segunda-feira, 5 de dezembro de 2005

O invisível que está sempre presente


Publicado no AOL-Educação em 05/12/2005

Existem forças invisíveis que estão presentes por todos os lugares e influenciam a nossa vida muito mais do que imaginamos. Elas regem o comportamento do nosso mundo e determinam o destino do universo. Alguns leitores podem pensar que eu estou me referindo a forças ocultas ou sobrenaturais exercidas por deuses, espíritos ou entidades fantasmagóricas. Contudo, podem ficar tranqüilos, pois não é sobre esse tipo de “força” que estou me referindo. Estou falando de outras forças da natureza.

A ação de forças é algo extremamente comum para nós. Quando levantamos um objeto com a mão utilizamos a força do nosso braço para movê-lo. Sabemos que quanto mais pesado for o objeto mais força é necessário. As pessoas que se exercitam em academias de ginásticas compreendem bem isso, pois lutam contra uma força que parece “incansável”, ao contrário dos músculos. Essa força é a gravidade.

Isaac Newton, em 1687, foi o primeiro a propor a existência dessa força. Ele mostrou que ela está presente em todos os lugares, nos mantêm presos à superfície da Terra e determina os movimentos das estrelas e galáxias em todo o universo. A força gravitacional entre dois corpos é proporcional ao produto das massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que os separam. Dessa forma, quando deixamos uma maçã cair, a Terra exerce sobre ela (e a maçã sobre a Terra) uma força de aproximadamente 1 newton (unidade de força). Como a massa da Terra é de na ordem de 5x1027 gramas (5 seguido de 27 zeros), a da maçã que tem tipicamente 100 gramas, observamos a maçã cair em direção à superfície da Terra, embora a Terra também se mova na direção da maçã, porém esse movimento é imperceptível.

No começo do século XX, Albert Einstein modificou as idéias de Newton e conseguiu uma melhor compreensão da natureza da gravidade. Einstein mostrou que a massa dos corpos provoca uma curvatura no espaço. Para compreender isso imaginemos que o espaço fosse como uma lona esticada. Quando colocamos um objeto sobre a lona este afunda e encurva a lona. Um objeto que estiver próximo a essa curvatura terá o seu movimento “desviado” devido a essa deformação. Dessa forma, a gravidade é um efeito da geometria do espaço.

Outra força fundamental da natureza é a força eletromagnética. Ela faz funcionar os geradores de energia, motores elétricos e todos os equipamentos eletro-eletrônicos que existem. A manifestação dessa força é decorrente dos campos elétricos e magnéticos. Uma das principais ações dessa força é permitir que os átomos existam. Os elétrons (que têm carga elétrica negativa) circulam o núcleo atômico atraídos por essa força pelos prótons (que têm carga elétrica positiva) existentes no núcleo atômico. Além disso, essa força une os átomos para que formem as moléculas.

No núcleo atômico além de prótons existem os nêutrons. A força que mantêm unidas essas partículas é a força nuclear forte. Essa força, que é atrativa, consegue sobrepujar a força de repulsão elétrica que existe entre os prótons decorrente da repulsão elétrica, pois cargas iguais se repelem. Quando o núcleo atômico é fissionado, ou seja, quebrado, parte da energia acumulada pela ação dessa força é liberada. Essa energia pode ser utilizada para produzir eletricidade, como acontece nos reatores nucleares ou causar a destruição de milhares de vidas, como ocorreu com a bomba utilizada em Hiroshima no ano de 1945.

Finalmente, ainda há outra força fundamental na natureza, a força nuclear fraca, associada à radioatividade. O processo chamado de “decaimento beta” ocorre quando um nêutron se transforma em um próton, criando ao mesmo tempo, um elétron e uma outra partícula sem carga ou massa, chamada de antineutrino. Dessa forma, ocorre o aumento de um próton no núcleo e transforma o átomo em outro elemento químico. O físico brasileiro José Leite Lopes, em 1958, previu a existência da partícula que seria mediadora dessa interação. Essa partícula foi observada em 1984 pelo cientista italiano Carlo Rubia que recebeu prêmio Nobel de Física por essa descoberta.

Todas essas forças moldam o nosso universo. A gravidade é a mais importante para os processos em grande escala, pois determina os movimentos das galáxias, estrelas e planetas. A força eletromagnética permite a existência de átomos e moléculas e as forças nucleares fortes e fracas, a estrutura do núcleo atômico. Três dessas forças (eletromagnética, nuclear forte e fraca) são explicadas no âmbito da Mecânica Quântica, enquanto a gravidade é explicada pela Teoria da Relatividade Geral. Até o momento não houve sucesso em encontrar uma teoria final que explique tudo. Alguns acreditam que quando isso ocorrer teremos devassado o invisível e descoberto os mistérios fundamentais da natureza. Talvez ainda nesse século possamos ver isso ou ainda encontremos outras forças que se quer imaginamos.

sábado, 29 de outubro de 2005

Os Superpoderes Humanos




Publicado no AOL-Educação em 28/10/2005

http://educacao.aol.com.br/colunistas/adilson_oliveira/0027.adp


Relatos sobre seres com poderes especiais estão presentes na história da humanidade desde dos tempos mais remotos. Por exemplo, a mitologia grega nos apresenta heróis como Aquiles, Hércules, Tseu, Perseu etc e criaturas como o Minotauro e a Medusa, entre outras. Apenas para citar os heróis, Aquiles tinha um corpo invulnerável, com exceção do seu calcanhar (daí vem a famosa expressão “o calcanhar de Aquiles) e era um extraordinário guerreiro. Hércules, filho de Zeus com uma humana, possuía força sobre-humana, mas foi morto por ação de um veneno.

A maioria desses personagens míticos tem o seu poder devido a uma origem “divina”. Eram filhos de divindades com seres humanos ou seres transformados por ações dos deuses. Os poderes surgiam a partir da “herança genética” ou por modificações na estrutura biológica da criatura.

Nos dias atuais muitos heróis e vilões populares, surgiram em um tipo particular de literatura: as histórias em quadrinhos. Elas sempre foram prodigiosas em descrever seres com poderes especiais que excediam a capacidade humana. Heróis e vilões têm poderes que permitem voar, levantar facilmente objetos pesando dezenas de toneladas, disparar raios pelos olhos, ficar invisíveis etc. A explicação para tais poderes, na maioria dos casos, vem da ação de algum tipo de radiação especial que provoca alterações genéticas fazendo que esses incríveis poderes aflorem. Em outras situações, o personagem possui poderes especiais por ter nascido em um outro planeta. O fato de sua espécie ter evoluído em um mundo com um ambiente diferente do nosso permitiu que certas habilidades fossem desenvolvidas ao longo do processo evolucionário. Mas, quando esses seres vêm para o nosso planeta, essas habilidades os tornam superpoderosos. Podemos notar que essas explicações não surgiram do nada. Elas, de certa forma, são semelhantes aos poderes dos seres mitológicos mencionados acima.

O exemplo mais famoso de super-herói contemporâneo é o Superman. Esse personagem é capaz de voar, enxergar através de objetos, disparar rajadas de calor pelos olhos, além de possuir uma força sobre-humana. Na história, esses poderes têm origem no fato dele ser nativo de um planeta com gravidade muito maior do que a da Terra e que orbita uma estrela gigante vermelha. Quando ele foi enviado para Terra, ainda bebê, para escapar da destruição do seu mundo, a ação da gravidade menor e a luz proveniente do nosso Sol (que é uma estrela classificada como amarela) permitiram o aparecimento de seus superpoderes.

Será possível existir seres com tais habilidades? Será que algum dia esse tipo de ficção se tornará realidade?

Para responder a essas perguntas vou me limitar apenas à discussão do ponto de vista da Física. No caso particular do Superman, é praticamente impossível existir um ser com suas habilidades. Por exemplo, ele voa sem que nada o impulsione. Para que ocorra qualquer movimento, seja um simples caminhar ou vôo de um foguete a dezenas de milhares de quilômetros por hora, é necessário que exista uma força que provoque uma ação. Como conseqüência, uma reação em sentido contrário impulsione o corpo na direção oposta da ação, com prediz a Terceira Lei de Newton (conhecida também como princípio da ação-reação). Quando caminhamos, a força de atrito que existe entre os nossos pés e o chão atua como a força contrária a que fazemos sobre a superfície em que estamos andando. É por esse motivo que não conseguimos caminhar sobre uma superfície lisa, como a de um lago congelado. No caso do foguete, o combustível ao reagir na câmara de combustão produz gases que são expelidos em alta pressão fazendo com que o foguete seja empurrado para frente. Como no caso do Superman não observamos nada parecido, não há como explicar o seu vôo de uma maneira fisicamente plausível.

Além disso, o Superman, em suas histórias, consegue observar através de objetos utilizando a sua visão de raios-X. Infelizmente essa é outra situação fisicamente impossível. Quando observamos qualquer objeto só o vemos porque ele está refletindo a luz incidente. Ninguém enxerga nada no escuro absoluto. Mesmo que os olhos do Superman emitissem raios-X estes não refletiram na matéria da mesma maneira que a luz visível. Quando fazemos uma radiografia, que permite examinar o interior do nosso corpo ou objetos, o princípio é diferente. A radiação atravessa o corpo e parte dela é absorvida. Dependendo da forma que essa radiação é absorvida pelos diferentes tecidos que nos compõem ocorrem os contrastes que sensibilizam o filme fotográfico (ou detector) colocado atrás do corpo, criando a imagem. Os outros poderes como invulnerabilidade e os raios de calor que ele pode emitir pelos olhos também seriam difíceis de existir.

Contudo, os heróis e suas lendas sempre serviram (e servirão) para inspirar a nossa imaginação. De certa forma eles são reflexos de muitas das aspirações humanas, pois em alguns casos, eles representam algo que todos nós gostaríamos de poder ser ou que pode nos proteger e nos salvar de perigos que não conseguimos enfrentar. Dessa forma, a imaginação nunca deverá ser limitada pelas leis Físicas que regem o nosso universo. Talvez a capacidade criativa seja uma das características humanas que nos fazem ser “super”.

sexta-feira, 30 de setembro de 2005

Novamente, os problemas com orientações


Publicado no AOL-Educação em 30/09/2005

http://educacao.aol.com.br/colunistas/adilson_oliveira/0026.adp

Há seis meses publiquei nesta coluna o texto “Navegar é preciso, mas é necessário conhecer os oceanos” (http://educacao.aol.com.br/colunistas/adilson_oliveira/0019.adp - 29/03/2005), sobre algumas explicações científicas encontradas em “sites” e livros que embora pareçam lógicas, são equivocadas. Em particular, chamava a atenção para o caso dos pontos cardeais, que comumente são explicados a partir da fórmula de apontar o braço direito para o lado que o Sol nasce, pois esse seria o leste. Como conseqüência, teríamos o norte a nossa frente, às costas o Sul e o braço esquerdo apontaria o oeste.

