Em meio às festas, fiquei meio sem tempo nem assunto pra cá... até dar de cara com isso, uma timeline da história do Universo, do começo ao fim.
Vale destacar, claro, que é uma estimativa, baseada nas teorias mais aceitas atualmente...
A ideia é que o universo surgiu numa grande explosão (o tal "Big Bang" - não perguntem o que havia antes, aí as explicações viram grandes "chutes", sem muita ciência por trás) há aproximadamente 14 bilhões de anos.
No início, estava tudo tão quente que nem átomos se formavam... era tudo uma massa homogênea, se expandindo muito rapidamente (e esfriando enquanto expandia). Depois de algum tempo, os elétrons começaram a ser capturados por átomos (principalmente hidrogênio), e a gravidade começou a atrair as coisas e "empelotar" essa massa, e nesses "pelotes" a pressão da gravidade começou a espremer os átomos tão juntos que começaram a acontecer reações nucleares, esquentando os pelotes e transformando-os em estrelas.
Com o calor produzido pelas estrelas, os átomos começaram a se ionizar de novo (ou seja, perto das estrelas, o calor fez com que os elétrons se separassem dos átomos de novo) - isso é importante porque essas "recombinações" geram um tremendo ruído e tornam qualquer observação de coisas anteriores a isso muito imprecisa, se é que for possível.
Bom... daí pra frente foram se formando estrelas, planetas ao redor delas (estima-se que a terra tenha uns 4,5 bilhões de anos), essas coisas... E como sabemos disso? Se você olhar lá na timeline, há 13 bilhões de anos (13Ga) você encontra o "Hubble Ultra Deep Field" - ou seja, o limite do que nosso melhor telescópio hoje é capaz de enxergar...
Ops! Peraí! Como um telescópio vê o passado? Achei que ele via o espaço...
Pois é, como a luz viaja a uma velocidade finita, ela leva um certo tempo de um lugar pro outro... você já deve ter ouvido falar que a luz leva 8 minutos pra chegar do Sol até aqui, né? E o sol está pertinho... Então, quanto mais distante estiver um objeto, mais tempo a luz levou pra chegar até aqui - e, claro, o que você está vendo não é ele como é hoje, mas como era quando a luz saiu de lá...
Ou seja, quando dizemos que o "Hubble Ultra Deep Field" enxerga até 13 bilhões de anos atrás, queremos dizer que ele enxerga até coisas tão distantes que a luz saiu de lá 13 bilhões de anos atrás - e, portanto, que estamos vendo as coisas por lá como elas eram 13 bilhões de anos atrás...
Depois disso a timeline entra na fase de reconfiguração da Terra (os continentes não estão parados, se movem BEM devagar... mas, nessa escala de milhões ou bilhões de anos, deu tempo deles se mexerem um bocado!), do desenvolvimento da vida (há uns 4 bilhões de anos - e foram as bactérias criadas lá que injetaram o oxigênio que permite que a gente respire até hoje)... Mostra também as grandes extinções (foram várias - há muita especulação mas pouco se sabe sobre o que levou a elas).. e mostra que as grandes evoluções na vida na Terra, em geral, se deram logo (uns milhõezinhos de anos) após as extinções - SPOILER! Isso não deve ser coincidência...
Os mamíferos se formaram há uns 200 milhões de anos, os primatas há 60 milhões de anos e os humanóides há uns 2 milhões de anos. As civilizações como as conhecemos? Há menos de 10.000 anos...
A timeline também se arrisca em direção ao futuro, com possíveis/prováveis acontecimentos... mas aí vale ressaltar que, à parte o que é astronomia básica (a expansão do sol, a reversão dos polos, etc), o restante é especulação...
Enfim... uma boa coisa pra se pensar nessa época de "ano novo".
Ah, sim... uma legenda simples: 1Ga = 1 bilhão de anos; 1Ma = 1 milhão de anos; 0,001Ma = 1000 anos.
http://www.halcyonmaps.com/timeline-of-the-universe/
domingo, 27 de dezembro de 2015
segunda-feira, 30 de novembro de 2015
Sobre o sol, as estrelas e essas coisas...
Antes de mais nada, desculpem o silêncio recente... falta de notícias, aliado ao final do ano, com todas as suas mazelas...
Mas hoje, devidamente em férias, assisti a um filme de ficção científica de uns 7 anos atrás chamado "Sunshine, Alerta Solar", e dali surgiram coisas legais pra contar...
Esse é daqueles filmes de ficção de que científico não tem nada (algo bem comum no meio dos anos 2000, como já conversamos aqui), onde provavelmente a única coisa minimamente científica é a ideia de que a luz leva aproximadamente 8 minutos pra chegar do sol até a Terra...
Mas, de qualquer maneira, a base do filme é a ideia de que o sol está "apagando", e de que nos resta mandar uma baita bomba atômica pra reacendê-lo... Começando pela parte ruim, o sol tem massa equivalente a umas 300.000 Terras, então a maior bomba atômica que poderíamos criar não faria nem cócegas no sol - pra dar uma ideia, a maior bomba já criada, a Tsar Bomba, tinha a potência de 50 MegaTons, enquanto a potência do sol é da ordem de 1 milhão de bilhões de megatons por dia...
Enfim, fica uma questão interessante, já discutida bem por alto aqui: de onde vem a energia do sol?
O nosso sol é composto basicamente por hidrogênio cujos átomos, aquecidos a uma temperatura de pouco mais de uma dezena de milhões de graus Celsius, colidem entre si formando Hélio e, no processo, liberando energia. Depois de muito tempo, quando a estrela vai ficando velha, o hidrogênio vai acabando e o hélio formado vai, por sua vez, colidindo pra formar coisas mais pesadas, como Carbono, Oxigênio, etc - isso até chegarmos a coisas como Ferro e Cobalto, que são as coisas mais estáveis que existem - nesse caminho, uma estrela pode passar por várias "fases", como "Gigante Vermelha", "Anã Branca" ou "Anã Marrom", podendo virar uma supernova, etc... Tudo isso é muito complicado, tem alguns textos mais profundos sobre o assunto pra frente, mas a ideia geral é: estrelas produzem energia "queimando" elementos leves (geralmente hidrogênio) para formar elementos mais pesados (como hélio, carbono, etc) - mas isso só acontece a temperaturas absurdamente altas, como as tais dezenas de milhões de graus celsius de que eu falei acima.
Enfim, é isso!
Pra quem ficou curioso, tem mais coisas sobre evolução estelar e nucleosíntese (a formação de núcleos mais pesados em estrelas) nos seguintes links:
http://helios.gsfc.nasa.gov/nucleo.html
http://www.astro.iag.usp.br/~maciel/teaching/artigos/elementos/elementos.html
http://www.observatorio.ufmg.br/Pas104.htm
Mas hoje, devidamente em férias, assisti a um filme de ficção científica de uns 7 anos atrás chamado "Sunshine, Alerta Solar", e dali surgiram coisas legais pra contar...
Esse é daqueles filmes de ficção de que científico não tem nada (algo bem comum no meio dos anos 2000, como já conversamos aqui), onde provavelmente a única coisa minimamente científica é a ideia de que a luz leva aproximadamente 8 minutos pra chegar do sol até a Terra...
Mas, de qualquer maneira, a base do filme é a ideia de que o sol está "apagando", e de que nos resta mandar uma baita bomba atômica pra reacendê-lo... Começando pela parte ruim, o sol tem massa equivalente a umas 300.000 Terras, então a maior bomba atômica que poderíamos criar não faria nem cócegas no sol - pra dar uma ideia, a maior bomba já criada, a Tsar Bomba, tinha a potência de 50 MegaTons, enquanto a potência do sol é da ordem de 1 milhão de bilhões de megatons por dia...
Enfim, fica uma questão interessante, já discutida bem por alto aqui: de onde vem a energia do sol?
