segunda-feira, 22 de dezembro de 2008

O novo site da ClickCiência está no ar


Na semana passada lançamos o novo site da Revista Eletrônica de Divulgação Científica ClickCiência. O site ficou mais funcional e agora também contém as chamdas que a ClickCiencia está fazendo na Rádio UFSCar. A edição trata sobre um tema importante, mas ainda pouco divulgado. "A Democracia Eletrônica".
Leiam abaixo o Editorial da Edição e acessem a Revista.
Aguardo Comentários.


A Ciência pode melhorar a Democracia?

A ClickCiência chega à sua 12ª edição. Ao mesmo tempo em que completamos o ciclo do primeiro ano, abrimos caminho para novas perspectivas. O design foi reformulado e a nova plataforma está mais organizada e atraente.

Nossa proposta tem sido abordar os diversos campos da Ciência, de forma acessível e aprofundada, sempre trazendo as novidades do mundo acadêmico para a vida cotidiana do nosso leitor. Quem nos acompanhou nesses dois anos, navegou da nanotecnologia à radiação cósmica. Aprendeu mais sobre os estudos do câncer em crianças, refletiu sobre o papel das mulheres no desenvolvimento científico, soube o que é "computação ubíqua" e conheceu aspectos importantes da História da Ciência.

Esta nossa edição de aniversário trata de um assunto que há muito pouco começou a ser explorado no Brasil: a democracia eletrônica. Quem acompanhou as análises pós-eleições publicadas pela imprensa, viu cientistas políticos dizendo que o eleitor brasileiro está mais maduro, mas ainda tem muito a aprender. Pudera, vivemos duas décadas sob o regime militar e, há pouco, completamos nossas duas décadas de volta da prática democrática. Assim como os jovens de pouco mais de 20 anos, nosso sistema político também está se tornando cada vez mais dependente das inovações trazidas pelo computador e pela Internet. E, assim como os jovens, a democracia pode fazer uso menos ou mais proveitoso do potencial das mídias digitais; tudo depende do modo como os governos Federal, estaduais e municipais irão conduzir a gestão dos serviços de informação e comunicação digital, já nos próximos anos.

De olho nesse problema - que requer conhecimentos de áreas diferentes como Ciência Política, Engenharia de Software, Ciência da Informação e Sociologia para ser compreendido - cientistas de uma área multidisciplinar chamada "Ciência, Tecnologia e Sociedade" (CTS) se propõem a investigar o potencial da Internet para melhorar a qualidade do regime político que o Brasil oferece aos seus cidadãos. Como ponto de referência, as reportagens retratam aspectos da democracia eletrônica inglesa, um país pioneiro nessa área. O leitor poderá conhecer o ponto de vista do pesquisador britânico Stephen Coleman, um dos fundadores do conceito de democracia eletrônica.

Como poderá ser visto nas reportagens, as investigações - brasileiras e estrangeiras - sugerem que, caso seja levada às últimas conseqüências, a democracia eletrônica amplia a margem de participação a ponto de poder colocar o poder de decisão nas mãos do cidadão comum. Numa projeção ideal, pessoas engajadas através dos recursos da Internet finalmente concretizariam aquilo que preconiza a Constituição Brasileira: "Todo poder emana do povo, e em seu nome será exercido".

Bem-vindos à estação do astro-rei

Coluna Física sem mistério
Publicada no Ciência Hoje On-line
19/12/2008

Nos próximos dias, para os habitantes do hemisfério Sul, começará uma das estações mais esperadas, associada às épocas de festas e férias. No dia 21 de dezembro, às 10h04min (horário de Brasília), terá início o solstício de verão. A palavra solstício significa “sol parado” e foi dada porque, nesse dia, o astro-rei nascerá na posição mais ao sul e, a partir de então, sua nascente começará a se deslocar até que, no dia 20 de março de 2009, chegue exatamente no leste.

Embora o senso comum diga que o Sol nasce no leste todos os dias, esse fenômeno somente ocorre em dois dias do ano: no início da primavera e do outono. No dia 21 de dezembro, poderemos perceber que, ao nascer, o Sol estará bem distante do leste. Se estivéssemos na região mais ao norte da Antártida, veríamos o Sol nascer no sul e não no leste.

As estações do ano sempre influenciaram as atividades humanas. A diferença de iluminação do globo ocorre porque o eixo de rotação da Terra é inclinado em aproximadamente 23 graus em relação a uma reta perpendicular ao plano de sua órbita.

Os povos primitivos sabiam da importância do Sol na sua existência. Grande parte desses povos tinha o Sol como uma divindade, responsável pela preservação da vida. Períodos muito quentes levavam a secas e períodos com pouca luz, a invernos rigorosos. Dessa maneira, era comum serem feitos sacrifícios (inclusive humanos) para acalmar a fúria do astro-rei. Com a passagem do tempo, começou-se a perceber que essas mudanças eram periódicas e possíveis de se prever.

Fonte primária de energia
A importância do Sol vai além da luminosidade e do conforto térmico por ele proporcionados. Praticamente toda a energia utilizada pela humanidade tem o Sol como fonte primária. Por exemplo, a energia que extraímos dos alimentos foi acumulada nas ligações químicas produzidas pelas plantas durante o processo de fotossíntese. Esse processo ocorre quando as plantas utilizam energia da luz solar para converter dióxido de carbono, água e minerais em compostos orgânicos e oxigênio gasoso.

Ao ingerir alimentos, os organismos os transformam, com processos digestórios, em moléculas que permitirão às células extrair essa energia química e garantir a manutenção da vida. Ao comer alimentos de origem animal, também se obtém energia, armazenada na forma de gorduras, açúcares e proteínas.

A energia da biomassa, cada dia mais utilizada, também é obtida a partir da fotossíntese. O álcool extraído da cana-de-açúcar e o biodisel dos óleos vegetais têm a vantagem de que o gás carbônico liberado da sua queima no interior dos motores é incorporado novamente pelas plantas para a realização de um novo ciclo, minimizando os efeitos do aquecimento global.

Muitos outros processos utilizam a energia advinda do Sol. Nas hidrelétricas, por exemplo, a luz solar influencia o ciclo de chuvas que enchem os reservatórios. Já o petróleo é formado pelo processo decomposição de matéria orgânica, restos vegetais, algas, alguns tipos de plâncton e restos de animais marinhos – ocorrido durante centenas de milhões de anos no subsolo. Mas como o Sol produz energia?

Interações nucleares
O Sol é um imenso corpo com massa de aproximadamente 10 31 kg (10 seguido de 31 zeros), composto basicamente por hidrogênio e hélio (os elementos mais abundantes do universo). Essa enorme quantidade de massa gera uma força gravitacional que o comprime e, como conseqüência, aumenta a temperatura no seu interior. No núcleo, a temperatura é da ordem de milhões de graus, fazendo com que os átomos ali presentes fiquem totalmente ionizados, ou seja, no estado de plasma.

Nessa situação, os elétrons, que normalmente estariam ao redor do núcleo, são arrancados das suas órbitas, sobrando apenas um “caroço” carregado positivamente. No caso do hidrogênio, há apenas um próton (partícula com carga elétrica positiva); já os átomos de hélio têm dois prótons e dois nêutrons (partículas sem carga elétrica).

Em altíssimas temperaturas, esses núcleos movem-se velozmente e colidem constantemente. Quando isso ocorre, formam-se novos elementos por meio de um processo chamado de fusão nuclear.

O fato de os núcleos atômicos terem cargas elétricas positivas faz com que surja uma força elétrica repulsiva quando eles se aproximam (cargas de mesmo sinal se repelem). Mas, como a alta temperatura fornece grande quantidade de energia de movimento, os núcleos se aproximam suficientemente para que outra força fundamental da natureza – a força nuclear forte – entre em ação e vença a repulsão elétrica. Essa força tem um alcance muito curto, da ordem de 10 -15 m, e é a responsável pela coesão dos núcleos atômicos.

No caso Sol, o processo predominante é o chamado ciclo do hidrogênio, por meio do qual quatro desses átomos interagem e se transformam em um átomo de hélio. Para isso, dois prótons (que são núcleos dos átomos de hidrogênio) se transformam em dois nêutrons. Para que haja a conservação da carga elétrica, ocorre a emissão de duas partículas com massa igual à do elétron, mas com carga positiva (o pósitron).

Equação da energia
O átomo de hélio e as partículas produzidas nesse processo têm massa menor do que a dos quatro átomos de hidrogênio que deram início à reação. Essa diferença de massa é convertida em energia, como previsto pela famosa equação do físico alemão Albert Einstein (1879-1955), E=mc 2 , na qual m é a diferença de massa e c, a velocidade da luz. Como c tem um valor muito grande, uma pequena quantidade de massa equivale a uma enorme quantidade de energia.

A cada minuto, 36 bilhões de toneladas de hidrogênio estão sendo transformadas em hélio no Sol, liberando uma energia equivalente à queima de 8×10 20 (8 seguido por 20 zeros) litros de gasolina por minuto, ou a mais de 10 milhões de vezes a produção anual de petróleo da Terra. Ao gerar toda essa energia, o Sol equilibra a força gravitacional e fica estável por uma escala de aproximadamente 10 bilhões de anos.

Esse processo que ocorre no Sol é similar ao que acontece na maioria das estrelas. Atualmente sabemos que muitas delas possuem planetas ao seu redor. Dependendo da distância que separa esses astros das estrelas, eles podem receber quantidades apreciáveis de energia.

É possível que, em alguns deles, essa energia possa ter impulsionado a eclosão da vida e até sustentado formas complexas como a nossa. Talvez alguns desses supostos habitantes também estejam esperando o início de um verão e também reverenciem a importância da luz do seu sol, como os belos versos de Caetano Veloso: “Luz do Sol/ Que a folha traga e traduz/ Em verde de novo/ Em folha, em graça, em vida em força em luz.”