Para a minha surpresa a última prova do ENEM (Exame Nacional do Ensino Médio) realizado no dia 25 de setembro apresentou uma interessante questão, a qual transcrevo abaixo:

“ Leia o texto abaixo:

O jardim de caminhos que se bifurcam

(....) Uma lâmpada aclarava a plataforma, mas os rostos dos meninos ficavam na sombra. Um me perguntou: O senhor vai à casa do Dr. Stephen Albert? Sem aguardar resposta, outro disse: A casa fica longe daqui, mas o senhor não se perderá se tomar esse caminho à esquerda e se em cada encruzilhada do caminho dobrar à esquerda.

(Adaptado. Borges, J. Ficções. Rio de Janeiro: Globo, 1997. p.96.)

Quanto à cena descrita acima, considere que

I - o sol nasce à direita dos meninos;

II - o senhor seguiu o conselho dos meninos, tendo encontrado duas encruzilhadas até a casa.

Concluiu-se que o senhor caminhou, respectivamente, nos sentidos:

(A) oeste, sul e leste.

(B) leste, sul e oeste.

(C) oeste, norte e leste.

(D) leste, norte e oeste.

(E) leste, norte e sul.

(fonte: http://200.130.77.86/enem/prova.htm)

O gabarito da prova indica que a alternativa correta é a (A). Se considerarmos que o Sol sempre nasce no leste e se põe no oeste de fato o proposto está correto. Contudo, como discutimos anteriormente, isso somente ocorre em datas especiais no dia que começa a primavera e o outono. Para latitude da cidade de São Paulo, por exemplo, o Sol chega a se deslocar mais de 25 graus ao norte (no início do inverno) e 25 graus ao sul (no início do verão).

O fato do Sol não nascer no leste e não se pôr no oeste todos os dias está associado ao fenômeno das estações do ano. O eixo de rotação da Terra está inclinado em cerca de 23 graus em relação a direção perpendicular ao plano de sua órbita (veja também http://educacao.aol.com.br/colunistas/adilson_oliveira/0014.adp - 16/11/2004). Dessa forma, conforme a Terra move-se ao redor do Sol ao longo do ano, os seus hemisférios ficam mais (ou menos) iluminados, tornando o caminho que o Sol percorre no céu mais longo (ou mais curto) dependendo da estação do ano. Observa-se que os dias são mais iluminados no verão e menos no inverno.

O fato mais espantoso de tudo isso é ter sido proposta uma questão no Exame Nacional do Ensino Médio, que tem como objetivo avaliar a qualidade do Ensino Médio brasileiro, que não tem o menor sentido, pois um estudante que dominasse corretamente o conceito não encontraria nenhuma resposta correta, pois para que a questão tivesse validade deveria ter sido informada a latitude, a longitude e a data que a situação estava ocorrendo. Percebe-se que a resposta não é trivial.

A sensação que fica é que a questão tinha como objetivo avaliar um determinado conhecimento sobre a localização dos pontos cardeais. Contudo, o procedimento apresentado, muitas vezes difundido nos livros didáticos e “sites” da Internet, é totalmente equivocado. As civilizações Antiguidade, como a egípcia, jamais utilizariam esse tipo de abordagem para se orientar. Se os navegadores espanhóis e portugueses dos séculos XVI e XVII se orientassem seguindo esses conceitos, como apresentado nessa questão do ENEM, jamais teriam alcançado a América ou o Brasil teria sido descoberto.

Infelizmente, ainda estamos ensinando (e cobrando) erroneamente conhecimentos já estabelecidos há 3.000 anos e utilizados com grande sucesso pelos nossos antepassados. Nesse aspecto, precisamos caminhar muito ainda para alcançar o século XXI.

terça-feira, 13 de setembro de 2005

Mudança de Visual

Mudei um pouco o visual do Blog, apenas para variar um pouco.
Espero que os cometários, que sempre são ótimos continuem.
Aproveitem o novo texto, que fala sobre a ENTROPIA.

Adilson

O Caos e a Ordem

Publicado no AOL- Educação em 13/09/2005

http://educacao.aol.com.br/colunistas/adilson_oliveira/0025.adp


A vida em grandes metrópoles como São Paulo, Tóquio, Nova York e Paris, apresenta uma série de vantagens que tornam essas cidades especiais. Nelas encontramos muitos dos atributos que consideramos sinônimos de progresso, como facilidades de acesso aos bens de consumo, oportunidades de trabalho, lazer, serviços, educação, saúde etc.

Por outro lado, em algumas, devido à grandiosidade e às milhões de pessoas que moram nessas cidades, existem muito mais problemas do que benefícios. Seus habitantes sabem como são complicados o trânsito, a segurança pública, a poluição, os problemas ambientais, a habitação. Sem dúvida, são desafios que exigem muito esforço não só dos governantes, mas também de todas as pessoas que vivem nesses lugares. Essas cidades convivem ao mesmo tempo com a ordem e com o caos, com a pobreza e com a riqueza, com a beleza e com a feiúra.

A tendência das coisas se desordenarem espontaneamente é uma característica fundamental da natureza. Para que ocorra a organização é necessária alguma ação que restabeleça a ordem. É o que acontece nas grandes cidades. Despoluir um rio, melhorar a condição de vida dos seus habitantes e diminuir a violência, por exemplo, são tarefas que exigem muito trabalho e não acontecem espontaneamente. Se não houver nenhuma ação nesse sentido a tendência é que a desorganização prevaleça.

No nosso cotidiano percebemos que é mais fácil deixarmos as coisas desorganizadas do que em ordem. Quando espalhamos objetos pela casa temos muito trabalho para colocarmos as coisas em ordem. Organizar é sempre mais difícil que bagunçar. A ordem tem o seu preço.

A existência da ordem/desordem está relacionada com uma característica fundamental da natureza que denominamos entropia. A entropia está relacionada com a quantidade de informação necessária para caracterizar um sistema. Dessa forma, quanto maior a entropia, mais informações são necessárias para descrevermos o sistema.

Para facilitar a compreensão deste conceito podemos fazer uma analogia com algo bastante comum: cartas de baralho. Se inicialmente tivermos o baralho com as cartas organizadas de acordo com a sua seqüência e naipes, o nosso sistema (baralho) contém um certo grau de informação. Rapidamente descobrimos qual é a regra que está organizando as cartas. Por outro lado, quando embaralhamos as cartas, bastam apenas alguns movimentos para que a seqüência inicial seja desfeita, ou seja, as cartas ficaram mais desorganizadas. Para recolocá-las na ordem inicial necessitaremos de muito mais informações a respeito da posição da carta (teremos que descobrir onde está o 5 de copas para colocá-lo após o 4 de copas). As cartas embaralhadas apresentam, então, uma entropia maior do que as cartas organizadas.

A manutenção da vida é um embate constante contra a entropia. A luta contra a desorganização é travada a cada momento por nós. Desde o momento da nossa concepção, a partir da fecundação do óvulo pelo espermatozóide, o nosso organismo vai se desenvolvendo, ficando mais complexo. Partimos de uma única célula e chegamos na fase adulta tendo trilhões delas especializadas para determinadas funções. A vida é, de fato, um evento muito especial, e, até o momento, sabemos que ela ocorreu em apenas um único lugar do universo, o nosso planeta.

Entretanto, com o passar do tempo o nosso organismo não consegue mais vencer essa batalha. Começamos a sentir os efeitos do tempo e envelhecer. O nosso corpo já não consegue manter pele com a mesma elasticidade, os cabelos caem e os nossos órgãos não funcionam mais adequadamente. Em um determinado momento, ocorre uma falha fatal e morremos. Como a manutenção da vida é uma luta pela organização, quando esta cessa, imediatamente o corpo começa a se deteriorar, e rapidamente perde todas as características que levaram muitos anos para se estabelecer. As informações acumuladas ao longo de anos, registradas em nosso cérebro a partir de configurações específicas dos neurônios, serão perdidas e não poderão ser novamente recuperadas com a completa deterioração do nosso cérebro.

A entropia nos mostra que a ordem que encontramos na natureza é fruto da ação de forças fundamentais, que, ao interagirem com a matéria, permite que esta se organize. Desde a formação do nosso planeta, há cerca de 5 bilhões de anos, a vida somente conseguiu se desenvolver às custas de transformar a energia recebida pelo Sol em uma forma útil, ou seja, capaz de manter a organização. Quando o Sol não puder mais fornecer essa energia, em 5 bilhões de anos, não existirá mais vida na Terra. Com certeza a espécie humana já terá sido extinta muito antes disso.

O universo também não resistirá ao embate contra ao aumento da entropia. Em uma escala inimaginável de tempo de 10100 anos (10 seguido de 100 zeros!), se o universo continuar a sua expansão que já dura 15 bilhões de anos, tudo que conhecemos estará absolutamente disperso. A entropia finalmente vencerá. Mas essa historia ficará para um outro dia.




quarta-feira, 17 de agosto de 2005

O sonho de Ícaro

Publicado no AOL-Educação em 16/08/2005

http://educacao.aol.com.br/colunistas/adilson_oliveira/0024.adp

Alcançar o espaço e as estrelas é um sonho antigo da humanidade. Praticamente todas as culturas destacam o céu como um lugar especial. Esse local era normalmente designado como a morada dos deuses. Muitos povos consideravam que as constelações eram representações dos seus mitos e lendas. Dessa forma, o céu era um lugar divino e os homens somente o alcançavam quando eram convidados ou homenageados pelos deuses.

Entretanto, o espírito humano de vencer limites e barreiras nos impulsionou a superar as nossas limitações e buscou meios para atingirmos o céu. Um exemplo desse desejo é a interessante história sobre Dédalo, relatada na mitologia grega.

