MARCELO GLEISER
especial para a Folha
No dia 20 de julho, a prestigiosa revista semanal "Newsweek", dos EUA, publicou um surpreendente artigo de capa, intitulado "A ciência encontra Deus". A capa mostrava o vitral de uma igreja, com santos substituídos por cientistas em seus jalecos brancos e cruzes substituídas por telescópios e microscópios. Planetas, estrelas e galáxias adornam a imagem central, emoldurada pela estrutura helicoidal de uma molécula de DNA.
Segundo o texto, um número cada vez maior de cientistas está descobrindo Deus por meio de suas pesquisas. E isso vai contra a idéia que temos da ciência moderna que, desde os tempos de Galileu e Newton, só tem se afastado da religião e da fé. Confesso que fiquei chocado com o artigo e com o perigo e confusão que textos como esse podem gerar.
Sem dúvida, é dever da imprensa buscar notícias interessantes e calcadas em fatos concretos. Apesar disso, jornais, revistas, rádio ou TV são empresas que visam maximizar seu lucro, enfrentando uma competição intensa. Esse é o desafio de um jornalista. A tentação de distorcer os fatos em nome do sensacionalismo fácil e rentável é grande. As empresas respeitáveis são justamente as que não sucumbem a essa tentação.
Quais são, então, os argumentos do artigo? Historicamente, a ciência sempre teve o papel de prover a luz nas trevas e propor explicações racionais para fenômenos que, sem ela, ficariam no terreno da superstição. Mesmo que a origem do questionamento científico tenha suas raízes muito entrelaçadas com a religião e a pseudo-religião, a evolução da ciência é marcada por um afastamento cada vez maior de suas origens. Com Galileu, Newton e o racionalismo que os seguiu, a ciência passou a existir independentemente da religião, em um divórcio marcado por conflitos muitas vezes trágicos.
Ao chegarmos no final do século 20, a ciência progrediu a ponto de poder encarar, com seus próprios métodos, questões que anteriormente eram exclusivas da religião, como a origem do Universo ou da vida. É aqui, segundo o artigo, na fronteira do conhecido e do desconhecido, que vários cientistas encontraram Deus. Exemplos são citados de cientistas que "desistiram" de entender as questões de forma científica, preferindo optar por uma solução religiosa. Há outros que vêem a manifestação de Deus em suas pesquisas ou na organização do mundo natural. O artigo sugere que a ciência precisa de Deus.
Será que essa tendência é assim tão nova? Absolutamente não! Durante a história da ciência encontramos vários cientistas que justificavam sua devoção à pesquisa de forma religiosa, ou que encontravam uma inspiração espiritual em seu trabalho. Desde Platão, a idéia de que a surpreendente ordem da natureza é obra de um arquiteto universal tem sido usada como metáfora para o trabalho científico. Conhecer a natureza e explorar suas leis é, para esses cientistas, aproximar-se de Deus ou da natureza divina do mundo. Kepler, Newton, Einstein e muitos outros responsáveis pelo desenvolvimento de nossa ciência usavam metáforas semelhantes às idéias platônicas ao justificar sua devoção ao trabalho científico.
Não existe nenhum conflito em uma justificativa religiosa ou espiritual para o trabalho científico, contanto que seu produto satisfaça às regras impostas pela comunidade científica. A inspiração para se fazer ciência é subjetiva e varia entre os cientistas. Mas o produto de suas pesquisas tem valor universal, o que separa claramente a ciência da religião. Quando tantas pessoas se afastam das religiões tradicionais em busca de outras respostas para seus dilemas, é muito perigoso colocar o cientista como o sacerdote da sociedade moderna. A ciência nos dá a luz para muitas trevas sem a necessidade da fé. Para alguns, isso já é o bastante. Para outros, só a fé pode iluminar certas trevas. O importante é que cada indivíduo possa fazer uma escolha consciente do caminho a seguir.
domingo, 6 de setembro de 1998
domingo, 30 de agosto de 1998
As ondas gravitacionais e a nova astronomia
MARCELO GLEISER
especial para a Folha
Um dos fenômenos físicos que mais observamos à nossa volta é a presença de ondas. A propagação do som no ar, movimentos na superfície de oceanos, a oscilação de folhas ao vento, o embalar de uma rede, ondas de rádio, são todos fenômenos que explicamos com a idéia de ondas.
Mas o que é, de forma geral, uma onda? Nada de muito misterioso. Uma onda é a resposta de um meio a uma perturbação. Imagine, por exemplo, uma pedra jogada em uma piscina. A energia de movimento da pedra é transferida para a água pelo impacto. Essa energia extra se manifesta por meio de ondas concêntricas, que transportam a energia transferida no impacto. Portanto, podemos dizer que a função da onda é dissipar a energia depositada na água após o impacto da pedra. Em vez do exemplo da pedra, podemos imaginar uma corda de violão ou o ar projetado pelos pulmões através de nossas cordas vocais. A idéia básica é sempre a mesma.
Existem dois outros tipos de ondas, talvez menos familiares: as eletromagnéticas e as gravitacionais. Ondas de rádio, microondas e raios X são exemplos de radiação eletromagnética que se propaga com a velocidade da luz (300 mil quilômetros por segundo). Ao contrário das ondas que mencionei anteriormente, que se propagam em um meio material como a água ou o ar, as ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo. Caso contrário, não poderíamos ver a luz de estrelas distantes e o céu noturno seria totalmente escuro! Esse fato confundiu muitos físicos do século 19, que sugeriram a existência de um meio material, o éter, em que se propagavam ondas eletromagnéticas. Apenas no início deste século Einstein mostrou decisivamente que o éter não era necessário.
Einstein também propôs uma nova teoria da gravitação, a teoria da relatividade geral, em que sugere que a presença de matéria (ou energia) deforma a geometria do espaço e vice-versa. Imagine uma cama elástica, perfeitamente plana. Essa seria a geometria de um espaço (em duas dimensões) sem matéria. Uma bola de gude iria se mover em linha reta. Agora coloque uma bola de chumbo no meio da cama elástica. A bola de chumbo torna a cama curva, e as bolas de gude têm suas trajetórias afetadas pela curvatura da geometria. Para Einstein, o efeito da gravidade pode ser substituído pelo movimento das bolas de gude na geometria curva da cama elástica.