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A coluna Física sem Mistério é publicada na terceira sexta-feira do mês pelo físico Adilson J. A. de Oliveira, professor da UFSCar




terça-feira, 2 de dezembro de 2008

Fotos da Conjunção Planetária de Júpiter e Vênus


Na noite de ontem houve a conjução planetária entre Júpiter e Vênus. O físico Gustavo Rojas, do Núcleo de Formação de Professores da UFSCar bateu essa bela foto. O mais brilhante é o planeta Vênus. Observa-se também a lua em fase crescente.
São as primeiras atividades do Observatório Astronômico da UFSCar, que realizará muitas atividades ao longo de 2009, que será o Ano Internacional da Astronomia.

segunda-feira, 24 de novembro de 2008

Influências Invisíveis

Coluna Física sem mistério
Publicada no Ciência Hoje On-line
19/11/2008

Na rotina diária, nem sempre percebemos que tudo que existe é de certa maneira controlado por forças e interações invisíveis aos olhos. Nossa própria existência, do nascimento até a morte, é influenciada por essas forças. Elas controlam as menores partículas subatômicas e as grandes galáxias a bilhões de anos-luz de distância.

As afirmações acima podem levar alguns a imaginar que estou me referindo a forças ocultas ou sobrenaturais exercidas por deuses, espíritos ou entidades fantasmagóricas. Outros podem ainda achar que é “A Força” dos cavaleiros Jedi dos filmes da franquia Star Wars, de George Lucas (nesses filmes há uma força misteriosa que os cavaleiros Jedi controlam e que lhes concede poderes especiais). Mas não há nada de místico em afirmar que somos reféns de forças que atuam em todo universo.

Entre as diversas interações fundamentais, a gravidade é aquela à qual mais estamos acostumados. Ela atua sobre tudo que há no universo, com alcance ilimitado. Sentimos os seus efeitos a todo momento. Ao arremessamos qualquer objeto, ela o “puxa” de volta para a superfície da Terra.

Da mesma maneira, ela impede que sejamos arremessados para o espaço devido ao movimento de rotação e mantém a Terra e os demais planetas e corpos do Sistema Solar girando ao redor do Sol. Com seu alcance ilimitado, ela molda o universo em grande escala, controlando a estrutura e movimentos de estrelas e galáxias

A primeira pessoa a propor a existência da gravidade foi o inglês Isaac Newton (1643-1727), em 1687. Ele demonstrou que sua intensidade é proporcional ao produto das massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa dois corpos. Essa aproximação vale para objetos com dimensões desprezíveis comparadas com a separação entre eles, ou seja, pontos materiais. No caso de objetos com simetria esférica (como a Terra e o Sol), essa aproximação também é válida.

Dessa forma, quando deixamos cair um objeto de aproximadamente 100 gramas, a Terra exerce sobre ele (e vice-versa) uma força de aproximadamente 1 newton (unidade de força). Como a massa da Terra é de na ordem de 5x10 27 gramas (5 seguido de 27 zeros), observamos o objeto cair em direção à superfície da Terra. Mas ela também se move na direção do objeto, embora esse movimento seja imperceptível.

A teoria newtoniana para a gravitação teve grande sucesso (e ainda tem), porque é capaz de descrever com precisão tanto o movimento de queda de corpos quanto os movimentos planetários. Entretanto, Newton não conseguiu explicar o porquê do funcionamento dessa força.

Em meados da segunda década do século passado, o físico de origem alemã Albert Einstein (1879-1955) modificou as idéias de Newton e encontrou uma explicação para o comportamento observado para a gravidade. Ele mostrou que a massa dos corpos provoca uma curvatura no espaço.

Uma forma para compreender isso é imaginar que o espaço fosse como uma lona esticada. Quando colocamos um objeto sobre a lona, ele afunda, encurvando-a. Um objeto que estiver próximo a essa curvatura “sentirá” uma força devido a essa deformação. Essa analogia, embora limitada, mostra que a gravidade decorre do efeito da massa sobre a geometria do espaço.

A teoria da relatividade geral explicou situações e resultados que não estavam previstos pela gravitação newtoniana. Em particular, ela mostrou porque observamos as galáxias se afastando uma da outras, ou seja, a expansão do universo.

As outras forças
Outra interação fundamental da natureza que determina a estrutura do universo é a força eletromagnética. Estamos acostumados a ver seus efeitos no funcionamento de geradores de energia, motores elétricos e todos os equipamentos eletro-eletrônicos.

A manifestação dessa força, em uma primeira aproximação, decorre da ação de campos elétricos e magnéticos. Os fenômenos elétricos e magnéticos são conhecidos desde a Antigüidade, mas somente nos meados do século 19 é que se fez uma teoria unificada para descrever essas interações, consolidada pelo físico escocês James Clerk Maxwell (1831-1879).

Um dos principais efeitos dessa força é possibilitar a existência dos átomos. Os elétrons, diminutas partículas com carga elétrica negativa, circulam o núcleo atômico atraídos pelos prótons (com carga elétrica positiva) existentes no núcleo atômico. Os elétrons existentes nos átomos interagem com outros e, por meio dessa interação, fazem com que ocorram as ligações químicas, formando moléculas que podem se tornar estruturas complexas, como por exemplo, cadeias de DNA e proteínas.

No coração do átomo, os prótons ali existentes tendem se repelir (cargas de mesmo sinal se repelem). Para manter a estabilidade do núcleo, há outra força, cerca de 200 vezes mais intensa que a eletromagnética, chamada de força nuclear forte. Os nêutrons que também fazem parte do núcleo interagem com os prótons por meio dessa força.

Quando o núcleo atômico é quebrado, parte da energia acumulada pela ação dessa força é liberada, provocando o processo de fissão nuclear, presente nos reatores nucleares ou na bombas atômicas. Essa força também atua no interior das estrelas, como o Sol. Esse processo, chamado de fusão nuclear, faz com que quatro prótons se convertam em um núcleo de hélio, liberando grande quantidade de energia.

Finalmente, a quarta força fundamental é denominada força nuclear fraca. Ela está associada à radioatividade, em particular ao processo chamado de “decaimento beta” que ocorre quando um nêutron se transforma em um próton, criando ao mesmo tempo um elétron e 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 (1918-2006), em 1958, previu a existência da partícula que seria mediadora dessa interação.

O físico paquistanês Abdus Salam (1926-1996) e os americanos Sheldow L. Glashow (1932-) e Steven Weinberg (1933-) previram que a força nuclear fraca e a força eletromagnética seriam a manifestação de uma mesma interação fundamental, denominada de eletrofraca. A comprovação desse fato foi feita em 1983 pelo italiano Carlo Rubbia (1934-), que recebeu o Nobel de Física por essa descoberta.

Em busca de uma teoria final

A gravidade é a força mais importante para os processos em grande escala, pois determina o movimento 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.

Uma das importantes propostas para tentar unificar essas interações é a “teoria de supercordas”, que tem como base a idéia que os entes fundamentais do universo seriam minúsculas “cordas” com tamanho da ordem de 10 -31 metros (1 dividido por 10 seguido por 31 zeros). As vibrações dessas cordas, da mesma forma que as vibrações das cordas de um violino emitem diferentes sons, seriam responsáveis pelas forças fundamentais do universo.

Entretanto, até o presente momento nenhuma experiência mostrou a existência de tais entes. Por enquanto, a teoria de cordas é apenas um elegante conjunto de conjecturas matemáticas e postulados, rigorosamente coerentes, mas ainda sem observação experimental direta.

A busca por uma teoria que demonstre que todas essas forças são diferentes manifestações de uma única interação pode levar alguns anos ou talvez décadas. Os cientistas acreditam que, quando isso ocorrer, teremos devassado o invisível e descoberto os mistérios fundamentais da natureza.

Talvez ainda nesse século possamos ver isso, ou quem sabe encontremos outras forças que sequer imaginamos. Talvez, nesse caso, valham as profundas palavras do dramaturgo inglês William Shakespeare (1564-1616): “Há mais coisas no céu e na terra, Horácio, do que sonha tua vã filosofia”.



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A coluna Física sem Mistério é publicada na terceira sexta-feira do mês pelo físico Adilson J. A. de Oliveira, professor da UFSCar

sexta-feira, 17 de outubro de 2008

As crises e as certezas

Coluna Física sem mistério
Publicada no Ciência Hoje On-line
17/10/2008

Nas últimas semanas temos observado (e sentido) os efeitos da crise financeira que está afetando todo o planeta. Como atualmente as economias estão interligadas, os problemas que surgem em um país afetam os outros, principalmente quando a crise ocorre no país que domina a economia global, que é o caso dos Estados Unidos da América.

A globalização cada vez mais acentuada dos mercados mostra o quanto pode ser complexo um sistema com tantas variáveis. Algumas vezes, pequenas perturbações podem gerar grandes problemas. O atual sistema capitalista torna as economias dos países de tal maneira interdependentes que, quando as economias mais fortes atravessam problemas, eles se refletem em todo o mundo.

Se pensarmos do ponto de vista de uma economia clássica, baseada no princípio de que tudo ocorre de forma racional, os investimentos seriam feitos a fim de otimizar o retorno financeiro e a livre competição levaria todos a um equilíbrio estável. É como se o comportamento dos mercados seguisse leis semelhantes às da mecânica clássica – para cada efeito, ocorre uma determinada reação específica.