Ícaro era filho de Dédalo, o construtor do labirinto que o rei Minos aprisionava o Minotauro, um ser com corpo de homem e cabeça de touro. A lenda grega conta que Dédalo ensinou Teseu, que seria devorado juntamente com outros jovens pelo monstro, como sair do labirinto. Dédalo sugeriu que ele deveria utilizar um novelo que deveria ser desenrolado a medida em que fosse penetrando no labirinto. Dessa forma, após ter matado o monstro ele conseguiu fugir do labirinto. O rei Minos ficou furioso e prendeu Dédalo e o seu filho Ícaro no labirinto. Como o rei tinha deixado guardas vigiando as saídas, Dédalo construiu asas com penas dos pássaros colando-as com cera. Antes de levantar vôo, o pai recomendou a Ícaro que quando ambos estivessem voando não deveriam voar nem muito alto (perto do Sol, cujo calor derreteria a cera) e nem muito baixo (perto do mar, pois a umidade tornaria as asas pesadas). Entretanto, a sensação de voar foi tão estonteante para Ícaro que ele esqueceu a recomendação e elevou-se tanto nos ares a ponto da previsão de Dédalo ocorrer. A cera derreteu e Ícaro perdeu as asas, precipitando-se no mar e morrendo afogado.

Nos dias de hoje sabemos que é impossível voarmos com asas como imaginou Dédalo. Na realidade, o fato de Ícaro ter voado mais alto não derreteria a cera das asas, mas ocorreriam outros problemas. As aves que voam em grande altitude não sofrem com o calor, mas sim com o frio, ar rarefeito e falta de oxigênio. O ser humano não consegue voar batendo asas porque ele não tem força física suficiente para levantar o seu peso. Há outras maneiras muito mais eficientes para voarmos.

Desde do vôo histórico de Santos Dumont, em Paris, em 1906, até o pouso dos astronautas da Apollo 11, na Lua, em 1969 o homem tem tentado alcançar as estrelas. Dezenas de missões não tripuladas já foram enviadas para praticamente todos os planetas do sistema solar (com exceção de Plutão). No momento cogita-se a volta do homem à Lua e uma viagem tripulada para o planeta Marte ainda no século XXI. Entretanto, alcançar outras estrelas e seus sistemas planetários, ainda é um sonho muito distante de se realizar. Talvez essa meta seja impossível como o vôo de Dédalo e Ícaro.

A atual tecnologia utilizada nos foguetes e nas espaçonaves é baseada no princípio da ação e reação, que foi proposto por Isaac Newton, há quase 300 anos. A idéia é simples. Para toda ação de uma força há uma força de reação de igual intensidade e de sentido contrário. Os atuais motores de foguetes utilizam enormes quantidades de combustíveis (oxigênio e hidrogênio líquidos). Por exemplo, o foguete Saturno V, utilizado para lançar a Apollo 11, tinha 110 m de altura e pesava 2,7 milhões de toneladas Quando os componentes do combustível reagem na câmara de combustão o gás resultante é expelindo para trás em alta pressão. De acordo com o princípio da a ação e reação o foguete é impelido para frente. Na medida que ele vai esgotando o combustível, os módulos vazios são ejetados, o que ajuda também a propulsão do foguete. Independentemente do tipo de combustível utilizado o princípio é sempre o mesmo.

Para viajar pelo sistema solar, as sondas não tripuladas já lançadas utilizam a atração gravitacional dos planetas para dar um impulso adicional. O planeta ao “puxar” a espaçonave acelera o seu movimento. Entretanto, com as trajetórias devidamente calculadas a partir das Leis da Mecânica e da Teoria da Gravitação desenvolvida por Newton, o seu movimento consegue ser controlado para que ela não se choque com os planetas.

Dessa forma, essas espaçonaves podem atingir as impressionantes marcas de 100.000 km/h. Contudo, mesmo com essa velocidade seriam necessários aproximadamente 40.000 anos para que uma espaçonave alcançasse a estrela mais próxima do sistema solar, Alfa Centauri, que está a 4 anos-luz, aproximadamente 30 trilhões de quilômetros. Estamos ainda muito distantes para conseguir realizar tal viagem.

Nas últimas semanas houve uma grande apreensão sobre o sucesso da missão do ônibus espacial Discovery, da NASA, à Estação Espacial Internacional. Esse foi o primeiro vôo feito pelo ônibus espacial após o acidente que destruiu outra espaçonave em fevereiro de 2003. A nave Columbia ao fazer o procedimento de re-entrada na atmosfera explodiu devido a uma falha no escudo térmico, que a protege das altíssimas temperaturas quando ela penetra na atmosfera.

O escudo fora danificado no momento do lançamento. Desta vez a NASA tomou todas as precauções para evitar esse problema. Mesmo assim, um astronauta precisou realizar um conserto com a nave em plena órbita terrestre. Felizmente tudo correu bem e os astronautas puderam voltar com segurança para a Terra.

Na conquista do espaço não podemos esquecer da prudência que Dédalo pediu para Ícaro, mas também não podemos nunca perder a esperança de alcançar as estrelas.

terça-feira, 16 de agosto de 2005

Astrologia Chega a Universidade

Estive na semana passada em na Universidade de Brasília e me assustei com uma faixa anunciando um encontro de Astrologia, promovido pela própria Universidade. De fato, consultando o conteúdo programático, parece ser coisa séria. Entretanto, Astrologia NÃO É COISA SÉRIA, muito menos Ciência. O grande problema é que a Astrologia não tem um modelo para explicar as possíveis influências dos astros no comportamento humano e nem mesmo qual é o origem desses efeitos. A mesma também está baseada em fatos equivocados. Por exemplo, os signos são designados em função da posição dos astros de 2000 anos atrás. Sem entrar em detalhes, lamento que essa iniciativa está ocorrendo no meio acadêmico. É claro que a Universidade é um local para se discutir idéias. Entretanto, divulgar uma pseudo-ciência com a Astrologia, é voltarmos muito para o passado.

terça-feira, 19 de julho de 2005

O Sol Nasce Para Todos

publicado no AOL-Educação em 18/07/2005
http://educacao.aol.com.br/colunistas/adilson_oliveira/0023.adp

Quando o Sol bater na janela do seu quarto,

lembra e vê que o caminho é um só.”
(Renato Russo)

O amanhecer é um dos espetáculos mais belos da natureza e quase nunca o observamos. Uma manhã ensolarada, cheia de luz e de vida, freqüentemente modifica o nosso estado de espírito e nos provoca as mais diversas sensações. A multiplicidade de cores que os nossos olhos podem ver e o calor que a nossa pele pode sentir estimulam nossos sentimentos e, em alguns casos, tornam o nosso dia melhor.

Todos esses efeitos são provocados pela luz e pelo calor que recebemos do Sol, uma estrela, como tantas outras, que observamos no céu. O que torna o Sol especial? Certamente o fato de estar muito próximo de nós, cerca de 150 milhões de quilômetros. A estrela mais próxima de nós, depois do Sol, é a estrela chamada Próxima Centauri, que está aproximadamente a 40 trilhões de quilômetros, ou seja, 267.000 vezes mais distante. No caso do Sol, sua luz leva cerca de 8 minutos para chegar na Terra, enquanto a luz da estrela Próxima Centauri leva mais de 4 anos.

A distância entre a Terra e o Sol permite que as quantidades de luz e de calor recebidas pelo nosso planeta proporcionem temperaturas e luminosidade adequadas para o desenvolvimento e manutenção da vida. Os outros planetas do sistema solar ou são muito quentes por estarem muito próximos do Sol, como é o caso de Mercúrio e Vênus, onde as temperaturas atingem até 450 oC, ou são muito frios, como é o caso de Júpiter, Saturno, Urano, Netuno e Plutão, onde as temperaturas são na ordem de - 200 oC. Marte, que está a 228 milhões de quilômetros do Sol, é o quarto planeta em distância e tem temperaturas que oscilam entre 20 oC e -85 oC.

Essas temperaturas talvez até poderiam permitir a existência de vida, mas outras condições ambientais não são favoráveis, como a falta de água no estado líquido e a atmosfera rarefeita. Se existir vida em Marte, com certeza não serão “homenzinhos verdes” de orelhas pontudas, mas alguma bactéria ou micróbio enterrado na superfície do planeta.

A importância do Sol na nossa vida vai além da luminosidade e conforto térmico que ele nos proporciona. Praticamente todas as fontes de energia que utilizamos têm o Sol como fonte primária. Por exemplo, a energia que extraímos dos alimentos foi acumulada quimicamente através do processo de fotossíntese, no qual as plantas aproveitam a energia da luz solar para converter dióxido de carbono (o gás carbônico que produzimos durante a nossa respiração), água e minerais em compostos orgânicos e oxigênio gasoso. O nosso corpo extrai essa energia dos alimentos que ingerimos e, assim, garante a manutenção da vida. Quando comemos alimentos de origem animal, também obtemos energia, pois estes armazenaram-na na forma de gorduras e proteínas.

A energia que extraímos a partir da queima do petróleo ou do gás natural também é uma transformação da energia solar. O petróleo é formado pelo processo de decomposição da matéria orgânica como restos de vegetais, algas e animais marinhos, ocorrido durante centenas de milhões de anos da história geológica da Terra. A gasolina e o óleo diesel, extraídos do refinamento do petróleo, quando queimados nos motores dos automóveis e dos caminhões, liberam a energia química acumulada nesta matéria orgânica há milhões de anos.

A energia hidroelétrica, tão importante no Brasil, também é uma forma de transformação da energia solar. Quando a água desce pela represa da usina hidroelétrica, fazendo com que as turbinas girem e produzam eletricidade, há o processo de transformação da energia de movimento da água em energia elétrica. Para que a represa continue a ter água é necessário que haja chuvas. As chuvas só acontecem porque há evaporação da água devido à influência do Sol. A água que desce represa abaixo é levada de volta para rio que abastece a represa pela ação do Sol.

Mas como o Sol gera toda essa energia? O Sol é um corpo imenso composto basicamente de hidrogênio e hélio (os elementos mais abundantes do universo). Como o seu interior é muito quente, com temperaturas na ordem de milhões de graus, esses átomos estão em constante agitação, a ponto de ter energia suficiente para colidir e formar novos elementos, pelo processo conhecido como fusão nuclear.