Já a presença de matéria (ou energia) afeta a geometria do espaço. Se a matéria estiver em movimento, a geometria do espaço também estará em movimento! Ou seja, o movimento de certas distribuições de matéria pode causar perturbações na geometria do espaço. E como essas perturbações irão se propagar? Você acertou! Por meio de ondas, chamadas ondas gravitacionais. E, como em relatividade o espaço e o tempo estão interligados, os distúrbios não serão só espaciais, mas também temporais: se estivermos em um local em que passa uma onda gravitacional, tanto nossas réguas (deformação do espaço) quanto nossos relógios (deformação no tempo) sofrerão alterações.
Posso já imaginar alguns leitores querendo surfar nessas ondas. Infelizmente (felizmente?), esses distúrbios são diminutos. Apenas eventos muito dramáticos, como a colisão de estrelas de nêutrons ou buracos negros, explosões de supernovas ou fenômenos da infância do Universo (pesquisa desse colunista), podem gerar ondas gravitacionais detectáveis na Terra. Mesmo assim, sua detecção é muito difícil. Uma supernova na constelação de Virgem gera aqui uma perturbação menor que um núcleo atômico. Grupos no mundo inteiro, inclusive no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), constroem "observatórios gravitacionais". Na próxima década, talvez possamos medir diretamente as primeiras ondas gravitacionais. Será o nascimento de uma nova astronomia, capaz de revelar muitos dos segredos da força mais comum e mais enigmática do Universo.
especial para a Folha
Um dos fenômenos físicos que mais observamos à nossa volta é a presença de ondas. A propagação do som no ar, movimentos na superfície de oceanos, a oscilação de folhas ao vento, o embalar de uma rede, ondas de rádio, são todos fenômenos que explicamos com a idéia de ondas.
Mas o que é, de forma geral, uma onda? Nada de muito misterioso. Uma onda é a resposta de um meio a uma perturbação. Imagine, por exemplo, uma pedra jogada em uma piscina. A energia de movimento da pedra é transferida para a água pelo impacto. Essa energia extra se manifesta por meio de ondas concêntricas, que transportam a energia transferida no impacto. Portanto, podemos dizer que a função da onda é dissipar a energia depositada na água após o impacto da pedra. Em vez do exemplo da pedra, podemos imaginar uma corda de violão ou o ar projetado pelos pulmões através de nossas cordas vocais. A idéia básica é sempre a mesma.
Existem dois outros tipos de ondas, talvez menos familiares: as eletromagnéticas e as gravitacionais. Ondas de rádio, microondas e raios X são exemplos de radiação eletromagnética que se propaga com a velocidade da luz (300 mil quilômetros por segundo). Ao contrário das ondas que mencionei anteriormente, que se propagam em um meio material como a água ou o ar, as ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo. Caso contrário, não poderíamos ver a luz de estrelas distantes e o céu noturno seria totalmente escuro! Esse fato confundiu muitos físicos do século 19, que sugeriram a existência de um meio material, o éter, em que se propagavam ondas eletromagnéticas. Apenas no início deste século Einstein mostrou decisivamente que o éter não era necessário.
Einstein também propôs uma nova teoria da gravitação, a teoria da relatividade geral, em que sugere que a presença de matéria (ou energia) deforma a geometria do espaço e vice-versa. Imagine uma cama elástica, perfeitamente plana. Essa seria a geometria de um espaço (em duas dimensões) sem matéria. Uma bola de gude iria se mover em linha reta. Agora coloque uma bola de chumbo no meio da cama elástica. A bola de chumbo torna a cama curva, e as bolas de gude têm suas trajetórias afetadas pela curvatura da geometria. Para Einstein, o efeito da gravidade pode ser substituído pelo movimento das bolas de gude na geometria curva da cama elástica.
Já a presença de matéria (ou energia) afeta a geometria do espaço. Se a matéria estiver em movimento, a geometria do espaço também estará em movimento! Ou seja, o movimento de certas distribuições de matéria pode causar perturbações na geometria do espaço. E como essas perturbações irão se propagar? Você acertou! Por meio de ondas, chamadas ondas gravitacionais. E, como em relatividade o espaço e o tempo estão interligados, os distúrbios não serão só espaciais, mas também temporais: se estivermos em um local em que passa uma onda gravitacional, tanto nossas réguas (deformação do espaço) quanto nossos relógios (deformação no tempo) sofrerão alterações.
Posso já imaginar alguns leitores querendo surfar nessas ondas. Infelizmente (felizmente?), esses distúrbios são diminutos. Apenas eventos muito dramáticos, como a colisão de estrelas de nêutrons ou buracos negros, explosões de supernovas ou fenômenos da infância do Universo (pesquisa desse colunista), podem gerar ondas gravitacionais detectáveis na Terra. Mesmo assim, sua detecção é muito difícil. Uma supernova na constelação de Virgem gera aqui uma perturbação menor que um núcleo atômico. Grupos no mundo inteiro, inclusive no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), constroem "observatórios gravitacionais". Na próxima década, talvez possamos medir diretamente as primeiras ondas gravitacionais. Será o nascimento de uma nova astronomia, capaz de revelar muitos dos segredos da força mais comum e mais enigmática do Universo.
sexta-feira, 21 de agosto de 1998
Uma nova ciência para um novo milênio
MARCELO GLEISER
especial para a Folha
Se existe algo que nos impressiona ao refletirmos sobre o mundo que nos cerca é sua diversidade: o vivo e o não-vivo, animais e pedras, árvores e nuvens, se desdobram em incontáveis formas, expressões de uma criatividade que nos emociona e inspira
Nós também somos produto dessa criatividade. Ao que tudo indica (pelo menos em nossa vizinhança solar), somos a única espécie capaz refletir sobre si própria e o ambiente que a cerca.
É por meio da ciência que procuramos organizar o que aprendemos sobre a natureza, buscando sempre explicações simples e concretas dos fenômenos que observamos.
De certa forma, podemos medir o sucesso de uma teoria científica pelo seu poder de explicação. Quanto mais completa ela for, maior o número de fenômenos que ela poderá explicar, usando o menor número possível de princípios ou leis.
