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Existem muitas janelas para os céus. Aquela aberta ao olho humano -as cores que percebemos diretamente entre o vermelho e o violeta do arco-íris- não passa de uma mera fresta no enorme espectro da radiação eletromagnética. Apesar de invisível aos nossos olhos, grande parte deste espectro é bastante familiar: os raios X usados em medicina e odontologia, as lâmpadas ultravioleta usadas para melhorar o bronzeado (muito populares onde moro, no norte dos EUA), as ondas de rádio, o infravermelho do controle remoto. Existe todo um mundo de radiação à nossa volta que, mesmo invisível aos olhos, não deixa de ser real. A reconstrução da realidade física não deve se limitar à porção do espectro eletromagnético que vemos: o invisível é tão importante quanto o visível. E, às vezes, muito mais.
Por trás dessa radiação toda está um fato muito simples: tudo na natureza é composto por átomos. Por sua vez, os átomos são compostos por partículas que carregam pequenas cargas elétricas; o elétron, negativo, girando em torno do núcleo, positivo. Quando cargas elétricas são aceleradas, elas irradiam ondas eletromagnéticas. As características da radiação emitida dependem de seu movimento. Movimentos mais energéticos emitem, em geral, radiação mais energética. O que distingue um tipo de radiação -a luz amarela, por exemplo- de outro -como o raio X- é a sua frequência. Quanto mais energética a radiação, maior é a sua frequência.
Por exemplo, quando o controle de temperatura de um fogão elétrico é girado apenas um pouco, sentimos o calor saindo da resistência, mas ela não emite luz. Essa radiação invisível faz parte do infravermelho. Ao aumentarmos a temperatura, a resistência começa a brilhar em um tom de vermelho. A luz visível tem maior frequência (e, portanto, energia) do que a radiação infravermelha.
Quando olhamos para o céu noturno, vemos o que emite luz visível, as estrelas, os planetas, a Lua e, em noites claras, nuvens de gás na Via Láctea. Mas essa é apenas uma fresta da radiação que existe nos céus. A partir da segunda década do século 20, foram desenvolvidos instrumentos para "ver" as outras partes do espectro eletromagnético, de modo a obter a maior quantidade possível de informação sobre o cosmo. Hoje, astrônomos vasculham os céus com vários tipos de telescópio, capazes de detectar radiação em praticamente todas as partes do espectro eletromagnético, desde os raios X emitidos por matéria sendo sugada por buracos negros até ondas de rádio emitidas por objetos muito distantes, a bilhões de anos-luz do Sistema Solar.
Melhor ainda é ter telescópios no espaço, onde eles estão livres das várias perturbações causadas pela atmosfera da Terra. Com isso em mente, a Nasa projetou quatro telescópios-satélites. Pense no espectro eletromagnético como uma torta, com cada satélite podendo comer apenas parte dela. O mais famoso é o Telescópio Espacial Hubble, lançado em 1990, que vem fornecendo imagens espetaculares do cosmo. O Hubble trabalha na porção visível do espectro.
Outro é o Observatório Compton de Raios Gama, a radiação mais energética que existe, emitida quando estrelas explodem ao fim de sua vida. O terceiro é o Telescópio de Raios X Chandra, lançado em 1999 que, entre outras coisas, é usado na observação de buracos negros.
O último integrante do quarteto, com lançamento previsto para agosto, detecta infravermelho. Sua missão principal é observar o nascimento de planetas extra-solares, orbitando estrelas distantes. Será que esses sistemas solares são muito diferentes do nosso? Ou será que nosso Sistema Solar é típico? Em breve teremos uma resposta. Mas, se o que aprendemos no decorrer da história da ciência serve como guia, nada no Universo se distingue por ser único, mas por ser múltiplo.
domingo, 27 de abril de 2003
domingo, 20 de abril de 2003
Como datar a origem da vida
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Imagine observar uma pessoa idosa durante um tempo sem poder conversar com ela e tentar, a partir dessas observações, reconstruir detalhes de sua vida: onde cresceu, se teve doenças sérias ou filhos, se foi ou é casada etc. Por mais atento que você seja, certamente apenas partes da história serão óbvias, aquelas que deixaram marcas distintas ou outras pistas. Uma cicatriz, uma aliança no dedo, o jeito de se vestir.
Em várias áreas da ciência a proposta é, de certa forma, semelhante: não podendo voltar diretamente ao passado, temos de obter o máximo de informação sobre o que ocorreu através de pistas indiretas. Esse é o caso, por exemplo, da paleontologia, que tenta reconstruir as diferentes formas de vida que existiram na Terra através de fósseis, ou de partes da geologia, que tenta reconstruir a história da Terra, a sequência de suas várias transformações físico-químicas e estruturais, através do estudo da composição mineral de suas várias camadas. De fato, descobertas em paleontologia e em geologia muitas vezes andam de mãos dadas -e as crises, também.
Veja o exemplo da extinção dos dinossauros. Apenas na década passada ficou claro que os dinossauros foram extintos há 65 milhões de anos, devido a um impacto devastador de um asteróide de aproximadamente dez quilômetros de diâmetro sobre a Terra. Paleontólogos sabiam da extinção relativamente rápida dos sáurios gigantes, mas apenas quando geólogos descobriram a enorme cratera na península de Yucatán, no México, o debate foi finalizado. Se essa história é um exemplo da colaboração entre os dois grupos (nem sempre amistosa, deve-se dizer), uma nova crise mostra sua importância: a reconstrução das primeiras formas de vida na Terra.