Vejamos um exemplo da física, utilizando as leis de Newton. É possível prever com grande precisão os movimento de um pêndulo simples (uma massa pendurada por um fio fino). Se não considerarmos os efeitos do atrito, podemos calcular a freqüência e a amplitude da oscilação do pêndulo. A freqüência dependerá apenas do comprimento do fio e da aceleração da gravidade; a amplitude dependerá do impulso inicial para o início do movimento. Se não perturbarmos o pêndulo, ele oscilará para sempre.

Desse ponto de vista, em princípio, conhecendo os fundamentos básicos da economia, seria possível prever os movimentos do mercado, levando em conta suas oscilações e flutuações. Mas, como já se observou, a aplicação de modelos deterministas tem se mostrado insuficiente para prever os acontecimentos econômicos, principalmente quando ocorrem crises globais, como a que presenciamos nas últimas semanas.

Complexidade na economia

O economista americano W. Brian Arthur (1946-) foi um dos primeiros a aplicar os conceitos de complexidade à economia. Ele mostrou que um grande número de agentes responsáveis por decisões econômicas são influenciados por fatores aleatórios e não costumam tomar sempre decisões “racionais”. No caso da chamada de “bolha especulativa”, a mera expectativa de crise em um determinado mercado pode-se tornar uma profecia auto-realizada, ou seja, desencadear a crise prevista.

As flutuações de um determinado indicador econômico levam, por exemplo, investidores a começar especular em relação ao valor do dólar. O aumento da cotação dessa moeda produz influências em vários outros setores da economia. É como se fosse uma avalanche: o movimento de uma pequena pedra faz com que toda uma montanha desabe.

De certa maneira, o comportamento dos atuais mercados é muito semelhante ao dos sistemas biológicos, nos quais existem competições entre determinadas espécies e aquelas que melhor se adaptam às mudanças do meio em que vivem conseguem sobreviver. Essa adaptação leva a uma evolução da espécie. Entretanto, nem sempre evolução significa progresso, pois a adaptação pode levar a situações nem sempre confortáveis.

A economia, como muitos outros sistemas dinâmicos complexos, apresenta instabilidades muitas vezes causadas por perturbações aleatórias. Esses tipos de sistemas são considerados caóticos. O caos surge devido a fatores de instabilidade em um sistema, mesmo naqueles descritos por leis determinísticas, como é o caso da física clássica e relativística.

Sistemas dinâmicos complexos
O conceito de caos na física está associado à compreensão de sistemas dinâmicos complexos, que apresentam instabilidades conforme evoluem com o passar do tempo, levando a resultados determinados pela ação e interação de elementos de maneira praticamente aleatória.

Uma nuvem que se forma no céu, por exemplo, depende de muitos fatores, como a temperatura da região, a taxa de evaporação de água, a velocidade do vento, o relevo da região etc. Mesmo sistemas descritos por leis de evolução bem definidas podem apresentar grande sensibilidade a perturbações, o que leva a resultados imprevisíveis.

Tanto a física clássica como a relativística são deterministas, ou seja, seus resultados apresentam soluções que se modificam com o tempo de uma maneira determinada. No entanto, quando essas teorias são aplicadas a sistemas complexos, pequenos efeitos não previstos por elas acabam influenciando os resultados finais.

No caso da física quântica, probabilística pela própria natureza, ainda é possível encontrar sistemas caóticos. Entretanto, novos modelos matemáticos que incluem esse tipo de influência podem mostrar que o que parece ser o acaso é descrito por equações não lineares (por exemplo, x 2 – 1 = 0). Já é possível resolver alguns casos simples, mas os mais complexos ainda não têm solução matemática.

Mesmo as teorias físicas que podem ser aplicadas a uma grande gama de problemas, do ponto de vista teórico ou matemático, ainda não conseguem descrever e prever completamente o comportamento de sistemas muito complexos.

Da mesma maneira, não há como descrever simplesmente com leis determinísticas os fatores na economia e no mercado financeiro que fazem oscilar os resultados das bolsas de valores, aumentar e cair as taxas de juros, diminuir ou aumentar o crédito na economia etc. Esses fatores não se comportam similarmente a um pêndulo, ou seja, não voltam facilmente aos patamares iniciais. De fato, o sistema financeiro global está muito mais próximo de um “ser vivo”, sujeito a variação de humores e de decisões passionais, do que de algo descrito racionalmente por leis determinísticas.

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A coluna Física sem Mistério é publicada na terceira sexta-feira do mês pelo físico Adilson J. A. de Oliveira, professor da UFSCar

terça-feira, 7 de outubro de 2008

Saiu o prêmio Nobel de Física de 2008

O prêmio Nobel de Física de 2008 saiu para os pesquisadores Yoichiro Nambu, 87, dos EUA, que levou metade, e a outra metade foi dividida entre os japoneses Makoto Kobayashi, 64, e Toshihide Maskawa, 68.

O prêmio foi atribuído ao conceito de quebra de simetria. Quando partículas são produzidas, como ocorreu no início do universo, elas são criadas dao pares, ou seja, para cada partícula surge uma antipartícula, que possui as mesmas características da outra, mas com carga elétrica trocada. Por exemplo, a antipartícula do elétron é o pósitron (com carga positiva) e a do próton é o antipróton (com carga negativa). O detalhe é que observamos no universo predominante apenas um tipo. O que aconteceu com as suas parceiras?
A explicação pelo "desaparecimento" foi dada por esses pesquisadores, quando eles apresentaram o conceito de quebra de simetria, ou seja, o fato de existirem as partículas e antipartículas seria uma simetria. Sobre o conceito de simetria nas leis da física, acessem esse artigo: a fundamental beleza da natureza.






Da esquerda para a direita: Yoichiro Nambu, Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa (fotos: Scanpix / Kyodo-Reuters / Kyoto University).

sexta-feira, 3 de outubro de 2008

Saiu o Prêmio IgNobel de 2008

Foi divulgado ontem (02/10) os vencedores do Prêmio Ignobel que é uma bem humorada paródia do famoso prêmio Nobel. Não se trata de resultados de pesquisas falsas ou trabalhos não sérios, mas como dizem os próprios organizadores "honrar as experiências que primeiro fizeram as pessoas rir, e que depois as fizeram pensar". Realmente alguns desses trabalhos são deveras estranhos. Em partiuclar, nesse ano, teve um vencedor brasileiro, na categoria da arqueologia. O trabalho "premiado" foi "The role of armadillos in the movement of archaeological materials: An experimental approach" de Astolfo Gomes de Mello Araújo e José Carlos Marcelino, que discute como os tatus movimenta artefatos arqueológicos. O artigo foi publicado em 2003 na revista Geoarcheology 18-4 (2003) 433.

De forma alguma esse é um prêmio que deprecia o trabalho ou pesquisadores, mas sim mais uma curiosidade. Apenas para completar, o prêmio para a Física é uma descoberta "fantástica". Dorian Raymer e Douglas Smith provaram que grandes quantidades de cordas ou cabelos inevitavelmente se embaraçam!!!. Será que esse resultado tem aplicação na teoria de supercordas???

Embora pareça mais um trabalho rídiculo, ele foi publicado originalmente para explicar o porque cadeias de DNA se envovelam, como mostra esse link da Science news, ou seja, também é um trabalho científico sério, mas que soa muito engraçado.

domingo, 28 de setembro de 2008

A Marionete Eletrônica do LAbI

O LAbI - Laboratório Aberto de Interatividade para a Disseminação do Conhecimento Científico e Tecnológico é uma iniciativa de realizar a divulgação científica por meio da interação entre a Ciência e a Arte.
O vídeo abaixo foi uma das oficinas que realizamos em 2007, na qual foi trabalhado o conceito de meta-reciclagem, no qual foi mostrado como pode se realizar uma manipulação de vídeos por ua maneira não convencional. O pessoal que aparece são os bolsistas do LAbI em junho de 2007.


quinta-feira, 25 de setembro de 2008

A China vai novamente para o espaço, enquanto o Brasil....


Hoje às 10:10 hs foi lançada a terceira missão espacial tripulada chinesa para o espaço. Desta vez três astronautas farão uma viagem de cerca 70 horas no espaço, incluindo uma caminhada espacial. Esse é o primeiro passo para poder construir estruturas no espaço.
A China está tendo esse desenvolvimento em tecnologia espacial muito rápido por causa da cooperação com a Rússia. De fato, a nava chinesa é uma adaptação do projeto Soyouz russo. Para realizar a saída da espaçonave serão utilizados trajes espaciais russos e chineses (derivados dos russos). Será mais um traje made in China.

Essa outra viagem chineses me fez lembrar da viagem brasileira, que teve uma dependência muito maior da tecnologia russa. O nosso astronauta foi de carona para a estação espacial, para depois se aposentar.

O feito chinês mostra bem a diferença entre o nosso programa de exploração do espaço e o desenvolvido pelo país da última olimpíada. É bom lembrar que a China é parceira do Brasil na construção de satélites de sensoreamento remoto, o projeto CBERS, que ajuda mapear o nosso território. Ainda estamos dando os primeiros passos nas viagens espaciais

Eles já fizeram uma bela olímpiada e já aprenderam viajar por conta própria até o espaço. Nós aqui pleitiamos uma olímpiada e levaremos muito tempo para mandar alguém para o espaço novamente (pelo menos com tecnologia brasileira).

sexta-feira, 19 de setembro de 2008

A Evolução Cósmica

Coluna Física sem mistério
Publicada no Ciência Hoje On-line
19/09/2008

As transformações fazem parte da nossa vida. Da concepção, que começa com uma única célula, à nossa morte, que resulta de uma falha fatal em algum órgão vital, cumprimos um ciclo. Cada indivíduo tem o seu. Durante a vida, experimentamos inúmeras situações, passamos por diferentes alegrias e tristezas. Todos esses eventos influenciam a trajetória que percorremos durante a nossa existência.

