A física e a Filosofia & a Teria de Tudo

Durante muitos anos, a filosofia desempenhou papel central no conhecimento humano. Os filósofos não só tinham a missão de explicar as questões fundamentais, mas também eram responsáveis pela centralização do conhecimento humano. No livro “A República” , Platão descreve o filósofo como governador ideal, pois ama a sabedoria e é capaz de discernir o que seria melhor para seu povo.

Porém, após o incrível avanço científico que estamos testemunhando há cerca de 120 anos, o filósofo passou a não mais ser capaz de entender intimamente as idéias dessas novas teorias, relegando aos físicos e matemáticos o papel de conectar as frias fórmulas dessas disciplinas aos sonhos mais sublimes. Segundo Stephen Hawking, a filosofia está morta, pois, num mundo de teorias científicas tão complexas, seu estudo só pode se restringir às palavras, já que as idéias pertencem somente aos cientistas!

De fato, teorias como a teoria quântica e suas descendentes, tal qual a Eletrodinâmica Quântica (QED, em inglês),  só podem ser compreendidas a fundo pelos pesquisadores que se dediquem durante anos e anos a entender seus conceitos ímpares e sua matemática pesada, impossíveis aos estudiosos de outras áreas. A nós, reles mortais, nos sobram os bons livros de divulgação científica, onde os principais conceitos podem ser encontrados traduzidos!

De certo que Stephen Hawking foi bastante trágico em sua afirmação. Decretar a morte de um dos mais importantes ramos do conhecimento humano é algo que requer, no mínimo, muita coragem. Não pretendo defendê-lo, nem criticá-lo. O contexto de sua afirmação, porém, se refere à busca pela famosa “teoria de tudo” - teoria física capaz de explicar todos os fenômenos que ocorrem na natureza, desde a formação dos átomos e moléculas, a formação dos sistemas planetários, galáxias, os seres vivos e até mesmo a conciência que levou esses seres vivos a criarem uma teoria de tudo! A teoria precisaria explicar a si própria, em outras palavras!

Essa teoria foi o maior sonho de Einstein, que viveu seus últimos dias contemplando esse desejo não atingido. Hawking costuma escrever seus bons livros de divulgação científica abordando esse assunto e as histórias peculiares que estão por detrás dessa busca.

É nesse contexto, por exemplo, que entra em cena o Bóson de Higgs, figurinha muito divulgada na mídia durante o ano passado, quando teria sido declarada sua descoberta. A “partícula de Deus”, como foi chamada (de forma midiática, a bem da verdade), é um dos elos não mais perdido na busca dessa estranha teoria capaz de explicar tudo, mas tudo mesmo!

Pois bem, caros leitores, ainda que não concorde com o velho Hawking, devo adimitir que o papel da filosofia nos dias de hoje não é fácil, ainda mais num mundo onde ficção e realidade disputam quem é mais surpreendente.

Um dos resultados mais importantes da física no último século foi o de realizar a conversão de matéria em energia, vide bomba atômica e usinas nucleares, onde uma pequena quantidade de matéria é convertida numa quantidade absurda de energia (E=MC²). A primeira foi usada para matar e a segunda é utilizada para gerar energia. A mesma ciência, duas aplicações bem distintas.

Agora, o grande show ocorrerá no momento em que a ciência fizer o contrário, ou seja, transformar luz em matéria. Sim, esse processo é uma das mais espetaculares predições da teoria eletrodinâmica quântica. Esse incrível fenômeno foi pensado pouco tempo após a segunda guerra mundial e até recentemente era tido como improvável de ser realizado. Porém, esse ano pesquisadores ingleses disseram que a tecnologia para realizar essa tarefa já existe e o experimento deverá ocorrer dentro de um ano.

Se o homem conseguir realizar a incrível e estranha missão de transformar luz em matéria, talvez possamos dizer: FIAT MASSA (faca-sa a matéria). E estaremos, com certeza, mais perto da improvável Teoria de Tudo.