O nosso sol é composto basicamente por hidrogênio cujos átomos, aquecidos a uma temperatura de pouco mais de uma dezena de milhões de graus Celsius, colidem entre si formando Hélio e, no processo, liberando energia. Depois de muito tempo, quando a estrela vai ficando velha, o hidrogênio vai acabando e o hélio formado vai, por sua vez, colidindo pra formar coisas mais pesadas, como Carbono, Oxigênio, etc - isso até chegarmos a coisas como Ferro e Cobalto, que são as coisas mais estáveis que existem - nesse caminho, uma estrela pode passar por várias "fases", como "Gigante Vermelha", "Anã Branca" ou "Anã Marrom", podendo virar uma supernova, etc... Tudo isso é muito complicado, tem alguns textos mais profundos sobre o assunto pra frente, mas a ideia geral é: estrelas produzem energia "queimando" elementos leves (geralmente hidrogênio) para formar elementos mais pesados (como hélio, carbono, etc) - mas isso só acontece a temperaturas absurdamente altas, como as tais dezenas de milhões de graus celsius de que eu falei acima.
Enfim, é isso!
Pra quem ficou curioso, tem mais coisas sobre evolução estelar e nucleosíntese (a formação de núcleos mais pesados em estrelas) nos seguintes links:
http://helios.gsfc.nasa.gov/nucleo.html
http://www.astro.iag.usp.br/~maciel/teaching/artigos/elementos/elementos.html
http://www.observatorio.ufmg.br/Pas104.htm
terça-feira, 6 de outubro de 2015
Prêmio Nobel de Física - 2015
Saíram os ganhadores do Prêmio Nobel de Física de 2015. O prêmio foi pra Takaaki Kajita e Arthur B. McDonald, pela descoberta das oscilações de neutrinos.
E o que são os tais "neutrinos"? Por quê as "oscilações" são importantes?
Neutrinos são, até onde se sabe, as partículas mais abundantes no universo... e as oscilações (ou seja, o fato dele mudar de tipo durante o vôo) implicam, necessariamente, em que eles tenham massa, mesmo que estupidamente pequena - juntando as duas coisas, o universo tem um monte de massa a mais...
A gente já falou disso aqui (em mais detalhes!) um tempo atrás, lembram?
http://fisicapraquemtemmedo.blogspot.com.br/2015/07/afinal-o-que-e-um-neutrino.html
E o que são os tais "neutrinos"? Por quê as "oscilações" são importantes?
Neutrinos são, até onde se sabe, as partículas mais abundantes no universo... e as oscilações (ou seja, o fato dele mudar de tipo durante o vôo) implicam, necessariamente, em que eles tenham massa, mesmo que estupidamente pequena - juntando as duas coisas, o universo tem um monte de massa a mais...
A gente já falou disso aqui (em mais detalhes!) um tempo atrás, lembram?
http://fisicapraquemtemmedo.blogspot.com.br/2015/07/afinal-o-que-e-um-neutrino.html
quinta-feira, 17 de setembro de 2015
E o modelo padrão vai ficando pequeno (de novo)...
Pra quem se lembra, no último post comentei aqui sobre indícios de uma nova partícula elementar, não prevista pelo modelo padrão.
Essa semana, outros indícios, de outro tipo, começam a deixar os físicos de partículas ainda mais agitados. Aparentemente, três partículas irmãs, que deveriam ter comportamentos idênticos (à exceção da massa), andam mostrando comportamentos curiosos, que quebram as previsões do modelo padrão...
As partículas em questão são os léptons, os "irmão leves" dos quarks - no modelo padrão as partículas são divididas em três famílias, cada uma com dois quarks, um lépton e um neutrino. O mais leve dos léptons é nosso velho conhecido, o elétron; os outros dois, bem mais pesados, são o múon e o tau. O que foi medido (evitando ser técnico, até porque isso está um tanto além da minha própria especialidade! ;-) foi um decaimento onde deveriam ser produzidos, em iguais quantidades, o múon e o tau - só que mediu-se bem mais taus que múons. Parece pouca coisa, mas a teoria aceita do modelo padrão não aceitaria isso de jeito nenhum, indicando que tem algo de errado por lá (os resultados ainda são chamados de "indícios", não de "descobertas", por uma questão de estatística - preciso fazer um post legal sobre isso em breve).
O que estes experimentos recentes vêm mostrando é que o modelo padrão parece não ser suficiente para explicar esse zoológico microscópico que são as menores partículas que formam tudo o que a gente conhece. E, como disse antes, temos aqui três possibilidades:
Ah, pra quem ficou curioso com o tal modelo padrão, essa tabela mostra como são as tais famílias e mais umas coisas...
PS: aqui tem um link pra um dos artigos originais dessa nova descoberta (aviso: a coisa é absolutamente técnica e quase ilegível! ;-), e aqui tem uma revisão boa (em inglês) pras duas "quase-descobertas" recentes.
Essa semana, outros indícios, de outro tipo, começam a deixar os físicos de partículas ainda mais agitados. Aparentemente, três partículas irmãs, que deveriam ter comportamentos idênticos (à exceção da massa), andam mostrando comportamentos curiosos, que quebram as previsões do modelo padrão...
As partículas em questão são os léptons, os "irmão leves" dos quarks - no modelo padrão as partículas são divididas em três famílias, cada uma com dois quarks, um lépton e um neutrino. O mais leve dos léptons é nosso velho conhecido, o elétron; os outros dois, bem mais pesados, são o múon e o tau. O que foi medido (evitando ser técnico, até porque isso está um tanto além da minha própria especialidade! ;-) foi um decaimento onde deveriam ser produzidos, em iguais quantidades, o múon e o tau - só que mediu-se bem mais taus que múons. Parece pouca coisa, mas a teoria aceita do modelo padrão não aceitaria isso de jeito nenhum, indicando que tem algo de errado por lá (os resultados ainda são chamados de "indícios", não de "descobertas", por uma questão de estatística - preciso fazer um post legal sobre isso em breve).
O que estes experimentos recentes vêm mostrando é que o modelo padrão parece não ser suficiente para explicar esse zoológico microscópico que são as menores partículas que formam tudo o que a gente conhece. E, como disse antes, temos aqui três possibilidades:
- Os resultados podem ser só causados por algum problema experimental ou de análise (como ocorreu, anos atrás, com os neutrinos mais rápidos que a luz), mas como os indícios têm vindo de mais de um experimento, isso parece pouco provável;
- Os resultados podem indicar a necessidade de ajustes no modelo padrão, com a introdução de pequenas modificações que não cheguem a mudar muito o conceito (um exemplo disso foram as órbitas elípticas de Kepler, que alteraram o modelo do sistema solar mas não tiraram a sua validade); ou
- O modelo padrão pode não ser capaz de acomodar as novas medições, e aí seria necessário criar um novo modelo que encampe todos os sucessos do anterior e ainda as novas descobertas (um exemplo desse tipo de coisa é a teoria da relatividade geral, que explicava toda a gravitação de Newton e muito mais).
Ah, pra quem ficou curioso com o tal modelo padrão, essa tabela mostra como são as tais famílias e mais umas coisas...
PS: aqui tem um link pra um dos artigos originais dessa nova descoberta (aviso: a coisa é absolutamente técnica e quase ilegível! ;-), e aqui tem uma revisão boa (em inglês) pras duas "quase-descobertas" recentes.
sexta-feira, 28 de agosto de 2015
O Modelo Padrão, o LHC e uma coceira...
Hoje li uma notícia sobre um novo resultado interessante do LHC, o Grande Colisor de Hádrons (no Centro Europeu de Pesquisas Nucleares - CERN, na Suíça) que desafia algumas previsões do modelo padrão... e aí me toquei que nunca falei direito aqui sobre o que é isso!
O modelo padrão de física de partículas (muitas vezes chamado só de "modelo padrão") é uma teoria que junta três das forças elementares (eletromagnética, fraca e forte - só a gravidade fica de fora) e classifica as partículas elementares (os menores pedacinhos da matéria).
Esse modelo é bem complicado, mas em poucas linhas o que ele faz é dizer que toda a matéria conhecida (não só a matéria do nosso dia-a-dia, mas também diversas coisas bem esquisitas que só se observa em laboratório) é formada por combinações de nove partículas, divididas em três famílias. Cada família é formada por dois quarks (partículas que não existem sozinhas, estando sempre ligadas em grupos de duas - os mésons -, três - os hádrons -, ou cinco - os recém-observados pentaquarks - e um lépton (o elétron, o múon e o tau). Além deles há três neutrinos, um por família (estas são partículas "fantasma", que praticamente não interagem com nada), quatro bósons de calibre (os bósons de gauge, que são as partículas que "conduzem" as forças fundamentais) e o famoso bóson de Higgs. O modelo padrão também dita algumas regras básicas sobre o funcionamento dessa parafernália toda.