Historicamente, é na física que encontramos o modelo fundamental para a estruturação das teorias científicas. Durante o século 17, Galileu Galilei e Isaac Newton desenvolveram a mecânica, que estuda o movimento de corpos materiais no espaço. Em seu magnífico livro "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural", publicado em 1687, Newton estruturou toda a mecânica a partir de apenas três leis básicas, as famosas "leis do movimento".
Qualquer movimento que observamos na natureza, seja ele a órbita de um cometa em torno do Sol, a queda de uma gota de chuva ou o movimento de um ciclista em sua bicicleta, pode ser explicado aplicando-se uma ou mais leis de movimento (a mecânica newtoniana falha na descrição de movimentos muito rápidos, com velocidade comparáveis à da luz, ou na descrição de movimentos na escala atômica. Mas nossa vida diária é certamente newtoniana).
Para atingir esse enorme poder descritivo com apenas algumas leis, Newton reduziu o mundo a uma coleção de pontos materiais (como bolas de sinuca) agindo sob a ação de forças. Essa é uma descrição reducionista, uma estratégia amplamente adotada em todas as disciplinas científicas: dividir e simplificar ao máximo um sistema complicado, facilitando assim a descrição de seu comportamento.
O sucesso da descrição newtoniana do mundo foi tão imenso que o reducionismo tornou-se a pedra filosofal da ciência. E, sem dúvida, quando aplicado a outras disciplinas, o reducionismo também foi muito bem-sucedido. Em química, falamos de átomos e moléculas; em biologia, falamos de células e genes; e, em certos ramos da psicologia, falamos de categorias de comportamento ou da quantificação das várias formas de expressão, verbais e corporais.
Sem dúvida, nosso século será lembrado como o século de glória do reducionismo. As nossas vidas hoje são produto de inúmeros avanços em ciência e tecnologia, cujo sucesso é consequência direta da aplicação do reducionismo. Mas nem tudo é um mar de rosas, e esses avanços trazem seríssimos efeitos colaterais, como o poder destrutivo de nossas armas, a poluição desenfreada do meio ambiente, os perigos de manipulação da opinião pública pela exploração dos meios de comunicação. Como dizia o Buda, "onde existe luz, existe sombra".
Os tempos estão mudando; novas direções surgem em ciência, apontando para o oposto do reducionismo: o uso de técnicas globais na descrição de sistemas. Não dividir para entender, mas tratar o comportamento do todo como um todo; o todo é maior do que a soma das partes.
O cérebro não é o produto da soma de seus neurônios, a emergência da vida é um fenômeno coletivo, nosso planeta e todos os seus habitantes devem ser tratados como uma unidade, em que ações locais podem ter efeitos globais. Uma nova ciência para um novo milênio, onde o reducionismo e o "holismo" se complementarão em nossa descrição do mundo.
especial para a Folha
Se existe algo que nos impressiona ao refletirmos sobre o mundo que nos cerca é sua diversidade: o vivo e o não-vivo, animais e pedras, árvores e nuvens, se desdobram em incontáveis formas, expressões de uma criatividade que nos emociona e inspira
Nós também somos produto dessa criatividade. Ao que tudo indica (pelo menos em nossa vizinhança solar), somos a única espécie capaz refletir sobre si própria e o ambiente que a cerca.
É por meio da ciência que procuramos organizar o que aprendemos sobre a natureza, buscando sempre explicações simples e concretas dos fenômenos que observamos.
De certa forma, podemos medir o sucesso de uma teoria científica pelo seu poder de explicação. Quanto mais completa ela for, maior o número de fenômenos que ela poderá explicar, usando o menor número possível de princípios ou leis.
Historicamente, é na física que encontramos o modelo fundamental para a estruturação das teorias científicas. Durante o século 17, Galileu Galilei e Isaac Newton desenvolveram a mecânica, que estuda o movimento de corpos materiais no espaço. Em seu magnífico livro "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural", publicado em 1687, Newton estruturou toda a mecânica a partir de apenas três leis básicas, as famosas "leis do movimento".
Qualquer movimento que observamos na natureza, seja ele a órbita de um cometa em torno do Sol, a queda de uma gota de chuva ou o movimento de um ciclista em sua bicicleta, pode ser explicado aplicando-se uma ou mais leis de movimento (a mecânica newtoniana falha na descrição de movimentos muito rápidos, com velocidade comparáveis à da luz, ou na descrição de movimentos na escala atômica. Mas nossa vida diária é certamente newtoniana).
Para atingir esse enorme poder descritivo com apenas algumas leis, Newton reduziu o mundo a uma coleção de pontos materiais (como bolas de sinuca) agindo sob a ação de forças. Essa é uma descrição reducionista, uma estratégia amplamente adotada em todas as disciplinas científicas: dividir e simplificar ao máximo um sistema complicado, facilitando assim a descrição de seu comportamento.
O sucesso da descrição newtoniana do mundo foi tão imenso que o reducionismo tornou-se a pedra filosofal da ciência. E, sem dúvida, quando aplicado a outras disciplinas, o reducionismo também foi muito bem-sucedido. Em química, falamos de átomos e moléculas; em biologia, falamos de células e genes; e, em certos ramos da psicologia, falamos de categorias de comportamento ou da quantificação das várias formas de expressão, verbais e corporais.
Sem dúvida, nosso século será lembrado como o século de glória do reducionismo. As nossas vidas hoje são produto de inúmeros avanços em ciência e tecnologia, cujo sucesso é consequência direta da aplicação do reducionismo. Mas nem tudo é um mar de rosas, e esses avanços trazem seríssimos efeitos colaterais, como o poder destrutivo de nossas armas, a poluição desenfreada do meio ambiente, os perigos de manipulação da opinião pública pela exploração dos meios de comunicação. Como dizia o Buda, "onde existe luz, existe sombra".
Os tempos estão mudando; novas direções surgem em ciência, apontando para o oposto do reducionismo: o uso de técnicas globais na descrição de sistemas. Não dividir para entender, mas tratar o comportamento do todo como um todo; o todo é maior do que a soma das partes.
