MARCELO GLEISER
especial para a Folha
O grande astrônomo dinamarquês Tycho Brahe tinha grandes problemas com seu nariz. Na verdade, seus problemas não eram pelo nariz, mas por sua falta; um golpe da espada de seu primo em um duelo levou-lhe a maior parte do nariz. Como não ter nariz não era aceitável para a corte dinamarquesa, ele moldou um a partir de uma amálgama metálica, cuja composição ele variava de tempos em tempos em seu laboratório.
Aparentemente, Tycho sofria muito com seu nariz; não só a visão de uma pessoa com um nariz metálico era, mesmo no século 16, bastante aterrorizante, como o contato da amálgama com a pele era muito desconfortável. Daí que Tycho procurava continuamente por uma fórmula mais suave para seu rosto. Na noite de 11 de novembro de 1572, quando voltava de seu laboratório alquímico, Tycho viu algo inesperado: aparentemente, uma nova estrela surgira na constelação de Cassiopéia, que tem a forma de um "W" (ou talvez um "M", dependendo do ângulo e da pessoa que a observa).
Na época, a idéia de que uma nova estrela poderia surgir nos céus era absurda. De acordo com a filosofia aristotélica, que ainda dominava o meio acadêmico, os céus eram imutáveis, qualquer transformação sendo relegada à esfera abaixo da órbita lunar. Ora, como uma estrela poderia então surgir do nada? Tycho demonstrou que a "estrela nova" estava muito além da órbita lunar. Mais ainda, essa "estrela" era especial, pois era visível até durante o dia! Ele acompanhou a estrela durante os quatro meses em que ela permaneceu visível a olho nu. (O telescópio só foi usado metodicamente em astronomia a partir de 1609).
Tycho havia observado uma explosão de supernova, o evento que marca a "morte" de estrelas com massas consideravelmente maiores do que a massa do Sol. Suas observações contribuíram para a lenta demolição do edifício aristotélico, abrindo as portas para uma nova astronomia, em que mudanças caracterizam não só os objetos celestes, de planetas a galáxias, mas o próprio Universo. Essa visão dinâmica se deve principalmente à existência de instrumentos cada vez mais poderosos, que permitiram observar fenômenos celestes a distâncias cada vez maiores e com precisão também maior. Essa corrida por visões cada vez mais distantes e precisas é uma busca sem fim, uma metáfora da nossa curiosidade em conhecer as esquinas mais reclusas do Universo que habitamos.
Recentemente, a Nasa, agência espacial dos EUA, lançou um poderoso telescópio, cuja órbita chega a distâncias até 1/3 da distância entre a Terra e a Lua. Esse telescópio difere dos telescópios orbitais, como o Hubble, pois ele não "vê" o Universo dentro de seu espectro visível; conhecido como "Chandra" -em homenagem ao astrofísico indiano Subrahmanyan Chandrasekhar (realmente, não dava para usar o nome inteiro), cujas contribuições foram fundamentais para a compreensão dos processos que determinam a estrutura e o colapso de uma estrela-, esse telescópio produz imagens em raios X, revelando processos que são invisíveis a olho nu.
Posso imaginar a alegria de Tycho Brahe, hoje na parte do Paraíso reservada aos grandes astrônomos, ao saber que a primeira imagem do Chandra foi também de uma supernova em Cassiopéia (não a mesma). E os resultados não poderiam ter sido melhores; as imagens revelam as ondas de material expelido durante a explosão, hoje viajando a velocidades de cerca de 15 milhões de quilômetros por hora. A propagação das ondas mostra como a matéria se espalha pelo espaço interestelar, que é o mecanismo aceito hoje para explicar a distribuição de elementos químicos na galáxia; os mais pesados são produzidos nos momentos finais do colapso que marca o fim da estrela, sendo então distribuídos pelo espaço. O ditado que afirma sermos poeira das estrelas é perfeitamente correto. Inclusive o nariz metálico de Tycho.