A infância da Terra foi extremamente violenta. Durante o seu primeiro bilhão de anos, ela e os outros planetas do Sistema Solar foram furiosamente bombardeados por inúmeros asteróides e planetóides. A Lua, por exemplo, parece ter sido a sobra de uma colisão entre a jovem Terra e um planetóide do tamanho de Marte. Essa fase violenta terminou aproximadamente há 3,7 bilhões de anos. E não é coincidência que os primeiros sinais de vida também datem dessa época. Aparentemente, assim que as coisas se acalmaram por aqui, os primeiros seres que podemos chamar de vivos apareceram: conjuntos complexos de moléculas à base de carbono, capazes de se reproduzir. Na Austrália, foram descobertos restos de colônias de micróbios chamadas de estromatólitos -um dos primeiros testemunhos da vida na Terra, datados em 3,5 bilhões de anos. Em Isua, Groenlândia, restos com 3,7 bilhões de anos. E antes disso?
A situação fica muito complicada. Três bilhões e meio de anos é muito tempo, mesmo em geologia. Tempo suficiente para as rochas terem passado por inúmeras transformações, que, infelizmente, destroem e corrompem fósseis de seres que porventura tenham vivido nessa época ou antes.
Ao procurar sinais da vida que existia há bilhões de anos, geoquímicos têm de achar pistas muito discretas, traços infinitesimais de compostos de carbono gravados ainda nas rochas. O problema é que alguns desses traços podem ser criados por processos inorgânicos, ou seja, que não envolvem seres vivos ou seu metabolismo. Esse é, aparentemente, o caso de achados em rochas da Groenlândia, datados em 3,8 bilhões de anos, ou seja, ainda no meio do bombardeio primordial. Esses seriam, se provados corretos, os primeiros sinais de vida na Terra.
Qualquer que seja o veredicto final (as coisas não vão bem para os defensores da vida com mais de 3,8 bilhões de anos), o impressionante é a possibilidade de a vida ter existido em condições tão extremas. Esse é o aspecto mais importante do debate, seres vivos sobrevivendo em ambientes hostis. Nem é necessário voltar 3,8 bilhões de anos, 3,7 bilhões já está bastante bom, pois a Terra era então um verdadeiro inferno.
A consequência é óbvia: se formas de vida existiram aqui em condições tão extremas, devem ter necessariamente existido em outros planetas pela galáxia. Nesse caso, a curiosidade fica ainda mais aguçada: que formas de vida serão essas? A esperança é que elas sejam mais do que meros micróbios, quem sabe até inteligentes, se questionando, como nós, se existem outras formas de vida na galáxia.
Imagine observar uma pessoa idosa durante um tempo sem poder conversar com ela e tentar, a partir dessas observações, reconstruir detalhes de sua vida: onde cresceu, se teve doenças sérias ou filhos, se foi ou é casada etc. Por mais atento que você seja, certamente apenas partes da história serão óbvias, aquelas que deixaram marcas distintas ou outras pistas. Uma cicatriz, uma aliança no dedo, o jeito de se vestir.
Em várias áreas da ciência a proposta é, de certa forma, semelhante: não podendo voltar diretamente ao passado, temos de obter o máximo de informação sobre o que ocorreu através de pistas indiretas. Esse é o caso, por exemplo, da paleontologia, que tenta reconstruir as diferentes formas de vida que existiram na Terra através de fósseis, ou de partes da geologia, que tenta reconstruir a história da Terra, a sequência de suas várias transformações físico-químicas e estruturais, através do estudo da composição mineral de suas várias camadas. De fato, descobertas em paleontologia e em geologia muitas vezes andam de mãos dadas -e as crises, também.
Veja o exemplo da extinção dos dinossauros. Apenas na década passada ficou claro que os dinossauros foram extintos há 65 milhões de anos, devido a um impacto devastador de um asteróide de aproximadamente dez quilômetros de diâmetro sobre a Terra. Paleontólogos sabiam da extinção relativamente rápida dos sáurios gigantes, mas apenas quando geólogos descobriram a enorme cratera na península de Yucatán, no México, o debate foi finalizado. Se essa história é um exemplo da colaboração entre os dois grupos (nem sempre amistosa, deve-se dizer), uma nova crise mostra sua importância: a reconstrução das primeiras formas de vida na Terra.
A infância da Terra foi extremamente violenta. Durante o seu primeiro bilhão de anos, ela e os outros planetas do Sistema Solar foram furiosamente bombardeados por inúmeros asteróides e planetóides. A Lua, por exemplo, parece ter sido a sobra de uma colisão entre a jovem Terra e um planetóide do tamanho de Marte. Essa fase violenta terminou aproximadamente há 3,7 bilhões de anos. E não é coincidência que os primeiros sinais de vida também datem dessa época. Aparentemente, assim que as coisas se acalmaram por aqui, os primeiros seres que podemos chamar de vivos apareceram: conjuntos complexos de moléculas à base de carbono, capazes de se reproduzir. Na Austrália, foram descobertos restos de colônias de micróbios chamadas de estromatólitos -um dos primeiros testemunhos da vida na Terra, datados em 3,5 bilhões de anos. Em Isua, Groenlândia, restos com 3,7 bilhões de anos. E antes disso?
A situação fica muito complicada. Três bilhões e meio de anos é muito tempo, mesmo em geologia. Tempo suficiente para as rochas terem passado por inúmeras transformações, que, infelizmente, destroem e corrompem fósseis de seres que porventura tenham vivido nessa época ou antes.
Ao procurar sinais da vida que existia há bilhões de anos, geoquímicos têm de achar pistas muito discretas, traços infinitesimais de compostos de carbono gravados ainda nas rochas. O problema é que alguns desses traços podem ser criados por processos inorgânicos, ou seja, que não envolvem seres vivos ou seu metabolismo. Esse é, aparentemente, o caso de achados em rochas da Groenlândia, datados em 3,8 bilhões de anos, ou seja, ainda no meio do bombardeio primordial. Esses seriam, se provados corretos, os primeiros sinais de vida na Terra.
Qualquer que seja o veredicto final (as coisas não vão bem para os defensores da vida com mais de 3,8 bilhões de anos), o impressionante é a possibilidade de a vida ter existido em condições tão extremas. Esse é o aspecto mais importante do debate, seres vivos sobrevivendo em ambientes hostis. Nem é necessário voltar 3,8 bilhões de anos, 3,7 bilhões já está bastante bom, pois a Terra era então um verdadeiro inferno.