Além da beleza de reduzir tudo a um pequeno grupo de partículas e regras, o modelo padrão tem tido muito sucesso em prever coisas que acabam sendo verificadas - os dois exemplos recentes e já citados foram o pentaquark e o bóson de Higgs - e, com isso, foi ganhando status de "explicação de quase tudo" entre os físicos (o "quase" é porque ninguém até hoje conseguiu casar a gravidade - e, com ela, a relatividade geral - com o modelo padrão e a mecânica quântica).
Nos últimos tempos, no entanto duas medidas diferentes e independentes colocaram uma pulga atrás da orelha de gente do ramo... Primeiro o pessoal do laboratório do acelerador linear de Stanford (SLAC, nos EUA), em 2012, e agora o pessoal do LHC conseguiram medir com precisão um comportamento que desafia a previsão do modelo padrão - partículas distintas que deveriam se comportar da mesma forma têm comportamentos parecidos, mas com 95% de probabilidade de serem diferentes do esperado (ou seja, em 20 medidas, no máximo uma vai dar o resultado esperado).
O que isso significa? Se acontecesse em um experimento só, a primeira coisa seria suspeitar de algum mal funcionamento, de algum problema de projeto ou de alguma interferência imprevista. Acontecendo em dois laboratórios distintos, fazendo medidas distintas, parece sinal de que tem caroço no angu... O que pode ser esse caroço? Algum tipo novo de partícula (que exigiria uma revisão de todo o modelo padrão), alguma interação fundamental nova (que seria uma baita revolução na física - a última vez que alguém propôs uma interação nova foi na década de 1930!) ou então algum furo no modelo padrão, que pode ou não ser remendável... De qualquer jeito, é uma descoberta das mais relevantes dos últimos tempos, e com certeza deixa muitos físicos de partículas bem animados com o que está por vir...
Aqui tem um link com um resumo do que foi medido agora e, para os corajosos (e curiosos), aqui pode-se acessar o artigo completo.
O modelo padrão de física de partículas (muitas vezes chamado só de "modelo padrão") é uma teoria que junta três das forças elementares (eletromagnética, fraca e forte - só a gravidade fica de fora) e classifica as partículas elementares (os menores pedacinhos da matéria).
Esse modelo é bem complicado, mas em poucas linhas o que ele faz é dizer que toda a matéria conhecida (não só a matéria do nosso dia-a-dia, mas também diversas coisas bem esquisitas que só se observa em laboratório) é formada por combinações de nove partículas, divididas em três famílias. Cada família é formada por dois quarks (partículas que não existem sozinhas, estando sempre ligadas em grupos de duas - os mésons -, três - os hádrons -, ou cinco - os recém-observados pentaquarks - e um lépton (o elétron, o múon e o tau). Além deles há três neutrinos, um por família (estas são partículas "fantasma", que praticamente não interagem com nada), quatro bósons de calibre (os bósons de gauge, que são as partículas que "conduzem" as forças fundamentais) e o famoso bóson de Higgs. O modelo padrão também dita algumas regras básicas sobre o funcionamento dessa parafernália toda.
Além da beleza de reduzir tudo a um pequeno grupo de partículas e regras, o modelo padrão tem tido muito sucesso em prever coisas que acabam sendo verificadas - os dois exemplos recentes e já citados foram o pentaquark e o bóson de Higgs - e, com isso, foi ganhando status de "explicação de quase tudo" entre os físicos (o "quase" é porque ninguém até hoje conseguiu casar a gravidade - e, com ela, a relatividade geral - com o modelo padrão e a mecânica quântica).
Nos últimos tempos, no entanto duas medidas diferentes e independentes colocaram uma pulga atrás da orelha de gente do ramo... Primeiro o pessoal do laboratório do acelerador linear de Stanford (SLAC, nos EUA), em 2012, e agora o pessoal do LHC conseguiram medir com precisão um comportamento que desafia a previsão do modelo padrão - partículas distintas que deveriam se comportar da mesma forma têm comportamentos parecidos, mas com 95% de probabilidade de serem diferentes do esperado (ou seja, em 20 medidas, no máximo uma vai dar o resultado esperado).
O que isso significa? Se acontecesse em um experimento só, a primeira coisa seria suspeitar de algum mal funcionamento, de algum problema de projeto ou de alguma interferência imprevista. Acontecendo em dois laboratórios distintos, fazendo medidas distintas, parece sinal de que tem caroço no angu... O que pode ser esse caroço? Algum tipo novo de partícula (que exigiria uma revisão de todo o modelo padrão), alguma interação fundamental nova (que seria uma baita revolução na física - a última vez que alguém propôs uma interação nova foi na década de 1930!) ou então algum furo no modelo padrão, que pode ou não ser remendável... De qualquer jeito, é uma descoberta das mais relevantes dos últimos tempos, e com certeza deixa muitos físicos de partículas bem animados com o que está por vir...
Aqui tem um link com um resumo do que foi medido agora e, para os corajosos (e curiosos), aqui pode-se acessar o artigo completo.
sexta-feira, 31 de julho de 2015
EXISTE ENERGIA LIMPA?
EXISTE ENERGIA LIMPA?
Voltando à série sobre energia vamos encerrar discutindo algo que tem potencial para ser polêmico...
Volta e meia alguma energia é anunciada como "limpa", no sentido de não ter conseqüências adversas ao ambiente... mas será que isso é verdade?
Há dois princípios bem conhecidos que precisam ser entendidos aqui... o primeiro é o famoso "Princípio de Lavoisieur", que em termos populares é conhecido como "No mundo nada se cria, nada se perde, tudo se transforma"... o outro é a Segunda Lei da Termodinâmica, que diz que processos só podem ocorrer em um sentido (exemplo simples: sem influência externa, o calor vai sempre do corpo mais quente pro mais frio, levando os dois a ficarem na mesma temperatura) - ou seja, os processos de transferência de energia são irreversíveis; uma eventual reversão (como acontece na geladeira) só pode acontecer com o fornecimento de mais energia.
Juntando esses dois princípios, podemos ver que qualquer energia que se pretenda "canalizar" pra uso externo (doméstico, industrial ou o que for) precisa ser retirada de algum lugar, e esse processo é irreversível... Quando pensamos na escala da energia que uma cidade como São Paulo usa, por exemplo, começamos a imaginar que essa energia que está sendo "roubada" de algum lugar há de fazer falta, não?
A resposta é, até onde sabemos, SIM! Qualquer retirada de energia em grande escala tem impacto no ecossistema de onde ela foi retirada. Seja a energia das marés, cuja retirada prejudica todo o ecossistema costeiro (peixes, crustáceos e corais); sejam as eólicas, que causam alteração dos padrões de vento (e cujo efeito nas grandes correntes ainda é discutido); sejam as solares que reduzem demais a irradiação solar do solo (e, discute-se, podem causar efeitos no clima também)...
Além disso, quando pegamos algo que funciona bem em pequena escala e aumentamos muito, sempre acabam aparecendo efeitos colaterais inesperados, como as mortandades de pássaros causadas por grandes fazendas eólicas ou as aves incendiadas no ar por causa da maior fazenda solar já construída... o mesmo acontece com a energia nuclear, com as hidrelétricas e, muito provavelmente, acontecerá com a fusão nuclear, se ela de fato virar realidade no futuro.
Qual a solução? Bom, reduzir nosso consumo energético é o mais eficiente, mas não é fácil, né? Outras boas ideias são diversificar a tal "matriz energética", tirando só um pouco de energia de cada elemento ou local - e torcendo pra essas pequenas perturbações serem diluídas sem causar dano significativo... A solução "limpa" (no sentido de usar uma energia que já tinha sido recolhida e ia ser jogada fora) mais simples é o uso de aquecimento solar - ou geração elétrica mesmo - em telhados, e isso já poderia ajudar muito na conta. E, claro, desenvolver cada vez mais nossa tecnologia pra tentar fazer o máximo gastando o mínimo de energia.
