sexta-feira, 21 de março de 2008

Um edifício milenar

Coluna Física sem mistério
Publicada no Ciência Hoje On-line
21/03/2008

Uma das características que nos distingue da maior parte das demais espécies é, sem dúvida, a nossa capacidade de aprender. Desde a época das cavernas começamos a procurar padrões, ciclos e fenômenos que pudéssemos entender para melhorar nossas chances de sobrevier neste planeta. Um exemplo disso é a compreensão dos fenômenos do dia e da noite, da alternância das estações do ano, do movimento anual do céu etc. Isso permitiu que, por volta de 12 mil anos atrás, o homem deixasse de ser apenas um coletor da natureza para se tornar também um produtor do seu próprio alimento.

A agricultura, que começou nas regiões férteis banhadas por grandes rios como Tigres, Eufrates e Nilo, foi talvez uma das mais importantes invenções da humanidade. Essa técnica não só garantiu à espécie humana uma sobrevivência mais fácil, como também lhe concedeu mais tempo livre para pensar em outras coisas. Com essa disponibilidade, os humanos puderam se dedicar a novas interpretações da natureza. Dentre as várias formas de olhar mundo surgidas desde então, a física é um dos mais bem sucedidos empreendimentos.

A construção dessa edificação milenar começou com a preparação do terreno em uma época que os medos e mitos ainda dominavam a forma de pensar do homem. Os grandes filósofos da época helênica, como Tales de Mileto, Anaximandro, Heráclito e Aristóteles, entre outros, foram os primeiros a tentar aplainar o terreno, entre os séculos 4 e 6 a.C.

Esses pensadores introduziram conceitos que procuravam mostrar que o nosso mundo, e tudo o que existia nele, era feito por elementos fundamentais como terra, água, fogo e ar. O céu, que parecia para eles muito distante, era feito de um elemento especial, o éter. A partir da combinação desses elementos, era possível explicar muitas coisas. Esses esforços, mesmo deixando alguns buracos no terreno, permitiram vislumbrar que era possível realizar a grande obra que ainda estava por vir.

Os alicerces do Renascimento
Entretanto, o estabelecimento dessa construção de maneira mais sólida levaria ainda quase 2 mil anos. O belo edifício da física começou a ter seus alicerces construídos na época do Renascimento, quando a humanidade se libertava das amarras de pensamento impostas por dogmas e preceitos religiosos. O polonês Nicolau Copérnico (1473-1543) corajosamente colocou os primeiros tijolos, ao estabelecer que a Terra não era o centro do universo, mas sim apenas um planeta como outro qualquer.

O italiano Galileu Galilei (1564-1642), como um hábil “construtor”, organizou conceitos e idéias, testando-as das mais diversas formas, de forma a permitir a compreensão dos movimentos dos corpos terrestres de uma maneira inédita. Ele mostrou que o movimento pode ser eterno, desde que não haja interferência.

Além disso, ele conseguiu olhar mais longe do que qualquer um jamais fizera: com a pequena luneta construída por ele, desvendou que o céu não era perfeito, mas povoado por mundos semelhantes ao nosso. Suas observações mostraram que havia montanhas na Lua e manchas no Sol, e que pequenos corpos (satélites) giravam ao redor de Júpiter. Galileu revelou ainda que havia muito mais estrelas do que os nossos olhos conseguiam enxergar.

Na mesma época de Galileu, um “arquiteto” obstinado por formas geométricas perfeitas, o alemão Johannes Kepler (1571-1630), decifrou os segredos da harmonia celeste. Pela primeira vez, alguém havia construído um modelo matemático para descrever os movimentos planetários, que ainda hoje é válido para qualquer lugar do universo. O que parecia divino podia ser compreendido pelo humano.