Os processos de transformação fazem parte da natureza. Tudo o que existe ao nosso redor também se altera, seja pela ação das forças naturais ou pela intervenção direta do homem. Em particular, devido ao ritmo acelerado dos dias atuais, as mudanças ocorrem de maneira cada vez mais rápida e intensa. Em escala de apenas algumas décadas, percebemos o quanto nosso mundo mudou e quanto ainda vai mudar no futuro próximo.

Hoje sabemos que todos os seres vivos do planeta são fruto de um processo de evolução. Do ponto de vista biológico, a evolução pode ser entendida como o conjunto de mudanças das características transmitidas hereditariamente de uma geração para a outra em um determinado grupo de organismos. Esse processo permitiu o surgimento de toda a diversidade biológica da Terra a partir de uma origem comum, há bilhões de anos.

Há milênios sabemos que o mundo também muda. Entretanto, os povos antigos, ao olhar para o céu, tinham a sensação oposta: ele parecia imutável e inabalável com o passar do tempo. As estrelas estavam sempre brilhando da mesma maneira e estáticas umas em relação às outras. Apenas alguns corpos errantes viajavam entre as estrelas, mas, mesmo assim, seus movimentos eram periódicos. Esses corpos errantes são os planetas, que, como a Terra, descrevem uma trajetória elíptica ao redor do Sol. A combinação dos movimentos da Terra e dos planetas gera as peculiares trajetórias desses astros nos céus.

Embora as estrelas do céu ainda nos pareçam imutáveis, sabemos que elas também evoluem. As estrelas nascem, desenvolvem-se e depois morrem. As estrelas nascem de gigantescas nuvens de gás e poeira denominadas nebulosas, que chegam a atingir anos-luz de extensão. A partir da condensação da matéria no interior das nebulosas é que se formam as estrelas. Quando estas adquirem determinada quantidade de massa, a pressão no núcleo estelar fica tão grande que desencadeia reações de fusão nuclear, que fornecem energia para as estrelas. Vimos alguns detalhes desse processo na coluna de novembro de 2007

Universo em expansão
O universo como um todo também está em evolução. No início do século 20, o astrônomo americano Edwin Hubble (1889-1953) mediu a distância de algumas galáxias e descobriu que elas estavam se afastando umas das outras a enormes velocidades, indicando que o universo estava em expansão.

Como não há um centro privilegiado no universo, as galáxias se afastam de forma similar a manchas na superfície de um balão que está sendo inflado. As galáxias não viajam por um espaço vazio, mas o próprio espaço é que está se expandindo. Como conseqüência, a separação entre as galáxias é que aumenta. Não percebemos isso na escala humana e mesmo para objetos como as estrelas, porque as forças de coesão da matéria são muito mais intensas que esse efeito.

Esse fato estava previsto nas equações da teoria da relatividade geral de Albert Einstein (1879-1955), que utilizamos para descrever os efeitos gravitacionais, principalmente nas escalas cosmológicas. Contudo, quando publicou a teoria, Einstein ignorou esse resultado e fez uma correção, adicionando um termo para compensar a expansão do universo, pois, naquela época, acreditava-se que o universo era estático. Após a descoberta de Hubble, Einstein reconheceu que esse foi o seu maior erro.

Como o universo está em expansão, tudo o que existe deveria estar concentrado em uma única região em um passado remoto. Esse estado inicial, de densidade e temperatura infinitas, definido como singularidade, “explodiu” e deu origem ao universo. Esse evento – que chamamos de Big Bang (em inglês, a "grande explosão") – ocorreu há 14 bilhões de anos. Após esse instante, o universo começou a sua expansão e, como conseqüência, sua temperatura diminuiu.

Durante a expansão, a energia liberada na forma de radiação “esfriou” até transformar-se em radiação de fundo residual, que foi primeiramente observada pelos físicos norte-americanos Arno Penzias (1933-) e Robert Wilson (1936-) em 1965, com uma temperatura equivalente a cerca de 2,7 K (-266ºC). Esse fato ocorreu quando o universo era um “bebê de colo”, com apenas 300 mil anos.

Mas o que causou essa expansão? Como teria se iniciado esse processo? Nesse momento, ainda não temos resposta para essa questão. Existem apenas especulações, mas nenhuma certeza absoluta.

A inflação do universo

Uma teoria possível para explicar esses primeiros instantes do universo após o Big Bang é a chamada “teoria do universo inflacionário” (nada a ver com a inflação da economia que todos conhecemos). Segundo esse modelo, quando o universo tinha menos de um segundo, ele cresceu repentinamente a um fator de 10 70 (um seguido de 70 zeros).

Uma das evidências desse acontecimento seria o fato de o universo ser espacialmente homogêneo e isotrópico. Ele não teria essa característica se, em algum momento, suas diferentes partes não tivessem se comunicado casualmente umas com as outras. A inflação seria um possível mecanismo capaz de permitir esse efeito. Após esse fenômeno, o universo expandiu-se de forma mais lenta. Mas ainda é necessário descobrir o que deu início à inflação e à expansão.

Observações feitas nas últimas décadas mostram que a taxa de expansão do universo tem acelerado, como se houvesse uma força de repulsão gravitacional. Embora pareça estranho, uma força gravitacional repulsiva é compatível com a teoria da relatividade geral. Para tal, é necessário que a densidade de energia do universo seja dominada por uma matéria exótica, que gere uma pressão negativa no espaço. Esse tipo de efeito poderia ser produzido pela chamada “energia escura”, que também não é bem entendida ainda.

Algumas modificações nos modelos existentes devem acontecer nas próximas décadas ou novos resultados experimentais devem confirmar algumas dessas idéias. Em particular, com a entrada em funcionamento do LHC(grande colisor de hádrons, em inglês), os cientistas poderão recriar na escala do laboratório situações semelhantes ao evento do Big Bang e talvez algumas dessas questões sejam esclarecidas e outras novas surgirão.

Nosso cotidiano se transforma rapidamente em meses e anos. A evolução biológica ocorre em tempos da ordem de milhares ou milhões de anos. A evolução cósmica se processa na escala de bilhões de anos. Eterna e imutável, somente a evolução.

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A coluna Física sem Mistério é publicada na terceira sexta-feira do mês pelo físico Adilson J. A. de Oliveira, professor da UFSCar



segunda-feira, 15 de setembro de 2008

Vale a pena somente investir nos grandes?

Gostaria de comentar um artigo que foi publicado hoje na seção "Tendências e Debates" da Folha de S.Paulo hoje, 15/09/2008, no qual o Prof. César Cerqueira Leite faz uma interessante comparação entre os desenvolvimentos tecnológicos da cerâmica que houve por volta do ano de 960-1270 d.C., da bomba atômica durante o projeto Manhattan, durante a Segunda Guerra Mundial e a indústria de semicondutores no Vale do Silício, a partir dos anos 70, na Califórnia - EUA.

Segundo o Prof. Leite o que estas situações tem em comum é que quando há uma concentração de talentos que possam competir entre si, ocorre um desenvolvimento muito mais rápido do que quando estes estão espalhados. Ele chama isso de "Efeito Medici", que não tem nada haver com o nosso antigo presidente do período militar, mas sim com a família Medici que viveu na época do Renascimento na Itália, pois bancavam diversos poetas e artistas o que permitia a existência de uma "massa crítica" para incentivar a produção de conhecimento.

Considero que há uma certa razão no comentário do Prof. Leite, pois sem dúvida trabalhar isoladamente dificilmente consegue-se fazer contribuições importantes, principalmente quando se fala em pesquisa experimental. Entretanto, não concordo com o ponto de vista no qual ele critíca que no Brasil apenas se pulviriza dinheiro público para pesquisa e pouco se investe na concentração de grande grupos. O grande problema é que no Brasil há muitas diferenças regionais entre as instituições de pesquisas. Além disso, há carência da cultura de pesquisa em muitas nas universidades brasileiras (principalmente as particulares). Existem também grandes grupos de pesquisas que sempre levam recursos em todos os editais (até no Universal do CNPq).

Eu acho que deve haver um equilíbrio, pois por meio de pequenas contribuições se formam também pesquisadores e se estabelece uma cultura de investigação. Criando-se ambiente de pesquisa com esse tipo de investimento pode-se atingir a massa crítica para se fazer vôos mais altos.

Para assinantes da Folha e do Uol pode-se assessar o artigo do Prof. Leite nesse endereço

sábado, 13 de setembro de 2008

60 Usinas Nucleares em 50 anos!!!


Em diversos meios de comunicação foi noticiado que o Brasil irá construir nos próximos 50 anos 60 novoas usinas nucleares para suprir a demanda de energia que o país terá no futuro. Imagina-se em construir usinas com potência na ordem 1000 megawatts. Uma pergunta que surge: Será que esse deve ser o melhor caminho? Inúmeros países europeus, como a Alemanha, tem projetos de desativar as usinas nucleares e procurar outras formas de energia.
Eu não sou especialista no assunto, mas o meu ponto de vista é que a energia nuclear não deve ser uma opção para o Brasil aumentar a sua produção de energia. Devemos investir em tecnologias que desenvolvam fontes renováveis e com menos impacto ao meio ambiente. Vejam como pensa uma das maiores autoridades em energia nesse país, o Prof. José Goldemberg, em entrevista exclusiva para a Revista ClickCiência, na sua 8a. edição:

O MILAGRE NÃO VIRÁ DA ENERGIA NUCLEAR

Click Ciência – Como o senhor classificaria o atual cenário energético do Brasil e qual a importância atribuída à energia nuclear dentro desse cenário?