Em suma, é isso... quando ler algo sobre alguma "energia limpa", lembre-se: isso é só um bom nome de marketing. E, infelizmente, uma mentira.
Voltando à série sobre energia vamos encerrar discutindo algo que tem potencial para ser polêmico...
Volta e meia alguma energia é anunciada como "limpa", no sentido de não ter conseqüências adversas ao ambiente... mas será que isso é verdade?
Há dois princípios bem conhecidos que precisam ser entendidos aqui... o primeiro é o famoso "Princípio de Lavoisieur", que em termos populares é conhecido como "No mundo nada se cria, nada se perde, tudo se transforma"... o outro é a Segunda Lei da Termodinâmica, que diz que processos só podem ocorrer em um sentido (exemplo simples: sem influência externa, o calor vai sempre do corpo mais quente pro mais frio, levando os dois a ficarem na mesma temperatura) - ou seja, os processos de transferência de energia são irreversíveis; uma eventual reversão (como acontece na geladeira) só pode acontecer com o fornecimento de mais energia.
Juntando esses dois princípios, podemos ver que qualquer energia que se pretenda "canalizar" pra uso externo (doméstico, industrial ou o que for) precisa ser retirada de algum lugar, e esse processo é irreversível... Quando pensamos na escala da energia que uma cidade como São Paulo usa, por exemplo, começamos a imaginar que essa energia que está sendo "roubada" de algum lugar há de fazer falta, não?
A resposta é, até onde sabemos, SIM! Qualquer retirada de energia em grande escala tem impacto no ecossistema de onde ela foi retirada. Seja a energia das marés, cuja retirada prejudica todo o ecossistema costeiro (peixes, crustáceos e corais); sejam as eólicas, que causam alteração dos padrões de vento (e cujo efeito nas grandes correntes ainda é discutido); sejam as solares que reduzem demais a irradiação solar do solo (e, discute-se, podem causar efeitos no clima também)...
Além disso, quando pegamos algo que funciona bem em pequena escala e aumentamos muito, sempre acabam aparecendo efeitos colaterais inesperados, como as mortandades de pássaros causadas por grandes fazendas eólicas ou as aves incendiadas no ar por causa da maior fazenda solar já construída... o mesmo acontece com a energia nuclear, com as hidrelétricas e, muito provavelmente, acontecerá com a fusão nuclear, se ela de fato virar realidade no futuro.
Qual a solução? Bom, reduzir nosso consumo energético é o mais eficiente, mas não é fácil, né? Outras boas ideias são diversificar a tal "matriz energética", tirando só um pouco de energia de cada elemento ou local - e torcendo pra essas pequenas perturbações serem diluídas sem causar dano significativo... A solução "limpa" (no sentido de usar uma energia que já tinha sido recolhida e ia ser jogada fora) mais simples é o uso de aquecimento solar - ou geração elétrica mesmo - em telhados, e isso já poderia ajudar muito na conta. E, claro, desenvolver cada vez mais nossa tecnologia pra tentar fazer o máximo gastando o mínimo de energia.
Em suma, é isso... quando ler algo sobre alguma "energia limpa", lembre-se: isso é só um bom nome de marketing. E, infelizmente, uma mentira.
terça-feira, 21 de julho de 2015
O QUE É UM PENTAQUARK?
Interrompendo brevemente nossa série sobre energia pra comentar uma notícia interessante e fresquinha: descobriram o pentaquark!
Um dos experimentos do LHC (o grande colisor de hádrons do CERN, o maior acelerador de partículas do mundo), na sua fase "renovado e turbinado", identificou pela primeira vez um pentaquark!
MAS, AFINAL, O QUE É UM PENTAQUARK?
Um dos experimentos do LHC (o grande colisor de hádrons do CERN, o maior acelerador de partículas do mundo), na sua fase "renovado e turbinado", identificou pela primeira vez um pentaquark!
MAS, AFINAL, O QUE É UM PENTAQUARK?
A matéria como conhecemos é formada de prótons, nêutrons e elétrons,
certo? Os prótons e nêutrons, por sua vez, são formados por pedacinhos
muito pequenos chamados "quarks", que não podem existir sozinhos (os
elétrons, até onde se sabe, são indivisíveis). Até hoje se conheciam
combinações de dois quarks (os mésons, partículas exóticas que só se
encontra em laboratório ou em chuvas de radiação cósmica) ou de três
quarks (os bárions, família à qual pertencem os prótons e nêutrons, além
de uma série de primos bastante exóticos).
A descoberta recente do LHC são partículas formadas por combinações de 5 quarks; por enquanto achou-se com certeza um membro da família, mas isso implica que, a princípio, todo o resto deve estar lá, só mais bem escondido. Esses pentaquarks vinham sendo buscados (e não encontrados) há pelo menos 20 anos, e a insistência deles em não serem encontrados fazia com que muitos duvidassem que eles pudessem de fato existir.
Possíveis aplicações práticas do pentaquark? Imagino que nenhuma. Mas, como quarks são coisinhas muuuuuito difíceis de estudar, por nunca estarem sozinhos, estudar uma nova forma como quarks se unem pode ser um impulso e tanto para a compreensão de como, afinal, funcionam esses tais de quarks, que formam praticamente tudo o que se conhece.
Abraços!
A descoberta recente do LHC são partículas formadas por combinações de 5 quarks; por enquanto achou-se com certeza um membro da família, mas isso implica que, a princípio, todo o resto deve estar lá, só mais bem escondido. Esses pentaquarks vinham sendo buscados (e não encontrados) há pelo menos 20 anos, e a insistência deles em não serem encontrados fazia com que muitos duvidassem que eles pudessem de fato existir.
Possíveis aplicações práticas do pentaquark? Imagino que nenhuma. Mas, como quarks são coisinhas muuuuuito difíceis de estudar, por nunca estarem sozinhos, estudar uma nova forma como quarks se unem pode ser um impulso e tanto para a compreensão de como, afinal, funcionam esses tais de quarks, que formam praticamente tudo o que se conhece.
Abraços!
SOBRE ENERGIAS: FUSÃO NUCLEAR
Continuando com a série "energia", vamos falar da "energia limpa" (no final da série espero fazer uma publicação justificando as aspas) do futuro...
FUSÃO NUCLEAR
Como eu falei na parte sobre energia nuclear, núcleos são como gotas d'água: gotas pequenas se juntam em gotas maiores, gotas muito grandes acabam se dividindo... No caso da energia nuclear "comum", núcleos de urânio, enormes, quebram-se em pedaços menores, liberando muita energia - esse processo acontece "a frio", espontaneamente até.
Mas e a coisa de juntar gotinhas pequenas pra formar gotas maiores? Essa seria a fusão nuclear.
Na prática, quando dois núcleos de hidrogênio e/ou hélio se juntam, eles formam outros núcleos de hélio ou hidrogênio (do tipo mais pesado, com mais nêutrons), liberando energia (umas 20 vezes menos energia que em uma fissão de urânio, mas ainda assim uma energia BEM grande comparada com a queima de compostos químicos - algo como 10.000 vezes maior). As grandes vantagens disso são que o combustível é hidrogênio ou hélio, dois dos elementos mais comuns no universo, e que o produto final é, também, hidrogênio ou hélio. O melhor: não há consumo de oxigênio, liberação de carbono gasoso ou qualquer outro efeito colateral.
Mas há, também, uma pegadinha... como os núcleos envolvidos têm carga positiva (como qualquer núcleo), pra aproximá-los o bastante pra eles interagirem é necessária MUITA energia (vamos lembrar que na fissão isso não acontece porque quem dispara a coisa, o nêutron, não tem carga!)... Isso se resolve usando um acelerador de partículas, só que a energia que se consegue liberar assim é pouca, e o consumo é muito alto. A outra solução é ainda mais maluca: vamos esquentar o gás todo até que as partículas do gás tenham tanta energia cinética (lembram que em um gás "calor" é uma medida da energia cinética dos átomos?) que os núcleos consigam colidir? Bom... isso significa esquentar a coisa a mais de um milhão de graus - e é exatamente o que se faz! Aliás, esse é o processo que acontece no interior das estrelas, o jeito como elas produzem luz e calor!