Conclusão do primeiro pavimento
Entretanto, o primeiro pavimento do edifício da física somente ficaria completo graças à habilidade do inglês Isaac Newton (1643-1727), que não só conseguiu completar o trabalho de seus antecessores, mas também desenvolveu as ferramentas necessárias para que muitas gerações posteriores continuassem lapidando esse conhecimento.

Com as leis da mecânica, a lei da gravitação universal, o cálculo diferencial e integral, seus estudos sobre óptica e outras contribuições, ele conseguiu, pela primeira vez na história da humanidade, uma construção teórica de alcance universal. Newton unificou a compreensão dos movimentos terrestres e celestiais. Tão sólido é esse conhecimento que, passados mais de 300 anos, ele continua indispensável a todos nós.

Uma vez consolidado, esse primeiro pavimento começou com o passar do tempo a ficar pequeno para abrigar a grande quantidade de novos fenômenos e conceitos que foram descobertos. No século 19, outros hábeis construtores começam a ampliar o edifício da física.

As primeiras reformas começaram com as descobertas da relação entre os fenômenos elétricos e magnéticos feitas pelo francês André-Marie Ampère, pelo dinamarquês Hans Christian Oersted e pelo inglês Michael Faraday, entre outros. Coube ao escocês James Clerk Maxwell (1831-1879) dar a pintura final a esse novo cômodo. Ele consolidou a eletricidade e o magnetismo como uma única força da natureza (força eletromagnética) e mostrou que a luz era uma manifestação desse fenômeno. A pintura por ele realizada deu novas cores à física.

Ainda no final do século 19 e no começo do século 20, outros fenômenos físicos precisavam ser abrigados no edifício. Em particular, aqueles que envolviam as propriedades térmicas dos sistemas, que não se enquadravam perfeitamente nas concepções newtonianas. Percebeu-se que era impossível descrever algo tão simples como o ar utilizando as equações de Newton, simplesmente porque essa mistura de gases (ou qualquer outra) possui em condições normais uma quantidade enorme de partículas (da ordem do número de Avogadro – 1023, ou o número 10 seguido de 23 zeros).

Para tanto, foi preciso introduzir novos conceitos, como a conservação da energia e o aumento da entropia, bem como a mecânica estatística, que descreve essas situações utilizando métodos estatísticos. Nesse caso, os principais articuladores foram o norte-americano Josiah Gibbs (1839-1903) e o austríaco Boltzmann (1844-1906).

Um edifício pronto?
No começo do século 20 existia a impressão de que a física era um edifício pronto. Nas palavras de Lorde Kelvin: “Não há nada de novo a ser descoberto na física agora. Tudo que resta são medidas mais e mais precisas”. Entretanto, novos fatos que surgiram tornaram essencial a construção de novos pavimentos. A teoria da relatividade proposta pelo alemão Albert Einstein (1879-1955) não só expandiu o edifício da física, mas também motivou uma reforma em seus alicerces, em particular nos conceitos de espaço e tempo. Einstein mostrou que ambos são uma única entidade e que dependem particularmente de cada observador. O espaço-tempo é único para cada indivíduo.

Outro pavimento que foi necessário ser erguido é a mecânica quântica, uma obra mais complexa, feita em conjunto por vários construtores ao longo do século 20, dentre os quais o próprio Einstein, o dinamarquês Niels Bohr, o alemão Werner Heisenberg, o austríaco Erwin Schröndiger e o inglês Paul Dirac, entre outros. Esse pavimento também exigiu reformas nas bases de muitos conceitos físicos, como a dualidade partícula x onda, a quantização da energia e da quantidade de movimento e o fato de as leis da natureza serem probabilísticas, e não deterministas. A mecânica quântica teve um impacto tão grande que grande parte da nossa tecnologia atual depende exatamente dela.