A vida no Cosmos

Quem, numa bela noite estrelada, nunca se perguntou sobre os maiores mistérios da vida: “de onde viemos?”, “pra onde vamos?” e “estamos sozinhos no universo?”.  A ciência também adora essas perguntas. Muitos cientistas ao longo dos séculos dedicaram suas vidas para tentar compreender o Cosmos e seus segredos. Giordano Bruno, por exemplo, foi um dos pioneiros no assunto vida extraterrestre. Durante a Inquisição afirmou que a Terra não é o centro do universo, tampouco o é o nosso sol e que também o percebia repleto de vida, além da nossa própria! Foi morto por suas convicções, mas suas ideias ainda vivem. Outro grande cientista foi Carl Sagan que, através do ceticismo e do método científico, dedicou sua vida a testar as várias hipóteses para o surgimento da vida no planeta e como o processo poderia se repetir em outros mundos.

Porém, algo que nenhum cientista de outras épocas tinha era a certeza da existência de outros planetas orbitando estrelas que não o nosso sol! Isso mudou na década de 1990, a partir da descoberta de muitos exoplanetas. Hoje, não só conhecemos milhares de exoplanetas, como sabemos que existe pelo menos um que é bastante parecido com a nossa Terra; único berço de vida no cosmos até hoje conhecido!

O universo é realmente muito grande! São aproximadamente 200 bilhões de galáxias, cada uma com outras 100 a 200 bilhões de estrelas. Nosso sol é uma estrela entre outras 100 bilhões da Via Láctea. Há quem diga que existem mais estrelas no universo do que todos os grãos de areia do planeta Terra! O mais legal é que cada estrelinha dessas pode conter pelo menos um planetinha. Uns bem maiores (ou menores) do que o nosso, outros aproximadamente do mesmo tamanho. E, mais ainda, alguns dentro de uma região chamada zona habitável, que quer dizer que o planeta está afastado de sua estrela o suficiente (nem tão perto e nem tão longe) para ter água no estado líquido em sua superfície. E água é igual à vida! E vida é igual a cientistas atrás de outros planetas com vida!

Pois bem, o exoplaneta Kepler-186f, que teve sua descoberta anunciada em 17 de abril último, é um desses planetas bastante interessantes. Possui tamanho ligeiramente maior que a Terra e está na zona habitável de sua estrela, a Kepler-186. Aliás, diga-se de passagem, o tipo de estrela da Kepler-186 (anã vermelha) é o mais comum da nossa galáxia, representando em torno de 70% de todos os pontinhos de luz que brilham em nossa galáxia-mãe. Deve haver, portanto, muitos mundos semelhantes a esse por ai. Estimativas iniciais apontam para milhões de planetas semelhantes ao nosso e em zonas habitáveis de suas estrelas.

Agora, lendo esses números, eu pergunto, caros leitores: alguém acredita que existe vida em algum outro planeta desse universo?

Carl Sagan costumava retrucar contra quem dizia que a vida na Terra era um caso único no universo dizendo que “ausência de provas não pode provar a ausência”, se referindo ao fato de que, ainda que não tenhamos qualquer prova da existência de vida alienígena, isso não prova que de fato ela não exista (!). Por outro lado, realmente não temos nenhuma evidência de vida em outro planeta. Mas a busca continua.

Um dos projetos com essa missão é o projeto SETI (Search for extraterrestrial intelligence ou busca por vida inteligente extraterrestre). Radiotelescópios são utilizados para varrer os céus atrás de alguma possível emissão de um sinal de rádio alienígena. Algo como "Estou aqui. Tem alguém ai?". Em 15 de agosto de 1977, um de seus rádiotelescópios detectou um forte sinal de 72 segundos de duração. O susto do pesquisador foi tão grande que ele escreveu no papel a palavra “WOW”. Uma possível origem do sinal seria a constelação de Sagitário. Hipóteses como emissões piratas de rádio ou sinais de satélites ou outras possíveis causas para esse forte sinal já foram testadas e descartadas, não restando nenhuma explicação plausível para esse que é mundialmente conhecido como sinal “WOW”. Mas, o mais intrigante desse sinal, por assim dizer, é a sua frequência. Ela é muito próxima da frequência de ressonância do hidrogênio, o elemento mais comum do universo! Não seria essa a mensagem mais óbvia a ser enviada para navegar pela imensidão do espaço para ser decifrável por qualquer vida inteligente?