Aí surge um segundo problema: nenhum material conhecido resiste a uma temperatura tão alta! A solução? Aplicar um campo magnético muito forte, de modo que o gás não encoste em nada. Maluco, mas funciona. E, de verdade, a fusão acontece, e libera um bocado de energia. Só que até hoje, por uma questão de tecnologia, todos os sistemas que foram montados (experimentais, bem pequenos) gastam mais energia pra esquentar o gás e manter o campo magnético do que a energia que é liberada na fusão... O que os cientistas acreditam é que isso mude quando o sistema for grande o bastante, e pra isso estão construindo um reator de fusão grande, com tamanho que imaginam ser o bastante pra produzir mais energia do que gasta. O nome do trambolho é ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), e ele está sendo construído em Cadarache, na França. A construção está atrasada, mas isso é normal em projetos pioneiros, afinal a tecnologia necessária vai sendo desenvolvida junto com a construção, e nem sempre tudo funciona...
Se tudo der certo, em 50 anos podemos ter vários reatores de fusão funcionando ao redor do mundo, gerando energia sem produzir impacto ambiental significativo (até onde se sabe hoje... mas muita coisa só se descobre com o tempo de uso, né?)... Ah, e sem grandes riscos pro meio ambiente ou pra população, já que um acidente inimaginável derreteria tudo, mas só liberaria hidrogênio e hélio, que são bastante inofensivos... e muito calor.
Ficou curioso? Essa aqui é a página do ITER, com alguma coisa sobre ele, cronograma e coisa e tal...
Ah... e nunca é demais lembrar: o fato de não se conhecer possíveis danos ambientais decorrentes da operação de usinas de fusão não quer dizer que eles não possam existir... afinal, como a gente vai ver quando falar de usinas eólicas e solares, muita coisa "inimaginável" acaba acontecendo quando se faz coisas em grande escala!
Abraços!
FUSÃO NUCLEAR
Como eu falei na parte sobre energia nuclear, núcleos são como gotas d'água: gotas pequenas se juntam em gotas maiores, gotas muito grandes acabam se dividindo... No caso da energia nuclear "comum", núcleos de urânio, enormes, quebram-se em pedaços menores, liberando muita energia - esse processo acontece "a frio", espontaneamente até.
Mas e a coisa de juntar gotinhas pequenas pra formar gotas maiores? Essa seria a fusão nuclear.
Na prática, quando dois núcleos de hidrogênio e/ou hélio se juntam, eles formam outros núcleos de hélio ou hidrogênio (do tipo mais pesado, com mais nêutrons), liberando energia (umas 20 vezes menos energia que em uma fissão de urânio, mas ainda assim uma energia BEM grande comparada com a queima de compostos químicos - algo como 10.000 vezes maior). As grandes vantagens disso são que o combustível é hidrogênio ou hélio, dois dos elementos mais comuns no universo, e que o produto final é, também, hidrogênio ou hélio. O melhor: não há consumo de oxigênio, liberação de carbono gasoso ou qualquer outro efeito colateral.
Mas há, também, uma pegadinha... como os núcleos envolvidos têm carga positiva (como qualquer núcleo), pra aproximá-los o bastante pra eles interagirem é necessária MUITA energia (vamos lembrar que na fissão isso não acontece porque quem dispara a coisa, o nêutron, não tem carga!)... Isso se resolve usando um acelerador de partículas, só que a energia que se consegue liberar assim é pouca, e o consumo é muito alto. A outra solução é ainda mais maluca: vamos esquentar o gás todo até que as partículas do gás tenham tanta energia cinética (lembram que em um gás "calor" é uma medida da energia cinética dos átomos?) que os núcleos consigam colidir? Bom... isso significa esquentar a coisa a mais de um milhão de graus - e é exatamente o que se faz! Aliás, esse é o processo que acontece no interior das estrelas, o jeito como elas produzem luz e calor!
Aí surge um segundo problema: nenhum material conhecido resiste a uma temperatura tão alta! A solução? Aplicar um campo magnético muito forte, de modo que o gás não encoste em nada. Maluco, mas funciona. E, de verdade, a fusão acontece, e libera um bocado de energia. Só que até hoje, por uma questão de tecnologia, todos os sistemas que foram montados (experimentais, bem pequenos) gastam mais energia pra esquentar o gás e manter o campo magnético do que a energia que é liberada na fusão... O que os cientistas acreditam é que isso mude quando o sistema for grande o bastante, e pra isso estão construindo um reator de fusão grande, com tamanho que imaginam ser o bastante pra produzir mais energia do que gasta. O nome do trambolho é ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), e ele está sendo construído em Cadarache, na França. A construção está atrasada, mas isso é normal em projetos pioneiros, afinal a tecnologia necessária vai sendo desenvolvida junto com a construção, e nem sempre tudo funciona...
Se tudo der certo, em 50 anos podemos ter vários reatores de fusão funcionando ao redor do mundo, gerando energia sem produzir impacto ambiental significativo (até onde se sabe hoje... mas muita coisa só se descobre com o tempo de uso, né?)... Ah, e sem grandes riscos pro meio ambiente ou pra população, já que um acidente inimaginável derreteria tudo, mas só liberaria hidrogênio e hélio, que são bastante inofensivos... e muito calor.
Ficou curioso? Essa aqui é a página do ITER, com alguma coisa sobre ele, cronograma e coisa e tal...
Ah... e nunca é demais lembrar: o fato de não se conhecer possíveis danos ambientais decorrentes da operação de usinas de fusão não quer dizer que eles não possam existir... afinal, como a gente vai ver quando falar de usinas eólicas e solares, muita coisa "inimaginável" acaba acontecendo quando se faz coisas em grande escala!
Abraços!
SOBRE ENERGIA NUCLEAR
Vamos tentar começar uma pequena série de publicações sobre um tema mais que importante:
energia! E vou começar com a minha especialidade, a tão discutida e
temida...
ENERGIA NUCLEAR
Núcleos atômicos se comportam, essencialmente, como gotas d'água: gotas pequenas, quando entram em contato, se unem formando uma maior; já gotas muito grandes, em contato com outra, mesmo que muito pequena, acabam por se dividir em duas. Com os núcleos atômicos acontece a mesma coisa, e aqui vamos focar no segundo caso: a divisão de núcleos muito grandes em pedaços menores.
Os núcleos naturais mais pesados que se conhece são os de Urânio, que têm 92 prótons e algo entre 142 e 146 nêutrons; estes núcleos são tão grandes que ao entrar em contato com um simples nêutron, acabam se dividindo em pedacinhos menores (normalmente dois, mais dois ou três nêutrons avulsos), com a liberação de uma grande quantidade de energia. Além de tudo, esses 2-3 nêutrons que sobram podem encontrar outros núcleos de urânio causando outras divisões (conhecidas como "fissões"), que vão liberar mais nêutrons, que vão causar novas fissões, que vão liberar mais... bom, deu pra sentir o drama, né?
Esse processo, quando feito de forma descontrolada, dá origem às bombas nucleares (popularmente conhecidas, de forma errada, como "bombas atômicas"); quando feito de forma controlada, é a base das usinas nucleares e da energia nuclear que conhecemos. E é difícil controlar esse processo? Na verdade não, é bem mais difícil fazer uma bomba que um reator nuclear - o primeiro foi inaugurado em 1942, 2 anos antes da primeira bomba atômica... e, em essência, há registro de ocorrência de reatores nucleares naturais, em alguns locais com grandes reservas de urânio.
Nas primeiras décadas da "era nuclear" (pós-1942), reatores nucleares eram principalmente construídos para pesquisa, mas especialmente a partir da crise mundial de energia (em especial do petróleo), no começo da década de 1970, a energia nuclear surgiu como alternativa viável, mas cara (especialmente no início).
Sua grande vantagem é a ausência de emissões líquidas ou gasosas de qualquer tipo, aliada à enorme eficiência energética do urânio - para se ter uma ideia, a queima total de 1 g de urânio equivale à queima completa de 1.000 kg de carvão (sim, a diferença é da faixa de um milhão). Em situação real, isso significa que 1 kg de combustível nuclear é capaz de gerar nada menos que 360.000 kWh... Como comparação, a capacidade máxima de produção de Itaipu (~100GWh/ano) equivale ao uso de 2.000.000.000.000.000 kg de água; uma usina termelétrica usa, para gerar a mesma energia, 50.000.000 kg de carvão; já uma usina nuclear usa apenas 300 kg de combustível.