O cérebro não é o produto da soma de seus neurônios, a emergência da vida é um fenômeno coletivo, nosso planeta e todos os seus habitantes devem ser tratados como uma unidade, em que ações locais podem ter efeitos globais. Uma nova ciência para um novo milênio, onde o reducionismo e o "holismo" se complementarão em nossa descrição do mundo.
domingo, 16 de agosto de 1998
Miragens planetárias e fantasias sem base científica
MARCELO GLEISER
especial para a Folha
Às vezes, nossos sentidos podem nos iludir, "criando" imagens ou sons que simplesmente não existem. Quantas vezes nos assustamos com o movimento inesperado de uma sombra projetada contra a parede de nosso quarto, ou com um ruído estranho que não sabemos de onde veio. Quantos "fantasmas" não enfrentei, quando criança, nas trevas de meu quarto...
Aliados a limitações tecnológicas, nossos sentidos também podem criar ilusões e miragens. Vale a pena contar a história dos famosos "Canais Marcianos", que gerou, e de certa forma ainda gera, um enorme sensacionalismo em torno da possibilidade de vida inteligente em Marte.
Em 1877, aproveitando a aproximação de Marte durante um período de ótima visibilidade, o astrônomo italiano Giovanni Schiaparelli (1835-1910) observou certos detalhes do relevo marciano que ele descreveu usando a palavra italiana "canali". Mesmo que Schiaparelli estivesse apenas se referindo a longas depressões ou sulcos na superfície de Marte, certas pessoas acreditaram que o astrônomo italiano houvesse descoberto canais cruzando a superfície do planeta em padrões extremamente regulares.
Rapidamente os canais passaram a ser artificiais, cavados por uma antiga e sábia civilização para trazer água dos pólos para as cidades das áreas equatoriais, que estavam sendo castigadas pela seca. Centenas deles foram "observados" e batizados, mesmo recusando-se a aparecer em fotografias. Aparentemente, técnicas fotográficas, usando longa exposição, perdiam as sutis imagens dos canais devido a flutuações térmicas na atmosfera que comprometiam a visibilidade.
Vários astrônomos de excelente reputação acreditaram na história dos canais. Dentre eles, o milionário e astrônomo amador Percival Lowell (1855-1916) ficou fascinado com a possibilidade de vida inteligente em Marte. Em 1895, Lowell publicou um livro expondo suas idéias com grande convicção e autoridade. Seu entusiasmo foi suficiente para ele fundar um observatório em Flagstaff, no Arizona (EUA), inicialmente dedicado a observações da superfície de Marte. Não foi coincidência o livro "A Guerra dos Mundos", de 1898, de H. G. Wells, sobre uma invasão de marcianos.
Ainda mais dramático foi o programa de rádio produzido por Orson Welles em 1938, alertando os habitantes de Nova Jersey, nos EUA, para a invasão dos marcianos. As transmissões, na forma de boletins de notícias, causaram verdadeiro pânico na população local. Ou seja, as pessoas aceitaram passivamente a existência de uma civilização com tecnologia avançadíssima em Marte, com péssimas intenções com relação à Terra.
É importante analisar alguns dos ângulos dessa história, como o fato de que vários cientistas acreditaram em uma conjectura que não era muito convincente. Cientistas são seres humanos, e, às vezes, o desejo de acreditar em algo é grande o suficiente para afetar seu discernimento. A grande vantagem é que, na ciência, essa condição é geralmente temporária. As sondas Mariner e Viking provaram que os "canais marcianos" não existem. Os vales e antigos leitos de rio que existem são produtos da erosão da superfície marciana.
O que mais preocupa são os danos que a falta de informação científica pode causar. No caso de Marte, muita gente ainda crê que há vida inteligente no planeta mesmo após prova em contrário. Meios de comunicação, muitas vezes interessados apenas em lucros, exploram essa "vontade de acreditar" que todos temos, sem qualquer preocupação com as repercussões que isso possa causar. Uma das missões sociais mais importantes do cientista é divulgar para o público em geral as descobertas e métodos da ciência para evitar pânicos como o de 1938, ou mesmo manifestações de fanatismo religioso baseadas em pseudociência, como as que vêm causando tantos suicídios e mortes pelo mundo inteiro.
especial para a Folha
Às vezes, nossos sentidos podem nos iludir, "criando" imagens ou sons que simplesmente não existem. Quantas vezes nos assustamos com o movimento inesperado de uma sombra projetada contra a parede de nosso quarto, ou com um ruído estranho que não sabemos de onde veio. Quantos "fantasmas" não enfrentei, quando criança, nas trevas de meu quarto...
Aliados a limitações tecnológicas, nossos sentidos também podem criar ilusões e miragens. Vale a pena contar a história dos famosos "Canais Marcianos", que gerou, e de certa forma ainda gera, um enorme sensacionalismo em torno da possibilidade de vida inteligente em Marte.
Em 1877, aproveitando a aproximação de Marte durante um período de ótima visibilidade, o astrônomo italiano Giovanni Schiaparelli (1835-1910) observou certos detalhes do relevo marciano que ele descreveu usando a palavra italiana "canali". Mesmo que Schiaparelli estivesse apenas se referindo a longas depressões ou sulcos na superfície de Marte, certas pessoas acreditaram que o astrônomo italiano houvesse descoberto canais cruzando a superfície do planeta em padrões extremamente regulares.
Rapidamente os canais passaram a ser artificiais, cavados por uma antiga e sábia civilização para trazer água dos pólos para as cidades das áreas equatoriais, que estavam sendo castigadas pela seca. Centenas deles foram "observados" e batizados, mesmo recusando-se a aparecer em fotografias. Aparentemente, técnicas fotográficas, usando longa exposição, perdiam as sutis imagens dos canais devido a flutuações térmicas na atmosfera que comprometiam a visibilidade.
Vários astrônomos de excelente reputação acreditaram na história dos canais. Dentre eles, o milionário e astrônomo amador Percival Lowell (1855-1916) ficou fascinado com a possibilidade de vida inteligente em Marte. Em 1895, Lowell publicou um livro expondo suas idéias com grande convicção e autoridade. Seu entusiasmo foi suficiente para ele fundar um observatório em Flagstaff, no Arizona (EUA), inicialmente dedicado a observações da superfície de Marte. Não foi coincidência o livro "A Guerra dos Mundos", de 1898, de H. G. Wells, sobre uma invasão de marcianos.