Cada vez mais olhamos para mais longe e achamos planetas. E continuamos nossas buscas por qualquer vestígio de vida no Cosmos. Essa busca dificilmente cessará até encontrarmos alguma evidência. E quais as implicações para o nosso dia a dia de uma possível descoberta de vida alienígena? Esse questão foi levantada no Fórum Econômico Mundial em 2013 como um dos “fatores X”, que são questões extremamente relevantes e que merecem uma atenção especial das nações, para que os governantes não sejam pegos de surpresa. Nesse documento, a descoberta de vida alienígena é tida como muito provável no prazo de até 10 anos! Será?

Parece que a pergunta agora é “quando encontraremos algo” e não mais “se encontraremos algo”. Talvez, em menos de uma década, olhar para o céu à noite tenha um significado inteiramente diferente do que já teve algum dia!

Abaixo, deixo dois sites da internet para consultas. Divirtam-se!

Link 1 - O sinal WOW (em inglês): http://en.wikipedia.org/wiki/Wow!_signal

Link 2 – Fórum Econômico Mundial debate a descoberta de vida em outros mundos (em inglês): http://reports.weforum.org/global-risks-2013/section-five/x-factors/

Einstein e seus Mistérios

Certa vez, em Nova Iorque, um homem caminhava pelas ruas tranquilamente quando um taxista o viu e, perplexo por ver seu ídolo, acabou batendo com o carro. Essa seria uma cena estranhamente comum, se o taxista tivesse visto Charles Chaplin ou outro grande ator. 

Nascido em 14 de março de 1879 e morto há 18 de abril de 1955, autor de diversos trabalhos que mudaram o mundo, personagem mundialmente famoso, não somente pelas suas equações mas também pelo seu envolvimento nas questões políticas, sociais e humanitárias, teve o ano de 1905 como o mais importante de sua carreira, o famoso annus mirabilis, pela qualidade e quantidade de seu trabalho.

Estamos falando de Albert Einstein. Físico nascido alemão e morto americano. Einstein esteve no centro do mundo científico e político desde seu ano miraculoso até a sua morte. Porém, como ele mesmo disse "as equações são para a eternidade", até hoje nos surpreendemos com suas ideias.

Essa coluna homenageia, estrategicamente, o mito Albert Einstein. Escrita em março e publicada em abril, não haveria momento melhor para tal.

Einstein teve o mérito de explicar fenômenos já conhecidos como o movimento browniano, o efeito fotoelétrico. Mas, há que se destacar sua capacidade de imaginar, não só respostas de problemas já conhecidos, mas de problemas nunca antes criados!

Foi assim que surgiu a ideia de que o tempo não é "intocável", absoluto, mas que pode passar mais rápido ou mais devagar. Talvez até ir para trás(?).

Assim também surgiram outras ideias mirabolantes. Um feixe de luz fazendo curva? Sim. Ele estava certo. A luz se curva diante da gravidade dos corpos. Procurem por "lentes gravitacionais" no oráculo google.

Buracos negros, buracos de minhoca, universo em rotação, viagens no tempo, hiperespaço etc., são muitas as ideias oriundas nas equações de Einstein.

Uma delas foi comprovada agora e divulgada semana passada: "Ondas Gravitacionais". Einstein, meu Deus!! Ondas Gravitacionais? O que seria isso? Diria em muito poucas palavras que essa ideia pode provar que realmente houve o famoso "Big Bang". Sim, ainda existem muitas dúvidas! Se houve, se não houve. Coisas da física.

Mas, muito além de suas incompreensíveis equações ao homem comum, Einstein esteve voltado para questões além dos livros. Fugiu da Alemanha nazista por não apoiar o que lá ocorria e, já nos EUA, primeiro escreveu ao presidente para construírem a bomba atômica para depois quase implorar para que não a detonassem. Em vão.