A desvantagem, no início, era a geração de resíduo radioativo - a quantidade não é grande, como visto acima, mas é um material extremamente perigoso e que requer um armazenamento bastante cuidadoso por MUITO tempo (há coisas que duram milhões de anos ali).
Em 1979, no entanto, ocorreu o primeiro acidente significativo com uma usina nuclear (Three Mile Island, nos EUA), e aí o risco de acidentes catastróficos entrou na conta, também (vale destacar, no entanto, que não houve nenhuma morte e, apesar de alguma liberação de material radioativo para a atmosfera, não há registro formal de doenças associadas ao acidente). Em 1986, com o acidente de Chernobyl (Ucrânia, então URSS), onde houve diversas mortes (há uma tremenda discordância aqui, os números variam de 53 - a contagem oficial - a estimativas de mais de 100.000) a apreensão virou pânico, e as usinas nucleares viraram para muitos sinônimo de um grande e inaceitável risco.
A crise energética e as pressões por redução de emissão de gases de efeito estufa deram um novo impulso à energia nuclear nos anos 2000, até que o acidente de Fukushima, em 2011 (2 mortos, 39 feridos) desse uma nova esfriada no panorama - pelo menor por algum tempo.
Dois dedinhos de prosa sobre as duas desvantagens...
A questão do rejeito radioativo (o resto que fica quando o combustível da usina nuclear é gasto, mais os restos da própria usina depois que ela é desligada) é séria, mas menos severa do que parece. Além das quantidades envolvidas serem relativamente pequenas (lembrem-se de que "uma Itaipu" de energia nuclear consome apenas 300 kg de combustível por ano!), hoje em dia grande parte é reprocessada, com a remoção de materiais aproveitáveis; há, também, projetos de sistemas que permitiriam "quebrar" as coisas que duram milhões de anos em coisas que duram bem menos - 1 ano ou menos. Ainda assim, é uma questão que precisa ser bem estudada quando usa-se a energia nuclear (e o Brasil até hoje não fez isso - os rejeitos de Angra 1 e 2 são guardados em locais provisórios até hoje).
Já quanto à questão da segurança, é meio como a discussão entre a segurança e os riscos de se voar de avião... Acidentes tendem a ser espetaculares, e a radiação, invisível e sem cheiro, causa muito medo. Por outro lado acidentes com barragens de hidrelétricas, por exemplo, causam muito mais mortes que os acidentes nucleares (em 1975 um, na China, matou mais de 170.000 pessoas, e há vários outros na história que registram mais de 1.000 mortes - de 2010 pra cá, por exemplo, foram registradas mais de 80 mortes em 12 acidentes, conforme a wikipedia)... Os dois grandes acidentes nucleares da história foram consequência de um teste absolutamente irresponsável (o de Chernobyl) ou do quarto maior terremoto já registrado (que causou em torno de 16.000 mortes) - e em ambos os casos usinas modernas teriam passado sem grandes problemas (as duas usinas, cada uma ao seu modo, tinham problemas de segurança que não seriam aceitos em usinas modernas).
Resumo da ópera? A energia nuclear pode ser uma boa opção na complementação de um sistema elétrico, trazendo a grande vantagem de não apresentar qualquer tipo de emissão de gases de efeito estufa na sua operação, mas requer, em especial, um bom projeto de tratamento e armazenamento de rejeitos. Quanto à comparação com outros tipos de energia, aguardem os próximos posts...
Pra terminar, um link bem didático sobre o assunto!
ENERGIA NUCLEAR
Núcleos atômicos se comportam, essencialmente, como gotas d'água: gotas pequenas, quando entram em contato, se unem formando uma maior; já gotas muito grandes, em contato com outra, mesmo que muito pequena, acabam por se dividir em duas. Com os núcleos atômicos acontece a mesma coisa, e aqui vamos focar no segundo caso: a divisão de núcleos muito grandes em pedaços menores.
Os núcleos naturais mais pesados que se conhece são os de Urânio, que têm 92 prótons e algo entre 142 e 146 nêutrons; estes núcleos são tão grandes que ao entrar em contato com um simples nêutron, acabam se dividindo em pedacinhos menores (normalmente dois, mais dois ou três nêutrons avulsos), com a liberação de uma grande quantidade de energia. Além de tudo, esses 2-3 nêutrons que sobram podem encontrar outros núcleos de urânio causando outras divisões (conhecidas como "fissões"), que vão liberar mais nêutrons, que vão causar novas fissões, que vão liberar mais... bom, deu pra sentir o drama, né?
Esse processo, quando feito de forma descontrolada, dá origem às bombas nucleares (popularmente conhecidas, de forma errada, como "bombas atômicas"); quando feito de forma controlada, é a base das usinas nucleares e da energia nuclear que conhecemos. E é difícil controlar esse processo? Na verdade não, é bem mais difícil fazer uma bomba que um reator nuclear - o primeiro foi inaugurado em 1942, 2 anos antes da primeira bomba atômica... e, em essência, há registro de ocorrência de reatores nucleares naturais, em alguns locais com grandes reservas de urânio.
Nas primeiras décadas da "era nuclear" (pós-1942), reatores nucleares eram principalmente construídos para pesquisa, mas especialmente a partir da crise mundial de energia (em especial do petróleo), no começo da década de 1970, a energia nuclear surgiu como alternativa viável, mas cara (especialmente no início).
Sua grande vantagem é a ausência de emissões líquidas ou gasosas de qualquer tipo, aliada à enorme eficiência energética do urânio - para se ter uma ideia, a queima total de 1 g de urânio equivale à queima completa de 1.000 kg de carvão (sim, a diferença é da faixa de um milhão). Em situação real, isso significa que 1 kg de combustível nuclear é capaz de gerar nada menos que 360.000 kWh... Como comparação, a capacidade máxima de produção de Itaipu (~100GWh/ano) equivale ao uso de 2.000.000.000.000.000 kg de água; uma usina termelétrica usa, para gerar a mesma energia, 50.000.000 kg de carvão; já uma usina nuclear usa apenas 300 kg de combustível.
A desvantagem, no início, era a geração de resíduo radioativo - a quantidade não é grande, como visto acima, mas é um material extremamente perigoso e que requer um armazenamento bastante cuidadoso por MUITO tempo (há coisas que duram milhões de anos ali).
Em 1979, no entanto, ocorreu o primeiro acidente significativo com uma usina nuclear (Three Mile Island, nos EUA), e aí o risco de acidentes catastróficos entrou na conta, também (vale destacar, no entanto, que não houve nenhuma morte e, apesar de alguma liberação de material radioativo para a atmosfera, não há registro formal de doenças associadas ao acidente). Em 1986, com o acidente de Chernobyl (Ucrânia, então URSS), onde houve diversas mortes (há uma tremenda discordância aqui, os números variam de 53 - a contagem oficial - a estimativas de mais de 100.000) a apreensão virou pânico, e as usinas nucleares viraram para muitos sinônimo de um grande e inaceitável risco.
A crise energética e as pressões por redução de emissão de gases de efeito estufa deram um novo impulso à energia nuclear nos anos 2000, até que o acidente de Fukushima, em 2011 (2 mortos, 39 feridos) desse uma nova esfriada no panorama - pelo menor por algum tempo.
Dois dedinhos de prosa sobre as duas desvantagens...
A questão do rejeito radioativo (o resto que fica quando o combustível da usina nuclear é gasto, mais os restos da própria usina depois que ela é desligada) é séria, mas menos severa do que parece. Além das quantidades envolvidas serem relativamente pequenas (lembrem-se de que "uma Itaipu" de energia nuclear consome apenas 300 kg de combustível por ano!), hoje em dia grande parte é reprocessada, com a remoção de materiais aproveitáveis; há, também, projetos de sistemas que permitiriam "quebrar" as coisas que duram milhões de anos em coisas que duram bem menos - 1 ano ou menos. Ainda assim, é uma questão que precisa ser bem estudada quando usa-se a energia nuclear (e o Brasil até hoje não fez isso - os rejeitos de Angra 1 e 2 são guardados em locais provisórios até hoje).