A consequência é óbvia: se formas de vida existiram aqui em condições tão extremas, devem ter necessariamente existido em outros planetas pela galáxia. Nesse caso, a curiosidade fica ainda mais aguçada: que formas de vida serão essas? A esperança é que elas sejam mais do que meros micróbios, quem sabe até inteligentes, se questionando, como nós, se existem outras formas de vida na galáxia.
domingo, 13 de abril de 2003
Três visionários cósmicos
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Para uma pessoa vivendo no século 21, o fato de o Sol ser o centro do Sistema Solar e de a Terra e os outros planetas girarem à sua volta é tão conhecido que é considerado óbvio. Porém, se perguntarmos como é que sabemos disso, as coisas começam a ficar menos óbvias. Afinal, o que vemos da superfície da Terra é o céu girando à nossa volta e não vice-versa: é o Sol que nasce no leste e se põe no oeste todos os dias; são as estrelas que parecem girar nos céus com o passar da noite, o mesmo ocorrendo com os planetas.
Para uma pessoa vivendo no século 21, o fato de o Sol ser o centro do Sistema Solar e de a Terra e os outros planetas girarem à sua volta é tão conhecido que é considerado óbvio. Porém, se perguntarmos como é que sabemos disso, as coisas começam a ficar menos óbvias. Afinal, o que vemos da superfície da Terra é o céu girando à nossa volta e não vice-versa: é o Sol que nasce no leste e se põe no oeste todos os dias; são as estrelas que parecem girar nos céus com o passar da noite, o mesmo ocorrendo com os planetas.
Mais ainda, como podemos afirmar que a Terra gira em torno de seu eixo, se não sentimos essa rotação? Por que ninguém fica tonto com ela?
Tenho certeza de que a maioria dos leitores sabe responder a essas perguntas. Na Grécia Antiga, as coisas eram muito diferentes. Em torno de 600 a.C., quando os primeiros filósofos ocidentais começaram a explicar o funcionamento da natureza com argumentos racionais e não ações divinas, não havia razão para acreditar que a Terra estivesse em movimento. Aliás, esse é um excelente exemplo de como as aparências enganam.
Cerca de 150 anos se passaram até que alguém propusesse que a Terra não era imóvel, mas que girava em torno do centro do cosmo, juntamente com os demais planetas, a Lua e as estrelas. O interessante dessa idéia, proposta por Filolau de Crotona em torno de 450 a.C., é que o centro do cosmo não seria ocupado pelo Sol, mas pelo "fogo central", uma espécie de fornalha cósmica onde se originavam todo o calor e toda a luz.
O Sol, que também girava em torno desse centro, simplesmente redistribuía a energia do fogo central pelo resto do cosmo. Filolau era seguidor das idéias do legendário Pitágoras, que havia fundado uma tradição místico-racional baseada na adoração dos números e de sua capacidade de descrever a beleza e harmonia do mundo natural.
Algumas fontes atribuem a Pitágoras a suposição de que a forma da Terra era esférica. Suas idéias, combinando geometria e aritmética na descrição da natureza, influenciaram alguns dos maiores pensadores e cientistas da história, de Platão a Kepler e mesmo Einstein.
Aparentemente, Filolau propôs o movimento da Terra para explicar a rotação diurna dos céus: em vez de todos os planetas, o Sol e as estrelas girarem em torno da Terra, ele propôs que a Terra giraria em torno do fogo central. Essa rotação teria o mesmo efeito que percebemos ao girarmos em um carrossel: o mundo gira em sentido contrário.
Claro, teria sido mais fácil supor que a Terra gira em torno de si própria, mas isso não correspondia à inspiração mística de Filolau, segundo a qual o centro do cosmo era a morada de Zeus, a fonte de toda a luz.
Cerca de cem anos depois de Filolau, outro pensador grego, Heráclides do Ponto, deu o pulo-do-gato: ele propôs que a rotação diurna dos céus resultaria da rotação da Terra em torno de si mesma. Heráclides propôs ainda que os planetas Mercúrio e Vênus girariam em torno do Sol, e não da Terra. Ou seja, ele propôs um cosmo híbrido, com o Sol e os outros planetas (na época Marte, Júpiter e Saturno) girando em torno da Terra, mas não Mercúrio e Vênus.
Contemporâneo de Aristóteles, Heráclides não foi levado a sério. Segundo Aristóteles, a Terra deveria ser o centro imóvel do cosmo. Afinal, diria ele, como podemos provar que a Terra gira se, quando atiramos uma pedra para cima ela retorna às nossas mãos? Se a Terra girasse, seríamos carregados pela sua rotação, e a pedra cairia atrás de nós. Não se conhecia então o conceito de inércia, que diz que algo que está em movimento tende a permanecer em movimento. A pedra, quando atirada para cima, tem também um movimento horizontal causado pela rotação da Terra, tal como nós.
O último dos visionários que menciono hoje é Aristarco de Samos, o homem que, em torno de 300 a.C., pôs o Sol no centro do cosmo, com a Terra e os outros planetas girando à sua volta. Usando geometria, Aristarco provou que a Lua era bem menor do que a Terra, e a Terra bem menor do que o Sol. Portanto, concluiu, seria muito mais natural supor que o Sol estivesse no centro. Mais uma vez, predominaram as idéias aristotélicas e Aristarco foi esquecido. Pelo menos até o século 16, quando o polonês Nicolau Copérnico, ciente das idéias de Aristarco, pôs, de volta, o Sol no centro.
domingo, 6 de abril de 2003
Raios e trovões!
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Vivemos em um mundo elétrico. Em condições normais, durante um dia calmo num local plano e descampado, o aumento na eletricidade da atmosfera é inicialmente de cem volts por metro. Ou seja, do seu nariz até o chão existe uma diferença aproximada de 200 volts, quase duas vezes maior do que a eletricidade na tomada. Imagino o leitor perguntando: "Mas, nesse caso, por que não levamos grandes choques o tempo todo?". A razão é que o corpo é um bom condutor de eletricidade. Quando em contato com o chão, temos a sua mesma voltagem, que definimos como sendo zero. Já com a atmosfera, a situação é bem diferente.