sábado, 3 de outubro de 1998
quinta-feira, 1 de outubro de 1998
Velocidade da informação desafia educação moderna
MARCELO GLEISER
especial para a Folha
Nós vivemos em um mundo cada vez mais globalizado, numa era onde as pessoas são atacadas por todos os lados com uma quantidade enorme de informação. As barreiras entre os povos e as culturas são constantemente perfuradas (mas quase nunca vencidas) pela força da mídia e do consumismo desenfreado. Hoje em dia, nada mais comum do que vermos um beduíno em seu camelo, com sua calça Levis e óculos Giorgio Armani, entoando uma canção de Elton John. Na testa do camelo, em árabe, vemos a escrita "Lady Di, nós te amamos".
OK, talvez eu esteja exagerando um pouco. Mas, sem dúvida, é indiscutível a importância que o controle dos meios de informação têm na sociedade moderna. E o mais impressionante é a velocidade com que essa informação é disseminada. Bilhões de pessoas em todo o mundo assistiram à final da Copa (infelizmente), e várias centenas de milhões participam rotineiramente de guerras ou da humilhação de presidentes, sentados confortavelmente em suas salas de estar.
Parece mentira que foi apenas em 1886 que as primeiras ondas de rádio foram geradas no laboratório pelo grande físico alemão Heinrich Hertz, ou que a primeira transmissão telegráfica através do oceano Atlântico foi enviada em 1901 pelo italiano Guglielmo Marconi. Atualmente, a disseminação de informação conta com toda uma rede de satélites, que, juntamente com incontáveis antenas de transmissão, cobrem praticamente toda a superfície do planeta.
Essa globalização da informação implica necessariamente a detenção do poder pelas pessoas com acesso, ou, mais ainda, pelas pessoas que criam e disseminam essa informação. Lembro-me do recente filme americano "Mera Coincidência" ("Wag the Dog"), em que um "tycoon" de Hollywood é chamado para desviar a atenção do público americano dos escândalos sexuais do presidente durante a campanha eleitoral (bastante profético, aliás, esse filme...). A solução dos produtores foi simples: inventar uma guerra em um país remoto para sensibilizar a opinião pública.
Informação é poder. E, sem educação, não é possível ter acesso à informação. Mas, simples acesso à informação não é tudo. É necessário que saibamos refletir ativamente sobre a informação recebida, e não só recebê-la passivamente. Caso contrário, podemos nos tornar alvo de uma "realidade fabricada", como aquela apresentada comicamente no filme.
Daí o papel do educador, não só de transmitir informação, mas também de convidar sua audiência à reflexão, ensinando tanto os métodos necessários para tal como também a arte de duvidar. Educação é um processo de colaboração ativa entre o educador e sua audiência. Na minha opinião, o educador mais bem-sucedido é aquele que desperta em sua audiência o desejo de querer sempre aprender mais e a capacidade de criticar racionalmente aquilo que se está aprendendo. Sob esse prisma, a educação moderna pode não só se beneficiar do fácil acesso à informação, como também "filtrar" a desinformação.
A globalização da informação provoca uma fragilidade em sua própria audiência. Nós nos tornamos alvo em uma galeria de tiro e só podemos nos safar se soubermos pensar por nós mesmos. Uma sociedade educada é a que poderá tomar decisões que afetam seu futuro de modo coerente. Eis aqui alguns exemplos, ligados à educação científica. Devemos ou não interceder nas pesquisas da engenharia genética, que, com o desenvolvimento de processos de clonagem ou de cirurgia genética em fetos, levanta sérias questões éticas para a sociedade? Devemos ou não apoiar o desenvolvimento de tecnologias nucleares no espaço? Devemos ou não interceder junto ao governo para um maior controle da emissão de gases industriais, de modo a evitar graves mudanças climáticas no futuro? E os asteróides? Vão cair ou não em nossas cabeças?
