domingo, 21 de setembro de 2014

Desenvolvimento científico, propostas eleitorais

Coluna Física sem mistério
Ciência Hoje on-line
publicada em 19 de setembro de 2014

Como acontece a cada quatro anos, estamos novamente em período eleitoral, para escolher os governantes máximos do Brasil. Vamos eleger o presidente da República, senadores, governadores e deputados, e cada um deles, de acordo com a sigla partidária e suas convicções ideológicas, apresenta aos eleitores suas propostas de governo em diversas áreas de atuação do Estado.

As decisões tomadas pelos governantes, de uma forma ou de outra, influenciam nossa vida, de modo negativo ou positivo. Afinal, esse é justamente o principal objetivo da escolha dos representantes do povo em um Estado democrático.


A ciência, como atividade humana, sempre sofreu influência de decisões tomadas na esfera política. Desde épocas remotas, muitas atividades científicas foram incentivadas ou barradas a partir de decisões políticas, fazendo com que determinada área do conhecimento avançasse em dada direção e outras fossem desestimuladas.

Na Antiguidade, reis e imperadores mantinham perto de si astrônomos e astrólogos para que estes fizessem previsões dos movimentos dos corpos celestes, pois a crença na astrologia afirmava que era possível prever o futuro a partir da interpretação da posição dos planetas em relação às constelações, auxiliando nas suas decisões políticas.

Como de fato não há nenhuma correlação entre as configurações planetárias e a nossa vida cotidiana, com certeza muitos desses astrônomos e astrólogos não conseguiram se manter por muito tempo em seus cargos. Por outro lado, houve grande desenvolvimento nos modelos para compreender os movimentos celestes.

Revolução copernicana
Em particular, o desenvolvimento da física sempre esteve relacionado de certa forma com as necessidades econômicas e políticas. No início do século 17, a física começou a sofrer mudanças significativas devido à revolução copernicana, a partir da qual se passou a questionar se de fato a Terra estava no centro do universo. Esse questionamento teve repercussão não só científica, mas também política e social.

O desenvolvimento de teorias que tiravam o homem do centro do universo abalou muitos alicerces filosóficos da época, proporcionando o surgimento da ciência moderna. Além do próprio Nicolau Copérnico (1473-1543), que elaborou o modelo heliocêntrico (o Sol no centro), outros pensadores e cientistas da época que o defendiam sofreram perseguições, como Giordano Bruno (1548-1600), condenado à morte na fogueira, e Galileu Galilei (1564-1642), sentenciado a renegar suas ideias e a ficar em prisão domiciliar até a morte.

Por outro lado, ao buscar justificativas para o modelo heliocêntrico, Galileu aperfeiçoou a luneta, desenvolvendo um instrumento que logo se transformou em importante aliado da navegação e também dos exércitos, que com ele podiam enxergar de longe as tropas inimigas.

Na tentativa de entender o movimento dos corpos, Galileu demonstrou que, quando lançamos um objeto, ele descreve uma trajetória parabólica. Uma aplicação imediata disso foi a elaboração de tabela de ângulos para calcular com precisão os ângulos de lançamento de tiros de canhões, melhorando assim a qualidade da artilharia. Se havia restrições às concepções heliocêntricas, não houve no que diz respeito a suas aplicações em interesses mais diretos, como os militares.

Outro exemplo importante, e mais recente, é o desenvolvimento da tecnologia nuclear, que levou à construção de armas nucleares. A partir dos conhecimentos da física quântica, foi possível compreender as interações atômicas. A descoberta da fissão do núcleo atômico e de como realizar esse processo em cadeia (que leva à explosão nuclear) permitiu ao mesmo tempo o desenvolvimento da bomba atômica e o uso do átomo para a produção de energia e outras aplicações pacíficas.

Os cientistas que trabalharam no projeto Manhattan, muitos deles motivados pela perspectiva de a Alemanha nazista também estar construindo uma bomba atômica (o que, se acontecesse, seria decisivo no resultado final da guerra), talvez não imaginassem que o resultado de seu trabalho seria testado contra o Japão já praticamente derrotado no final da Segunda Guerra Mundial.

O Cern e a internet
Outras decisões políticas podem também implementar mudanças importantes no avanço da ciência. A corrida espacial entre estadunidenses e soviéticos levou à criação de tecnologias de exploração do espaço e ao mesmo tempo aumentou nosso conhecimento sobre essa área. Sondas espaciais e satélites dedicados à observação espacial em diferentes faixas do espectro eletromagnético permitiram que investigássemos profundamente o cosmos, ampliando nossa visão do universo.

O desenvolvimento de grandes projetos científicos passa justamente pela política científica que determinado governo pretende implementar. Afinal, desenvolver ciência de ponta implica a obtenção de novas tecnologias, o que, como consequência, leva à criação de emprego e renda.