Por exemplo, 4 átomos de hidrogênio quando colidem nestas condições se transformam em um átomo de hélio e outras partículas elementares. Como a massa do átomo de hélio é menor que a massa de 4 átomos de hidrogênio, a diferença de massa é convertida em energia como prediz a famosa equação de Einstein, E=mc2, na qual m é a diferença de massa e c a velocidade da luz. Como c tem um valor muito grande (300.000 km/s) uma pequena quantidade de massa equivale a uma enorme quantidade de energia.

As armas nucleares também utilizam esse mesmo processo, a diferença é que no caso destas a energia é liberada toda de uma vez, permitindo uma enorme capacidade de destruição. No caso do Sol, a sua enorme massa produz uma força gravitacional muito intensa de forma que o processo ocorre de maneira gradual. Há um equilíbrio entre a força gravitacional e pressão gerada pelas altas temperaturas no seu interior. Este estado já perdura por 5 bilhões de anos e continuará por pelo menos mais outros 5 bilhões de anos.

Quando o dia está iluminado e com temperatura agradável, raramente paramos para pensar que o Sol, que está a milhões de quilômetros de nós, é responsável por tudo isso. Sentimos falta dele nesses dias frios de inverno. Não é à toa que em diversas culturas o Sol é considerado um deus. De fato ele é responsável pela nossa vida aqui na Terra. Por isso, podemos dizer que ele “nasce para todos, só não sabe quem não quer...”

quarta-feira, 22 de junho de 2005

O mistério da escuridão da noite

Publicado no AOL-Educação em 22/06/2005


Nas noites de inverno, em época de Lua Nova, em locais onde não há poluição atmosférica ou luminosa, é possível observar milhares de estrelas no céu. Observamos que entre as estrelas existe apenas escuridão, com exceção de uma região esbranquiçada do céu onde existe uma grande concentração de estrelas, na direção do centro da Via-Láctea.

Desde épocas imemoráveis, a humanidade olha para o céu e tenta compreender os seus mistérios. Olhar para as estrelas sempre inspirou os poetas e os apaixonados a expressarem os seus sentimentos. Pode-se dizer que essa sempre foi uma busca por si mesmo. Contudo, não é sobre as estrelas que vou escrever, mas sim sobre a escuridão que há entre elas. Embora a escuridão e o vazio possam inspirar medo e solidão, no caso particular da negritude do céu noturno, esta pode nos revelar segredos relacionados com as nossas próprias origens.

Por volta do ano de 1600, o astrônomo e matemático alemão Johannes Kepler percebeu que a escuridão do céu noturno era fenômeno que não deveria acontecer, pois se imaginarmos que o universo é infinito e é preenchido por infinitas estrelas, o céu noturno deveria ser muito brilhante.

No século XIX, em 1823, outro astrônomo alemão, Henrich. W. M. Olbers, formalizou esse problema mais objetivamente. Essa questão ficou conhecida como o “paradoxo de Olbers”.

Num primeiro momento, a resposta parece óbvia. O céu noturno é escuro porque o Sol não o ilumina durante a noite. Entretanto, uma reflexão mais profunda nos leva a outra resposta perturbadora. Na época de Olbers, a concepção vigente sobre o universo era que ele seria estático e infinito. Se fosse assim, deveriam existir infinitas estrelas no firmamento. Dessa forma, para qualquer direção no céu que olharmos, deveríamos encontrar uma estrela. Essa situação é análoga a quando estamos em uma floresta muito densa. Para qualquer direção que olharmos, encontraremos uma árvore, bloqueando completamente a nossa visão. Portanto, o céu noturno deveria ser completamente iluminado.

Um argumento que poderia ser utilizado para contestar esse fato seria que a luz das estrelas mais distantes ficaria mais tênue quando chegasse até nós. Essa foi a resposta que Olbers propôs para o paradoxo. A luz das estrelas, que é uma forma de radiação eletromagnética, perde intensidade proporcionalmente ao quadrado da distância do observador. Entretanto, o volume do universo e, portanto, o número total de estrelas, aumenta de acordo com o cubo da distância (o volume da esfera depende do cubo do raio). Embora as estrelas esmaeçam com o aumento da distância, esse efeito seria compensado pelo número crescente de estrelas.

Mas, afinal de contas, por que a noite é escura?

O paradoxo de Olbers somente pode ser explicado se considerarmos que o nosso universo teve um início. Os dados observacionais que possuímos atualmente indicam que o nosso universo foi criado há cerca de 15 bilhões de anos. Somente podemos observar estrelas - e outros objetos cósmicos - que se encontram no máximo à distância de 15 bilhões de anos-luz (um ano luz equivale a aproximadamente 10 trilhões de quilômetros). Essa distância embora muito grande, é finita. O volume observável do universo contém na ordem de 400 bilhões de galáxias, sendo que cada galáxia possui aproximadamente 100 bilhões de estrelas. Portanto, estima-se que há cerca de um sextilhão de estrelas (10 seguidos de 21 zeros!). Embora esse número seja enorme, ele é finito.

Outro fato que deve ser considerado para explicar a escuridão da noite é a expansão do universo. Na década de 1920, o astrônomo americano Edwin Hubble descobriu que as galáxias mais distantes estavam se afastando uma das outras. Ele fez essa descoberta a partir da constatação de que a luz emitida por essas galáxias tinha um deslocamento para o vermelho. Esse efeito, conhecido como Doppler, ocorre devido ao afastamento da fonte que está emitindo o foco luminoso, tornando-se importante quando a fonte estiver movendo-se com velocidades próximas a velocidade da luz. Nesse caso, as ondas eletromagnéticas têm o seu comprimento de onda aumentado (ou as freqüências diminuídas). Essas luzes estelares, vindas dos confins mais remotos do universo observável, acabam ficando cada vez mais atenuadas, e, portanto, diminuindo sua intensidade. A constatação da expansão do universo levou a elaborar um modelo que explica a sua origem, como já discutimos anteriormente (leia a "Busca pelo começo")

A idade finita e a expansão do universo influenciaram diretamente a existência da vida em nosso planeta. Se a noite não fosse escura, o excesso de luminosidade e radiação poderia ter impedido o desenvolvimento da vida na Terra, ou poderia tê-la levado a outros caminhos evolucionários, ou seja, um universo infinito e que sempre existiu provavelmente não permitiria a existência de seres como nós que refletimos sobre a sua natureza e origem.

sexta-feira, 27 de maio de 2005

O caminho que a bússola nos mostrou

Publicado no AOL-Educação em 27/05/2005


O atual estágio de desenvolvimento científico e tecnológico que foi alcançado pela humanidade, embora não compartilhado por todas as pessoas, é fruto do conhecimento acumulando ao longo de séculos. Ao compreender os fenômenos da Natureza, o Homem conseguiu aplicá-los a seu favor. Em particular, um dos mais antigos fenômenos naturais, e que atualmente tem uma enorme importância, é o magnético. Existem evidências de que os chineses, há 3.500 anos, descobriram que determinado tipo de material, quando deixado livre, se movia para uma direção particular.
Essa descoberta transformou-se no que chamamos de bússola. Esse instrumento é mencionado na Europa, pela primeira vez, por Alexandre Neckma em 1187. Duzentos anos depois, esse instrumento tornou-se indispensável para as grandes navegações realizadas por países como Portugal, Espanha, Holanda e Itália, permitindo as primeiras explorações em escala planetária e o primeiro ciclo de globalização da humanidade.
A difusão da utilização da bússola decorreu da simplicidade de seu funcionamento, baseado no fato de que nosso planeta é um gigantesco ímã com dois pólos magnéticos. A bússola também é um ímã, e ao interagir com o campo da Terra, os pólos opostos se atraem. Dessa forma, se deixarmos um ímã mover-se livremente, ele tende a se alinhar com o campo magnético da Terra.
A origem desse campo está associada ao movimento do magma que existe no interior do planeta. Há evidências de que em determinados períodos os pólos magnéticos terrestres se invertem, embora esse mecanismo ainda não seja totalmente compreendido. Entretanto, qual é a origem da força magnética?
No ano de 800 a.C., Thales de Mileto acreditava que a magnetita (um ímã natural) possuía as propriedades de atração e repulsão devido ao fato de ela ter “uma alma própria”. Posteriormente, Platão tenta explicar os fenômenos magnéticos admitindo que a atração e a repulsão ocorriam devido à “umidade” e à “secura” da magnetita. Entretanto, essas idéias eram apenas especulações e não revelaram a verdadeira origem do magnetismo.
Embora tenha havido alguns avanços na compreensão do magnetismo com Petrus Peregrinus, em 1269, e com Gilbert, em 1600, somente no século XIX os seus mistérios começaram a ser desvendados por cientistas como Ampère, Oersted, Henry e Faraday. Eles descobriam que tanto os fenômenos magnéticos como os elétricos tinham uma origem comum. Em 1845, de maneira independente, Faraday e Henry descobriram que era possível produzir uma corrente elétrica fazendo com que um ímã se movesse no interior de um enrolamento de fios (bobina), ou que o ato de passar uma corrente elétrica através de uma bobina geraria um campo magnético.
Essa é a lei da indução eletromagnética, que se transformou em uma das mais importantes descobertas do século XIX, pois a partir da sua aplicação foi possível desenvolver formas de produção de energia elétrica em larga escala.
Uma síntese desses conhecimentos foi feita por James Clark Maxwell, demonstrando que a eletricidade e o magnetismo são diferentes manifestações do mesmo fenômeno físico. Ele mostrou também que a luz é uma combinação de campos elétricos e magnéticos se propagando através do espaço. Alguns anos depois, Hertz observou as ondas eletromagnéticas comprovando essa hipótese.
A origem do magnetismo da matéria somente foi compreendida nas primeiras décadas do século XX. O magnetismo está associado ao movimento dos elétrons ao redor do núcleo atômico e a uma propriedade intrínseca dos elétrons e prótons (e outras partículas atômicas) que denominamos de spin (como se fosse a rotação das partículas em torno de si mesmo, mas essa idéia é uma aproximação grosseira).
Dentre as inúmeras aplicações dos fenômenos magnéticos, destaca-se a gravação magnética de informações em computadores. Cada informação gravada no disco rígido é feita por meio da aplicação de campos magnéticos sobre o material magnético que o compõe. As informações são gravadas na forma de um código binário, como uma seqüência de “0” e “1”. Pode-se representar, por exemplo, o “0” como um pequeno ímã com o pólo norte apontando para cima e o “1” com o pólo sul apontando para baixo.
Com o conhecimento mais profundo dos mecanismos responsáveis pelos fenômenos magnéticos da matéria e os avanços na produção de materiais na escala atômica, tornou-se possível construir artificialmente novos materiais que apresentam propriedades magnéticas inusitadas. Um exemplo disso é a utilização de um fenômeno físico, descoberto em 1988, chamado de “magnetorresistência gigante”, com a participação de um pesquisador brasileiro, o Prof. Mário Baibich, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Naquela época, ele trabalhava em um laboratório em Orsay, na França, liderado pelo Prof. Albert Fert. Esse fenômeno ocorre quando se produzem finas camadas de átomos alternando-se materiais magnéticos e não-magnéticos.
Quando se aplica um campo magnético, a resistência à passagem da corrente elétrica desta estrutura varia dezenas de vezes. Isso permite a sua utilização como um sensor magnético muito preciso. Nos últimos 10 anos, praticamente todos os computadores utilizam esse tipo de dispositivo em seus discos rígidos. Isso permitiu que as capacidades dos discos rígidos, que eram na ordem de 1 ou 2 gigabytes, fosse aumentada para 200 gigabytes. Talvez em toda a história da Ciência não houve outra descoberta de um fenômeno físico que se transformasse em uma aplicação tecnológica de grande importância tão rapidamente.
Quando os navegadores portugueses e espanhóis cruzavam o Atlântico, há mais de 500 anos, não imaginavam que o princípio de funcionamento daquele pequeno instrumento, fundamental para guiá-los através de mares nunca antes navegados, poderia ser utilizado de tantas formas diferentes. Da mesma maneira que eles conseguiram descobrir novos mundos, seguindo a firme indicação da bússola, hoje utilizamos o mesmo fenômeno (magnetismo) para navegar por oceanos de informações, permitindo a descoberta de novas idéias e transformando o nosso Mundo.