O grande edifício da física ainda não está pronto, no entanto. A mecânica quântica e a teoria da relatividade geral são dois pavimentos apoiados em alicerces diferentes, ou seja, não compartilham das mesmas bases teóricas. Ambas incorporaram a mecânica newtoniana a sua forma, mas não são adequadas para descrever completamente a natureza. A primeira descreve o mundo do muito pequeno (em escala atômica), incorporando, em princípio, três das forças fundamentais da natureza – a eletromagnética, a nuclear forte (que mantém o núcleo atômico coeso) e a nuclear fraca (associada com os processos da radioatividade). A segunda é a teoria da gravitação, importante em grandes escalas.

No momento, novos arquitetos e construtores tentam fazer a ponte entre esses dois pavimentos, na esperança de completar a tarefa iniciada séculos atrás. Muitos esforços do ponto de vista teórico (via teoria de supercordas) e experimental (via os experimentos em grandes aceleradores de partículas e a investigação de fenômenos que aconteceram no início do universo) estão sendo feitos. A conclusão dessa obra ainda parece distante. Talvez ainda no século 21 possamos ver o edifício completo. Porém, como toda obra sempre precisará de reformas, manutenções e ampliações, quem sabe ela ainda incorpore outros prédios erguidos pelo próprio homem e, dessa forma, chegue mais perto da verdadeira compreensão da natureza.


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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

quinta-feira, 20 de março de 2008

Algo não está cheirando bem no espaço sideral

Na vigésima edição do volume 420 da revista Nature, publicada hoje, relata a descoberta de metano (CH4) na atmosfera de um planeta extra-solar a 63 anos-luz da Terra. O planeta que leva o simpático nome de HD 189733b, tem aproximadamente a massa de Júpiter mas fica muito mais próximo da estrela. É a primeira vez que é feita essa decteção em um dos 270 planetas extra-solares já conhecidos. A descoberta foi feita por um grupo de astrônomos britânicos e americanos, utilizando o telescópio espacial Hubble.

Algumas formas de vida costumam produzir metano, principalmente nos seus processos de digestão. Infelizmente, não deve ser o caso dessa descoberta, pois neste não há condições para abrigar vida como a conhecemos, pois estima-se que a sua temperatura superficial seja na ordem de 1000 graus Celsius.


A existência de metano é bastante comum nos planetas do sistema solar, em particular nos grandes planetas, como Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Na lua Titã de Saturno, que é envolta por uma densa atmosfera, o metano é um dos seus principais componentes. Tanto que espera-se que lá existam oceanos de metano, devido a sua baixa tempertaura que lá prepondera.

Mas, sem dúvida, esse feito permite mostrar que é possível detectar moléculas orgânicas em planetas distantes. Em particular, espera-se a detecção de oxigênio molecular com um dos indícios para a existência de vida em outros planetas, pois esse é formado a partir dos resultados da fotossíntese das plantas. O oxigênio que respiramos é fruto das plantas direto das plantas.

Mais detalhes nesse endereço no site da Nature

PS. Alterei o texto acima, pois me lembraram que de fato o metano não possui cheiro. Agradeço muito a observação

quarta-feira, 19 de março de 2008

A morte de Arthur Clarke



Na madrugada desta quarta-feira (terça-feira no horário de Brasília) morreu, no Sri Lanka talvez o maior escritor de ficção científica de todos os tempos: Sir Arthur Charles Clarke (1917-2008). Não somente ele deixa como legado mais de 80 livros e centenas de artigos, mas também sua a visão de um futuro melhor, no qual a humanidade encontra um caminho de evolução que leva a um bem estar maior de todas as pessoas. Sem dúvida lembraremos para sempre do filme 2001 - Uma Odisséia no Espaço, que foi co-roteirizado por ele e por Stanley Kubrick, que virou um marco em 1969, em particular da cena na qual o homem primitivo transforma um pedaço de osso em arma que ao arremessar para o céu nos leva para o futuro em uma espaçonave.