A construção de uma grande instalação de pesquisa como o LHC – do inglês, Large Hadron Collider (Grande Colisor de Hádrons), o maior acelerador de partículas do mundo, que custou bilhões de dólares – gera milhares de empregos e permite a criação de novas empresas. As soluções tecnológicas encontradas em seu âmbito podem ser implementadas em outras esferas, fora dos laboratórios científicos.

Vale lembrar que foi na Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (Cern), em Genebra, onde fica o LHC, que surgiu a internet em 1990, quando o cientista da computação britânico Tim Berners-Lee desenvolveu um protocolo de transmissão de dados com o objetivo de compartilhar dados científicos entre pesquisadores. Hoje sabemos como essa inovação tecnológica se desenvolveu e modificou nossas vidas.

Projeto Sirius
Nesse momento de eleições no Brasil, pouco se fala de grandes projetos científicos para o país nas propostas apresentadas pelos candidatos. Mas há entre nós grandes empreendimentos em curso, como é o caso do projeto Sirius, que pretende desenvolver uma nova fonte de luz síncrotron, em substituição à atual, que opera no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), em Campinas (SP).

As máquinas de luz síncrotron, que produzem radiação eletromagnética desde a faixa do ultravioleta até os raios X de altas energias, são utilizadas para desvendar a estrutura de materiais e podem ajudar no desenvolvimento de novos materiais e novos fármacos, entre outras aplicações importantes. O projeto, estimado em R$ 1,3 bilhão, deverá estar concluído até 2020.

Ciência e tecnologia são de fundamental importância para o país, pois não só ajudam a resolver problemas nacionais, como também são grandes instrumentos de desenvolvimento da sociedade, ao permitir que estejamos em pé de igualdade com nações mais avançadas. Por esse motivo devemos ter em mente que um país sem ciência é um país sem futuro.

Adilson de Oliveira
Departamento de Física
Universidade Federal de São Carlos


sábado, 6 de setembro de 2014

Qual o nosso papel no universo?

Coluna Física sem Mistério
Ciência Hoje on-line
publicada em 15/08/2014


No inverno normalmente temos céu limpo e com poucas nuvens. Em noites sem Lua, milhares de estrelas se destacam, proporcionando uma bela visão se estivermos em um lugar onde a poluição luminosa não atrapalhe a observação noturna.
Qualquer um que já parou para olhar a Lua, as estrelas e os planetas se indagou sobre como pode existir toda essa beleza tão distante de nós. Qual seria o nosso papel nesse espetáculo? Seríamos apenas espectadores ou protagonistas? Qual o nosso lugar no universo?
Desde épocas remotas procuramos entender o sentido de nossa existência, e tentativas de respostas foram muitas vezes buscadas no céu. Povos primitivos e antigos imaginaram que ele era povoado por deuses e seres fantásticos que poderiam decidir o sentido e o destino de suas vidas. Encontraram entre as estrelas formas para representar seus sonhos, lendas e temores.
Os gregos antigos, por exemplo, acreditavam que as estrelas das constelações eram apenas pontos luminosos fixos que formavam desenhos de seus mitos. Os planetas eram corpos errantes (pois se moviam em relação às estrelas) e representavam seus principais deuses. Nesse contexto, os seres humanos estavam no centro de tudo.
A sensação de estar no centro do universo não era sem razão. Todo o céu parecia se mover ao redor do homem e de forma bastante periódica. A esfera celeste, onde estavam as constelações, fazia um movimento lento e contínuo, apresentando a mesma configuração a cada 365 dias aproximadamente. 
Os planetas se moviam de forma diferente. Mercúrio, o que se movimenta mais rapidamente, voltava à mesma posição a cada 88 dias, enquanto Saturno, a cada 29,5 anos. Além disso, não se percebia nenhuma sensação de movimento da Terra. Ela parecia sólida é imóvel.

O modelo heliocêntrico

A chamada visão antropocêntrica (o homem no centro do universo) perdurou por milhares de anos. Mesmo após o enfraquecimento da cultura helênica, o conceito persistiu na Idade Média, tanto do ponto de vista filosófico quanto religioso. Afinal, se Deus criou todas as coisas, Ele colocaria sua maior criação, o homem, no centro do universo. Além disso, vários trechos das escrituras bíblicas, segundo a interpretação teológica da época, iam ao encontro dessa ideia. 
Alguns filósofos e astrônomos antigos contestaram o princípio de que a Terra estava no centro do universo. Aristarco de Samos, por exemplo, por volta do século 3 a.C., propôs que o Sol e não a Terra estaria no centro. Embora a ideia fosse muito interessante, não alcançou repercussão. Talvez o principal argumento contrário fosse a não percepção do movimento da Terra. 
harmonia
 