quinta-feira, 19 de maio de 2005

Hoje é o dia da Física!

O dia 19 de maio de 2005 foi declarado como o dia da Física no Brasil.
Nesse dia todos os departamentos e institutos de Física estão realizando atividades para comemorar o Ano Internacional da Física. Pequena que a maioria os principais jornais do país esqueceram essa notícia.
Para o maioria das pessoas a Física ainda é apenas a solução de problemas com aplicações de fórmulas já prontas. Contudo, a Física brasileira tem altíssimo nível e é um dos ramos de conhecimento que mais produz ciência no país.
Infelizmente ainda não temos um ganhador do Prêmio Nobel, embora muitos já o mereceram, como Mário Schenberg e o César Lattes.

terça-feira, 3 de maio de 2005

A Busca pelo começo



A busca pelo começo

Artigo publicado no AOL-Educação em 03/05/2005

http://educacao.aol.com.br/colunistas/adilson_oliveira/0020.adp

A compreensão do mundo que nos cerca é uma busca incansável que começou com o florescer da consciência da humana. Tentar entender o universo é uma característica que nos impulsiona desde da aurora dos tempos. Cada pessoa, dentro de sua cultura, religião, experiência de vida etc, lida com essa questão a sua maneira. Todos nós temos as nossas crenças particulares, seja na ciência ou nas religiões, que constroem a nossa visão de mundo. Entender porque e como estamos aqui é uma caminhada sem fim.

Ao longo da história o desafio de compreender a natureza foi enfrentado de diversas maneiras. Os povos antigos explicavam a natureza a partir de lendas e mitos. A origem de tudo estava relacionada, muitas vezes, a competições e disputadas entre entidades divinas. Geralmente ocorria uma disputa entre o bem e o mal. A luz sobre as trevas. O resultado desse embate, para muitos povos, levava a criação do nosso mundo.

Uma visão “mais científica” começou, no Ocidente, com os filósofos pré-socráticos que viviam na cidade grega de Mileto, próxima ao mar Egeu. Os filósofos daquela época propuseram uma explicação para os fenômenos naturais a partir de constituintes fundamentais da matéria. Por exemplo, Tales, o mais antigo desses filósofos, que viveu no período compreendido entre o final do século VII e meados do século VI a.C., acreditava que todas as coisas da Natureza eram feitas de água. Ele foi o primeiro pensador a propor que o universo teria uma “causa material”. Anaxímenes, um dos últimos dessa tradição filosófica, acreditava que o elemento fundamental era o ar. Um século após esse período em Abdera, na costa da Trácia, Demócrito e Leucipo propunham que toda a matéria era composta por pequenas partículas, indivisíveis, que eles chamavam de átomos.

Contrapondo essas idéias, Aristóteles, que nasceu cem anos após Leucipo, propôs que todas as coisas surgiam a partir da combinação de quatros elementos: a terra, a água, o ar e o fogo. Cada um desses elementos teria o seu lugar natural. Dessa forma, Aristóteles explicava porque os objetos como pedras, madeiras etc caem. Estes seriam constituídos de terra e água e tenderiam a voltar ao seu lugar de origem. Havia ainda um quinto elemento - o éter – que constituiria os objetos celestes. Entretanto, para todos esses filósofos a origem do universo ainda era uma questão mais de escopo mitológico do que material.

A busca pela compreensão mais profunda dos fenômenos da natureza teve um grande avanço no século XX. As descobertas de novos fenômenos levaram a formulação de novas teorias, como a Física Quântica e a Teoria da Relatividade Geral. Essas duas teorias são os atuais pilares da Física. A primeira explica a atuação de três das forças fundamentais da natureza: a força eletromagnética, que controla as interações entre os átomos e moléculas, a força nuclear forte, que atua no núcleo atômico, e a força nuclear fraca, responsável pela radioatividade. A Teoria da Relatividade Geral descreve a quarta força fundamental da natureza, a força da gravidade, que nos mantém presos a superfície da Terra, por exemplo, domina o universo em larga escala. Contudo até hoje não há como conciliar essas duas teorias em um único modelo, principalmente na questão mais profunda ainda não completamente respondida: a origem do universo.

Uma das descobertas mais importantes do século XX, referente ao entendimento do universo como todo, foi a observação que as galáxias, que são gigantescos aglomerados com bilhões de estrelas, estavam se afastando uns dos outros em enormes velocidades, indicando que o universo está em expansão. Esse fato, descoberto pelo astrônomo americano Hubble na década de 20, estava previsto nas equações da Relatividade Geral. Contudo, Einstein ignorou esse resultado e corrigiu a sua teoria adicionando um termo extra para compensar a expansão do universo, pois na época acreditava-se que o universo era estático. Após a descoberta de Hubble, Einstein reconheceu que esse foi o seu maior erro.

Essa descoberta estimulou aos cientistas a formularem a hipótese que em um dado um instante, em um passado remoto, a matéria que hoje constitui as galáxias, estrelas, planetas etc, esteve muito mais concentrada. Esse estado inicial, de densidade e temperatura infinitas, é definido como singularidade. Quando essa singularidade “explodiu” deu origem ao universo. Esse evento ficou conhecido como “Big-Bang” (a grande explosão). Após esse instante o universo começou a sua expansão, e como conseqüência, sua temperatura diminuiu. No decurso da expansão, a energia liberada na forma de radiação “esfriou” até transformar-se em radiação de fundo residual.

O modelo do Big-Bang previu que essa radiação teria um equivalente em temperatura de aproximadamente 2.7 K (-266 oC). Essa radiação foi primeiramente observada por Penzias e Wilson em 1965, com o valor previsto pela Teoria do Big-Bang. Experimentos recentes, realizados pelo satélite COBE da NASA, confirmaram que essa radiação preenche todo o universo. Alguns dos chuviscos que aparecem na tela da televisão, quando esta não está sintonizada em nenhum canal, são decorrentes da radiação de fundo cósmico. A descoberta dessa radiação é um dos mais fortes argumentos em favor da teoria do Big-Bang.

Existem também outras evidências em favor do Big-Bang, como as quantidades dos elementos hélio e trítio (um isótopo do hidrogênio) encontradas no universo. O grande desafio da Física atualmente é a compreensão dos eventos que ocorreram no Big-Bang, pois ainda não temos uma teoria que concilie a força da gravidade com as demais forças da Natureza. Quando isso ocorrer talvez tenhamos chegado mais perto de conhecermos a origem de tudo. Contudo, dificilmente será o último passo da nossa caminhada em busca do princípio. Talvez seja o primeiro para uma nova jornada.

terça-feira, 19 de abril de 2005

Entrevista no AOL

Reproduzo abaixo a minha entrevista no AOL sobre Einstein e o cinquentenário de sua morte

http://educacao.aol.com.br/fornecedores/aol/2005/04/18/0001.adp

"É preciso trazer para a escola a Física Contemporânea", diz cientista

Ainda na infância, o cientista Adilson de Oliveira achava que estudar Física significava descobrir os segredos da natureza. Segundo ele, a famosa frase de Galileu: "A natureza é como se fosse um livro a ser lido e entendido" era uma verdade a ser descoberta por meio da Física. Foi com o sonho de se tornar cientista e o interesse em Astronomia que Adilson de Oliveira seguiu carreira na área e hoje é professor do departamento de Física da Universidade Federal de São Carlos.

Nesta entrevista, ele nos conta porque Albert Einstein revolucionou a história da ciência. "As grandes descobertas não ocorrem de maneira mágica, mas a partir de um trabalho árduo. Einstein tinha uma enorme capacidade de trabalho".

E afirma que a Física precisa se tornar mais atraente para os estudantes. "Ela ainda parece misteriosa e para poucos "iniciados". E aponta uma solução: "É preciso trazer para a escola a Física Contemporânea, que foi responsável pela revolução tecnológica do século XX", explica o professor. "Ensinar os princípios básicos de funcionamento do laser, dos dispositivos eletrônicos, microondas, sem dúvida, transformaria a Física em algo mais interessante". Leia a seguir:

AOL - Albert Einstein revolucionou o estudo da Física. Por que?