Marcelo Gleiser é professor de física teórica do
domingo, 27 de setembro de 1998
Em defesa do Big Bang
MARCELO GLEISER
especial para a Folha
Quando dou palestras sobre o Big Bang, uma das perguntas mais comuns é: "Mas como vocês podem saber se esse modelo está certo? Que provas existem?". Por incrível que pareça, não é só o público não-especializado que faz essa pergunta. Mesmo entre físicos a cosmologia é vista com uma certa suspeita.
Há razões para esse ceticismo. A história da cosmologia moderna é marcada por episódios que sem dúvida contribuíram para levantar as suspeitas. Um dos mais famosos aconteceu logo no início dessa disciplina. Em 1929, o astrônomo americano Edwin Hubble descobriu que o Universo está em expansão. Essa incrível descoberta é baseada em um efeito muito familiar, chamado de efeito Doppler. Quando uma fonte de som se aproxima, como uma sirene ou buzina, notamos que o tom sobe para frequências mais agudas; quando ela se afasta, o tom desce para frequências mais graves.
Esse fenômeno não é apenas típico de ondas de som. O mesmo ocorre para ondas de luz. Quando uma fonte luminosa se afasta, sua cor se desloca para o vermelho, que tem menor frequência; quando ela se aproxima, sua cor se desloca para o azul. Hubble percebeu que a luz de galáxias distantes se deslocava para o vermelho. Ele concluiu que as galáxias estão se afastando de nós, devido à expansão do Universo. Uma imagem muito usada é a de um balão com pontos pretos pintados em sua superfície. Quando o balão expande, os pontos se afastam uns dos outros. O mesmo acontece com as galáxias, "carregadas" pela expansão do Universo.
Bem, pensou Hubble, se as galáxias estão se afastando umas das outras com uma certa velocidade, em algum momento no passado elas estavam todas concentradas em um volume muito pequeno. Usando suas medidas, Hubble estimou que esse momento ocorreu há 2 bilhões de anos. Essa foi a primeira medida concreta da idade do Universo.
O problema é que já se sabia na época que a Terra tinha mais de 4 bilhões de anos. Como o Universo pode ser mais jovem do que a Terra? Esse foi um dos primeiros embaraços da cosmologia moderna. Sua resolução apareceu no início dos anos 50, quando medidas mais precisas do que as de Hubble mostraram que o Universo tinha no mínimo 10 bilhões de anos.
Esse tipo de problema não aparece só em cosmologia. É comum que medidas muito difíceis de ser efetuadas causem controvérsia. Na verdade, controvérsia é muito saudável em ciência, já que é a partir de uma atitude cética que se evitam erros e futuros embaraços. Mas, em cosmologia, a grandiosidade das questões aumenta o potencial para controvérsias e embaraços.
Em 1948, quando o modelo do Big Bang foi proposto, um grupo de físicos ingleses sugeriu outro modelo cosmológico, o modelo do "estado padrão". Segundo esse modelo, o Universo não teve nem início nem fim, mas sim uma existência eterna. Os dois grupos duelaram (academicamente, claro) por quase 20 anos, debatendo se o Universo está em expansão após uma origem muito densa e quente (Big Bang) ou se ele está em expansão, mas sem uma origem densa e quente (estado padrão).
Em 1965, dois astrofísicos americanos, procurando por sinais de rádio provenientes do espaço com uma enorme antena, descobriram um persistente chiado, um ruído que interferia com suas medidas. Ficou claro que o ruído vinha de todas as direções do céu e que não era causado por fontes terrestres.
