervisor do projeto de construção do Pentágono, o quartel-general das Forças Armadas dos EUA em Washington. Com exceção dos cientistas de mais alto nível, ninguém tinha uma visão global do projeto, uma vez que, por razões de segurança, o trabalho estava fortemente compartimentado. Muitos cientistas nem sequer sabiam que estavam a trabalhar numa arma. O projeto deveria ser tão secreto que nem sequer o Congresso foi informado, nem foi solicitada a sua autorização.

O físico nuclear norte-americano Robert Oppenheimer (1904-1967) foi escolhido para liderar a equipa internacional de cientistas — na sua maioria cientistas norte-americanos e britânicos, incluindo alguns transferidos do projeto de investigação britânico — que iria desenvolver a bomba atómica. Oppenheimer, que gozava de uma reputação bem consolidada na sua área, tanto na investigação como no ensino, era também um pouco excêntrico, descrito pelo biógrafo M. M. Boatner como «frágil, intenso e alheado do mundo», com um «comportamento frio e abrasivo para com aqueles que não respeitava» (pág. 404). Era também jovem, pelo menos para esta área, e a sua nomeação foi contestada por vários outros cientistas de renome. Além disso, o FBI tinha um dossiê sobre Oppenheimer relativo às suas ligações iniciais a organizações de esquerda, um indicador das tendências quase paranóicas das agências governamentais norte-americanas da época no que dizia respeito à espionagem por parte de agentes da URSS. Groves manteve a sua decisão de nomear Oppenheimer como chefe de equipa do Projeto Manhattan.

Oppenheimer escolheu um local para o desenvolvimento e os testes propriamente ditos: Los Alamos, no Novo México. Havia dois locais de investigação adicionais: um em Oak Ridge, no Tennessee, e outro em Hanford, no estado de Washington. Por fim, fábricas e centros de investigação por todo os Estados Unidos viriam a envolver-se na corrida para desenvolver o que recebeu o nome de código de bomba S-1. O Projeto Manhattan envolveria mais de 100 000 pessoas e acumularia custos de cerca de 2,5 mil milhões de dólares (Moskin, pág. 281).

Continuava a existir o problema de que, para que uma bomba viável funcionasse, a reação de fissão tinha de ser controlada. Szilard, que tinha fugido da Alemanha nazista em 1933, criou a primeira reação nuclear em cadeia, uma experiência realizada com Fermi em Chicago, em dezembro de 1942. A solução para controlar uma explosão utilizando plutónio revelou-se relativamente simples. Consistia em utilizar explosivos convencionais de ambos os lados ou totalmente à volta da quantidade de plutónio, o que o comprimiria, aumentando a densidade e a taxa de fissão. Este tipo de explosão foi testado, com o nome de código «Trinity», num local remoto no deserto perto de Alamogordo, no Novo México, a 16 de julho de 1945.

No teste Trinity, a explosão teve o equivalente a 18 600 toneladas de TNT e destruiu toda a vida vegetal e animal num raio de uma milha. A onda de choque foi tão poderosa que estilhaçou janelas a 322 km (200 milhas) de distância. A explosão tinha sido dez vezes mais potente do que os cientistas esperavam. Não só a guerra, mas o destino do mundo inteiro tinha mudado num instante. Oppenheimer lembrou-se da frase do texto sagrado hindu, o Bhagavad Gita: «Agora tornei-me a Morte, o destruidor de mundos» (Marston, pág. 292).

Uma bomba de urânio exigia uma solução diferente. A resposta consistia em manter a massa crítica em duas partes separadas até ser necessário. Uma metade seria então lançada contra a outra para provocar a explosão. Este foi exatamente o mecanismo utilizado pela bomba de urânio «Little Boy», lançada pelo Boeing B-29 Superfortress Enola Gay sobre a cidade japonesa de Hiroshima a 6 de agosto de 1945. Esta operação foi, na verdade, uma explosão de teste. A variante da bomba de plutónio, batizada de «Fat Man», foi lançada pelo B-29 «Bockscar» sobre Nagasaki três dias depois, a 9 de agosto de 1945.

Ambas as bombas foram lançadas de pára-quedas para explodirem a uma altura de cerca de (500 m (1 625 pés) do solo. A «Little Boy», batizada em homenagem ao falecido Presidente Roosevelt, media 3 metros (9 pés e 9 polegadas) de comprimento, pesava quase (3 600 kg (8 000 libras) e tinha um poder explosivo equivalente a 12,5 quilotoneladas de TNT. Geoffrey Leonard Cheshire, um observador oficial britânico noutro avião que voou com o Enola Gay, recordou os seus efeitos:

O clarão iluminou a cabina de pilotagem; no momento em que o vi pela primeira vez, parecia uma bola de fogo, mas o fogo extinguiu-se rapidamente e transformou-se numa nuvem agitada, a ferver e a borbulhar, que se tornava cada vez maior e subia vertiginosamente; diria que, em 2 ou 3 minutos, atingiu os 60 000 pés.

(Imperial War Museums - Museus Imperiais da Guerra)

A «Fat Man», batizada em homenagem ao corpulento primeiro-ministro britânico Winston Churchill, media 3,5 metros (11 pés e 4 polegadas) de comprimento, pesava mais de 4 000 kg (9 000 libras) e tinha um poder explosivo equivalente a 22 quilotoneladas de TNT.