Adilson de Oliveira - Uma revolução em Ciência ocorre quando há uma ruptura dos modelos vigentes. As idéias de Einstein, publicadas há 100 anos, tiveram esse caráter. Naquela época toda a Física era baseada na Mecânica Newtoniana, na teoria eletromagnética de Maxwell e na termodinâmica. Contudo, existiam alguns problemas que não eram explicadas por essas teorias. Nesse aspecto, as idéias de Einstein vieram balançar os alicerces da Física, pois introduziram conceitos novos. Só para ficar com duas contribuições importantes que ele publicou em 1905, a teoria da relatividade restrita e o efeito fotoelétrico, podemos perceber como estas influenciaram a Física. A primeira modificou de maneira radical a forma de entendermos o espaço e o tempo e a segunda introduziu a idéia do fóton ("quantum de luz" como foi denominado por Einstein naquela época). Fazendo uma comparação com uma peça de teatro, o espaço e o tempo, na Física Clássica, eram como se fossem apenas os palcos onde se desenrolavam os acontecimentos. Já na Relatividade, estes se transformaram em personagens, que participam da ação. Outra conseqüência importante foi a dedução da famosa relação entre massa e energia (E=mc2). A idéia do fóton foi fundamental para o desenvolvimento da Mecânica Quântica. Esta teoria que modificou profundamente a forma de entender a matéria na sua forma mais fundamental. Contudo, Einstein ainda fez uma contribuição mais importante para a Física que foi a generalização da teoria da relatividade, em 1916. Resumindo em poucas palavras, esta teoria explicou a natureza da força gravitacional. Com essa teoria foi possível explicar o universo em larga escala e prever a existência de buracos negros, por exemplo.

Para muitos, a teoria da relatividade ainda é incompreensível. Como um professor de Física pode ensiná-la para os leigos de uma forma acessível?

Adilson de Oliveira - Acho que não somente a Teoria da relatividade é incompreensível para a maioria das pessoas, mas a Física em geral. Embora ela esteja presente no cotidiano de forma marcante ela parece misteriosa e somente poucos "iniciados" podem entendê-la. No caso específico de sua pergunta, a dificuldade de compreender a Relatividade reside no fato que os seus efeitos não são perceptíveis no cotidiano. Os efeitos relativísticos somente são relevantes quando os fenômenos ocorrem em velocidades próximas a velocidade da luz. Essa situação ocorre, por exemplo, nos aceleradores de partículas e nas máquinas de radiação síncrotron, como a que tem em Campinas no LNLS (Laboratório Nacional de Luz Síncrotron). Nessas máquinas se investiga a natureza íntima da matéria através de colisão de partículas elementares (como prótons e elétrons). Nos síncrotrons e se produzem raios-X de alta intensidade para serem utilizados na determinação de estruturas de moléculas, proteínas e materiais no geral. Esses equipamentos não funcionariam se não utilizassem os conceitos da Relatividade de Einstein.

Por que a Física se tornou um bicho de sete cabeças para os estudantes? Você concorda com a forma que ela é ensinada nas escolas?

Adilson de Oliveira - O estudo da Física sempre foi difícil para os estudantes, em todas as épocas. O fato da Física ser uma ciência fundamental e se propor a explicar a natureza de uma forma muito profunda torna-a muito complexa. Outro problema é, sem dúvida, a matemática. Uma maneira de transformar a Física em algo mais atraente é tentar apresentá-la de uma forma mais próxima do cotidiano, sem deixar de mostrar os fundamentos físicos envolvidos. É também necessário trazer para o ensino médio a Física Contemporânea, que foi responsável pela revolução tecnológica do século XX. Ensinar os princípios básicos de funcionamento do laser, dos dispositivos eletrônicos, refrigeradores, microondas etc, sem dúvida, transformaria a Física em algo mais interessante. No momento existem muitos esforços para tentar deixar a Física mais próxima dos alunos. Esse acaba sendo um dos objetivos do Ano Internacional da Física.

Qual o objetivo do ano da Física, proposto pela Unesco? Quais os eventos programados no Brasil?

Adilson de Oliveira - O objetivo do ano da Física é, além de fazer uma homenagem a um dos momentos mais revolucionários da história da Ciência, popularizar essa Ciência e mostrar a sua importância no mundo atual. Atualmente a Física e os seus métodos de investigação estão presentes nas mais diversas áreas do conhecimento, como na Biologia Molecular, Engenharia, Eletrônica e até na Economia. Contudo, a maioria das pessoas ignora a sua abrangência.

No Brasil praticamente todos os departamentos e Institutos de Física estarão fazendo eventos para divulgar a Física. Em particular, no dia 19 de maio será o dia da Física no Brasil. Nesse dia haverá "muito barulho".

No ano em que se celebra o aniversário de morte de Einstein, muito se especula sobre sua vida pessoal. O senhor acha importante sabermos mais sobre a pessoa por trás do mito?

Adilson de Oliveira - Neste ano, além de se comemorar os 100 anos dos trabalhos de Einstein, também faz 50 anos da sua morte. Einstein se transformou no físico mais famoso de todos os tempos, pois além de ser um cientista brilhante ele também se envolveu em questões de ordem filosófica e política. Basta lembrar que da mesma maneira que ele influenciou na época da 2ª. Guerra Mundial a produção da bomba atômica ele também defendeu de forma fervorosa a sua não utilização e pregava que o mundo somente encontraria equilíbrio e paz se tivesse um governo mundial. Alguns anos antes da sua morte ele foi convidado para ser presidente de Israel, mas ele recusou. Dessa forma, vemos como as suas idéias foram além da Ciência. Saber sobre a pessoa de Einstein nos ajuda a compreender um pouco melhor a sua maneira de pensar. Fala-se muito que ele não sabia matemática ou era um estudante relapso. Isso tem muito de lenda e acaba passando a noção que as grandes descobertas ocorrem de maneira mágica e não a partir de um trabalho árduo. Einstein, sem dúvida, tinha uma enorme capacidade de trabalho.

Por que o senhor escolheu a Física como carreira? Quais foram as suas primeiras impressões com esta ciência?

Adilson de Oliveira - A minha escolha inicial para a carreira de Física foi devido ao desejo de ser cientista, pois queria entender e descobrir os segredos da natureza, desde da minha infância. Tive alguns professores no ensino fundamental e médio que me incentivaram e outros que me desencorajaram. Estes últimos talvez tiveram tal atitude por falta de visão sobre a carreira. O meu interesse por Astronomia também foi um grande motivador. Hoje o meu trabalho é com Física Experimental voltado para área de Magnetismo. A primeira impressão que eu tive com a Física foi a de fascinação. A profundidade que a Física aborda os seus temas dá uma sensação de que podemos entender a Natureza e descobrir os seus mistérios. Como dizia Galileu: "A natureza é como se fosse um livro a ser lido e entendido". A Física, no meu ponto de vista, é uma das maneiras de se conseguir isso.

Quais os desafios da Física atual, 100 anos depois das teorias de Einstein?

Adilson de Oliveira - Os avanços da Física nos últimos 100 anos foram maiores do que ela teve em toda a sua história. Os modelos atuais da Física permitem fazer uma descrição quase que completa da maioria dos fenômenos que conhecemos na natureza. O grande desafio da Física no século XXI é sem dúvida a unificação dos seus dois pilares de sustentação: A Mecânica Quântica e a Teoria da Relatividade Geral. A Mecânica Quântica descreve com sucesso 3 das 4 forças fundamentais da Natureza (a eletromagnética, nuclear forte e nuclear fraca). A quarta força, a gravidade, é descrita pela Teoria da Relatividade Geral. O grande sonho é encontrar uma única teoria que possa descrever todas essa interações. Existem algumas propostas para isso como a teoria de supercordas e a gravidade quântica. Contudo nenhuma delas conseguiu sucesso nessa descrição. No momento está sendo feita uma grande reforma no acelerador de partículas do CERN (Centro Europeu para Pesquisas Nucleares) no qual os físicos esperam encontrar algumas respostas para essas teorias. Outro aspecto que sem dúvida será importante nesse século será a aproximação da Física com outras ciências, em particular com a Biologia Molecular. Descobertas de novos fenômenos relacionados a eletrônica de spin e computação quântica também se transformarão em aplicações tecnológicas num futuro muito próximo.

Como é o estudo da Física no Brasil? Quais as pesquisas interessantes que foram feitas no país?

Adilson de Oliveira - A Física brasileira é reconhecida mundialmente com contribuições importantes. Basta lembrar da recente perda de César Lattes que quase ganhou um prêmio Nobel. Não poderia enumerar quais são as mais importantes porque poderia deixar de citar alguma. Mas com certeza há pesquisas de ponta em todos os ramos como Biofísica, Física Médica, Física de Materiais etc. Embora não dispondo das mesmas condições financeiras dos países da Europa e dos Estados Unidos, no Brasil se faz Física de alto nível.

segunda-feira, 18 de abril de 2005

Por que as nuvens são brancas?

As nuvens são compostas por gotas de água de diferentes tamanhos, e não de vapor d’água como algumas pessoas pensam. O vapor se condensa na forma de gotas em torno de partículas de poeira, fumaça e sal, suficientemente leves para permanecerem suspensas no ar. A grande maioria das gotas tem dimensões microscópicas (na ordem de um milésimo de milímetro). Como há uma grande diversidade de tamanhos, cada gota espalha a luz proveniente do Sol de uma maneira diferente. A luz solar é composta por todas as freqüências do chamado espectro visível (que vai do vermelho ao violeta). Dependendo do seu tamanho, a gota de água espalha uma determinada freqüência. As gotas maiores espalham as baixas freqüências (vermelho, amarelo etc) enquanto as gotas menores espalham as de altas freqüências (azul, violeta etc). A combinação do espalhamento de todas as cores tem como resultado a cor branca. Pode-se verificar isso, quando misturamos tintas com todas as cores do arco-íris.

A “espuma” que aparece na crista das as ondas no mar também é branca devido ao efeito do espalhamento da luz por partículas de água com diferentes tamanhos.

A nuvem fica escura quando as gotas de água se tornam maiores. Neste caso ocorre a absorção da luz incidente e o espalhamento é menor. Quanto mais escura for a nuvem, maiores são as gotas e, portanto, maior a chance de chover.