José Goldemberg
– Problemático, porque não estão sendo feitos investimentos suficientes em novas unidades geradoras de eletricidade. O país necessita de três a quatro mil novos megawatts de potência a cada ano e, se a economia deslanchar e crescer, mais energia será necessária. Energia nuclear representa, hoje, menos de 2% da geração de eletricidade, isto é, tem uma contribuição modesta.

CC
– Considerando o panorama da energia no mundo, com a crescente necessidade de se investir em energias renováveis, qual é, na sua visão, o melhor a ser feito - em termos de Brasil - para que o país adquira um cenário energético economicamente favorável?


JG
– Seguindo a tendência mundial, que é a de investir em energias renováveis (para evitar o aquecimento global com suas graves conseqüências), o Brasil deverá continuar a investir em hidroelétricas, energia eólica e biomassa, para geração de eletricidade.


CC
– No mesmo artigo o senhor fala sobre os empecilhos para que os países em desenvolvimento invistam na energia nuclear. Entre eles a questão da justificativa para a população do porquê investir em energia nuclear e não em necessidades mais urgentes. O senhor, então, acredita que o momento atual não é favorável para esse investimento em países em desenvolvimento como o Brasil? Quais os principais motivos?


JG
– Energia nuclear exige investimentos iniciais elevados e reatores nucleares levam, pelo menos, sete a dez anos para entrar em funcionamento. Por essa razão, iniciar a construção de usinas nucleares, hoje, não vai resolver o problema nos próximos três a quatro anos. Outros investimentos em geração de energia são mais baratos e levam menos tempo para entrar em funcionamento, como energia da cogeração de bagaço de cana usado nas usinas de álcool e açúcar.


CC
– Na sua opinião, considerando apenas a questão energética, é ou não importante para o País investir em energia nuclear? Por quais motivos? Esse investimento ainda é válido considerando que, por mais cuidados que se tome, essa alternativa energética não é tão segura?


JG
– Investir em energia nuclear não é prioritário no Brasil pelas razões citadas anteriormente. Além disso, ela é menos segura do que outras formas de energia e acidentes nucleares tendem a ser muito graves.


CC
– Quanto à segurança, há um impasse entre especialistas da área. Uns consideram a energia nuclear a forma mais segura de se gerar energia, já o senhor a considera menos segura do que outras formas. Quais são os perigos envolvidos na questão? Qual seria a solução?


JG
– Energia nuclear é considerada uma forma segura de gerar energia, porque consome pouco combustível (urânio enriquecido) de maneira que não depende das variações da precipitação hidrológica ou do suprimento de gás. Por outro lado, usinas nucleares são complexas e acidentes nucleares podem ser muito graves, porque espalham radioatividade em grandes áreas, como aconteceu em Chernobyl. Além disso, podem dar origem à proliferação de armas nucleares.


CC
– Como está o programa nuclear do Irã? Não é perigoso ter países como o Irã investindo no enriquecimento do Urânio?


JG
– Numa fase inicial, o Irã não tem ainda nenhum reator em funcionamento, mas está instalando o primeiro deles com o auxílio dos russos. Apesar disso, está desenvolvendo um programa de enriquecimento de Urânio, o que gera suspeitas que a finalidade do programa seja militar, ou seja, destinado a enriquecer Urânio para bombas atômicas. Para reforçar estas suspeitas, o Irã tem enormes reservas de gás, com o qual poderia gerar toda a eletricidade por muitos anos. Apenas rigorosas inspeções pela Agência Internacional de Energia Atômica poderiam evitar que o Irã seguisse o caminho das armas nucleares.


CC
– Com relação ao aquecimento global, o uso da energia nuclear pode ou não contribuir para reverter os efeitos do aquecimento? Se não, por quais motivos? Se sim, o senhor saberia precisar quais ações seriam necessárias para que isso ocorra? Em quanto tempo esse efeito seria sentido?


JG
– Ao gerar eletricidade, reatores nucleares praticamente não emitem gases responsáveis pelo “efeito estufa”, mas para construir o reator e enriquecer o urânio são consumidos combustíveis fósseis que emitem estes gases. Ainda assim, existem vantagens de usar energia nuclear para reduzir as emissões. Sucede que seriam necessários cerca de três mil reatores nucleares (e não, apenas, os 433 que existem hoje) para, de fato, reduzir as emissões de um fator significativo. A instalação de milhares de reatores ao redor do mundo – principalmente em países em desenvolvimento – vai aumentar as possibilidades de proliferação nuclear, que poderão usar urânio enriquecido ou plutônio para produzir armas nucleares.


CC
– Segundo estudo do Massachusetts Institute of Technology, publicado em seu artigo, para 2050 haverá um crescimento nuclear de pelo menos três vezes o que se gerava em 2003. Entretanto, o senhor diz que para alcançar esse nível seria necessário um crescimento sustentado anual de 8% durante 45 anos. Qual, então, seria a melhor projeção para o crescimento nuclear na sua visão?


JG
– Este cenário de crescimento ou, mesmo, outros que prevêem um crescimento mais moderado como o do MIT (Massachusets Institute of Technology) não são realistas. Energia nuclear crescerá de forma mais modesta e, as melhores e mais realistas projeções que existem são as da Agência Internacional de Energia Atômica, que projetam um crescimento de 50% da atual capacidade nuclear para o ano de 2030. Mesmo estas projeções são consideradas otimistas. O mais provável é que o número de reatores, no mundo, cresça menos do que isto, num futuro previsível.


CC
– No ano passado, o consumo total de energia elétrica no País somou 415.865 GWh (ou 415,9 terawatts-hora). Esse número é considerado baixo se comparado a outros países, como a Índia, que consumiu 679 TWh. Isso se deve ao fato de muitas pessoas também não terem acesso à energia elétrica. A energia nuclear terá algum papel estratégico para o aumento da distribuição, e consumo, de energia no País? Qual é esse papel?


JG
– O problema do acesso à energia elétrica está ligado à pobreza; a população mais pobre não tem acesso à energia ou consome “per capita” menos do que nos países industrializados. Como a energia nuclear contribui pouco para a matriz energética brasileira, não é ela que vai resolver esse problema.


A oitava edição da ClickCiência trata exatamente sobre a questão da energia no Brasil. Acessem para mais informações.


quarta-feira, 10 de setembro de 2008

O início da busca do segredo final



Hoje foi realizada o primeiro confinamento do feixe de prótons no LHC (Grande Colisor de Hádron) do CERN (Centro Europeu para Pesquisas Nucleares). Nessa máquina os prótons poderão ser acelerados em velocidades próximas a velocidade da luz. Quanto maior for a velocidade que essas partículas são aceleradas maior será massa delas. De acordo com a Teoria da Relatividade de Einstein nenhuma partícula pode atingir a velocidade da luz e por isso a parte da energia é transformada em massa. Dessa maneira, quando ocorrer as colisões a alta densidade de energia permitirá reproduzir condições próximas as que ocorreram nos instantes iniciais do universo.
A grande esperança desse investimento bilhonário (cerca de US$ 8 bilhões) é compreender o porque da existência da matéria na forma que conhecemos. O LHC poderá detectar o bóson de Higgs. Essa partícula foi prevista pelo modelo padrão das partículas elementares e representa a pista crucial para explicar a origem da massa. O modelo-padrão é uma teoria quântica que descreve três das quatro interações fundamentais da natureza (fortes, fracas e eletromagnéticas) e como as partículas fundamentais produzem toda a matéria.
Há alguns meses atrás houve uma polêmica sobre o funcionamento do LHC, pois algumas pessoas alegavam que como ele vai atingir altas densidades de energia poderia criar um buraco negro, e como conseqüência, engolir a Terra e destruir todo o universo. Contudo, os experimentos que serão realizados LHC tem densidade de energia muito menor do que as colisões de partículas oriundas dos raios cósmicos, que acontece com grande freqüência na alta atmosfera terrestre. Dessa forma, não ocorrerá o fim do mundo devido a esse experimento . Sobre isso já comentei aqui no blog.
Espero que em breve apareçam os primeiros resultados e novas perguntas surjam. Afinal, a resposta final talvez nunca seja alcançada.

terça-feira, 9 de setembro de 2008

O Blog ultrapassou cem mil visitantes


Hoje, 09 de semtembro o blog "Por Dentro da Ciência" atingiu mais de 100.000 visitantes. Esse número se refere desde quando o blog foi colocado no ar em dezembro de 2004. Nos primeiros meses apenas alguns visitantes por mês (na ordem de 50) acessavam o blog. Atualmente recebe mais de 5.000 acessos por mês, o que me deixa muito feliz . Essa evolução ocorreu principalmente pelo fato de existirem mais blogs sobre Ciência a cada dia. Dessa forma o nosso crescimento também está associado ao crescimento da blogosfera científica. É muito interessante que alguns dos temas que discuto aqui aparecem facilmente em uma busca no Google, e isso ajuda no números de acessos.
Gostaria de agradecer a todos os visitantes que deixam os seus comentários, bem como todos aqueles que somente dão uma olhada.
Espero que sempre eu consiga atingir as expectativas dos leitores e que o "Por Dentro da Ciência" seja esse espaço de divulgação Científica

sexta-feira, 5 de setembro de 2008

A primeira luz do telescópio da UFSCar


Na noite de ontem (04/09) realizamos o primeiro teste com o telescópio do LX-90 Meade de 12" da UFSCar. O Observatório está em fase final de construção e no ano que vem ele entrará em funcionamento. O principal objetivo será a divulgação científica, em particular sobre Astronomia. Eu e o Dr. Gustavo Rojas, que foi contratado pela UFSCar para ser o técnico o observatório, realizamos os primeiros testes com o aparelho e ficamos entusiasmados. Aos poucos aquilo que sonhei na infância vai se realizando.
Veja o projeto do observatório que já está em fase final de construção. Será um dos predios mais bonitos da UFSCar.