Ainda mais dramático foi o programa de rádio produzido por Orson Welles em 1938, alertando os habitantes de Nova Jersey, nos EUA, para a invasão dos marcianos. As transmissões, na forma de boletins de notícias, causaram verdadeiro pânico na população local. Ou seja, as pessoas aceitaram passivamente a existência de uma civilização com tecnologia avançadíssima em Marte, com péssimas intenções com relação à Terra.
É importante analisar alguns dos ângulos dessa história, como o fato de que vários cientistas acreditaram em uma conjectura que não era muito convincente. Cientistas são seres humanos, e, às vezes, o desejo de acreditar em algo é grande o suficiente para afetar seu discernimento. A grande vantagem é que, na ciência, essa condição é geralmente temporária. As sondas Mariner e Viking provaram que os "canais marcianos" não existem. Os vales e antigos leitos de rio que existem são produtos da erosão da superfície marciana.
O que mais preocupa são os danos que a falta de informação científica pode causar. No caso de Marte, muita gente ainda crê que há vida inteligente no planeta mesmo após prova em contrário. Meios de comunicação, muitas vezes interessados apenas em lucros, exploram essa "vontade de acreditar" que todos temos, sem qualquer preocupação com as repercussões que isso possa causar. Uma das missões sociais mais importantes do cientista é divulgar para o público em geral as descobertas e métodos da ciência para evitar pânicos como o de 1938, ou mesmo manifestações de fanatismo religioso baseadas em pseudociência, como as que vêm causando tantos suicídios e mortes pelo mundo inteiro.
domingo, 9 de agosto de 1998
A perspectiva de um Universo inflacionário
MARCELO GLEISER
especial para a Folha
Em economia, o termo inflação, bastante conhecido nosso, significa uma taxa alta de crescimento dos preços e do custo de vida em geral. Em cosmologia, o termo também representa um tipo de aumento mais desenfreado do que em economia: o da taxa de expansão do Universo.
Segundo o modelo do Big Bang, o Universo surgiu de um estado muito quente e denso, há uns 15 bilhões de anos. Ainda não sabemos muito sobre os instantes iniciais de existência do Universo, mas podemos, com confiança, retraçar sua história um segundo após o "bang". Essa confiança não significa que temos todas as respostas e detalhes desde então, mas que temos modelos que descrevem razoavelmente bem como a sopa primordial de partículas, que existia em cerca de um segundo, se transformou no Universo em que vivemos hoje, com estrelas, galáxias e outras estruturas mais complicadas.
Mas uma descrição mais completa da história do Universo deve ser capaz de reconstruir também os primeiros instantes de sua existência. E aqui o modelo do Big Bang encontra sérias dificuldades, incorporadas no que nós (cosmólogos) chamamos de "parâmetros livres", números que são ajustados para que nossos modelos sejam compatíveis com as observações.
Esses parâmetros são relacionados com as limitações atuais do modelo do Big Bang. Por exemplo, o "problema da curvatura ou geometria do Universo", para a qual há três possibilidades. Ele pode ser plano, como a superfície de uma mesa, aberto, como a sela de cavalo, ou fechado, como uma bola (esses três espaços são bidimensionais. É mais fácil visualizar a superfície de uma bola em duas do que em três dimensões!). As três possibilidades são representadas por um parâmetro das equações que descrevem a evolução do Universo. O problema é qual das três devemos escolher.
A curvatura do Universo depende de sua densidade de matéria. Se a densidade for maior do que a chamada "densidade crítica" -cerca de um átomo de hidrogênio por metro cúbico-, o Universo é fechado. Se ela for menor, o Universo é aberto. Se ela for igual à densidade crítica, o Universo é plano. Observações atuais indicam que o Universo é aberto. A densidade de matéria observada, direta e indiretamente, está em torno de 30% da densidade crítica.
Mas essa medição não é nada fácil. É muito possível que a densidade seja maior que o valor medido atualmente. Para muitos cosmólogos, ela deve ser igual à densidade crítica. Sem dúvida, se um número que, em princípio, pode assumir qualquer valor fosse tão próximo de um valor simples (isto é, um), seria tão mais elegante se a Natureza tivesse escolhido esse valor!
Essa expectativa não é apenas estética. É possível mostrar que um Universo aberto ou fechado teria hoje uma densidade muito diferente da que medimos. Portanto, a menos que a Natureza esteja nos escondendo algo óbvio (o que é sempre possível), temos fortes razões para acreditar que o Universo é plano. Mas como explicar isso dentro do modelo do Big Bang?
O norte-americano Alan Guth e outros cosmólogos propõem que o Universo passou por uma fase de expansão muito mais rápida do que a taxa de expansão normal do modelo do Big Bang. Essa fase de expansão "inflacionária", de curtíssima duração, tem importantes consequências para a história do Universo.
Observe a curvatura de uma pequena região na superfície de uma bola. Imagine a bola ser inflada rapidamente. O que acontecerá com a região que você observou? Ela se tornará cada vez mais plana. Segundo Guth, o mesmo aconteceu nos primeiros momentos de existência do Universo. A expansão inflacionária fez com que sua curvatura diminuísse. Na maioria dos modelos, inflação implica um Universo plano, resolvendo o problema da curvatura. Mesmo que a palavra final seja das observações, em cosmologia inflação é coisa boa.
especial para a Folha
Em economia, o termo inflação, bastante conhecido nosso, significa uma taxa alta de crescimento dos preços e do custo de vida em geral. Em cosmologia, o termo também representa um tipo de aumento mais desenfreado do que em economia: o da taxa de expansão do Universo.
Segundo o modelo do Big Bang, o Universo surgiu de um estado muito quente e denso, há uns 15 bilhões de anos. Ainda não sabemos muito sobre os instantes iniciais de existência do Universo, mas podemos, com confiança, retraçar sua história um segundo após o "bang". Essa confiança não significa que temos todas as respostas e detalhes desde então, mas que temos modelos que descrevem razoavelmente bem como a sopa primordial de partículas, que existia em cerca de um segundo, se transformou no Universo em que vivemos hoje, com estrelas, galáxias e outras estruturas mais complicadas.