Com o aumento de altitude, a variação na voltagem diminui. Isso porque a voltagem depende da densidade do ar, que também diminui com a altitude. Mas os números são impressionantes. A diferença de potencial entre o topo da atmosfera, a 50 quilômetros de altitude, e o chão é de 400 mil volts.
De onde vem essa eletricidade toda? E o que a mantém? Antes de mais nada, é importante frisar que ninguém vai ser eletrocutado pela atmosfera. A menos, claro, que a pessoa seja atingida por um raio. O ar, felizmente, não é um bom condutor de eletricidade. Mas alguma flui, passando cargas elétricas do céu para o chão.
Essa condutividade é causada por íons, por exemplo, uma molécula de oxigênio que ganhou ou perdeu um elétron, tornando-se eletricamente carregada. É bom lembrar que correntes elétricas são causadas pelo fluxo de cargas elétricas de um ponto a outro. Essas cargas são atraídas por cargas opostas. No caso da Terra, cargas positivas são atraídas para o chão. A questão então é de onde vêm esses íons e por que eles não acabam ao serem neutralizados na superfície.
Os íons caem dos céus. Em 1912, o físico austríaco Victor Hess usou um balão para testar a ionização da atmosfera. Para sua surpresa, descobriu que ela aumenta com a altitude. Uma nova área de pesquisa surgiu com a descoberta de Hess, os raios cósmicos. No Brasil, por exemplo, um dos expoentes dessa pesquisa no século 20 foi Cesar Lattes.
Raios cósmicos são originados provavelmente no centro ativo de galáxias distantes e outros objetos astrofísicos capazes de gerar verdadeiros jatos de partículas, acelerando-as pelo espaço interestelar. Ao chocarem-se com moléculas na atmosfera da Terra, essas partículas podem arrancar alguns de seus elétrons. Como a chuva cósmica é constante, a reserva de íons e, portanto, a fraca corrente atmosférica são sempre renovadas.
Existem outros tipos de íon. Quando uma onda arrebenta na areia, pequenas gotículas d'água salgada são atiradas para o alto. Quando a água evapora, cristais microscópicos de sal (NaCl) permanecem no ar, flutuando e coletando íons que porventura passem perto deles. Mas esses cristais são maiores e mais lentos do que os íons criados por raios cósmicos. A condutividade do ar é bastante variável, pois ela depende da quantidade local de íons mais rápidos e mais lentos.
Em grandes altitudes, a condutividade do ar aumenta indiscriminadamente. A corrente total atingindo a superfície é de aproximadamente 1.800 ampères. Com um potencial de 400 mil volts, isso gera 700 milhões de watts de potência. O que mantém esse enorme dínamo?
A 50 quilômetros de altitude, o ar é um excelente condutor. É como se a Terra fosse envolvida por uma esfera metálica, capaz de conduzir correntes horizontalmente. Mas, se cargas positivas caem sobre a superfície da Terra constantemente, o que a alimenta com as cargas negativas necessárias para neutralizá-las?
Existe aqui um equilíbrio de extrema elegância. As cargas negativas são supridas por raios durante tempestades. Em torno de 90% dos raios trazem cargas negativas para a superfície da Terra. Estima-se que cem raios caiam por segundo sobre a superfície da Terra, com um pico de atividade às 19h de Londres. (A floresta amazônica tem um papel fundamental nesse mecanismo regulador.)
Os detalhes de como raios são gerados ficam para outro dia. Mas, na próxima vez em que o leitor praguejar quando a tempestade elétrica começar, lembre-se de seu papel regulador da eletricidade em nosso planeta, constantemente bombardeado por cargas vindas do espaço.
Vivemos em um mundo elétrico. Em condições normais, durante um dia calmo num local plano e descampado, o aumento na eletricidade da atmosfera é inicialmente de cem volts por metro. Ou seja, do seu nariz até o chão existe uma diferença aproximada de 200 volts, quase duas vezes maior do que a eletricidade na tomada. Imagino o leitor perguntando: "Mas, nesse caso, por que não levamos grandes choques o tempo todo?". A razão é que o corpo é um bom condutor de eletricidade. Quando em contato com o chão, temos a sua mesma voltagem, que definimos como sendo zero. Já com a atmosfera, a situação é bem diferente.
Com o aumento de altitude, a variação na voltagem diminui. Isso porque a voltagem depende da densidade do ar, que também diminui com a altitude. Mas os números são impressionantes. A diferença de potencial entre o topo da atmosfera, a 50 quilômetros de altitude, e o chão é de 400 mil volts.
De onde vem essa eletricidade toda? E o que a mantém? Antes de mais nada, é importante frisar que ninguém vai ser eletrocutado pela atmosfera. A menos, claro, que a pessoa seja atingida por um raio. O ar, felizmente, não é um bom condutor de eletricidade. Mas alguma flui, passando cargas elétricas do céu para o chão.
Essa condutividade é causada por íons, por exemplo, uma molécula de oxigênio que ganhou ou perdeu um elétron, tornando-se eletricamente carregada. É bom lembrar que correntes elétricas são causadas pelo fluxo de cargas elétricas de um ponto a outro. Essas cargas são atraídas por cargas opostas. No caso da Terra, cargas positivas são atraídas para o chão. A questão então é de onde vêm esses íons e por que eles não acabam ao serem neutralizados na superfície.
Os íons caem dos céus. Em 1912, o físico austríaco Victor Hess usou um balão para testar a ionização da atmosfera. Para sua surpresa, descobriu que ela aumenta com a altitude. Uma nova área de pesquisa surgiu com a descoberta de Hess, os raios cósmicos. No Brasil, por exemplo, um dos expoentes dessa pesquisa no século 20 foi Cesar Lattes.