sábado, 30 de agosto de 2008

ESCALAS - Uma Jornada entre infinitos

O Laboratório Aberto de Interatividade para a Disseminação do Conhecimento Científico e Tecnológico, o qual coordeno, tem investido em diversas frentes de trabalho para a Divulgação Científica. O vídeo mostra o nossa trabalho no desenvolvimento da instalação ESCALAS.
Essa instalação foi apresentada na Semana Nacional de Ciência e Tecnologia de 2007 na praça Coronel Salles, na cidade de São Carlos.

sexta-feira, 29 de agosto de 2008

A Lua e os Bebês


Comentando ainda sobre alguns fatos pseudocientíficos relacionados a eventos astrônomicos vale a pena lembrar da famosa crendice popular sobre a influência das fases da Lua no nascimento dos bebês. Sobre esse assunto há um artigo muito interessante escrito pelo Prof. Fernando Lang da Silveira, do Instituto de Física da UFRGS, no qual ele discute esse fato e mostra, estatisticamente, a falácia desse conceito.
O artigo pode ser acessado no novo site de divulgação científica da Sociedade Brasileira de Física: Pion

quarta-feira, 27 de agosto de 2008

Hoje não teremos duas luas no céu

Alguns boatos têm circulado na internet que hoje, 27 de agosto, Marte estaria tão próximo da Terra que poderia ser visto com o tamanho de uma Lua Cheia. Esse boato surgiu já em 2003, quando nesta data Marte fez uma grande aproximação da Terra, ficando na ordem de 56 milhões de quilômetros de distância. Esse é um fenômeno relativamente raro, pois leva dezenas de anos para se repetir. Contudo, mesmo naquele ano, Marte ficou mais brilhante e de longe pareceu a Lua.

Agora, todo ano, nessa época, surge novamente esse boato. Em particular, Marte nem está na sua posição mais próxima da Terra. Nesse momente ele está mais de 400 milhões de quilômetros de nós.

Na noite de hoje poderemos ver Marte um pouco acima de Vênus, logo após o por do Sol (ambos os planetas nesse momento estão próximos do Sol). Marte parecerá apenas como um ponto vermelho no céu, não muito brilhante. E a Lua nem estará no céu, pois estamos em lua minguante.

sábado, 16 de agosto de 2008

A busca pela glória olímpica

Coluna Física sem mistério
Publicada no Ciência Hoje On-line
15/08/2008

Nos últimos dias, os Jogos Olímpicos de Pequim têm atraído a atenção de todos. Sem dúvida, esse é um evento único, no qual os melhores atletas de diversas modalidades esportivas estão reunidos para disputar medalhas e bater as marcas existentes. Os esportes cativam, pois o ser humano é competitivo e se sente estimulado a mostrar a sua capacidade de se superar.

As provas de atletismo e de natação, por exemplo, mostram como a capacidade humana de superar desafios é imensa. A superação ocorre na escala dos centésimos de segundo, tempo muito pequeno para que nossos olhos percebam. O tempo de reação típico de um ser humano comum é da ordem de 1 ou 2 décimos de segundo. Como tem sido visto em Pequim, a diferença entre os tempos das provas de natação entre os competidores é muitas vezes da ordem de 0,01 segundo, dez vezes menor.

Quando um novo recorde é estabelecido, sempre surge a questão: por quanto tempo ele durará? Qual é o limite do homem?

O estabelecimento de um novo recorde acontece quando um atleta possui condições físicas, psicológicas e genéticas que favoreçam a obtenção de uma nova marca. A cidade e as instalações esportivas onde a prova é disputada são fatores determinantes, pois o desempenho do atleta depende das condições climáticas (temperatura, velocidade e direção do vento, umidade do ar etc.) e geográficas (altitude) em que é realizada a prova. O uso de materiais esportivos especiais também está fazendo diferença, como é o caso do maiô utilizado pelos nadadores em Pequim. Cada pequeno detalhe é relevante.

Cada modalidade esportiva tem uma determinada técnica desenvolvida ao longo dos anos para se conseguir melhores resultados. Atualmente, o grau de sofisticação de alguns esportes é enorme e conhecimentos científicos de diversos ramos – como física, biologia, química, fisiologia e outras disciplinas – são usados para melhorar as marcas dos atletas.

A física do atletismo

Vejamos o exemplo da prova de salto em distância. Um atleta necessita não apenas ter força física e boa velocidade, mas também precisa saltar de maneira a maximizar o alcance do pulo. Com um pouco de física elementar, é fácil mostrar que o ângulo com que ele deve arremessar o seu corpo para alcançar a maior distância em um salto deve ser de 45º em relação ao solo. Além disso, os atletas movimentam seu corpo de forma que seu centro de massa se desloque, fazendo com que ganhem um impulso extra com esse movimento.

Nas provas de corrida, como nos 100 metros rasos, os atletas percorrem essa distância em um intervalo menor do que 10 segundos, com uma velocidade média de aproximadamente 36 km/h. Cada passada combinada com o movimento dos braços é fundamental para se correr mais rápido. O arremessar do braço ajuda no movimento, pois, nessa situação, a força que se faz com o braço aumenta a quantidade de movimento do atleta, melhorando assim sua velocidade.

Alguns esportistas também usam roupas especiais para melhorar as condições aerodinâmicas (como os carros de corrida são projetados para diminuir o efeito do atrito do ar), além de calçados com melhor aderência ao solo (como os pneus de automóveis, determinantes para conseguir melhor desempenho em provas automobilísticas).

Já esportes como o judô e outras formas de luta usam princípios da física o tempo todo. Nesse caso, é necessário conseguir derrubar o outro atleta e a utilização movimentos de alavanca, que aumentam a “força”, facilita o deslocamento do adversário. Quanto maior for o “braço de alavanca”, maior o peso que ele pode deslocar. Na modalidade de salto com vara, é esse mesmo princípio que torna um atleta de cerca de 80 kg capaz de ultrapassar uma altura maior que 6 metros.

Chutes de efeito

Outras modalidades esportivas como futebol, basquete e vôlei também dependem muito desses conceitos físicos. Em uma partida de futebol, por exemplo, quando um jogador habilidoso – como o goleiro Rogério Ceni, do São Paulo FC, ou o meia-atacante Ronaldinho Gaúcho, do AC Milan – bate uma falta, algumas vezes a bola descreve trajetórias bastante complicadas, enganando o goleiro.

Isso ocorre porque a bola sai girando quando o jogador a chuta com a parte de fora do pé. Esse movimento provoca uma diferença de pressão ao redor da bola, fazendo com que ela realize uma trajetória curva. Esse efeito é conhecido como o efeito Magnus, descrito pela primeira vez em 1852 pelo físico e químico alemão Henrich Gustav Magnus (1802-1870), para explicar os efeitos de rotação na trajetória de um objeto.

A trajetória é influenciada por fatores como o tipo de bola usada, a pressão atmosférica local (pois partidas de futebol são disputadas no nível do mar e em altitudes na ordem de 4 mil metros), a temperatura e velocidade do vento, entre outros fatores. Não podemos esquecer também que a concentração, a habilidade e o preparo psicológico do atleta são fundamentais.

Conhecimento intuitivo
É interessante salientar que, na grande maioria das vezes, todos os detalhes citados acima não passam pela cabeça do atleta quando ele realiza uma jogada ou durante uma prova. Devido aos treinos feitos em exaustão, ele acaba incorporando esses detalhes sem pensar muito neles.

Embora os atletas de alto desempenho realizem mecanicamente os movimentos para vencer as competições, em algumas delas a criatividade e a intuição, combinadas com habilidade e precisão, levam a resultados surpreendentes. Em um instante, o atleta muda a forma de agir ou faz um movimento ainda não pensado e nos surpreende com o resultado. O gol de “meia-bicicleta” da jogadora Cristiane no jogo de futebol feminino do Brasil contra a Nigéria nos Jogos de Pequim é um pequeno exemplo disso.

Nós, espectadores admirados pelas façanhas dos atletas, podemos ficar atentos a essas minúcias (é claro que a maioria das pessoas não está preocupada com elas, apenas alguns “chatos”) e tentar entender o que passa pela cabeça do esportista no instante genial. A superação de um recorde ocorre quando tudo isso funciona com perfeição. Um pequeno deslize basta para que o sonho olímpico desapareça; mas um único instante também basta para que o atleta deixe de ser um simples “mortal” para se tornar eterno – como os deuses do Olimpo.

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A coluna Física sem Mistério é publicada na terceira sexta-feira do mês pelo físico Adilson J. A. de Oliveira, professor da UFSCar

segunda-feira, 21 de julho de 2008

A água que não podemos dispensar

Coluna Física sem mistério
Publicada no Ciência Hoje On-line
18/07/2008


Em algumas regiões do Brasil, na época do inverno, ficamos várias semanas, ou até meses, sem chuvas. Nas grandes cidades, como São Paulo, onde existe muita poluição atmosférica, a falta de chuva provoca vários problemas, principalmente para as pessoas que têm alguma deficiência respiratória. A chuva ajuda a dissipar os poluentes que estão em suspensão no ar. Quando ela cai, deixa o ar mais agradável para se respirar.

A falta de chuva também pode acarretar outros tipos de problemas. Longos períodos de estiagem podem causar escassez de alimentos e problemas na geração de energia elétrica, como os que ocorreram no Brasil em 2002. Isso porque grande parte da energia elétrica utilizada no país é produzida em usinas hidrelétricas. Rios são represados por gigantescas barragens, por onde a água acumulada desce e movimenta as turbinas das usinas, produzindo, assim, eletricidade.