Mas uma descrição mais completa da história do Universo deve ser capaz de reconstruir também os primeiros instantes de sua existência. E aqui o modelo do Big Bang encontra sérias dificuldades, incorporadas no que nós (cosmólogos) chamamos de "parâmetros livres", números que são ajustados para que nossos modelos sejam compatíveis com as observações.
Esses parâmetros são relacionados com as limitações atuais do modelo do Big Bang. Por exemplo, o "problema da curvatura ou geometria do Universo", para a qual há três possibilidades. Ele pode ser plano, como a superfície de uma mesa, aberto, como a sela de cavalo, ou fechado, como uma bola (esses três espaços são bidimensionais. É mais fácil visualizar a superfície de uma bola em duas do que em três dimensões!). As três possibilidades são representadas por um parâmetro das equações que descrevem a evolução do Universo. O problema é qual das três devemos escolher.
A curvatura do Universo depende de sua densidade de matéria. Se a densidade for maior do que a chamada "densidade crítica" -cerca de um átomo de hidrogênio por metro cúbico-, o Universo é fechado. Se ela for menor, o Universo é aberto. Se ela for igual à densidade crítica, o Universo é plano. Observações atuais indicam que o Universo é aberto. A densidade de matéria observada, direta e indiretamente, está em torno de 30% da densidade crítica.
Mas essa medição não é nada fácil. É muito possível que a densidade seja maior que o valor medido atualmente. Para muitos cosmólogos, ela deve ser igual à densidade crítica. Sem dúvida, se um número que, em princípio, pode assumir qualquer valor fosse tão próximo de um valor simples (isto é, um), seria tão mais elegante se a Natureza tivesse escolhido esse valor!
Essa expectativa não é apenas estética. É possível mostrar que um Universo aberto ou fechado teria hoje uma densidade muito diferente da que medimos. Portanto, a menos que a Natureza esteja nos escondendo algo óbvio (o que é sempre possível), temos fortes razões para acreditar que o Universo é plano. Mas como explicar isso dentro do modelo do Big Bang?
O norte-americano Alan Guth e outros cosmólogos propõem que o Universo passou por uma fase de expansão muito mais rápida do que a taxa de expansão normal do modelo do Big Bang. Essa fase de expansão "inflacionária", de curtíssima duração, tem importantes consequências para a história do Universo.
Observe a curvatura de uma pequena região na superfície de uma bola. Imagine a bola ser inflada rapidamente. O que acontecerá com a região que você observou? Ela se tornará cada vez mais plana. Segundo Guth, o mesmo aconteceu nos primeiros momentos de existência do Universo. A expansão inflacionária fez com que sua curvatura diminuísse. Na maioria dos modelos, inflação implica um Universo plano, resolvendo o problema da curvatura. Mesmo que a palavra final seja das observações, em cosmologia inflação é coisa boa.
domingo, 2 de agosto de 1998
"Armageddon", palco da independência ou da morte
MARCELO GLEISER
especial para a Folha
Dia 4 de Julho é uma data especial nos EUA. É o Dia da Independência. O país inteiro se incha de patriotismo, bandeiras americanas adornam casas e jardins e as cores azul, vermelha e branca predominam nas festividades. Ao anoitecer, as pessoas se reúnem na praça central da cidade para assistir aos fogos de artifício decorando os céus com suas explosões multicoloridas e comoventes.
Recentemente, uma outra tradição passou a ser parte do Dia 4 de Julho: o lançamento de filmes cataclísmicos, de ameaça de destruição total da espécie humana e da Terra. Ano passado foi o lançamento de "Independence Day", com seres extraterrestres que tentam dominar o mundo, destruindo grandes cidades, pessoas morrendo por todo o lado como míseros insetos perante a absurda força de uma tecnologia de destruição que transforma nossas armas nucleares em meros "fogos de artifício".
Esse ano foi a vez do filme "Armageddon". O termo, que vem do Apocalipse, no Novo Testamento, indica o local do confronto entre as forças do bem e do mal no Juízo Final. Hollywood transpôs o apocalipse para a astrofísica, o Armageddon sendo o planeta inteiro, ameaçado de destruição pelo impacto com um asteróide "do tamanho do Texas". Segundo o diretor da Nasa (agência espacial dos EUA), "esse asteróide é o que chamamos de "destruidor global'. Nem mesmo bactérias sobreviveriam ao impacto e à era glacial que se seguiria".
O filme é (no mínimo) o terceiro de uma linha sobre o perigo do impacto com um asteróide. Lembro-me de pelo menos dois outros, "Asteróide" ("Asteroid", EUA, 1997) e o recente "Impacto Profundo" ("Deep Impact", EUA, 1998). Nesses filmes, heróis americanos (claro!) salvam o mundo e restauram a paz e a possibilidade de sermos livres para continuarmos a celebrar o Dia da Independência com paradas e fogos de artifício.
O filme "Armageddon" é carregado de simbolismo religioso e social. Os heróis que salvam o mundo (acho que não estou estragando a curiosidade do leitor que irá assistir ao filme. Claro que o mundo é salvo no final!) são profissionais especializados em prospecção de petróleo, capazes de cavar buracos em qualquer terreno. Em uma missão semidesesperada (como o ritmo absurdamente histérico do filme), eles são transportados em espaçonaves que se parecem com anjos para implantar um explosivo nuclear dentro do asteróide, um monstro metálico, negro e austero, um pesadelo visual digno da região mais inóspita do inferno. A ameaça dos asteróides é real. Mas não é a única.
Enquanto Hollywood nos faz olhar para os céus em busca de novos inimigos, algo de aterrorizador está acontecendo aqui na Terra mesmo: as mudanças climáticas devido à deposição absurdamente elevada de gases poluentes na nossa atmosfera.
Cientistas do mundo inteiro vêm alertando as autoridades políticas dos perigos dessas alterações climáticas: chuvas torrenciais, enchentes e secas devastadoras seguidas de incêndios, exatamente como os que estão acontecendo agora na Flórida. Invernos quentes (como o do ano passado no Hemisfério Norte) e verões chuvosos arruinarão a produção agrícola, e o degelo das calotas polares irá elevar o nível dos oceanos, causando sérios danos às comunidades de beira-mar.