Representação do universo de acordo com o sistema heliocêntrico no atlas ‘Harmonia macrocosmica’, elaborado pelo cartógrafo Andreas Cellarius (1596-1665) e publicado em 1660. (imagem: Wikimedia Commons)
Só em 1543, quando o astrônomo e matemático polonês Nicolau Copérnico publicou o livro De revolutionibus orbium coelestium (Das revoluções das esferas celestes), é que o modelo heliocêntrico (o Sol no centro do universo) ganhou novamente força. Com uma proposta ousada para época, Copérnico buscava uma descrição mais simples e precisa dos movimentos planetários. 
Desde a Antiguidade a compreensão do movimento dos planetas sempre foi um desafio, pois, diferentemente das estrelas, eles realizam trajetórias complexas, como laçadas, ou seja, em certos momentos passam a fazer um movimento retrógrado (voltando em relação à trajetória original). Para explicar isso, astrônomos antigos lançavam mão de mecanismos complexos, como os epiciclos. Ao colocar o Sol no centro, a previsão dos movimentos planetários se tornou mais simples e precisa.
A proposta de Copérnico também não foi aceita quando publicada, e seu livro logo entrou na lista de obras proibidas pela Inquisição. Mas suas ideias continuaram a ser defendidas e aperfeiçoadas por outros astrônomos e cientistas (ver as colunas A influência do olhar e O mensageiro das estrelas).


A expansão do universo 

Com a constatação de que a Terra não estava no centro do sistema solar, nossa visão do universo começou a mudar profundamente. No começo do século 20, com as primeiras medidas precisas das distâncias de algumas nebulosas, constatou-se que de fato elas não eram nuvens de poeira e gás, mas aglomerados com centenas de bilhões de estrelas distantes de nós milhões de anos-luz. Com a percepção de que nossa galáxia, a Via Láctea, é apenas uma entre as centenas de bilhões que existem, novamente percebemos que não ocupamos um lugar privilegiado no universo.
Ainda na primeira metade do século 20 foi possível também descobrir que essas galáxias, além de muito distantes, também se afastavam de nós a velocidades gigantescas. O astrônomo estadunidense Edwin Hubble (1889-1953) conseguiu criar uma técnica que permitia medir a distância entre as galáxias a partir da variação do brilho de um tipo particular de estrelas, as Variáveis Cefeidas, e com base na análise do espectro de emissão da galáxia pôde estimar também as velocidades com que se afastavam de nós. Ou seja, Hubble descobriu a expansão do universo.
A ideia da expansão do universo levou, na segunda metade do século 20, ao desenvolvimento da teoria do Big Bang, segundo a qual o universo teria surgido há cerca de 13,7 bilhões de anos. Vários indícios desse evento foram coletados ao longo das últimas décadas, mas ainda não é consenso de que o Big Bang foi de fato o início de tudo, embora tenhamos fortes evidências disso.
Constelação
A imagem, obtida pelo telescópio Hubble na constelação de Fornax em junho de 2014, inclui galáxias que surgiram logo após a ocorrência do Big Bang. (imagem: Nasa/ ESA)
Paralelamente, no final do século 20 e início do 21, constatou-se que as centenas de bilhões de estrelas que existem nas centenas de bilhões de galáxia representam apenas uma pequena parte de tudo o que existe no universo (algo em torno de 4%). O restante seria composto da chamada matéria e energia escura, que atua gravitacionalmente no universo, porém não é observada diretamente.
Além disso, com os avanços observacionais foram descobertos milhares de planetas extrassolares, compondo diferentes tipos de sistemas planetários. Devido às limitações das técnicas de observação, esses planetas são na maioria das vezes maiores que a Terra e estão muito próximos de suas estrelas, diferentemente do que acontece no sistema solar. Mas, nos próximos anos, com os novos telescópios e satélites de observação, deveremos encontrar mundos semelhantes ao nosso.

Há muito espaço lá fora

Diante desse quadro, qual será o nosso lugar no universo? Até onde sabemos, a Terra é o único lugar onde se desenvolveram formas de vida que tentam compreender o significado da sua própria existência e do universo, mesmo existindo como civilização há pouco mais de 10 mil anos. Isso, na escala da existência do universo, corresponde a apenas alguns segundos.
Talvez o surgimento de formas de vida como a nossa tenha sido um evento raro em um universo imenso como o conhecemos, pois são necessárias condições muito especiais para o seu aparecimento. Esse fato nos tornaria protagonistas importantes. 
Mas é possível haver milhares ou milhões de outros seres na imensidão do cosmo que, nesse momento, podem estar fazendo a mesma indagação. Afinal, há muito espaço lá fora.
O mais importante é que, ao longo de nossa história, desenvolvemos um modo particular de tentar entender nosso papel no grande teatro cósmico, seja por meio de nossas crenças e medos, seja pela investigação sistemática que a ciência propicia.
Somos apenas criaturas que tentam de alguma forma evoluir com seus erros e acertos. Mas também somos capazes de buscar respostas, que nunca serão definitivas, para nossas questões mais fundamentais. Para mim, esse talvez seja o nosso papel no universo.

Adilson de Oliveira
Departamento de Física
Universidade Federal de São Carlos