Consultando seus colegas, o par constatou que esse ruído era previsto pelo modelo do Big Bang: microondas causadas durante a formação dos primeiros átomos, quando o Universo tinha apenas 300 mil anos. O "chiado" é uma fotografia do Universo quando bebê, um fóssil de sua infância. O Big Bang passou a ser o modelo aceito para descrever a evolução do Universo, e a cosmologia, pelo menos para a maioria dos físicos, deixou de ser objeto de suspeita.
especial para a Folha
Quando dou palestras sobre o Big Bang, uma das perguntas mais comuns é: "Mas como vocês podem saber se esse modelo está certo? Que provas existem?". Por incrível que pareça, não é só o público não-especializado que faz essa pergunta. Mesmo entre físicos a cosmologia é vista com uma certa suspeita.
Há razões para esse ceticismo. A história da cosmologia moderna é marcada por episódios que sem dúvida contribuíram para levantar as suspeitas. Um dos mais famosos aconteceu logo no início dessa disciplina. Em 1929, o astrônomo americano Edwin Hubble descobriu que o Universo está em expansão. Essa incrível descoberta é baseada em um efeito muito familiar, chamado de efeito Doppler. Quando uma fonte de som se aproxima, como uma sirene ou buzina, notamos que o tom sobe para frequências mais agudas; quando ela se afasta, o tom desce para frequências mais graves.
Esse fenômeno não é apenas típico de ondas de som. O mesmo ocorre para ondas de luz. Quando uma fonte luminosa se afasta, sua cor se desloca para o vermelho, que tem menor frequência; quando ela se aproxima, sua cor se desloca para o azul. Hubble percebeu que a luz de galáxias distantes se deslocava para o vermelho. Ele concluiu que as galáxias estão se afastando de nós, devido à expansão do Universo. Uma imagem muito usada é a de um balão com pontos pretos pintados em sua superfície. Quando o balão expande, os pontos se afastam uns dos outros. O mesmo acontece com as galáxias, "carregadas" pela expansão do Universo.
Bem, pensou Hubble, se as galáxias estão se afastando umas das outras com uma certa velocidade, em algum momento no passado elas estavam todas concentradas em um volume muito pequeno. Usando suas medidas, Hubble estimou que esse momento ocorreu há 2 bilhões de anos. Essa foi a primeira medida concreta da idade do Universo.
O problema é que já se sabia na época que a Terra tinha mais de 4 bilhões de anos. Como o Universo pode ser mais jovem do que a Terra? Esse foi um dos primeiros embaraços da cosmologia moderna. Sua resolução apareceu no início dos anos 50, quando medidas mais precisas do que as de Hubble mostraram que o Universo tinha no mínimo 10 bilhões de anos.
Esse tipo de problema não aparece só em cosmologia. É comum que medidas muito difíceis de ser efetuadas causem controvérsia. Na verdade, controvérsia é muito saudável em ciência, já que é a partir de uma atitude cética que se evitam erros e futuros embaraços. Mas, em cosmologia, a grandiosidade das questões aumenta o potencial para controvérsias e embaraços.
Em 1948, quando o modelo do Big Bang foi proposto, um grupo de físicos ingleses sugeriu outro modelo cosmológico, o modelo do "estado padrão". Segundo esse modelo, o Universo não teve nem início nem fim, mas sim uma existência eterna. Os dois grupos duelaram (academicamente, claro) por quase 20 anos, debatendo se o Universo está em expansão após uma origem muito densa e quente (Big Bang) ou se ele está em expansão, mas sem uma origem densa e quente (estado padrão).
Em 1965, dois astrofísicos americanos, procurando por sinais de rádio provenientes do espaço com uma enorme antena, descobriram um persistente chiado, um ruído que interferia com suas medidas. Ficou claro que o ruído vinha de todas as direções do céu e que não era causado por fontes terrestres.