A presença de chuvas foi fundamental para o surgimento da vida na Terra. Os oceanos e rios foram formados bilhões de anos atrás, quando a temperatura do nosso planeta diminuiu e permitiu a condensação das moléculas de água. Acredita-se também que grande parte da água do nosso planeta venha do espaço, a partir da queda de diversos cometas.

Água como fonte da vida
Somente quando a água se estabeleceu na forma líquida é que sugiram as condições para o aparecimento da vida. Não conhecemos formas de vida complexas que possam existir sem a presença da água. Onde há água, geralmente, existe vida.

A procura por água em outros planetas, em particular em Marte, é motivada justamente pela relação que existe entre água e vida. Resultados recentes parecem confirmar que Marte já teve grandes extensões de água em um passado remoto. Hoje, Marte é um planeta seco e deserto e a água (se é que de fato ainda existe lá) se esconde em míseras quantidades abaixo do solo. A baixa pressão atmosférica de Marte não permite que a água permaneça no estado líquido em sua superfície.

Além de Marte – e obviamente da Terra –, um dos satélites de Júpiter, chamado Europa, pode abrigar água. Há indicações da presença de um oceano abaixo de uma camada de gelo de quilômetros de espessura.

A simplicidade e a beleza da água

Embora a água seja tão importante para os organismos vivos, sua estrutura molecular é muito simples. Ela é composta por apenas dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio, representados pela fórmula H 2 O. Sua estrutura lembra um “V” aberto, com o átomo de oxigênio no vértice e os átomos de hidrogênio nas pontas. A ligação química que dá essa forma para a molécula de água é conhecida como covalente polar. Essa estrutura transforma a água em uma molécula polar, ou seja, ela é carregada positivamente próximo aos átomos de hidrogênio e negativamente perto do átomo de oxigênio.

Como tanto o hidrogênio quanto o oxigênio são átomos pequenos, a molécula de água torna-se muito leve. Mas, devido ao seu tipo de ligação química, a água se apresenta na forma líquida em temperatura ambiente. Se outro tipo de ligação unisse os átomos da água, ela se apresentaria como um gás e seria necessária uma temperatura muito baixa para que ela se liquefizesse.

A estrutura da molécula de água permite também que, quando congelada, ela apresente um comportamento diferente do da grande maioria das substâncias. Ao se congelar qualquer líquido, as moléculas que o compõem ficam mais próximas umas das outras. Como conseqüência, seu volume diminui e sua densidade (a razão da massa pelo volume) aumenta.

Com a água, porém, acontece exatamente o oposto. Quando ela é resfriada a uma temperatura inferior a 4°C, sua densidade diminui ao invés de aumentar. Isso acontece porque suas moléculas se afastam umas das outras, aumentando seu volume.

É essa característica praticamente exclusiva que faz com que o gelo flutue na água. Esse fenômeno, por exemplo, impede que um lago se congele completamente. Se o gelo fosse mais denso do que a água, ele se formaria na superfície e afundaria, congelando totalmente o lago e extinguindo todas as formas de vida que ali existissem. Contudo, como o gelo é menos denso do que a água, ao se formar, ele permanece na superfície e funciona como um isolante térmico (o que os esquimós já descobriram há muito tempo), fazendo com que a água abaixo da camada de gelo fique a uma temperatura maior que 0°C.

Outra característica física importante da água é sua grande capacidade térmica, isto é, seu potencial de armazenar energia fornecida na forma de calor. Qualquer pessoa que tenha aquecimento central de água em sua casa utiliza essa capacidade para distribuir uma grande quantidade de calor fazendo uso de pouca água.

Como se pode ver, a água é sem dúvida um bem muito valioso para todos nós e para o nosso planeta. E embora estejamos acostumados a pagar pelo seu uso, ela é um bem que não tem preço. Basta lembrar como os nossos planetas vizinhos, onde não há mais água, se transformaram em lugares nem um pouco agradáveis para nós.


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A coluna Física sem Mistério é publicada na terceira sexta-feira do mês pelo físico Adilson J. A. de Oliveira, professor da UFSCar

domingo, 29 de junho de 2008

Há 50 anos o Brasil foi campeão do mundo

Hoje completa 50 anos da primeira conquista mundial do Brasil. Eu que nem era nascido naquela época apenas vi e ouvi sobre a seleção de 58 como um dos melhores times de todos os tempos.
Há dois anos publiquei um texto sobre como a ciência poderia ver um lance de futebol, em particular o lance mágico do Ronaldinho Gaúcho na Copa do Mundo de 2002, contra a Inglaterra quando enconbriu o golerio Shemann. Naquele ano o Brasil foi campeão pela 5a. vez.
Apenas relembrando, que quiser dar uma olhada no texto acesse o link:
"A Ciência pode explicar até o Futebol?"

sábado, 21 de junho de 2008

A luta cotidiana contra o tempo

Coluna Física sem mistério
Publicada no Ciência Hoje On-line
20/06/2008



O relógio toca insistentemente às 6h15. São exatamente 40 minutos para sair de casa e levar os filhos para a escola. Nenhum momento pode ser perdido, pois há sempre os problemas praticamente inevitáveis de todas as manhãs, como o trânsito. As crianças, ainda sonolentas, tomam o café da manhã e quase não há tempo para conversas. O tempo urge.

Ao sair de casa atrasado, encontra congestionamentos maiores que os de costume. Quando faltam apenas cinco minutos para começar a aula das crianças, a distância a ser percorrida é de três quilômetros. Olha incessantemente para o relógio, na esperança de que os ponteiros se movam mais devagar.

Depois de deixar as crianças em cima da hora na escola, outra corrida contra o relógio se inicia. Para chegar ao local de trabalho, uma nova batalha será travada. O tempo parece andar mais rapidamente justamente quando estamos atrasados. No trabalho, o ritmo continua acelerado. O tempo não é suficiente para as inúmeras tarefas que precisam ser executadas. O relógio – um algoz, por mais acelerado que seja o ritmo da rotina – indica que já está na hora do almoço.

Ao final do dia, quando retorna para casa, o trânsito faz com que a viagem de volta seja mais longa e lenta. De nada adianta ter pressa. O relógio marca 20h quando estaciona o carro na garagem, completando mais um ciclo que durou cerca de 14 horas. A sensação, que se repete todos os dias, é a de que o relógio andou muito rapidamente e que poucas coisas foram realizadas.

A situação descrita acima é semelhante à que a maioria das pessoas enfrenta nas grandes cidades. Todos nós, envolvidos cada vez mais com nossas atividades, sentimos essa sensação de que o tempo está passando mais rapidamente e que o relógio está sempre nos oprimindo. Mas será mesmo que o tempo está passando mais depressa? Será que o tempo realmente existe ou é uma criação humana?

O dia e a noite como marcadores do tempo
O conceito de tempo é algo bastante complexo e fascinante. Ele pode ser abordado sob o ponto de vista das mais diferentes áreas do conhecimento, como a filosofia, a sociologia, a biologia, a história, a psicologia e, em particular, a física, na qual esse conceito tem uma enorme importância, pois é a base para muitas das suas teorias mais importantes.

Uma das primeiras formas que utilizamos para marcar o tempo foi a alternância entre o dia e a noite. Atualmente sabemos que esse efeito se deve à rotação da Terra ao redor de um eixo inclinado aproximadamente 23 graus em relação a uma linha perpendicular ao plano de sua órbita em torno do Sol. A Terra completa uma rotação a cada 23h56m04s. Esse período é chamado de dia sideral.

Por outro lado, 24 horas é o tempo médio que leva para que o Sol, visto da Terra, volte ao mesmo ponto do céu. Esse período é chamado de dia solar médio. Ao longo do ano, ele chega a variar até 15 minutos, para mais ou para menos. A diferença de 4 minutos entre o dia sideral e o dia solar médio ocorre devido ao movimento de translação da Terra ao redor do Sol. Isso significa que, para que o Sol volte ao mesmo ponto do céu, ele gasta um tempo extra além do da rotação, pois a Terra caminhou aproximadamente 2.500.000 quilômetros ao redor do Sol e, dessa forma, há uma mudança na sua posição no céu.

A variação do período do dia solar se deve, por um lado, ao fato de a órbita da Terra ser uma elipse (embora muito próxima de uma circunferência). Além disso, a velocidade com que ela executa o movimento de translação varia ao longo do ano, dependendo da sua distância em relação ao Sol. Dessa forma, convencionou-se que o nosso dia solar teria 24 horas.

Contudo, a velocidade de rotação da Terra não influencia de maneira real a passagem do tempo para nós. Podemos encontrar em algumas páginas na internet alegações de que a velocidade de rotação da Terra está aumentando e, como conseqüência, o tempo estaria passando mais rapidamente. De acordo com elas, isso explicaria a sensação de que estamos ficando sem tempo para realizar as nossas tarefas. Alguns desses endereços na internet chegam a veicular informações de que a rotação real da Terra seria de 12 horas, embora os relógios não a detectem!

O atraso na rotação da Terra
De fato, a rotação da Terra tem se alterado com o passar do tempo. Ao contrário do que se alega, porém, o período tem aumentado e não diminuído. O responsável por isso é o efeito de maré, que se deve à influência gravitacional da Lua e do Sol sobre a Terra. Como a atração gravitacional em dois extremos da Terra acaba sendo diferente (pois estão em distâncias diferentes), o “puxão” gravitacional desses dois astros faz com que ocorra o aumento e a diminuição das marés oceânicas. Estas, por sua vez, contribuem para “frear” lentamente a rotação da Terra.