Raios cósmicos são originados provavelmente no centro ativo de galáxias distantes e outros objetos astrofísicos capazes de gerar verdadeiros jatos de partículas, acelerando-as pelo espaço interestelar. Ao chocarem-se com moléculas na atmosfera da Terra, essas partículas podem arrancar alguns de seus elétrons. Como a chuva cósmica é constante, a reserva de íons e, portanto, a fraca corrente atmosférica são sempre renovadas.
Existem outros tipos de íon. Quando uma onda arrebenta na areia, pequenas gotículas d'água salgada são atiradas para o alto. Quando a água evapora, cristais microscópicos de sal (NaCl) permanecem no ar, flutuando e coletando íons que porventura passem perto deles. Mas esses cristais são maiores e mais lentos do que os íons criados por raios cósmicos. A condutividade do ar é bastante variável, pois ela depende da quantidade local de íons mais rápidos e mais lentos.
Em grandes altitudes, a condutividade do ar aumenta indiscriminadamente. A corrente total atingindo a superfície é de aproximadamente 1.800 ampères. Com um potencial de 400 mil volts, isso gera 700 milhões de watts de potência. O que mantém esse enorme dínamo?
A 50 quilômetros de altitude, o ar é um excelente condutor. É como se a Terra fosse envolvida por uma esfera metálica, capaz de conduzir correntes horizontalmente. Mas, se cargas positivas caem sobre a superfície da Terra constantemente, o que a alimenta com as cargas negativas necessárias para neutralizá-las?
Existe aqui um equilíbrio de extrema elegância. As cargas negativas são supridas por raios durante tempestades. Em torno de 90% dos raios trazem cargas negativas para a superfície da Terra. Estima-se que cem raios caiam por segundo sobre a superfície da Terra, com um pico de atividade às 19h de Londres. (A floresta amazônica tem um papel fundamental nesse mecanismo regulador.)
Os detalhes de como raios são gerados ficam para outro dia. Mas, na próxima vez em que o leitor praguejar quando a tempestade elétrica começar, lembre-se de seu papel regulador da eletricidade em nosso planeta, constantemente bombardeado por cargas vindas do espaço.
domingo, 30 de março de 2003
Censurando a pesquisa
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Existe, hoje, um cabo de guerra entre a ciência de ponta, em particular a pesquisa em genética, e órgãos legislativos e pessoas capazes de influenciar a opinião pública. De um lado, a pesquisa caminha rapidamente, com os cientistas tentando aperfeiçoar técnicas de clonagem que, em princípio, serão usadas no combate a várias doenças. De outro, questões éticas vão surgindo e influenciando um movimento contra essas pesquisas.
A meu ver, a confusão é tamanha que fica difícil distinguir entre ficção e fato, ou entre resultados concretos e medos mitopoéticos, como o da transformação do homem em monstro, ou mesmo em seu próprio destruidor. Mesmo com o passo acelerado das pesquisas, a imaginação está muito além da realidade. Ou do que pode ou não vir a ser possível.
No entanto, falar do que é ou não possível em ciência é arriscado. A história nos mostra o quanto nossos sonhos mais ousados acabaram por se tornar realidade: Leonardo da Vinci projetou máquinas voadoras, pára-quedas e submarinos, séculos antes de eles serem inventados. (Aliás, em uma visita recente ao Museu de Ciência e Indústria em Chicago, assisti a um documentário sobre a construção do pára-quedas de Da Vinci. Os engenheiros usaram os planos originais, que funcionaram magistralmente.)
Os exemplos são muitos. Talvez seja justamente por isso que existam tantos profetas do apocalipse genético. O cientista político Francis Fukuyama proclamou recentemente que o advento da engenharia genética e de medicamentos como Prozac anunciam o início de uma era "pós-humana da história": não só corpos, mas mentes também poderão ser moldadas pela nova medicina. Adiciono a explosão do uso da droga Ritalin, dada para milhões de crianças que supostamente sofrem de distúrbio de déficit de atenção, ou seja, que têm dificuldades de concentração e tendências rebeldes. A droga ajuda a controlar os sintomas, efetivamente domesticando as jovens feras. Bill Joy, co-fundador da companhia de computadores americana Sun, concorda com Fukuyama, chamando a atenção para o desenvolvimento da nanotecnologia, a possibilidade de construir máquinas de dimensões moleculares capazes de serem implantadas no corpo humano. Segundo ele, "será esse o caminho de destruição da humanidade".
Essa é a opinião dos que a revista "Scientific American" recentemente chamou, muito apropriadamente, de "tecnocínicos". Eles recomendam, em maior ou menor medida, o controle ou veto completo de pesquisas em engenharia genética e mesmo, no caso de Joy, de toda a pesquisa em robótica e nanotecnologia. Joy, e milhões de outros, temem que a união da genética com a física finalmente dê ao homem o poder de criar criaturas híbridas, meio gente meio máquina, capazes de feitos incríveis e, possivelmente, terríveis. No clássico da literatura gótica Frankenstein, da inglesa Mary Shelley, um médico cria um ser vivo a partir de pedaços de vários cadáveres. Mas o resultado é monstruoso, e quando o monstro exige do médico a criação de uma companheira, o médico recusa. Ele prefere destruir a sua criatura e ser morto por ela do que criar toda uma raça de monstros. Ecos dessa história ressoam até hoje no imaginário humano.
Mas a realidade talvez não seja assim tão lúgubre. O objetivo principal das pesquisas em clonagem não é a criação de criaturas tenebrosas, mas a cura de inúmeros males que afligem milhões de seres humanos. A maioria absoluta dos pesquisadores em engenharia genética não tem interesse em clonar seres humanos. Talvez a técnica seja do interesse de casais que não possam ter filhos e não queiram adotar, mas ela não tem fins curativos. O mesmo não é verdade com as células-tronco e seus possíveis usos. Banir ambas indiscriminadamente é fechar os olhos ao sofrimento de milhões.