Além disso, muito antes de se imaginar que era possível alcançar as estrelas, ele demonstrou, em 1945, que uma rede formada de pelo menos 3 satélites em órbita geoestacionária, que ocorre quando a velocidade orbital é igual a velocidade de rotação da Terra, permitiria formar uma rede de comunicação mundial. Hoje, passados mais de 60 anos, a comunicação via satélites é de fundamental importância para o mundo. Essa órbita é denominada de órbita de Clarke, em homenagem ao seu propositor.

Muitas outras idéias brilhantes que ele teve possam se concretizar em um futuro. Em particular, em 1979, na obra "The fountains of paradise" apresentou o conceito do elevador espacial - uma estrutura gigante que permitiria o acesso ao espaço sem o uso de foguetes. Como ele mesmo relata no livro 3001 - A odisséia final, não somente um elevador poderia ser construído, mas também cidades espacias localizadas a 36.000 km da superfície. Curiosamente, em 1990 foram descobertos os fulerenos (buckyballs), que é uma forma alotrópica do carbono, que forma uma estrutura semelhante a uma bola de futebol com 60 átomos. Essa estrutura é muito mais resistente que o diamante, que poderá em um futuro talvez ainda distante, ser o material utilizado para realizar a idéia de Clarke.

A visão de Clarke, transmitida por meio de seus escritos, continuará sendo um referencial de futuro. Embora já estamos em 2008 e ainda o monolito negro da cratera de Clausius não entrou em contato com nós, esperamos que algum dia ele (ou qualquer outra forma de comunicação extraterrestre) faça contato com a humanidade. Esse evento, quando ocorrer provavelmente terá um impacto tão grande como a imaginada pelo visionário escritor e quem sabe modifique o nosso caminho para uma direção melhor.

terça-feira, 11 de março de 2008

Está no ar a 10a. Edição do ClickCiência


Está no ar a nova edição da ClickCiência, que desta vez é sobre Cosmologia.
Vejam o Editorial desse mês.
Aproveitem e divulguem a nossa iniciativia.
Em breve estaremos lançando um programa da CliCkCiência na Rádio UFSCar

Da descoberta das estrelas à descoberta da expansão acelerada do Universo muitos anos passaram. A ciência vem avançando dia a dia na busca de respostas quanto à origem do Universo; do Universo ao qual pertencemos. Se descoberta essa origem, a ciência poderá até revelar a própria origem do homem. Na 10ª edição da revista Click Ciência, abordamos alguns temas da Cosmologia que revelam informações sobre o Universo e que podem dar, aos cientistas, pistas sobre a sua origem.

Na seção Reportagens uma apresentação sobre a expansão do Universo e de como ela ocorre. Também apresentamos o meio com que os cientistas fazem algumas medições, como da distância entre as galáxias. Contudo, não apresentamos o que causa essa expansão, pois seria uma descoberta inédita considerando que os próprios cientistas ainda não a fizeram.

Essa é uma das questões que os estudiosos da área de Cosmologia ainda não conseguiram desvendar. Além dessa, há a teoria da Inflação e a descoberta de que o Universo não apenas está em expansão, mas de que ela se acelera com o tempo. As razões, tanto para a inflação como para a aceleração da expansão, ainda são desconhecidas. Entretanto, há especulações e os pesquisadores se apóiam em diferentes modelos físicos para fazer esta descoberta.

Em “Como obter dados do passado”, descremos a forma utilizada pelos cientistas que buscam dados no passado do Universo. Também descrevemos um meio de obter novas medidas que ainda está em construção. Esse meio utilizará a captura de ondas gravitacionais, diferente da forma utilizada atualmente: a captura de ondas eletromagnéticas. As ondas eletromagnéticas só nos trazem informações de quando o Universo tinha cerca de 300 a 350 mil anos. Na matéria, explicamos os motivos dessa limitação.