Einstein, durante seu tempo de existência, nos deixou um grande legado. Muito mais do que suas equações, nos deixou suas ideias. Certa vez Einstein disse: "A imaginação é mais importante que o conhecimento". Ele exemplificou a forma como suas teorias surgiam: a partir de sua imaginação. Como a da relatividade, que ele começou a criar ainda muito jovem, se imaginando correndo lado a lado com feixes de luz em alta velocidade.

Pela sua origem judaica, Einstein chegou a ser convidado para ser o presidente de Israel, que ele elegantemente recusou com a famosa e já supracitada frase: "Política é para o presente, as equações, para a eternidade".

Mas, num mundo onde tão corrido, que exige cada dia mais e mais das pessoas resultados melhores e mais rápidos, soluções prontas para todos os tipos de problemas, fica a mensagem do saudoso Einstein: "A coisa mais bela que podemos experimentar é o mistério.  Essa é a fonte de toda a arte e ciências verdadeiras. Para aquele que esta emoção é uma estranha e que não mais se choca, certamente está morto - seus olhos se fecharam!"

Albert Einstein (14/03/1879 - 18/04/1955)

Links: http://www.nossobairro.net/pdf/jnb_80.pdf

Segunda Coluna no Jornal de Bairro de JPA

A Física e o cotidiano

A intuição acompanha o ser humano desde os primórdios e sempre

desempenhou papel relevante nos diferentes problemas aos quais fomos

(e ainda somos) submetidos ao longo desses milhares de anos de

evolução. Até hoje, apesar de todos os avanços tecnológicos que nos

diferenciam em muito de nossos antepassados, costumamos reagir de

forma análoga quando temos uma intuição. Algo semelhante ocorre em

nossas vidas quando procuramos padrões de repetição. O tempo todo

estamos comparando algo que já conhecemos com algo novo. Grosso modo,

temos dificuldades em reconhecer algo que nunca vimos. Duas histórias

bem famosas ilustram essas características humanas:

Em junho de 1696, os irmãos Bernoulli enunciaram um famoso problema e

desafiaram os maiores gênios do mundo a demonstrarem qual seria a

trajetória de uma partícula  que deveria, no menor tempo possível,

percorrer uma certa distância entre dois pontos fixos, sob ação

somente de um campo gravitacional constante, sem atrito e partindo do

repouso.

A intuição de muitos indicava que esta deveria ser uma reta. Outros

arriscaram parábolas. E o problema ficou no ar por uns 6 meses sem

qualquer solução. Foi quando Sir Isaac Newton soube do desafio,

recebendo o problema transcrito num papel  e deixado em sua caixa de

correio por volta das 4 da tarde. Como bom inglês que era, o chá das 5

era inegociável e, reza a lenda, foi somente após a tradicional bebida

inglesa que o (então aposentado) Newton pôs a mão na massa.

O problema que estava aberto há meses, foi resolvido em horas. Por

volta das 4 da manhã, Newton já havia finalizado todas as contas e

demonstrações e no dia seguinte enviou a solução para ser publicada de

forma anônima. Após estudar cuidadosamente a solução proposta, Johann

Bernoulli, um dos autores do desafio, fez questão de agradecer

publicamente a Isaac Newton, publicando: "Tanquam ex engue leonem" ou,

reconhecemos um leão pelas suas garras.

Há alguns anos atrás, o gênio da informática Steve Jobs buscava um

programa que tocasse músicas aleatórias em um de seus novos

dispositivos, o ipod. Quando o programa foi criado pelos funcionários

da Apple, Steve fez questão de testá-lo e se decepcionou ao ver (e

ouvir) que diversas músicas se repetiam dentro de uma mesma lista e

questionou os subordinados sobre o código, uma vez que ele havia

solicitado um gerador de números absolutamente aleatórios e recebera

algo com inúmeras repetições. Como poderia ser? Um técnico confirmou

ter feito um dos melhores geradores de números aleatórios conhecidos e

que o fato de diversos números se repetirem não significaria que estes

não eram aleatórios. Steve Jobs concordou com a explicação e replicou

para que fosse feito, então, o gerador de números o menos aleatório

possível de forma a nenhuma música se repetir!! E eles conseguiram,

claro.