Mais ainda, acredito que proibir a pesquisa científica simplesmente não dá certo; mais cedo ou mais tarde alguém irá redescobrir o que houver sido banido, seja em outro país, seja clandestinamente. A Inglaterra, por exemplo, tem uma política muito liberal com relação à clonagem. É inútil proibir a pesquisa unilateralmente. Quem perde é o país que a proíbe. Juntamente com os cidadãos que precisam de seus benefícios.
Existe, hoje, um cabo de guerra entre a ciência de ponta, em particular a pesquisa em genética, e órgãos legislativos e pessoas capazes de influenciar a opinião pública. De um lado, a pesquisa caminha rapidamente, com os cientistas tentando aperfeiçoar técnicas de clonagem que, em princípio, serão usadas no combate a várias doenças. De outro, questões éticas vão surgindo e influenciando um movimento contra essas pesquisas.
A meu ver, a confusão é tamanha que fica difícil distinguir entre ficção e fato, ou entre resultados concretos e medos mitopoéticos, como o da transformação do homem em monstro, ou mesmo em seu próprio destruidor. Mesmo com o passo acelerado das pesquisas, a imaginação está muito além da realidade. Ou do que pode ou não vir a ser possível.
No entanto, falar do que é ou não possível em ciência é arriscado. A história nos mostra o quanto nossos sonhos mais ousados acabaram por se tornar realidade: Leonardo da Vinci projetou máquinas voadoras, pára-quedas e submarinos, séculos antes de eles serem inventados. (Aliás, em uma visita recente ao Museu de Ciência e Indústria em Chicago, assisti a um documentário sobre a construção do pára-quedas de Da Vinci. Os engenheiros usaram os planos originais, que funcionaram magistralmente.)
Os exemplos são muitos. Talvez seja justamente por isso que existam tantos profetas do apocalipse genético. O cientista político Francis Fukuyama proclamou recentemente que o advento da engenharia genética e de medicamentos como Prozac anunciam o início de uma era "pós-humana da história": não só corpos, mas mentes também poderão ser moldadas pela nova medicina. Adiciono a explosão do uso da droga Ritalin, dada para milhões de crianças que supostamente sofrem de distúrbio de déficit de atenção, ou seja, que têm dificuldades de concentração e tendências rebeldes. A droga ajuda a controlar os sintomas, efetivamente domesticando as jovens feras. Bill Joy, co-fundador da companhia de computadores americana Sun, concorda com Fukuyama, chamando a atenção para o desenvolvimento da nanotecnologia, a possibilidade de construir máquinas de dimensões moleculares capazes de serem implantadas no corpo humano. Segundo ele, "será esse o caminho de destruição da humanidade".
Essa é a opinião dos que a revista "Scientific American" recentemente chamou, muito apropriadamente, de "tecnocínicos". Eles recomendam, em maior ou menor medida, o controle ou veto completo de pesquisas em engenharia genética e mesmo, no caso de Joy, de toda a pesquisa em robótica e nanotecnologia. Joy, e milhões de outros, temem que a união da genética com a física finalmente dê ao homem o poder de criar criaturas híbridas, meio gente meio máquina, capazes de feitos incríveis e, possivelmente, terríveis. No clássico da literatura gótica Frankenstein, da inglesa Mary Shelley, um médico cria um ser vivo a partir de pedaços de vários cadáveres. Mas o resultado é monstruoso, e quando o monstro exige do médico a criação de uma companheira, o médico recusa. Ele prefere destruir a sua criatura e ser morto por ela do que criar toda uma raça de monstros. Ecos dessa história ressoam até hoje no imaginário humano.
Mas a realidade talvez não seja assim tão lúgubre. O objetivo principal das pesquisas em clonagem não é a criação de criaturas tenebrosas, mas a cura de inúmeros males que afligem milhões de seres humanos. A maioria absoluta dos pesquisadores em engenharia genética não tem interesse em clonar seres humanos. Talvez a técnica seja do interesse de casais que não possam ter filhos e não queiram adotar, mas ela não tem fins curativos. O mesmo não é verdade com as células-tronco e seus possíveis usos. Banir ambas indiscriminadamente é fechar os olhos ao sofrimento de milhões.
Mais ainda, acredito que proibir a pesquisa científica simplesmente não dá certo; mais cedo ou mais tarde alguém irá redescobrir o que houver sido banido, seja em outro país, seja clandestinamente. A Inglaterra, por exemplo, tem uma política muito liberal com relação à clonagem. É inútil proibir a pesquisa unilateralmente. Quem perde é o país que a proíbe. Juntamente com os cidadãos que precisam de seus benefícios.
domingo, 23 de março de 2003
Fogo e gelo
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O grande poeta norte-americano Robert Frost escreveu, no início do século 20, um poema se perguntando sobre o provável fim do mundo: "Alguns dizem que o mundo terminará em fogo / Outros dizem em gelo". Aparentemente, o fim será uma combinação de ambos.
Hoje, os cientistas são os profetas do apocalipse. Novos resultados, ainda um tanto controversos, argumentam que mesmo em planetas propícios à vida, como a Terra, ela só é possível por não mais do que 5 bilhões de anos. Formas de vida complexa, por não mais do que 1,5 bilhão de anos. Ou seja, em algumas centenas de milhões de anos, não poderemos sobreviver aqui. Nossos dias, ao menos aqui na Terra, estão contados.
Toda estrela tem um ciclo de vida cuja duração depende de sua massa: quanto mais maciça a estrela, menor a sua vida. O Sol, sendo uma estrela modesta, viverá bastante, em torno de 10 bilhões de anos. Hoje, tem aproximadamente 5 bilhões, ou seja, está em sua meia-idade.
A produção de energia de uma estrela não ocorre a uma taxa constante, mas varia com o tempo. Pequenas variações na produção de energia (luminosidade) do Sol têm grande impacto na Terra. Em 1 bilhão de anos, a luminosidade será tamanha (10% acima da atual) que os oceanos entrarão em ebulição. Das duas, uma: ou eles serão vaporizados para o espaço (caso o aumento de temperatura seja brusco), ou para a atmosfera, criando um efeito estufa acelerado.