Em “Teoria das cordas e o Big Bang: o início, o fim ou o meio”, os jornalistas Tárcio Fabrício e Felínio Freitas abordam a origem de tudo. Será que o Universo é resultado de uma grande explosão, o Big Bang? Ou será que ele é uma continuação de outros Universos, como sugere a Teoria das Cordas. No texto desses autores é possível conhecer um pouco mais sobre essas teorias e sobre os seus questionamentos.

Em “Vestígios do passado”, uma entrevista com o físico Marcelo Gleiser sobre o tema Radiação Cósmica de Fundo. Na entrevista os autores Nina Andrade e Tárcio Minto Fabrício exploram as propriedades dessa radiação que foi emitida quando o Universo tinha apenas cerca de 350 mil anos. Além da entrevista com Gleiser, organizamos algumas informações sobre esse tema para que você possa saber mais a respeito dessa radiação que é uma das responsáveis pelos “chuviscos” que aparecem esporadicamente em nossos televisores.

Para quem quer se interar mais sobre a radiação de fundo cósmica, há também nesta edição um artigo de autoria dos pesquisadores do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), Carlos Alexandre Wuensche, Thyrso Villela e Ivan Ferreira. Nele, os pesquisadores tentam melhor detalhar o que é essa radiação, a sua origem e como ela pode ajudar os pesquisadores a conhecer uma série de processos físicos que ainda não podem ser reproduzidos nos laboratórios na Terra.

Na seção Colunistas, a jornalista e colunista desta revista Márcia Tait propõe uma olhar mais apurado para alguns números recentes sobre os velhos problemas nacionais, como o investimento em ciência e tecnologia e em educação. Márcia nos mostra, com números, as deficiências que o país tem e as ações que estão, aos poucos, surgindo e que tendem a minimizar alguns dos problemas.

Silvio Renato Dahmen, em sua coluna, nos descreve os motivos pelos quais civilizações das mais antigas às atuais investem em pesquisas na área da Cosmologia. Em seu artigo, as diferentes explicações para o fascínio que algumas civilizações tinham pelo cosmos e as diferentes explicações para o próprio cosmos, que em alguns casos, era por alusão ou matemática.

O colunista Adilson de Oliveira nos descreve sobre “O mistério da escuridão da noite”, em artigo que leva o mesmo nome. Segundo esse físico, a escuridão do céu noturno pode nos revelar segredos relacionados com as nossas próprias origens. Segundo Oliveira, dados observacionais nos mostram que o fato de a noite ser escura está relacionado com o volume do Universo observável. Além disso, a própria expansão do Universo é fato considerável nesta questão.

O colunista Roberto Leiser Baronas faz uma análise do artigo do jornalista Marcelo Leite, publicado na Folha de S. Paulo. Leite tece críticas ao projeto de lei do Parlamentar Aldo Rebelo sobre a proibição do uso de estrangeirismos nos meios de comunicação, nas mensagens publicitárias, na administração pública, etc. Baronas explica os motivos pelo qual descorda da opinião do autor.

Na seção Resenhas apresentamos duas obras. Em “A Divulgação da Ciência como Literatura”, Luana Santos Araujo escreve sobre a obra da física mexicana Ana María S. Mora. O livro propõe uma nova visão da divulgação cientifica, criada, segundo a autora, não apenas para comunicar os avanços da ciência como também estabelecer um diálogo com o leitor, utilizando, para isso, recursos lingüísticos e a sensibilidade humana presentes na Literatura.

A segunda resenha é do livro “O tecido do Cosmo – o Espaço, o Tempo e a Textura da Realidade” de Brian Greene. Na resenha, Adilson de Oliveira nos descreve a obra que, segundo ele, faz com que experimentemos uma agradável viagem sobre conceitos fundamentais da Física, que implicam na nossa visão de mundo. “O autor... faz uma agradável viagem por esses mundos complexos, sempre utilizando analogias felizes e claras para entender esses complexos fenômenos físicos.”