Consultando seus colegas, o par constatou que esse ruído era previsto pelo modelo do Big Bang: microondas causadas durante a formação dos primeiros átomos, quando o Universo tinha apenas 300 mil anos. O "chiado" é uma fotografia do Universo quando bebê, um fóssil de sua infância. O Big Bang passou a ser o modelo aceito para descrever a evolução do Universo, e a cosmologia, pelo menos para a maioria dos físicos, deixou de ser objeto de suspeita.
domingo, 20 de setembro de 1998
A cosmologia e a origem da matéria
MARCELO GLEISER
especial para a Folha
Uma das questões mais profundas sobre o Universo é talvez uma das mais simples: Por que existe algo em vez de nada? Essa pergunta, tão antiga quanto a história nos permite saber, foi inicialmente respondida por meio da religião. Várias culturas criaram histórias, mitos de criação, com explicações sobre a existência do mundo material.
Como não podia deixar de ser, a cosmologia moderna também oferece explicações para a existência material do Universo, obviamente sem alçar mão de uma força sobrenatural. O que distingue as propostas modernas das anteriores é que elas são idéias testáveis, ou seja, elas obedecem aos rigorosos testes aplicados a teorias científicas, antes (e mesmo depois) de essas serem aceitas como explicações viáveis dos fenômenos naturais. Das várias explicações propostas, apenas uma (ou nenhuma!) será confirmada no futuro, por meio de observações e experimentos.
A idéia mais promissora, segundo este colunista, vem de uma modificação do modelo do Big Bang conhecida como universo inflacionário. O modelo do Big Bang descreve o Universo surgindo, há aproximadamente 15 bilhões de anos, de um estado extremamente denso e quente. Mas o que é esse estado inicial, denso e muito quente? Segundo o modelo inflacionário, no início nenhum tipo de matéria existia no Universo. Não existiam elétrons, fótons, prótons ou seus constituintes conhecidos como quarks. Apenas o que chamamos de "energia de vácuo" existia. O leitor pode pensar que "energia de vácuo é só um nome científico para Deus!". Nada disso. Vácuo significa o estado de menor energia possível de um sistema de partículas, em geral um estado "vazio", em que não há partículas de qualquer tipo. O vácuo da física é um nada material.
Como nos ensina a mecânica quântica, o vácuo absoluto, a ausência total de energia, não existe. Existirão sempre pequenas flutuações de energia, como pequenas ondas na superfície do mar, que podem, por instantes, ser transformadas em partículas, como explica a relação E=mc2. Essa dança de transformação de energia em partícula e de volta ao vácuo é chamada de flutuação de vácuo. Em física de partículas, o vazio absoluto não existe.
As teorias que descrevem como as partículas de matéria interagem admitem, em geral, dois (ou mais) tipos de vácuo, chamados de vácuo verdadeiro e vácuo falso. O vácuo falso é instável e, após algum tempo, "decai" no vácuo verdadeiro. Um exemplo familiar desse tipo de transformação ocorre quando resfriamos rapidamente o vapor d'água abaixo de seu ponto de condensação, de 100C. O vapor, nesse estado super-resfriado, está em seu vácuo falso. Aos poucos, gotas de água irão se formar em seu interior, e o vapor resfriado irá se transformar em água -o vácuo verdadeiro em temperaturas abaixo de 100C (mas acima de 0C!). Ao decair, o vácuo falso libera uma grande quantidade de calor.
Segundo o modelo inflacionário, o Universo primordial também surgiu de um estado de vácuo falso. Durante esse estágio, ele expandiu de forma extremamente rápida, daí o nome inflacionário. Após algum tempo, o vácuo falso decaiu e o Universo passou a habitar seu vácuo verdadeiro, como a água em seu estado líquido. Durante a passagem de um vácuo a outro, que é extremamente dramática e objeto de pesquisa deste colunista, uma quantidade enorme de calor foi liberada. Esse, segundo o modelo, é o calor do Big Bang! Para o Universo inflacionário, o Big Bang é produto do decaimento do Universo de seu vácuo falso em seu vácuo verdadeiro.