No primeiro caso, a temperatura estaciona em torno de 100C, e a escassez de água será total. No segundo, a temperatura na superfície crescerá tanto que apenas seres unicelulares poderão sobreviver. Em 3 bilhões de anos, nem elas. O futuro da vida na Terra é a imagem inversa de seu passado: segundo alguns pesquisadores, já passamos do auge e estamos em regressão. Cada vez mais formas de vida desaparecerão, até que sobrem apenas as mais simples, as bactérias, que foram também as primeiras.
Antes do fogo virá o gelo. Idades do Gelo, como as que ocorreram no passado, vão ocorrer novamente (do jeito que anda o inverno nos EUA, a impressão é que já estamos em uma). Possivelmente, poderemos sobreviver ao frio, usando várias fontes de energia, incluindo a nuclear e as células de combustível, que convertem hidrogênio e oxigênio em água, liberando energia. Quem sabe será até possível esquiar na serra do Mar?
Essas previsões, embora assustadoras, não têm o intuito de deprimir as pessoas. A lição aqui é entender o quanto é precioso o nosso planeta aquoso e quão curto o intervalo em que podemos viver nele. Estamos praticamente no meio do período em que a existência de formas complexas de vida é possível.
Duas coisas me parecem claras. A primeira, que devemos fazer todo o possível para preservar nosso frágil planeta, de modo a não acelerar ainda mais a sua ruína. Aqueles que acham que tudo isso é besteira, que existem outras questões mais urgentes como a fome, o analfabetismo e guerras inúteis, estão confundindo as bolas. Essas questões são, sem dúvida, cruciais e merecem toda a nossa atenção. Mas uma coisa não exclui a outra. Devemos também pensar no futuro mais distante, na preservação da nossa espécie. Falo aqui da destruição completa da raça humana e da vida na Terra.
O que me leva ao segundo ponto. Em outras colunas, escrevi sobre a possibilidade de colonizarmos a galáxia da mesma forma que colonizamos a Terra. Como a vida aqui se tornará impossível, essa será a única alternativa. Daí a enorme importância do programa espacial.
A China diz que quer ir à Lua. Ótimo, pois ela não é patrimônio norte-americano. Mas temos de ir além, muito além. Temos de achar uma estrela relativamente jovem com outro planeta aquoso girando à sua volta, outra jóia de safira flutuando em algum ponto da galáxia. Mesmo que, a essa altura, todos nós sejamos poeira cósmica, nossos descendentes sobreviverão e poderão contar histórias de um passado distante, quando a humanidade ainda estava engatinhando às escuras pela sua vizinhança cósmica, tentando encontrar o seu destino.
O grande poeta norte-americano Robert Frost escreveu, no início do século 20, um poema se perguntando sobre o provável fim do mundo: "Alguns dizem que o mundo terminará em fogo / Outros dizem em gelo". Aparentemente, o fim será uma combinação de ambos.
Hoje, os cientistas são os profetas do apocalipse. Novos resultados, ainda um tanto controversos, argumentam que mesmo em planetas propícios à vida, como a Terra, ela só é possível por não mais do que 5 bilhões de anos. Formas de vida complexa, por não mais do que 1,5 bilhão de anos. Ou seja, em algumas centenas de milhões de anos, não poderemos sobreviver aqui. Nossos dias, ao menos aqui na Terra, estão contados.
Toda estrela tem um ciclo de vida cuja duração depende de sua massa: quanto mais maciça a estrela, menor a sua vida. O Sol, sendo uma estrela modesta, viverá bastante, em torno de 10 bilhões de anos. Hoje, tem aproximadamente 5 bilhões, ou seja, está em sua meia-idade.
A produção de energia de uma estrela não ocorre a uma taxa constante, mas varia com o tempo. Pequenas variações na produção de energia (luminosidade) do Sol têm grande impacto na Terra. Em 1 bilhão de anos, a luminosidade será tamanha (10% acima da atual) que os oceanos entrarão em ebulição. Das duas, uma: ou eles serão vaporizados para o espaço (caso o aumento de temperatura seja brusco), ou para a atmosfera, criando um efeito estufa acelerado.
No primeiro caso, a temperatura estaciona em torno de 100C, e a escassez de água será total. No segundo, a temperatura na superfície crescerá tanto que apenas seres unicelulares poderão sobreviver. Em 3 bilhões de anos, nem elas. O futuro da vida na Terra é a imagem inversa de seu passado: segundo alguns pesquisadores, já passamos do auge e estamos em regressão. Cada vez mais formas de vida desaparecerão, até que sobrem apenas as mais simples, as bactérias, que foram também as primeiras.
Antes do fogo virá o gelo. Idades do Gelo, como as que ocorreram no passado, vão ocorrer novamente (do jeito que anda o inverno nos EUA, a impressão é que já estamos em uma). Possivelmente, poderemos sobreviver ao frio, usando várias fontes de energia, incluindo a nuclear e as células de combustível, que convertem hidrogênio e oxigênio em água, liberando energia. Quem sabe será até possível esquiar na serra do Mar?
Essas previsões, embora assustadoras, não têm o intuito de deprimir as pessoas. A lição aqui é entender o quanto é precioso o nosso planeta aquoso e quão curto o intervalo em que podemos viver nele. Estamos praticamente no meio do período em que a existência de formas complexas de vida é possível.
Duas coisas me parecem claras. A primeira, que devemos fazer todo o possível para preservar nosso frágil planeta, de modo a não acelerar ainda mais a sua ruína. Aqueles que acham que tudo isso é besteira, que existem outras questões mais urgentes como a fome, o analfabetismo e guerras inúteis, estão confundindo as bolas. Essas questões são, sem dúvida, cruciais e merecem toda a nossa atenção. Mas uma coisa não exclui a outra. Devemos também pensar no futuro mais distante, na preservação da nossa espécie. Falo aqui da destruição completa da raça humana e da vida na Terra.