A decisão de lançar duas bombas atómicas sobre o Japão foi tomada pelo novo presidente dos Estados Unidos, Harry Truman, com o pleno consentimento de Churchill. Decidiu-se não dar qualquer aviso prévio para aumentar o impacto psicológico do ataque. Os alvos selecionados deveriam ser relativamente pouco afetados pela campanha de bombardeamentos convencionais dos Aliados, pela mesma razão. A esperança era que uma nova arma tão terrível forçasse o governo militar do Japão a render-se imediatamente.

Até então, ao longo de toda a Guerra do Pacífico, as forças dos EUA e dos Aliados tinham sofrido baixas terríveis ao conquistarem vários arquipélagos do Pacífico que as forças japonesas tinham ocupado e defendido quase até ao último homem. Na Batalha de Okinawa, em abril, maio e junho de 1945, morreram cerca de 100 000 combatentes japoneses, até 150 000 civis e cerca de 12 000 soldados norte-americanos. Esperava-se que as duas bombas lançadas sobre Hiroshima e Nagasaki levassem a uma rendição que evitasse uma operação anfíbia altamente perigosa nas principais ilhas japonesas, uma operação que não tinha garantias de sucesso. Mesmo que fosse bem-sucedida, se a taxa de baixas de 35% registada em Okinawa se repetisse, o Pentágono estimava que tal operação causaria pelo menos meio milhão de mortos ou feridos entre as forças norte-americanas. No final, o objetivo de lançar as duas bombas foi alcançado. O Imperador Hirohito declarou a sua disponibilidade para assinar a rendição a 15 de agosto. A bomba atómica tinha ganho a guerra.

Enquanto as mentes mais brilhantes da física se dedicavam a resolver o problema de como criar da melhor forma uma bomba atómica, poucos tinham considerado quais seriam os seus efeitos na realidade. As consequências imediatas da bomba foram, naturalmente, sofridas pela população de Hiroshima e Nagasaki.

As explosões das bombas criaram um clarão, um estrondo e, em seguida, vaporizaram tudo e todos numa gigantesca bola de fogo a 6 000 graus Celsius. Mais longe do epicentro, o efeito das explosões queimou instantaneamente a pele das pessoas, e a onda de choque ou pressão, semelhante a um tufão violento mas com a duração de apenas um segundo, arrancou roupas e arrasou edifícios. Os elétricos foram lançados ao ar, as árvores ficaram instantaneamente carbonizadas e os incêndios espalharam-se por toda a cidade, enquanto uma enorme nuvem de poeira e detritos sufocava tudo e se elevava milhas no ar.

As estimativas variam, mas talvez até 140 000 pessoas tenham morrido no ataque a Hiroshima, quando mais de 5 milhas quadradas (13 quilómetros quadrados) da cidade foram reduzidas a cinzas. Em Nagasaki, a bomba matou cerca de 74 000 pessoas e feriu outras 75 000, quando cerca de 6,7 quilómetros² (2,6 milhas²) da cidade foram também reduzidas a cinzas. Em ambos os ataques com bombas atómicas, dezenas de milhares de sobreviventes sofreram os efeitos negativos da exposição à radiação nas semanas, meses e anos seguintes; na verdade, morreram muito mais pessoas desta forma do que na explosão inicial.

Oppenheimer recebeu a Medalha Presidencial de Mérito pelo seu trabalho na bomba, mas ele e muitos outros cientistas proeminentes protestaram contra a utilização da fissão nuclear para fins bélicos e apelaram a medidas para que o controlo dessas armas passasse a ser da competência de um organismo internacional. A Oppenheimer foi-lhe revogada a autorização de segurança devido a esta posição, uma medida que, na prática, o impediu de trabalhar na vanguarda da área. Szilard foi ainda mais longe do que Oppenheimer e apelou à proibição total das armas nucleares. Mas agora, tal como o monstro desajeitado de Victor Frankenstein, a ciência já não estava nas mãos dos cientistas.

As duas bombas lançadas demonstraram à URSS que os EUA possuíam agora a arma mais poderosa da Terra. Estes dois gigantes militares já vinham a disputar quem controlaria quais dos territórios outrora ocupados pelas potências do Eixo derrotadas. Na verdade, o lançamento das bombas e o seu efeito nas relações atuais e futuras entre os EUA e a União Soviética constituíam um dos principais objetivos de todo o projeto, mesmo que a justificação pública tivesse sido salvar as vidas dos militares aliados. Como observou o general Groves, líder do Projeto Manhattan:

Desde cerca de duas semanas após ter assumido a direção deste projeto, nunca tive qualquer ilusão de que a Rússia não fosse o nosso inimigo, e o projeto foi conduzido partindo desse princípio.
(Dear, pág. 57)

A URSS demorou bastante a perceber o potencial das armas nucleares e só iniciou investigação séria em maio de 1942. O governo soviético, de qualquer forma, preferiu investir na espionagem para simplesmente roubar as ideias que se desenvolviam no Ocidente, e isso, através do trabalho de espiões como Allan Nunn May e Klaus Fuchs, que trabalhavam em Los Alamos, rendeu frutos após a guerra, à medida que o seu programa nuclear se desenvolvia mais plenamente.

Entretanto, os cientistas nos EUA continuaram a fazer experiências para criar uma bomba ainda mais poderosa, a bomba de hidrogénio, que foi testada pela primeira vez em 1952 nas Ilhas Marshall. As armas nucleares vieram para ficar e contribuíram grandemente para a divisão prolongada entre o Oriente e o Ocidente, conhecida como Guerra Fria. Permanece até hoje o receio persistente de que armas nucleares devastadoras possam voltar a ser utilizadas num futuro conflito.