Oponentes de modelos do efeito estufa citam flutuações estatísticas como a causa desses incidentes "isolados". Mas os incidentes climáticos recentes, talvez até o El Niño, não são incidentes isolados. São manifestações de um desequilíbrio climático potencialmente irreversível.
Está na hora de tomarmos conta da nossa casa, de nos defender não dos inimigos que vêm do espaço, mas dos que não medem as consequências de seus atos ou de sua ganância. Caso contrário, seremos nós os causadores do "Armageddon". E, desse, nem mesmo os heróis de Hollywood poderão nos salvar.
especial para a Folha
Dia 4 de Julho é uma data especial nos EUA. É o Dia da Independência. O país inteiro se incha de patriotismo, bandeiras americanas adornam casas e jardins e as cores azul, vermelha e branca predominam nas festividades. Ao anoitecer, as pessoas se reúnem na praça central da cidade para assistir aos fogos de artifício decorando os céus com suas explosões multicoloridas e comoventes.
Recentemente, uma outra tradição passou a ser parte do Dia 4 de Julho: o lançamento de filmes cataclísmicos, de ameaça de destruição total da espécie humana e da Terra. Ano passado foi o lançamento de "Independence Day", com seres extraterrestres que tentam dominar o mundo, destruindo grandes cidades, pessoas morrendo por todo o lado como míseros insetos perante a absurda força de uma tecnologia de destruição que transforma nossas armas nucleares em meros "fogos de artifício".
Esse ano foi a vez do filme "Armageddon". O termo, que vem do Apocalipse, no Novo Testamento, indica o local do confronto entre as forças do bem e do mal no Juízo Final. Hollywood transpôs o apocalipse para a astrofísica, o Armageddon sendo o planeta inteiro, ameaçado de destruição pelo impacto com um asteróide "do tamanho do Texas". Segundo o diretor da Nasa (agência espacial dos EUA), "esse asteróide é o que chamamos de "destruidor global'. Nem mesmo bactérias sobreviveriam ao impacto e à era glacial que se seguiria".
O filme é (no mínimo) o terceiro de uma linha sobre o perigo do impacto com um asteróide. Lembro-me de pelo menos dois outros, "Asteróide" ("Asteroid", EUA, 1997) e o recente "Impacto Profundo" ("Deep Impact", EUA, 1998). Nesses filmes, heróis americanos (claro!) salvam o mundo e restauram a paz e a possibilidade de sermos livres para continuarmos a celebrar o Dia da Independência com paradas e fogos de artifício.
O filme "Armageddon" é carregado de simbolismo religioso e social. Os heróis que salvam o mundo (acho que não estou estragando a curiosidade do leitor que irá assistir ao filme. Claro que o mundo é salvo no final!) são profissionais especializados em prospecção de petróleo, capazes de cavar buracos em qualquer terreno. Em uma missão semidesesperada (como o ritmo absurdamente histérico do filme), eles são transportados em espaçonaves que se parecem com anjos para implantar um explosivo nuclear dentro do asteróide, um monstro metálico, negro e austero, um pesadelo visual digno da região mais inóspita do inferno. A ameaça dos asteróides é real. Mas não é a única.
Enquanto Hollywood nos faz olhar para os céus em busca de novos inimigos, algo de aterrorizador está acontecendo aqui na Terra mesmo: as mudanças climáticas devido à deposição absurdamente elevada de gases poluentes na nossa atmosfera.
Cientistas do mundo inteiro vêm alertando as autoridades políticas dos perigos dessas alterações climáticas: chuvas torrenciais, enchentes e secas devastadoras seguidas de incêndios, exatamente como os que estão acontecendo agora na Flórida. Invernos quentes (como o do ano passado no Hemisfério Norte) e verões chuvosos arruinarão a produção agrícola, e o degelo das calotas polares irá elevar o nível dos oceanos, causando sérios danos às comunidades de beira-mar.
Oponentes de modelos do efeito estufa citam flutuações estatísticas como a causa desses incidentes "isolados". Mas os incidentes climáticos recentes, talvez até o El Niño, não são incidentes isolados. São manifestações de um desequilíbrio climático potencialmente irreversível.
Está na hora de tomarmos conta da nossa casa, de nos defender não dos inimigos que vêm do espaço, mas dos que não medem as consequências de seus atos ou de sua ganância. Caso contrário, seremos nós os causadores do "Armageddon". E, desse, nem mesmo os heróis de Hollywood poderão nos salvar.
domingo, 26 de julho de 1998
A lança de Arquitas e a geometria do Universo
MARCELO GLEISER
especial para a Folha
Onde "fica" o Universo? Qual é sua estrutura geométrica? Essas perguntas não são nada novas. Os antigos acreditavam que o fim do mundo era o fim da Terra, que se caminhássemos em linha reta, chegaríamos à sua borda. Como responderíamos hoje à pergunta: "O fim do mundo é o fim do Universo; se viajarmos sempre em linha reta, chegaremos à sua borda?". Por trás dessas perguntas se escondem mais de 2.500 anos de reflexão filosófica, religiosa e científica.
Até recentemente, era comum afirmar que o Universo está contido no espaço. Afinal, como podemos conceber algo que não exista "dentro" do espaço e com alguma duração temporal?
Tudo à nossa volta, de objetos inanimados a seres vivos, existe dentro de alguma região do espaço e durante certo intervalo de tempo. Falamos de uma gota de orvalho em uma flor de maracujá (sua posição), que se formou durante a madrugada (o início de sua "existência") e que será absorvida pela planta ou cairá na terra (o fim da "existência"). Ou falamos de algum parente que viveu durante 80 anos na mesma casa no interior.
Já que tudo ao nosso redor existe no espaço e no tempo, é natural pensarmos que o mesmo acontece com o Universo. Mas, se isso for verdade, o espaço que "contém" o Universo também deve ser parte dele, certo? E, se imaginarmos outro universo à sua volta, caímos em um círculo vicioso: o Universo passa a ser feito de universos sucessivamente dentro de universos. Parece que o problema aqui é com a idéia de que o Universo tem bordas. Se o imaginarmos sem bordas, o problema fica bem mais simples. Mas como?