Há 50 anos morria Einstein

No dia de 18 de abril de 1955 Einstein morreu na cidade Princenton aos 76 anos.
Como alguns post que fiz nesse blog, podemos perceber a importância do cientista e do homem. Vale a pena lembrar essa data.

quarta-feira, 30 de março de 2005

Navegar é preciso, mas é necessário conhecer os oceanos

Artigo publicado no AOL-Educação em 29/03/2005
http://educacao.aol.com.br/colunistas/adilson_oliveira/0019.adp

Os meios de comunicação disponíveis atualmente permitem o acesso a uma enorme quantidade de informações. Além de jornais, revistas, televisão etc, a internet é atualmente a ferramenta mais poderosa para encontrarmos rapidamente o que desejamos saber. Muitos dos leitores dessa coluna chegam até ela por meio da utilização de ferramentas de busca, na qual se digita uma “palavra chave” e em instantes obtemos dezenas de endereços sobre determinado assunto.

Para muitos estudantes, fazer uma pesquisa escolar é procurar o assunto na internet. Contudo, nem sempre as informações encontradas são de conteúdo confiável. O fato de uma informação estar publicada em um “site” não significa que esta esteja correta. Um dos grandes desafios da educação para o século XXI será formar indivíduos que possam compreender e utilizar as informações da melhor maneira possível e não simplesmente aceitá-las. É fundamental sempre questionar os conhecimentos que nos são passados.

Nesta coluna vou citar dois exemplos de explicações científicas para fenômenos do cotidiano encontradas em “sites” e livros, que embora pareçam absolutamente lógicas elas são equivocadas.

O primeiro exemplo é sobre os pontos cardeais. Nas primeiras séries do ensino fundamental os professores começam ensinar as crianças algumas noções de Astronomia, em particular, sobre o Sol, a Lua, os planetas etc. A noção de localização é um conceito fundamental para o entendimento dos movimentos dos corpos celestes. Em muitos livros didáticos (e “sites”) ensina-se uma maneira "simples" de se localizar as direções Norte-Sul e Leste-Oeste. A fórmula é apontar o braço direito para o lado que o Sol nasce. A nossa frente indicará o Norte, as costas o Sul e o braço esquerdo o Oeste.

As crianças aprendem facilmente esse conceito, mas infelizmente está totalmente errado. A idéia parece boa e funcionaria bem se Sol nascesse no mesmo lugar todos os dias. Entretanto, isso não é verdade. Basta lembrar simplesmente que no Verão os dias são mais iluminados (por esse motivo temos o horário de Verão) e no Inverno menos. Isso acontece porque o caminho que o Sol faz no céu e maior no verão e menor no inverno. Em apenas dois dias por ano o Sol nasce e se põe no Leste e no Oeste, respectivamente. Isso acontece no dia do início da primavera e do outono. Por esse motivo essas datas são chamadas de equinócios (dias iguais).

Ao longo do ano a posição no horizonte do nascer e pôr do Sol se afasta do Leste (e do Oeste) ora para o Norte, ora para o Sul. O ângulo dessa amplitude depende da latitude do observador. No Equador é de 46 graus e nos círculos polares é de 180 graus.

Há mais de 3000 anos atrás os egípcios sabiam como determinar os pontos cardeais com absoluta precisão. Eles utilizavam um simples instrumento chamado de "gnomon", que consiste em uma haste colocada perpendicularmente a superfície plana. O procedimento é simples. Escolha um lugar onde a luz solar incida em boa parte do dia. Deve-se fazer um círculo tendo como centro a base de uma haste e com o diâmetro igual a metade da altura da mesma. Marque os pontos em que a ponta da haste projete sombra no círculo. Uma das marcas deve ser feita na parte da manhã e a outra na parte da tarde. A reta que une essas duas marcas é a direção Leste-Oeste. Perpendicular a esta teremos a linha Norte-Sul.

O outro exemplo é sobre o funcionamento do forno de microondas, muito comum atualmente na maioria das casas. A explicação para o seu funcionamento, também apresentada em muitos livros didáticos e “sites” é que ela aqueceria os alimentos a partir do efeito de ressonância das microondas nas moléculas de água, fazendo com que estas vibrem aquecendo o alimento. Contudo, a freqüência típica utilizada pelos fornos de microondas comerciais e na faixa de 2.450 MHz (dois bilhões e quatrocentos e cinqüenta milhões de oscilações por segundo), que equivale a uma radiação com comprimento de onda de aproximadamente 12,2 cm. No entanto, esta freqüência não é nenhuma das freqüências de ressonância da água.

De fato, se essa freqüência fosse a de ressonância da água não haveria penetração da radiação e o corpo seria aquecido apenas na superfície, exatamente o efeito oposto que observamos no forno de microondas. O cozimento de alimento ocorre pela absorção da energia das microondas pelo corpo e o comprimento da radiação sendo de aproximadamente 12 cm faz com que esta penetre na maioria dos alimentos. Por esse motivo os fornos de microondas tem pratos giratórios (que tem tipicamente 30 cm de diâmetro) permitindo aquecer os alimentos uniformemente.

Haveria muitos outros exemplos que poderiam ser citados, mas esses dois são típicos de conhecimento geral para a maioria dos leitores e as explicações estão muito difundidas em livros e “sites”. Navegar pela internet pode nos ajudar muito, mas é necessário tomar cuidado, pois nesse “oceano” existem algumas “ilhas” que podem nos deixar ainda mais perdidos.

sexta-feira, 25 de fevereiro de 2005

Outra revolução no espaço-tempo

Publicado no AOL-Educação em 22/02/2005


O ano de 1905 foi considerado pela maioria dos historiadores da Ciência como o “ano miraculoso de Einstein”. Como citei em colunas anteriores, os artigos que ele publicou naquele ano seriam mais do que suficiente para que Einstein fosse considerado um dos maiores físicos de todos os tempos. Entretanto, uma revolução maior ainda estava por vir. Einstein faria talvez o maior esforço intelectual realizado por apenas um homem ao ampliar os limites da Teoria da Relatividade Restrita.

A Teoria da Relatividade Geral (TRG), como ficou conhecida, ampliou os resultados da a teoria de 1905 que descrevia apenas as situações que ocorriam em referenciais inerciais para também referencias que sofrem aceleração. Como conseqüência, ele criou uma nova teoria para a Gravitação.

Einstein elaborou em 1911 o “Princípio da Equivalência” que foi o ponto de partida para a TRG. Esse princípio mostra que é impossível distinguirmos fisicamente a ação de uma força qualquer sobre um corpo da ação de um campo gravitacional. Por exemplo, todos já vimos imagem dos astronautas flutuando no espaço. A explicação comum é que os astronautas estão “sem gravidade”. Essa afirmação, para ser correta, depende do ponto de vista do observador. No interior da espaçonave a sensação é que lá não existe a gravidade. Entretanto, para quem está na superfície da Terra a impressão é que os astronautas estão caindo. A espaçonave nunca atinge o solo, pois na medida que ela cai, a superfície da Terra (que é curva) se afasta na mesma proporção. Deste ponto de vista o que se observa é que existe a gravidade atraindo os astronautas.

Da mesma maneira, se a espaçonave está viajando no espaço longe da influência gravitacional de qualquer objeto celeste, mas com uma aceleração igual a aceleração da gravidade terrestre (9,8 m/s2), os seus ocupantes terão a mesma sensação da existência de um campo gravitacional, como estivessem na superfície da Terra. Perceberão que ao subir em uma balança o seu peso será mesmo que foi medido em um balança na Terra. Novamente, será impossível distinguir a diferença entre as duas situações.

A principal conclusão dessas observações é que não há diferença entre os dois tipos de massa que existem. A massa que aparece na 2a. Lei de Newton (F=ma), a massa inercial, é idêntica a massa que aparece na fórmula da força gravitacional (massa gravitacional). Em princípio, essas duas massas não deveriam ser iguais, pois estão relacionadas com fenômenos físicos diferentes, a inércia e a força de atração gravitacional.

A partir dessa idéia Einstein ampliou os conceitos da Teoria da Relatividade Restrita e introduzindo conceitos inovadores na Física. Ele propôs que o campo gravitacional é criado a partir da “curvatura do espaço e do tempo” provocada pela presença da massa e da energia. A grande síntese dessas idéias ocorreu em 1916, quando ele publicou a sua versão definitiva da TRG.

Essa teoria explicou fenômenos que teoria da gravitação de Newton não conseguia explicar. O primeiro foi relativo ao movimento do planeta Mercúrio ao redor do Sol. Por séculos os astrônomos observaram que o periélio (o ponto da órbita do planeta que fica mais próximo do Sol) se deslocava com o passar do tempo. Acreditava-se que existia um planeta próximo de Mercúrio que provocaria esse efeito. Atualmente sabe-se que tal planeta não existe. Einstein conseguiu explicar o deslocamento do periélio de Mercúrio utilizando a TRG.

Outro efeito que Einstein previu foi o desvio que a luz deveria sofrer devido a gravidade. A própria teoria de Newton explicava esse efeito, mas o valor previsto era duas vezes maior do que o calculado pela TRG. Em 19 de maio de 1919, uma equipe de astrônomos ingleses fotografou, durante um eclipse total do Sol em Sobral, no Ceará, estrelas que apareciam próximas do Sol. Comparando a posição destas sem a influência gravitacional do Sol, verificou-se que a previsão de Einstein estava correta. A partir dessa descoberta Einstein se tornou mundialmente conhecido.

Atualmente os conceitos da TRG são empregados em algumas tecnologias como a do sistema de localização por GPS (Global Positioning System – Sistema de Posicionamento Global). Este sistema utiliza satélites com relógios atômicos que devem estar perfeitamente sincronizados. Como previsto pelo a TRG, o tempo também é influenciado pela ação da gravidade. Como os satélites se encontram em distâncias diferentes da Terra os efeitos da gravidade tornam-se relevantes e precisam ser considerados. Se não fossem não se conseguiria a precisão que esse sistema possui atualmente.