Acreditamos que descobrir como o Universo surgiu e a sua evolução, talvez, não seja apenas do interesse dos cientistas. Muitos de nós, não cientistas, apreciamos a idéia de conhecer o nosso passado e responder muitas de nossas dúvidas. Vale a pena ler e saber o que esses pesquisadores nos falam por meio da Click Ciência. Boa leitura e até a próxima!

quinta-feira, 6 de março de 2008

A discussão sobre o uso das células tronco no STF

A mídia tem apresentado extensivamente nessa semana notícias sobre o julgamento no Supremo Tribunal Federal referente a constitucionalidade da Lei de Biossegurnça que, entre outros temas permite a pesquisa com células troncos com o objetivo de clonagem terapêutica utilizando embriões congelados com mais de 3 anos. Esses embriões são descartados na clinícas de fertilização quando não são mais de interesse de serem implantados no útero para gerar uma gestação.

Durante o julgamento de ontem o ex- procurador-geral da República, Antonio Fernando de Souza e o advogado da CNBB (Confederação Nacional dos Bispos do Brasil), Ives Gandra Martinn defenderam a inconstitucionalidade da lei. Eles advogam que a Constituição garante o direito à vida e que o embrião já seria um ser vivo. Por outro lado, o advogado-geral da União, José Antônio Dias Tofolli, o advogado do Congresso Nacional, Leonardo Mundim, e representantes de entidades favoráveis às pesquisas se manifestaram pelo não acolhimento da ação.

É a primeira vez que um tribunal no mundo decide sobre esse tipo de assunto, daí a grande relevância jurídica do que está acontecendo. Mas, como já foi noticiado, o ministro Carlos Alberto Menezes Direito pediu vista da ação que pede a inconstitucionalidade da Lei de Biossegurança. Com isso, o julgamento do STF (Supremo Tribunal Federal) será adiado por tempo indeterminado. Normalmente o prazo de vista é de 30 dias.

Entretanto, o que eu gostaria de comentar é que, no meu ponto de vista, ambas as partes estão discutindo de maneira muito emocional, não utilizando os argumentos que de fato cada um defende. Do lado da Igreja Católica, há a defesa da vida, pois consideram que a vida começa com a fecundação e portanto segundo os seu dogmas já existiria uma alma ligado aquele corpo. Dessa forma, utilizar esses embriões seria o mesmo que fazer pesquisas com seres humanos, chegando a ser similar, nessa linha de raciocínio, àquela que os nazistas faziam com prisioneiros de guerra. Do lado da Ciência, muitos defendem que esse tipo de pesquisa pode salvar milhões de vidas, que seriam mais importantes do que a vida de um punhado de células, embora vão ser necessários décadas para que alguma cura efetiva desse tipo tratamente de fato venham ocorrer.

Ambos os lados acabam utilizando abordagens como essas para garantir a afeição popular. Qualquer atividade humana, é necessário que existam limites. Esses limites são definidos pela sociedade. Não adianta uma corrente religiosa querer impor a sua visão, que segundo os seus dogmas, estão corretos. Basta lembrar que muitas outras religiões no Brasil não são contra o uso das células tronco para pesquisa e como existem outras que nem aceitam a transfusão de sangue para salvar uma vida. Do lado da Ciência, a atual proposta da Lei de Biossegurança não avança sobre nenhum dos princípios éticos que aceitamos.

Sem dúvida existe uma enorme diferença entre um punhado de células e um ser humano. Sobre esse ponto, os advogados que defendem que a lei permaneça na forma presente (que foi amplamente discutida no Congresso Nacional e foi aprovada pela grande maioria) foi o argumento que se aqueles embriões têm direito a vida, o Estado deveria garantir isso, ou seja, que um embrião formado deveria ser necessariamente implantado em um útero feminino para poder se desenvolver.

Espero que o resultado final esteja mais próximo daquilo que realmente acreditamso, ou seja, que o conhecimento deve avançar, mas nunca ultrapassar os limites humanos, ao contrário, permitir que possamos nos tornar melhores.