Alguém que viaje sempre em linha reta chegará eventualmente à borda do mundo. E se ela atirar uma lança na direção dessa borda? O que acontecerá com a lança? Esse enigma, conhecido como o enigma de Arquitas, filósofo pitagórico do século 4 a.C., amigo de Platão, abriu as portas para um Universo infinito. Mas muito lentamente.
Várias respostas a esse enigma foram propostas no decorrer dos séculos. A mais antiga dizia simplesmente que a lança ricochetearia no muro que marca o fim do mundo. Já os atomistas, no século 5 a.C., usaram esse enigma para argumentar a favor de um mundo infinito. Nas palavras de Lucrécio, o poeta romano que escreveu a mais bela defesa da racionalidade científica contra a superstição causada pela ignorância: "Bem, onde vai parar a lança? Onde quer que você ponha o fim de todas as coisas, eu te perguntarei "e então, o que acontece com a lança?' Aprenda, portanto, que o Universo é infinito em todas as direções".
No final da Idade Média, Nicolau de Cusa usou argumentos teológicos para provar que o Universo não tem um centro físico ou bordas. Segundo Cusa, como o centro de um Universo esférico era um ponto perfeito, ele só poderia ser ocupado por Deus. Giordano Bruno, cujo trágico fim nas mãos da Inquisição permanecerá para sempre como símbolo da opressão contra a liberdade de expressão, acreditava não só que o Universo era infinito, mas também que ele era ocupado por infinitos mundos. Mesmo assim, o Universo fechado da teologia medieval cristã sobreviveria até a chegada da nova ciência, nas mãos de Galileu, Kepler e Newton, no século 17.
Hoje sabemos que o Universo não tem borda ou centro. Se caminharmos na superfície da bola, jamais encontraremos uma borda. O mesmo se dá com o Universo, que pode ser fechado, como a superfície de uma "bola em três dimensões" (nem de olhos fechados dá para visualizar isso), ou aberto, como uma "mesa ou uma sela de cavalo" em três dimensões (idem!).
Em um Universo aberto, a lança de Arquitas se perderia no infinito, enquanto em um Universo fechado, ela atingiria suas costas. Mas isso só ocorrerá quando o Universo implodir sobre si mesmo, nos instantes finais de sua existência.
especial para a Folha
Onde "fica" o Universo? Qual é sua estrutura geométrica? Essas perguntas não são nada novas. Os antigos acreditavam que o fim do mundo era o fim da Terra, que se caminhássemos em linha reta, chegaríamos à sua borda. Como responderíamos hoje à pergunta: "O fim do mundo é o fim do Universo; se viajarmos sempre em linha reta, chegaremos à sua borda?". Por trás dessas perguntas se escondem mais de 2.500 anos de reflexão filosófica, religiosa e científica.
Até recentemente, era comum afirmar que o Universo está contido no espaço. Afinal, como podemos conceber algo que não exista "dentro" do espaço e com alguma duração temporal?
Tudo à nossa volta, de objetos inanimados a seres vivos, existe dentro de alguma região do espaço e durante certo intervalo de tempo. Falamos de uma gota de orvalho em uma flor de maracujá (sua posição), que se formou durante a madrugada (o início de sua "existência") e que será absorvida pela planta ou cairá na terra (o fim da "existência"). Ou falamos de algum parente que viveu durante 80 anos na mesma casa no interior.
Já que tudo ao nosso redor existe no espaço e no tempo, é natural pensarmos que o mesmo acontece com o Universo. Mas, se isso for verdade, o espaço que "contém" o Universo também deve ser parte dele, certo? E, se imaginarmos outro universo à sua volta, caímos em um círculo vicioso: o Universo passa a ser feito de universos sucessivamente dentro de universos. Parece que o problema aqui é com a idéia de que o Universo tem bordas. Se o imaginarmos sem bordas, o problema fica bem mais simples. Mas como?
Alguém que viaje sempre em linha reta chegará eventualmente à borda do mundo. E se ela atirar uma lança na direção dessa borda? O que acontecerá com a lança? Esse enigma, conhecido como o enigma de Arquitas, filósofo pitagórico do século 4 a.C., amigo de Platão, abriu as portas para um Universo infinito. Mas muito lentamente.
Várias respostas a esse enigma foram propostas no decorrer dos séculos. A mais antiga dizia simplesmente que a lança ricochetearia no muro que marca o fim do mundo. Já os atomistas, no século 5 a.C., usaram esse enigma para argumentar a favor de um mundo infinito. Nas palavras de Lucrécio, o poeta romano que escreveu a mais bela defesa da racionalidade científica contra a superstição causada pela ignorância: "Bem, onde vai parar a lança? Onde quer que você ponha o fim de todas as coisas, eu te perguntarei "e então, o que acontece com a lança?' Aprenda, portanto, que o Universo é infinito em todas as direções".
No final da Idade Média, Nicolau de Cusa usou argumentos teológicos para provar que o Universo não tem um centro físico ou bordas. Segundo Cusa, como o centro de um Universo esférico era um ponto perfeito, ele só poderia ser ocupado por Deus. Giordano Bruno, cujo trágico fim nas mãos da Inquisição permanecerá para sempre como símbolo da opressão contra a liberdade de expressão, acreditava não só que o Universo era infinito, mas também que ele era ocupado por infinitos mundos. Mesmo assim, o Universo fechado da teologia medieval cristã sobreviveria até a chegada da nova ciência, nas mãos de Galileu, Kepler e Newton, no século 17.
Hoje sabemos que o Universo não tem borda ou centro. Se caminharmos na superfície da bola, jamais encontraremos uma borda. O mesmo se dá com o Universo, que pode ser fechado, como a superfície de uma "bola em três dimensões" (nem de olhos fechados dá para visualizar isso), ou aberto, como uma "mesa ou uma sela de cavalo" em três dimensões (idem!).
Em um Universo aberto, a lança de Arquitas se perderia no infinito, enquanto em um Universo fechado, ela atingiria suas costas. Mas isso só ocorrerá quando o Universo implodir sobre si mesmo, nos instantes finais de sua existência.
Assinar:
Postagens (Atom)