A TRG foi uma das maiores revoluções da Física. Ela e a Mecânica Quântica são os dois pilares fundamentais da Física atual. Entretanto essas duas teorias não podem ser aplicadas simultaneamente para descrever algumas situações físicas, como o interior de buracos negros e o instante inicial do universo (Big-Bang). Para isso os físicos ainda buscam uma nova teoria que possa explicar essas situações. Quando isso acontecer teremos novamente uma revolução, talvez não tão silenciosa, no espaço e no tempo.

quarta-feira, 9 de fevereiro de 2005

As águas do verão
publicado no AOL-Educação em 04/02/2005
http://educacao.aol.com.br/colunistas/adilson_oliveira/0017.adp

Um final de semana chuvoso, como geralmente acontece na época do verão, costuma deixar a maioria das pessoas desanimadas. Reclamamos de ter que ficar em casa, perder as oportunidades de lazer, de não poder curtir a piscina, a praia etc. Algumas pessoas, como eu, não vêem essa situação como sendo ruim, embora os meus filhos detestem esses finais de semanas perdidos. Pode-se aproveitar essas ocasiões para fazer muitas outras coisas, como aproveitar o barulho da chuva batendo no telhado para tirar uma soneca, ler um bom livro, assistir um filme interessante, ou escrever esse pequeno texto para alguns leitores curiosos.
O excesso de chuvas causa contratempos, como as enchentes e inundações, mas a ausência de chuvas é mais problemática. Quando acontecem longos períodos de estiagem pode ocorrer escassez de alimentos em algumas regiões. Uma outra conseqüência é a diminuição do nível das barragens das usinas hidroelétricas, como ocorreu em 2002, quando todos tivemos que racionar o consumo energia elétrica.
A energia produzida nas usinas hidroelétricas é feita a partir da transformação da energia potencial gravitacional da água acumulada em grandes represas – ou seja, da energia que todo corpo adquire ao ser elevado a uma determinada altura. Quando a água desce pela barragem ela movimenta as turbinas, transferindo para elas a energia de movimento (energia cinética) necessária para movimentar os geradores e produzir a energia elétrica.
Além do atendimento às necessidades que temos nos dias de hoje, a existência de chuvas foi fundamental para o surgimento da vida na Terra. Os oceanos e rios foram formados há bilhões de anos quando a temperatura do nosso planeta diminuiu e permitiu a condensação das moléculas de água. Somente após essa época é que sugiram as condições para o aparecimento da vida. Não conhecemos formas de vida complexas que possam existir sem a presença da água. Ao contrário, normalmente onde há água, existe vida.
A água em nosso planeta é uma substância encontrada em grande abundância. Três quartos da superfície da Terra são cobertos pela água. Todas as formas de vida, com raras exceções, necessitam da água em seus processos biológicos. A água funciona como um excelente solvente para a maioria das substâncias necessárias para a vida. Por exemplo, o cloreto de sódio (o sal de cozinha) quando colocado em contato com água se dissolve em íons de sódio e cloro, que são absorvidos e utilizados pelo nosso corpo em muitos processos necessários para a manutenção da vida.
Embora a água seja tão importante para os organismos vivos, a sua estrutura molecular é muito simples. Ela é composta por apenas dois átomos de hidrogênio e de um átomo de oxigênio, que representamos como H2O. A sua estrutura lembra um “V” aberto, com o átomo de oxigênio no seu vértice e os átomos de hidrogênio nas pontas. A ligação química que dá essa forma para a molécula de água é conhecida como “ponte de hidrogênio”, na qual os elétrons que circulam o núcleo dos átomos de hidrogênio são atraídos pelo átomo de oxigênio.
O hidrogênio e o oxigênio são átomos pequenos e isso torna a molécula de água muito leve. Se não fosse “a pontes de hidrogênio” a água, em temperatura ambiente, seria um gás e seria necessária uma temperatura muito baixa para que ela se solidificasse.
A estrutura da sua molécula permite também que, quando congelada, a água apresente um comportamento anômalo. Qualquer líquido ao congelar tem as suas moléculas aproximadas, e como conseqüência, o seu volume diminui e a sua densidade aumenta. Contudo, com a água acontece exatamente o oposto. Quando ela é resfriada a abaixo de 4 0C, a sua densidade diminuí, ao invés de aumentar. Por esse motivo é que o gelo flutua na água. Esse tipo de fenômeno, por exemplo, impede que um lago se congele completamente. Se o gelo fosse mais denso que a água, este se formaria primeiramente na superfície e afundaria, congelando completamente o lago, extinguindo todas as formas de vida que existam ali. Contudo, como o gelo é menos denso, ao se formar ele fica na superfície e funciona como isolante térmico (como os esquimós já descobriram há muito tempo) fazendo com que a água abaixo da camada de gelo fique a uma temperatura maior que o 00C. Essa característica é praticamente exclusiva da água.
Uma das justificativas para as recentes missões espaciais ao planeta Marte é a tentativa de detectar resquícios da presença de água naquele planeta, mesmo que esta tenha existido em um passado remoto. Dessa forma, um dos objetivos é encontrar indícios de vida em Marte. Atualmente não se observa água na forma líquida naquele planeta. Existem evidências que ela possa existir na forma de gelo nos pólos marcianos. Contudo, os resultados indicam que o gelo lá encontrado é gelo seco, ou seja, gás carbônico congelado. Além do planeta Marte, outro lugar que pode existir água é a lua chamada Europa, um dos satélites de Júpiter. Há indicações da presença de um oceano sob uma camada de gelo de quilômetros de espessura.A água é um dos bens mais preciosos em nosso planeta. Abençoadas sejam as chuvas de verão, pois mesmo estragando muitos finais de semana, elas garantem e transformam as nossas vidas.

terça-feira, 18 de janeiro de 2005

Esse é o ano da Física!

Esse é o ano da Física

Publicado em 13/01/2005

AOL-Educação
http://educacao.aol.com.br/colunistas/adilson_oliveira/0016.adp

Todo início de ano muitos jovens tentam a sorte nos diversos vestibulares com o objetivo de conseguir uma vaga nas universidades, principalmente nas universidades públicas que possuem os melhores cursos do país. Um dos maiores temores dos vestibulandos é a prova de Física, principalmente para os que prestam vestibular para cursos nas áreas de humanas ou biológicas. Muitos desesperadamente escrevem protestos nas suas provas como “Eu odeio Física” ou “Por que tenho que saber isto se estou prestando Letras?”.

Infelizmente, para muitos, a Física é algo longe da realidade e de que somente malucos gostam. Parte da culpa desta visão está relacionada a maneira com que a Física é apresentada nos cursos de ensino médio. Até nas melhores escolas é tratada quase sempre como uma disciplina teórica com poucas práticas em laboratório. Devemos reconhecer que uma parcela da culpa é também dos pesquisadores que trabalham com Física, que muito pouco se esforçam para desmistificá-la junto ao público leigo. Entretanto, essa tendência tem mudado nos últimos anos. Muitos professores do ensino médio têm redobrado os seus esforços para tentar estimular os alunos a compreender melhor a Física e alguns pesquisadores também têm se dedicado a tentar traduzi-la em linguagem mais acessível. Ao escrever essa coluna sempre tento alcançar isso, embora nem sempre consigo.

A Física é uma criação humana, como qualquer outra ciência. Ela tem a pretensão de compreender a natureza da maneira mais profunda. A constituição íntima da matéria, a origem e evolução do universo, os fenômenos elétricos, magnéticos, térmicos, mecânicos etc são explicados pela Física. A compreensão destes fenômenos permitiu, por exemplo, o desenvolvimento da nossa atual tecnologia.

Um outro fato sempre associado a dificuldade de entender a Física é a dificuldade de também entender a Matemática. Para muitos estudantes, a Física se resume na aplicação de fórmulas prontas, sem a preocupação de entender os conceitos que estão por trás delas. Entretanto, a Física não é apenas um conjunto de fórmulas da mesma maneira que um dicionário não é uma obra literária. Embora este contenha todas as palavras para se escrever um romance ele não o é, pois para contarmos uma história é preciso mais do que palavras. A Matemática é a linguagem que a Física utiliza para descrever a natureza, contudo, as fórmulas não farão sentido se elas não estiverem inseridas em um contexto maior, ou seja, dentro de leis universais, que possam ser verificadas em qualquer lugar do universo. Por exemplo, a mais famosa fórmula da Física, E=mc2 (energia é igual ao produto da massa vezes a velocidade da luz ao quadrado) não foi algo mágico sonhado por Einstein, ele a deduziu a partir dos princípios da Teoria da Relatividade Restrita[1]

Há exatamente 100 anos, em 1905, houve a mais importante revolução científica do século XX e talvez de toda a história da ciência. Esta revolução foi praticamente obra de um único homem, Albert Einstein. Durante aquele ano ele publicou cinco artigos que revolucionaram profundamente toda a Física, e conseqüentemente, a Ciência no geral.

O primeiro trabalho de Einstein foi sobre o fóton, no qual introduziu o conceito de que a luz se comporta também como partícula, e não apenas como onda (que era um conceito solidamente estabelecido no século XIX). No segundo, sobre a determinação de dimensões moleculares, resultado de sua tese de doutorado, Einstein mostrou uma nova maneira de se determinar o tamanho de moléculas a partir difusão de átomos em soluções. O terceiro explica a origem do movimento browniano, o movimento aleatório de partículas em suspensão em líquido. O quarto, sobre a relatividade restrita, introduz o conceito de que as leis da Física são as mesmas em qualquer referencial e que a velocidade da luz é uma constante universal. O último artigo versa sobre a relação massa-energia (E=mc2).

O ano de 2005 foi declarado pela UNESCO como o ano internacional da Física em homenagem ao centenário da publicação dos trabalhos de Einstein. No Brasil, em particular, o dia 19 de maio será considerado o dia da Física, pois nesse mesmo dia no ano de 1919 foi observado um eclipse total do Sol em Sobral, no Ceará, que foi determinante para comprovar as idéias de Einstein.

A Sociedade Brasileira de Física, os departamentos e institutos de Física da maioria das universidades estarão durante todo ano empenhados na divulgação dessa ciência, com o objetivo de torná-la mais simpática e acessível para a sociedade. Afinal de contas, os fenômenos que ela explica estão presentes nas nossas vidas muito mais do que imaginamos.

Leia também:
:: “Uma silenciosa revolução no Espaço-Tempo” - Parte 1
:: “Uma silenciosa revolução no Espaço-Tempo”- Parte 2
:: Quem foi Albert Einstein