Resta compreendermos por que o Universo iniciou sua existência no estado instável. Várias idéias foram propostas, e algumas delas serão testadas nos próximos anos por meio de uma vasta rede de experimentos e observações astronômicas. Como toda boa teoria científica, a decisão final não fica por conta de sua beleza ou de nossa fé, mas por conta dos dados experimentais.
especial para a Folha
Uma das questões mais profundas sobre o Universo é talvez uma das mais simples: Por que existe algo em vez de nada? Essa pergunta, tão antiga quanto a história nos permite saber, foi inicialmente respondida por meio da religião. Várias culturas criaram histórias, mitos de criação, com explicações sobre a existência do mundo material.
Como não podia deixar de ser, a cosmologia moderna também oferece explicações para a existência material do Universo, obviamente sem alçar mão de uma força sobrenatural. O que distingue as propostas modernas das anteriores é que elas são idéias testáveis, ou seja, elas obedecem aos rigorosos testes aplicados a teorias científicas, antes (e mesmo depois) de essas serem aceitas como explicações viáveis dos fenômenos naturais. Das várias explicações propostas, apenas uma (ou nenhuma!) será confirmada no futuro, por meio de observações e experimentos.
A idéia mais promissora, segundo este colunista, vem de uma modificação do modelo do Big Bang conhecida como universo inflacionário. O modelo do Big Bang descreve o Universo surgindo, há aproximadamente 15 bilhões de anos, de um estado extremamente denso e quente. Mas o que é esse estado inicial, denso e muito quente? Segundo o modelo inflacionário, no início nenhum tipo de matéria existia no Universo. Não existiam elétrons, fótons, prótons ou seus constituintes conhecidos como quarks. Apenas o que chamamos de "energia de vácuo" existia. O leitor pode pensar que "energia de vácuo é só um nome científico para Deus!". Nada disso. Vácuo significa o estado de menor energia possível de um sistema de partículas, em geral um estado "vazio", em que não há partículas de qualquer tipo. O vácuo da física é um nada material.
Como nos ensina a mecânica quântica, o vácuo absoluto, a ausência total de energia, não existe. Existirão sempre pequenas flutuações de energia, como pequenas ondas na superfície do mar, que podem, por instantes, ser transformadas em partículas, como explica a relação E=mc2. Essa dança de transformação de energia em partícula e de volta ao vácuo é chamada de flutuação de vácuo. Em física de partículas, o vazio absoluto não existe.
As teorias que descrevem como as partículas de matéria interagem admitem, em geral, dois (ou mais) tipos de vácuo, chamados de vácuo verdadeiro e vácuo falso. O vácuo falso é instável e, após algum tempo, "decai" no vácuo verdadeiro. Um exemplo familiar desse tipo de transformação ocorre quando resfriamos rapidamente o vapor d'água abaixo de seu ponto de condensação, de 100C. O vapor, nesse estado super-resfriado, está em seu vácuo falso. Aos poucos, gotas de água irão se formar em seu interior, e o vapor resfriado irá se transformar em água -o vácuo verdadeiro em temperaturas abaixo de 100C (mas acima de 0C!). Ao decair, o vácuo falso libera uma grande quantidade de calor.
Segundo o modelo inflacionário, o Universo primordial também surgiu de um estado de vácuo falso. Durante esse estágio, ele expandiu de forma extremamente rápida, daí o nome inflacionário. Após algum tempo, o vácuo falso decaiu e o Universo passou a habitar seu vácuo verdadeiro, como a água em seu estado líquido. Durante a passagem de um vácuo a outro, que é extremamente dramática e objeto de pesquisa deste colunista, uma quantidade enorme de calor foi liberada. Esse, segundo o modelo, é o calor do Big Bang! Para o Universo inflacionário, o Big Bang é produto do decaimento do Universo de seu vácuo falso em seu vácuo verdadeiro.