A questão importante nesse ponto é perceber que Steve Jobs enxergou

um (pseudo) padrão onde só haviam números aleatórios. Fazemos isso

muitas vezes na nossa vida. O mercado de ações está repleto desses

exemplos.

Essa duas histórias ilustram bem o cuidado que devemos ter com nossas

intuições e nossa eterna busca por padrões estabelecidos. Devemos

basear nossas decisões em aspectos racionais isentos dessas

influências. Pelos menos na Física!

A Física e o Cotidiano

Este Blog é dedicado à Física e suas principais implicações no dia-a-dia das pessoas.

Segue o primeiro texto (publicado no "Jornal Nosso Bairro Jacarepaguá"):

A Física e o Cotidiano

Com a grata missão de escrever uma coluna sobre a importância da

Física no dia-a-dia das pessoas, me peguei pensativo tentando decidir

que parte dessa grandiosa e magnífica ciência deveria ganhar as

primeiras linhas: a física clássica e a revolução no pensamento

causada por ela a partir do século XVII; a física moderna e o choque

no mundo das artes e que até hoje causa espanto naqueles que se

deparam com seus enunciados mais famosos, como viagens no tempo e

buracos negros; ou a física quântica, a mais perfeita teoria física de

todos os tempos, com sua revolução ainda mais feroz do entendimento

humano sobre o mundo. No mundo quântico, o óbvio não é um lugar comum.

Sim, são muitas dúvidas. Uma certeza, porém, é irrevogável: a

contribuição da física no mundo de ontem e de hoje é absurda.

As ciências, de um modo geral, desempenham um papel transformador nas

sociedades por motivos econômicos, sociais, filosóficos, culturais,

geográficos etc. A capacidade humana de questionar o mundo ao seu

redor fez surgir a necessidade de explicarmos fenômenos observados na

natureza que sempre se repetiam, como objetos caindo. A partir de

explicações sobre observações corriqueiras, descobrimos que poderíamos

chegar mais longe ao prever acontecimentos ainda não observados

(novos) a partir de experiências anteriores (antigas).

De uma forma bem geral, o conhecimento científico se divide – e se

funde – em explicar eventos já conhecidos e prever eventos ainda não

observados. Foi por causa de uma maçã que caiu na cabeça de um físico

que percebemos que havia algo que nos puxava ao centro da Terra e, por

isso, aprendemos a forma correta de vencer – ainda que por breves

momentos – a gravidade e já até pousamos em outro planeta. Nenhum

humano foi a Marte até hoje, mas muitos já viajaram de avião e

helicóptero e, claro, devem isso às previsões da lei da gravitação de

Newton.

Existem outras inúmeras contribuições da física para um dia-a-dia

melhor, tais como, forno micro-ondas, aparelhos de raio-x, aparelhos

de ressonância magnética nuclear (RMN), processadores de computador -

cada vez menores, mas com poder cada vez maior, vide celulares mais

modernos. Mas nada disso foi e é tão impactante nas nossas vidas como

o desenvolvimento daquilo que hoje chamamos de internet. Foi a partir

da ideia de um grupo de físicos europeus do CERN (Conseil Européen

pour la Recherche Nucléaire ou, atualmente, Organização Europeia para

a Pesquisa Nuclear), preocupados com a troca de conhecimentos, que

inicialmente foi pensada a grande rede de computadores ou World Wide

Web (WWW).

A revolução que nosso mundo presencia agora está intimamente ligada

aos avanços na física do século XX. Na física de Einstein, Planck e

Dirack entre tantos outros. Muito mais se pode esperar do mundo de

amanhã: a conquista do espaço e viagens interestelares, a computação

quântica, fusão nuclear, feixes de antimatéria e, quem sabe, até o

teletransporte poderá se tornar um termo comum num futuro não muito

distante. Os próximos 1000 anos prometem na física!

Links:
1- Edição de fevereiro do Jornal de Bairro de jacarepaguá: http://www.nossobairro.net/pdf/jnb_78.pdf