Já quanto à questão da segurança, é meio como a discussão entre a segurança e os riscos de se voar de avião... Acidentes tendem a ser espetaculares, e a radiação, invisível e sem cheiro, causa muito medo. Por outro lado acidentes com barragens de hidrelétricas, por exemplo, causam muito mais mortes que os acidentes nucleares (em 1975 um, na China, matou mais de 170.000 pessoas, e há vários outros na história que registram mais de 1.000 mortes - de 2010 pra cá, por exemplo, foram registradas mais de 80 mortes em 12 acidentes, conforme a wikipedia)... Os dois grandes acidentes nucleares da história foram consequência de um teste absolutamente irresponsável (o de Chernobyl) ou do quarto maior terremoto já registrado (que causou em torno de 16.000 mortes) - e em ambos os casos usinas modernas teriam passado sem grandes problemas (as duas usinas, cada uma ao seu modo, tinham problemas de segurança que não seriam aceitos em usinas modernas).
Resumo da ópera? A energia nuclear pode ser uma boa opção na complementação de um sistema elétrico, trazendo a grande vantagem de não apresentar qualquer tipo de emissão de gases de efeito estufa na sua operação, mas requer, em especial, um bom projeto de tratamento e armazenamento de rejeitos. Quanto à comparação com outros tipos de energia, aguardem os próximos posts...
Pra terminar, um link bem didático sobre o assunto!
SOBRE FICÇÃO CIENTÍFICA
Em tempo de férias , ando vendo muitos filmes (meu 2o hobby!) e
resolvi colocar aqui 2 dedinhos de prosa sobre duas coisas: arte e
ciência.
Nesses últimos tempos chamaram a atenção dois filmes de ficção científica que não destratam a ciência: Gravidade e, especialmente, Interestelar; em outros tempos, me lembro de 2001 e de partes da série Jornada nas Estrelas.
A ideia de misturar ciência e ficção não é nova, vem de meados do século XIX, com expoentes como Jules Verne, Edgar Allan Poe e Conan Doyle (sim, os dois últimos, em vários aspectos, podem ser classificados como ficção científica em alguns pontos)... de modo geral, a ficção científica dessa época era escrita por gente com boa bagagem, que usava o grande poder dedutivo (e os grandes avanços recentes) do método científico como base para uma narrativa. Pouco depois, mas ainda contemporâneos de certa forma, H. P. Lovecraft e H. G. Wells foram ainda mais fundo, tornando as estranhezas do tempo e do espaço panos de fundo curiosos para histórias de terror, aventura e suspense. Nessa época o que chamamos de "física moderna" ainda estava se estabelecendo, o espaço ainda era um grande território inexplorado e boa parte das histórias mais interessantes versava exatamente sobre o desconhecido.
Pouco antes da metade do século XX, a física atingiu uma certa estabilidade - quase todos os conceitos aceitos hoje já eram aceitos em 1950, por exemplo. Nesse momento veio uma nova leva de autores de ficção científica, muito mais densos e com formação científica (em alguns casos não só em física) exemplar, como Arthur C. Clarke, Isaac Asimov, Frank Herbert e outros... Por outro lado, o advento da física moderna tornou a ciência bastante contraintuitiva e, em vário momento, pouco palatável... Como essa é, grosso modo, a mesma época em que o cinema floresceu, a maior parte dos primeiros bons filmes de ficção científica era baseado em textos de Wells, Lovecraft e cia - ou seja, eram baseados na física do século XIX.
A primeira tentativa de fazer um filme baseado decentemente em algo moderno foi 2001, com seus assustadores (e corretos!) silêncios intermináveis... O filme foi um sucesso, mas não abriu espaço para mais nada na área (talvez tenha sido visto como uma obra de arte isolada, não sei)...
Nos anos seguintes a ficção científica atingiu proporções cada vez mais impressionantes, em especial a partir do final dos anos 80, quando os efeitos especiais tomaram o cinema por completo... Os enredos, no entanto, eram geralmente inconsistentes e, essencialmente, anti-científicos e quase plágios de textos do começo do século: variações pioradas da Guerra dos Mundos, da Viagem ao Centro da Terra, da Máquina do Tempo... (não estou dizendo que os filmes fossem todos ruins, só que de "científico" eles não tinham nada, e que as ideias em que eles se baseavam eram todas do final do século XIX). Isso, de certa forma, coincidiu com uma época em que a ciência moderna (gravidade, física quântica, etc) era uma grande incógnita para o grande público, que mal e mal sabia que isso existia.
E aí chegamos a esse começo de século XXI... a tal "revolução da internet" trouxe o conhecimento (ao menos o básico) ao alcance de muito mais gente... blogs, páginas específicas, wikipedia... dá pra se achar informação científica decente facilmente, desde que se queira. Gente ligada às ciências começou a ter blogs comentando cinema e livros... e, de repente, todo esse conhecimento que estava escondido foi colocado às claras (no meio de muita asneira, que fique claro). E, no meio de tudo isso, alguém percebeu que havia espaço para colocar mais ciência na ficção, que o público estava preparado para essa tal "física moderna", que é muito mais estranha que a ideia mais estranha que um autor do século XIX possa ter tido.
Enfim... de alguma forma, parece que os esforços de divulgação científica nos ajudaram a dar um passinho pra frente... para o bem da arte e da ciência!
Abraços e até mais!
Nesses últimos tempos chamaram a atenção dois filmes de ficção científica que não destratam a ciência: Gravidade e, especialmente, Interestelar; em outros tempos, me lembro de 2001 e de partes da série Jornada nas Estrelas.
A ideia de misturar ciência e ficção não é nova, vem de meados do século XIX, com expoentes como Jules Verne, Edgar Allan Poe e Conan Doyle (sim, os dois últimos, em vários aspectos, podem ser classificados como ficção científica em alguns pontos)... de modo geral, a ficção científica dessa época era escrita por gente com boa bagagem, que usava o grande poder dedutivo (e os grandes avanços recentes) do método científico como base para uma narrativa. Pouco depois, mas ainda contemporâneos de certa forma, H. P. Lovecraft e H. G. Wells foram ainda mais fundo, tornando as estranhezas do tempo e do espaço panos de fundo curiosos para histórias de terror, aventura e suspense. Nessa época o que chamamos de "física moderna" ainda estava se estabelecendo, o espaço ainda era um grande território inexplorado e boa parte das histórias mais interessantes versava exatamente sobre o desconhecido.
Pouco antes da metade do século XX, a física atingiu uma certa estabilidade - quase todos os conceitos aceitos hoje já eram aceitos em 1950, por exemplo. Nesse momento veio uma nova leva de autores de ficção científica, muito mais densos e com formação científica (em alguns casos não só em física) exemplar, como Arthur C. Clarke, Isaac Asimov, Frank Herbert e outros... Por outro lado, o advento da física moderna tornou a ciência bastante contraintuitiva e, em vário momento, pouco palatável... Como essa é, grosso modo, a mesma época em que o cinema floresceu, a maior parte dos primeiros bons filmes de ficção científica era baseado em textos de Wells, Lovecraft e cia - ou seja, eram baseados na física do século XIX.
A primeira tentativa de fazer um filme baseado decentemente em algo moderno foi 2001, com seus assustadores (e corretos!) silêncios intermináveis... O filme foi um sucesso, mas não abriu espaço para mais nada na área (talvez tenha sido visto como uma obra de arte isolada, não sei)...
Nos anos seguintes a ficção científica atingiu proporções cada vez mais impressionantes, em especial a partir do final dos anos 80, quando os efeitos especiais tomaram o cinema por completo... Os enredos, no entanto, eram geralmente inconsistentes e, essencialmente, anti-científicos e quase plágios de textos do começo do século: variações pioradas da Guerra dos Mundos, da Viagem ao Centro da Terra, da Máquina do Tempo... (não estou dizendo que os filmes fossem todos ruins, só que de "científico" eles não tinham nada, e que as ideias em que eles se baseavam eram todas do final do século XIX). Isso, de certa forma, coincidiu com uma época em que a ciência moderna (gravidade, física quântica, etc) era uma grande incógnita para o grande público, que mal e mal sabia que isso existia.