Resta compreendermos por que o Universo iniciou sua existência no estado instável. Várias idéias foram propostas, e algumas delas serão testadas nos próximos anos por meio de uma vasta rede de experimentos e observações astronômicas. Como toda boa teoria científica, a decisão final não fica por conta de sua beleza ou de nossa fé, mas por conta dos dados experimentais.
sexta-feira, 11 de setembro de 1998
A dualidade onda-partícula no mundo microscópico
MARCELO GLEISER
especial para a Folha
Outro dia, vasculhando velhos papéis de família, me deparei com um relatório de minha professora do maternal. Em clara e bela caligrafia, ela dizia: "Marcelo adora brincar com blocos de madeira. Sua outra atividade favorita é a bandinha de música". Tentando me lembrar de como eram as coisas quanto tinha 4 anos, percebi o quanto nós não mudamos. Eu continuo adorando música e brincando com blocos de armar, aspectos complementares de nossa descrição do mundo natural.
Nós representamos a estrutura da matéria em termos de seus "tijolos" ou blocos fundamentais, que chamamos de partículas elementares. Os mais familiares são os átomos dos elementos químicos, que, por sua vez, são compostos de elétrons em torno de prótons e nêutrons no núcleo. Já os prótons e nêutrons são compostos de partículas ainda mais fundamentais, os quarks. Portanto, dizemos que os tijolos fundamentais dos átomos são os quarks e os elétrons. O termo "fundamental" é usado quando a partícula não é composta por outras. No momento, conhecemos 12 partículas fundamentais.
Mas nenhuma construção pode existir sem uma cola. No caso das partículas, as "colas" são as interações entre elas, as forças que as partículas exercem entre si. Das quatro forças fundamentais da natureza, nós conhecemos bem duas; a força eletromagnética e a força gravitacional. Duas outras são ativas apenas em distâncias subatômicas; a força fraca -responsável, entre outras coisas, pelo decaimento radioativo- e a força forte -responsável por manter unido o núcleo atômico e também os quarks nos prótons e nêutrons.
As quatro forças também são descritas por partículas elementares. As partículas de força são "trocadas" durante uma interação entre as partículas de matéria, como jogadores passando uma bola entre si (essa imagem é sugestiva, mas não muito adequada). A mais famosa é o fóton, a partícula responsável pela transmissão da força eletromagnética. Quando dois elétrons sofrem uma repulsão elétrica (cargas iguais se repelem, cargas opostas se atraem), eles estão "trocando" fótons entre si. A física de partículas descreve o mundo por interações entre partículas de matéria, efetuadas por partículas de força. Mas essa é apenas a metade da história.
Na natureza, tudo vibra. Ondas ou vibrações estão presentes em todas as escalas, de oscilações atômicas ou moleculares, passando por ondas de som ou do mar, até oscilações em estrelas e outros objetos astrofísicos.
Com o desenvolvimento da mecânica quântica nas primeiras décadas deste século, ficou claro que as ondas aparecem até nos componentes fundamentais da matéria: as próprias partículas elementares, os blocos que usamos para construir o mundo, também podem ser descritos em termos de ondas! "Mas como?", pergunta, indignado, o leitor. "Onda e partícula são aspectos completamente distintos do comportamento da matéria: Uma partícula é uma entidade localizada, que ocupa um ponto ou pequeno volume no espaço. Já uma onda é o oposto, algo que se espalha no espaço. Como que um objeto pode ser ambos?"
Esse problema, conhecido como dualidade onda-partícula, é um dos aspetos mais fundamentais e intrigantes da mecânica quântica. A crise vem da nossa inabilidade de descrever sem matemática o comportamento bizarro dos objetos que habitam o mundo do "muito pequeno". Uma partícula se manifestará como partícula ou onda dependendo de como testarmos sua existência. Se, em uma experiência, os elétrons colidirem como bolas de bilhar, eles se comportarão como partículas. Se a experiência for de difração, passando os elétrons por fendas, eles se manifestarão como ondas.