O que me leva ao segundo ponto. Em outras colunas, escrevi sobre a possibilidade de colonizarmos a galáxia da mesma forma que colonizamos a Terra. Como a vida aqui se tornará impossível, essa será a única alternativa. Daí a enorme importância do programa espacial.
A China diz que quer ir à Lua. Ótimo, pois ela não é patrimônio norte-americano. Mas temos de ir além, muito além. Temos de achar uma estrela relativamente jovem com outro planeta aquoso girando à sua volta, outra jóia de safira flutuando em algum ponto da galáxia. Mesmo que, a essa altura, todos nós sejamos poeira cósmica, nossos descendentes sobreviverão e poderão contar histórias de um passado distante, quando a humanidade ainda estava engatinhando às escuras pela sua vizinhança cósmica, tentando encontrar o seu destino.
domingo, 16 de março de 2003
O ceticismo do cientista
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Volta e meia, leitores me questionam sobre o que lhes parece ser o exagerado -ou pouco razoável- ceticismo do cientista. As abordagens variam. Algumas vezes, acham inconsistente um cientista se dizer ateu quando não pode responder a certas questões básicas, como, por exemplo, a origem do Universo ou da vida. Dizem eles: "Vocês falam do Big Bang, o evento que iniciou tudo. Mas de onde veio a energia que provocou esse evento? Como falar de algo material surgindo do nada, sem a ação de um ser imaterial, isto é, divino?" Outras críticas dizem respeito à descrença em fenômenos paranormais, sobrenaturais, OVNIs e seres extraterrestres, espiritismo etc.
Volta e meia, leitores me questionam sobre o que lhes parece ser o exagerado -ou pouco razoável- ceticismo do cientista. As abordagens variam. Algumas vezes, acham inconsistente um cientista se dizer ateu quando não pode responder a certas questões básicas, como, por exemplo, a origem do Universo ou da vida. Dizem eles: "Vocês falam do Big Bang, o evento que iniciou tudo. Mas de onde veio a energia que provocou esse evento? Como falar de algo material surgindo do nada, sem a ação de um ser imaterial, isto é, divino?" Outras críticas dizem respeito à descrença em fenômenos paranormais, sobrenaturais, OVNIs e seres extraterrestres, espiritismo etc.
Segundo estatísticas recentes feitas pela fundação Gallup nos Estados Unidos, em torno de 50% dos americanos acreditam em percepção extra-sensorial. Mais de 40% acreditam em possessões demoníacas e casas mal-assombradas, e em torno de 30% crêem em clarividência, fantasmas e astrologia. Não conheço estatísticas semelhantes para o Brasil, mas imagino que os números devam ser no mínimo comparáveis.
Sem a menor dúvida, a luta do cético é ingrata; ele estará sempre em minoria. Existem muito mais colunas sobre astrologia do que sobre astronomia ou ciência nos jornais e revistas do Brasil e do mundo. Mas, sem ceticismo, a sociedade estaria fadada a ser controlada por indivíduos oportunistas que se alimentam dessa necessidade muito humana de acreditar. Ela existe para todos não há dúvidas. Mesmo o cético deve acreditar no poder da razão para desvendar os muitos mistérios que existem. A paixão que o alimenta é a mesma do crente, mas direcionada em sentido oposto.
Devido a esse ceticismo, muitas vezes os cientistas (incluindo este que lhes escreve) são acusados de insensibilidade. De jeito nenhum. Eu tenho grande respeito pelos que acreditam. O que me é difícil aceitar é a exploração que existe em torno dessa necessidade, a exploração da fé. Na Índia, por exemplo, recentemente apareceram milhares de "homens-deuses", que se dizem meio deuses, meio gente. No México, funcionários do governo frequentam seminários sobre como usar o poder dos anjos. O Peru está cheio de psíquicos, enquanto na França são aromaterapeutas. Testes em laboratório visando verificar poderes extra-sensoriais invariavelmente falham.
O famoso paranormal israelense Uri Geller, que dobrou garfos na frente de milhões nos anos 70, foi desmascarado como fraudulento. O meu orientador de doutorado na Inglaterra, impressionado com Geller e outros médiuns, montou um laboratório para testar seus poderes. Ele o fez com ótimas intenções, para explorar a origem desses poderes de modo a divulgá-las para o resto da humanidade. Mas falharam todos.
Voltando à questão do Big Bang. A religião não deve existir para tapar os buracos da nossa ignorância. Isso a desmoraliza. É verdade, não podemos ainda explicar de forma satisfatória a origem do Universo. Existem inúmeras hipóteses, mas nenhuma muito convincente. Mesmo se tivéssemos uma explicação científica, sobraria uma outra questão: o que determinou o conjunto das leis físicas que regem este Universo? Por que não um outro? Existe aqui uma confusão sobre qual é a missão da ciência. Ela não se propõe a responder a todas as questões que afligem o ser humano.
A ciência, ou melhor, a descrição científica da natureza, é uma linguagem criada pelos homens (e mulheres) para interpretar o cosmo em que vivemos. Ela não é absoluta, mas está sempre em transição, gradativamente aprimorada pela validação empírica obtida através de observações. A ciência é um processo de descoberta, cuja língua é universal e, ao menos em princípio, profundamente democrática: qualquer pessoa, com qualquer crença religiosa ou afiliação política, de diferentes classes sociais e culturas pode participar desse debate. (Claro, na prática a situação é mais complexa.)
Ela não terá jamais todas as respostas, pois nem sabemos todas as perguntas. O cético prefere viver com a dúvida do que aceitar respostas que não podem ser comprovadas, que são aceitas apenas pela fé. Para ele, o não saber não gera insegurança, mas sim mais apetite pelo saber. Essa talvez seja a lição mais importante da ciência, nos ensinar a viver com a dúvida, a idolatrá-la. Pois, sem ela, o conhecimento não avança.
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