Esse efeito, contudo é muito pequeno: o período de rotação da Terra aumenta cerca de 0,002 segundo por século, ou seja, serão necessários 100 mil anos para que ele aumente 2 segundos (um dia sideral tem 86.164,08 segundos).

Alega-se ainda que a velocidade de rotação da Terra, que é cerca de 1.649 km/h no equador, alteraria a passagem do tempo. Segundo a teoria da relatividade de Einstein, a velocidade com que nos movemos altera a passagem do tempo, ou seja, relógios que estão em movimento em relação a um determinado observador registram a passagem do tempo mais lentamente.

Entretanto, esses efeitos somente são relevantes quando os corpos estão se movimentando com velocidades próximas à da luz, que é 300.000 km/s (ou 1.080.000.000 km/h). No caso da velocidade de rotação da Terra, esse efeito seria da ordem de 4 milésimos de segundo por século, quando comparado com um relógio que estivesse parado e distante relação à Terra.

Estamos perdendo tempo?

Mas o tempo realmente existe? Do ponto de vista da física, esse conceito pode ser definido como o parâmetro que descreve a mudança de um sistema a partir de um determinado estado, ou seja, utilizamos relógios para medir o tempo, sejam mecânicos, eletrônicos ou atômicos. Com a teoria da relatividade Einstein, os físicos passaram a conceber o tempo como uma grandeza intimamente relacionada com o espaço, de forma que não podemos nos referir a um sem implicar o outro. A relatividade mostrou que o movimento e a própria gravidade afetam a passagem do tempo.

Dessa forma, a sensação que temos de que o tempo está passando mais rapidamente está relacionada com o estilo de vida que adotamos e com a percepção que temos do mundo. Vivemos em um ambiente saturado de informação em um grau sem precedentes na história da humanidade – na internet, no rádio e na TV, nas ruas. Afogados nesse turbilhão de informação, temos a impressão de que sobra menos tempo para nós mesmos.

Entretanto, os relógios continuam marcando o tempo da mesma forma: fisicamente, o tempo não está sendo alterado. Talvez a solução para encontrarmos mais tempo para nós seja repensar um pouco os rumos que a nossa sociedade tem tomado e o que de fato queremos para nós. Esta é uma questão urgente: não há tempo a perder para resolvê-la.

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A coluna Física sem Mistério é publicada na terceira sexta-feira do mês pelo físico Adilson J. A. de Oliveira, professor da UFSCar

sábado, 17 de maio de 2008

Os segredos que o frio esconde

Coluna Física sem mistério
Publicada no Ciência Hoje On-line
16/05/2008

Durante esta época do ano, em maio e junho, quando já passamos do meio do outono e com o inverno se aproximando, algumas regiões do Brasil começam a apresentar com mais freqüência temperaturas mais baixas que as de outras épocas do ano, principalmente os estados do Sul e Sudeste. Essa mudança do tempo, devida à ocorrência das estações do ano, está associada ao movimento translação que a Terra realiza ao redor do Sol.

Como o eixo de rotação da Terra é inclinado cerca de 23 graus em relação a uma reta perpendicular ao plano da sua órbita, o hemisfério Sul nessa época do ano fica menos iluminado do que o Norte. Durante o inverno no Sul, há verão no Norte. Na cidade de São Paulo, podemos observar diferenças de temperatura de quase 25ºC entre o verão e inverno.

Em nosso planeta existem regiões que já apresentaram temperaturas muito baixas, quando comparadas com as que ocorrem no inverno brasileiro. A temperatura mais baixa já registrada (e confirmada) no planeta ocorreu na estação russa Vostok, na Antártica, em 1983, quando o termômetro acusou -89,2ºC.

Quando mencionamos uma determinada temperatura, é preciso especificar em qual escala ela está sendo medida. A escala Celsius, muito comum no Brasil e na Europa, não é utilizada universalmente. Nos Estados Unidos, a escala mais utilizada é a Fahrenheit. Na escala Celsius, a água no nível do mar se congela a zero grau e ferve a 100 graus. Na escala Fahrenheit, os pontos de congelamento e ebulição da água são de 32 e 212 graus, respectivamente.

Entretanto, existe uma escala de temperatura considerada absoluta, pois foi proposta a partir da constatação de que existe um limite mínimo para essa grandeza. A temperatura mínima equivale a zero kelvin, ou -273,15ºC. Além de não existir uma temperatura menor que zero kelvin, esta também nunca pode ser atingida. Existe uma limitação na natureza para que isso ocorra e ela está relacionada com as leis da termodinâmica, em particular com a segunda delas.

Calor e transferência de energia
A primeira lei da termodinâmica expressa a conservação da energia. Ela esclarece que podemos apenas transferir energia para um corpo a partir da realização de um trabalho ou por troca de calor. Vejamos um exemplo. Quando levantamos um copo de vidro a uma altura de um metro, estamos realizando um trabalho para que isso aconteça. A força da gravidade, que tende a atrair todos os corpos, é contrária a esse tipo de movimento e, por isso, quando levantamos o objeto, este acumula energia no campo gravitacional terrestre (chamada de energia potencial gravitacional).

Ao soltarmos o copo, ele entra em movimento em direção ao chão (por causa da gravidade que o atrai) e vai transformando a energia potencial gravitacional em energia cinética (energia de movimento). Ao bater no chão, o copo sofre uma parada brusca do movimento e a energia cinética se dissipa na forma de calor e som e, na grande maioria dos casos, quebrando as ligações das moléculas que o compõem, transformando-o em muitos cacos.

Por outro lado, quando utilizamos uma queima em uma máquina térmica qualquer, como um automóvel ou mesmo nosso próprio corpo, realizamos um processo de transformação da energia química presente nas ligações moleculares em calor. No caso dos automóveis, o combustível reage com o ar, liberando calor e expandindo os gases no interior dos cilindros do motor, proporcionando o movimento de eixos que fazem o carro andar.

No corpo humano, a “queima” acontece no interior das células. O motor celular principal é uma organela chamada mitocôndria, que extrai energia principalmente da glicose (contida nos alimentos que comemos), transformando-a em moléculas de ATP (adenosina trifosfato), que são utilizadas para liberar a energia química em todo o nosso organismo.

Entretanto, embora a energia sempre se conserve nos processos físicos, químicos e biológicos, há sempre uma fração perdida na forma de calor que não é aproveitada, ou seja, apenas uma parte dessa energia pode se transformar em trabalho útil. Nos automóveis, cerca de dois terços da energia liberada da queima de combustível é perdida na forma de calor. No caso do nosso corpo, que é muito mais eficiente, o rendimento é superior a 60%. Por esse motivo, o motor do automóvel funde se não for refrigerado adequadamente e o nosso organismo entra em colapso caso não consiga controlar sua temperatura.

Em busca da máquina ideal
A constatação de que é impossível obter um processo com 100% de eficiência (transformar toda a energia em trabalho útil) foi feita pela primeira vez pelo engenheiro francês Sadi Carnot (1796-1832), que procurava encontrar uma máquina térmica perfeita. Ele conseguiu mostrar que a máquina térmica mais eficiente possível seria aquela que funcionasse sem atrito e dependesse somente da diferença de temperatura entre dois reservatórios térmicos. Essa “máquina ideal”, que na prática só pode ser obtida de maneira aproximada, é chamada de máquina de Carnot.

Dessa forma, uma máquina térmica somente teria 100% de eficiência se a temperatura de um dos reservatórios térmicos fosse 0 kelvin. Como é impossível ter uma máquina com 100% de eficiência, conclui-se que é impossível chegar à temperatura de 0 kelvin!

Em 10 de julho de 1908, há cem anos, o físico holandês Heike Kamerlingh-Onnes (1853-1926) conseguiu pela primeira vez na história atingir a temperatura de 4 kelvin liqüefazendo o gás hélio em Leiden, na Holanda. A partir disso foi possível estudar o comportamento de materiais nessa temperatura tão baixa. Em 1911, Onnes e seus estudantes descobriram que, nessa temperatura, o metal mercúrio não apresentava qualquer resistência à passagem da corrente elétrica. Esse fenômeno posteriormente ficou conhecido como supercondutividade, e sua descoberta rendeu o Nobel de Física a Onnes em 1913.

Além de não oferecer resistência à passagem de corrente, um material supercondutor tem a propriedade de expulsar de seu interior qualquer campo magnético que lhe seja aplicado. Esse efeito foi descoberto em 1933 pelos alemães Walther Meissner (1882-1974) e Robert Ochsenfeld (1901-1993). Posteriormente, foram descobertos muitos outros materiais que exibem o fenômeno da supercondutividade em temperaturas mais altas. O recorde atual é um composto cerâmico consistindo dos elementos tálio, mercúrio, cobre, bário, cálcio e oxigênio que se mantém supercondutor até a temperatura de 138 kelvins, ou seja, -135ºC.

A supercondutividade é atualmente aplicada, por exemplo, nas máquinas de ressonância magnética, na forma de bobinas para gerar altos campos magnéticos que permitem obter imagens das estruturas de órgãos internos como o cérebro. O efeito descoberto por Meissner e Ochsenfeld permite também que ímãs levitem sobre um supercondutor, o que permitiu construir trens-bala que flutuam sobre trilhos e alcançam velocidades superiores a 400 km/h.

Temperaturas extremamente baixas criam condições para a ocorrência de muitos outros fenômenos. Eles não aparecem em temperaturas mais altas porque a agitação térmica é suficiente para impedir a sua manifestação. Descobri-los e aproveitá-los em benefício da humanidade talvez seja uma questão de tempo. Como vemos, o frio pode esconder muitos segredos que ainda não foram revelados.

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A coluna Física sem Mistério é publicada na terceira sexta-feira do mês pelo físico Adilson J. A. de Oliveira, professor da UFSCar