Onda e partícula são representações da realidade física desses objetos, imagens mentais que usamos para organizar o que observamos. No final, voltamos aos nossos inocentes blocos de armar e bandinhas de música.
especial para a Folha
Outro dia, vasculhando velhos papéis de família, me deparei com um relatório de minha professora do maternal. Em clara e bela caligrafia, ela dizia: "Marcelo adora brincar com blocos de madeira. Sua outra atividade favorita é a bandinha de música". Tentando me lembrar de como eram as coisas quanto tinha 4 anos, percebi o quanto nós não mudamos. Eu continuo adorando música e brincando com blocos de armar, aspectos complementares de nossa descrição do mundo natural.
Nós representamos a estrutura da matéria em termos de seus "tijolos" ou blocos fundamentais, que chamamos de partículas elementares. Os mais familiares são os átomos dos elementos químicos, que, por sua vez, são compostos de elétrons em torno de prótons e nêutrons no núcleo. Já os prótons e nêutrons são compostos de partículas ainda mais fundamentais, os quarks. Portanto, dizemos que os tijolos fundamentais dos átomos são os quarks e os elétrons. O termo "fundamental" é usado quando a partícula não é composta por outras. No momento, conhecemos 12 partículas fundamentais.
Mas nenhuma construção pode existir sem uma cola. No caso das partículas, as "colas" são as interações entre elas, as forças que as partículas exercem entre si. Das quatro forças fundamentais da natureza, nós conhecemos bem duas; a força eletromagnética e a força gravitacional. Duas outras são ativas apenas em distâncias subatômicas; a força fraca -responsável, entre outras coisas, pelo decaimento radioativo- e a força forte -responsável por manter unido o núcleo atômico e também os quarks nos prótons e nêutrons.
As quatro forças também são descritas por partículas elementares. As partículas de força são "trocadas" durante uma interação entre as partículas de matéria, como jogadores passando uma bola entre si (essa imagem é sugestiva, mas não muito adequada). A mais famosa é o fóton, a partícula responsável pela transmissão da força eletromagnética. Quando dois elétrons sofrem uma repulsão elétrica (cargas iguais se repelem, cargas opostas se atraem), eles estão "trocando" fótons entre si. A física de partículas descreve o mundo por interações entre partículas de matéria, efetuadas por partículas de força. Mas essa é apenas a metade da história.
Na natureza, tudo vibra. Ondas ou vibrações estão presentes em todas as escalas, de oscilações atômicas ou moleculares, passando por ondas de som ou do mar, até oscilações em estrelas e outros objetos astrofísicos.
Com o desenvolvimento da mecânica quântica nas primeiras décadas deste século, ficou claro que as ondas aparecem até nos componentes fundamentais da matéria: as próprias partículas elementares, os blocos que usamos para construir o mundo, também podem ser descritos em termos de ondas! "Mas como?", pergunta, indignado, o leitor. "Onda e partícula são aspectos completamente distintos do comportamento da matéria: Uma partícula é uma entidade localizada, que ocupa um ponto ou pequeno volume no espaço. Já uma onda é o oposto, algo que se espalha no espaço. Como que um objeto pode ser ambos?"
Esse problema, conhecido como dualidade onda-partícula, é um dos aspetos mais fundamentais e intrigantes da mecânica quântica. A crise vem da nossa inabilidade de descrever sem matemática o comportamento bizarro dos objetos que habitam o mundo do "muito pequeno". Uma partícula se manifestará como partícula ou onda dependendo de como testarmos sua existência. Se, em uma experiência, os elétrons colidirem como bolas de bilhar, eles se comportarão como partículas. Se a experiência for de difração, passando os elétrons por fendas, eles se manifestarão como ondas.
Onda e partícula são representações da realidade física desses objetos, imagens mentais que usamos para organizar o que observamos. No final, voltamos aos nossos inocentes blocos de armar e bandinhas de música.
domingo, 6 de setembro de 1998
Ciência, fé e o sensacionalismo criado pela imprensa
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.
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.
Ciência, fé e o sensacionalismo criado pela imprensa
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.
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.
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