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.