E aí chegamos a esse começo de século XXI... a tal "revolução da internet" trouxe o conhecimento (ao menos o básico) ao alcance de muito mais gente... blogs, páginas específicas, wikipedia... dá pra se achar informação científica decente facilmente, desde que se queira. Gente ligada às ciências começou a ter blogs comentando cinema e livros... e, de repente, todo esse conhecimento que estava escondido foi colocado às claras (no meio de muita asneira, que fique claro). E, no meio de tudo isso, alguém percebeu que havia espaço para colocar mais ciência na ficção, que o público estava preparado para essa tal "física moderna", que é muito mais estranha que a ideia mais estranha que um autor do século XIX possa ter tido.
Enfim... de alguma forma, parece que os esforços de divulgação científica nos ajudaram a dar um passinho pra frente... para o bem da arte e da ciência!
Abraços e até mais!
PRA QUÊ USAMOS ACELERADORES DE PARTÍCULAS?
Recentemente o LHC voltou a operar, renovado e com o dobro
da energia anterior. Isso trouxe à tona a questão do título: como funciona (e pra quê serve) um acelerador de partículas?
Pra responder a isso, achei esse vídeo que mostra, em linhas gerais, pra quê a gente gosta tanto de bater partículas umas nas outras.
Ah... o vídeo é legendado em português, se não aparecer automaticamente é só selecionar no ícone da legenda, ali embaixo.
Pra responder a isso, achei esse vídeo que mostra, em linhas gerais, pra quê a gente gosta tanto de bater partículas umas nas outras.
Ah... o vídeo é legendado em português, se não aparecer automaticamente é só selecionar no ícone da legenda, ali embaixo.
FARÓIS FUNCIONARIAM À VELOCIDADE DA LUZ?
Essese dias dei de cara com um vídeo bem legal (em inglês)
que é bom pra alimentar conversas de bar...
Algumas das ideias (muitas delas a gente discutiu aqui quando falou do filme "Interestelar")...
Algumas das ideias (muitas delas a gente discutiu aqui quando falou do filme "Interestelar")...
- O que acontece quando algo se move muuuuito perto da velocidade da luz? O tempo, pra ele, passa beeeem devagar e as coisas ficam estranhamente finas também...
- E se a gente conseguisse se mover à velocidade da luz, o que a gente veria? Nada. Pois é, quando a gente chega à velocidade da luz, pra gente o tempo não passa. Não, nem um nadinha. Aliás, perde o sentido falar em tempo, porque pra você ele deixa de existir... É por isso que o fato de neutrinos mudarem de tipo significa que eles não andam à velocidade da luz (e, como só coisas absolutamente sem massa se movem à velocidade da luz, isso significa que eles devem ter alguma massa - leiam mais sobre isso na discussão sobre neutrinos!)
- Tá... e por quê a luz tem exatamente essa velocidade, e não outra? Bom... aí eu sugiro que vocês vejam o vídeo. E tomem algumas cervejas com os amigos discutindo esse final...
Inté!
O VESTIDO É AZUL E PRETO OU BRANCO E DOURADO?
O VESTIDO É AZUL E PRETO OU BRANCO E DOURADO?
Essa foi a polêmica de ouro da internet de 2015 até agora... e a explicação é simples, mas confusa!
Na verdade a conclusão de quem estudou isso é: nem um nem outro! Talvez o mais próximo seria algo como um azul com laranja bem escuro...
Mas, afinal, qual é a pegadinha? Não tem nada a ver com física, mas com o seu cérebro! Nosso cérebro é muito rápido em "ajustar" as cores e luminosidades do que estamos vendo, de modo a permitir que a gente enxergue direito nas mais diversas situações (quando tá sol, nublado, ao luar, sob uma lâmpada fluorescente branca ou sob uma incandescente amarela) - é por isso que as câmeras digitais têm um "controle de brancos" que faz com que no modo "pôr do sol" a foto fique de um jeito e no modo "neve" fique completamente diferente. Voltando ao cérebro... o problema é que às vezes ele vê o que quer ver, e é o caso ali... Se você acha que aquele fundo é MUITO branco, seu cérebro vai tentar ver os detalhes naquele pedaço (e tem vários!) e ver o resto como muito escuro, aí o vestido vai ser preto e azul... já se tentar se focar nos detalhes do vestido e da cortina (?) do lado esquerdo, vai ver tudo mais claro e ver o vestido como branco e dourado...
Aqui tem essa explicação, em inglês e de um jeito mais técnico...
Essa foi a polêmica de ouro da internet de 2015 até agora... e a explicação é simples, mas confusa!
Na verdade a conclusão de quem estudou isso é: nem um nem outro! Talvez o mais próximo seria algo como um azul com laranja bem escuro...
Mas, afinal, qual é a pegadinha? Não tem nada a ver com física, mas com o seu cérebro! Nosso cérebro é muito rápido em "ajustar" as cores e luminosidades do que estamos vendo, de modo a permitir que a gente enxergue direito nas mais diversas situações (quando tá sol, nublado, ao luar, sob uma lâmpada fluorescente branca ou sob uma incandescente amarela) - é por isso que as câmeras digitais têm um "controle de brancos" que faz com que no modo "pôr do sol" a foto fique de um jeito e no modo "neve" fique completamente diferente. Voltando ao cérebro... o problema é que às vezes ele vê o que quer ver, e é o caso ali... Se você acha que aquele fundo é MUITO branco, seu cérebro vai tentar ver os detalhes naquele pedaço (e tem vários!) e ver o resto como muito escuro, aí o vestido vai ser preto e azul... já se tentar se focar nos detalhes do vestido e da cortina (?) do lado esquerdo, vai ver tudo mais claro e ver o vestido como branco e dourado...
Aqui tem essa explicação, em inglês e de um jeito mais técnico...
ESTATÍSTICA: O QUE É E PRA QUE SERVE?
ESTATÍSTICA: O QUE É E PRA QUE SERVE?
Volta e meia, num texto científico, lê-se que "a estatística foi insuficiente", ou que algo é verdade "dentro de um intervalo de confiança de 95%"... Afinal, o que quer dizer isso? A medida deu ou não deu certo?
Num experimento científico, um dos grandes problemas é diferenciar o resultado esperado de um resultado "por acaso"... Vamos dar uns exemplos, acho que fica mais fácil...
- No teste de um remédio, a pessoa pode ter-se curado por causa do remédio, mas também pode ter-se curado sozinha (como acontece com as nossas gripes);
- Alguém pode ter seguido uma tal dieta e emagrecido, mas também pode ser que emagrecesse sem a dieta (de repente ela começou a fazer exercícios junto com a dieta, por exemplo);
- Num experimento de física, como saber se aquele sinal que apareceu é verdadeiro ou é só ruído (eletrônico ou gerado por algum fenômeno natural que não o experimento em si)...
Da mesma forma, nosso problema pode ter mais variáveis: imagine um dado ou, pior, um baralho... Num dado, 10 lançamentos dificilmente vão te dar uma boa pista (a não ser que sai o mesmo número em todas)... talvez você precise de uns 50 lançamentos? E num baralho, então? Quantas cartas você vai ter que puxar pra perceber que saem só cartas mais altas que o esperado (de novo, a não ser que nunca saiam cartas baixas - abaixo de 7, digamos)?
A mesma lógica serve para experimentos científicos: você compara o resultado de um experimento com os resultados obtidos em um "grupo controle" (sua moeda sabidamente normal), que por exemplo pode ser um grupo de pessoas que tomou uma pílula de farinha ao invés do comprimido de verdade (por quê o comprimido de farinha? Pra evitar que a simples ideia de estar tomando o comprimido produza os efeitos desejados, no que é conhecido como "efeito placebo" - a pessoa pensa que tomou o remédio, e o corpo dela acaba reagindo de forma mais forte contra a doença e apressando a cura). No caso de um experimento de física, é usual fazer uma medida nas mesmas condições do experimento, mas sem o sinal em si (por exemplo, um procedimento extremamente comum é usar o seu aparelho para medir a radiação sem a fonte radioativa e com ela, pra poder diferenciar o que é sinal de fundo - ruído, radiação vinda das paredes ou do espaço, etc - do sinal produzido pela sua fonte).
Em experimentos com seres humanos, por exemplo, a quantidade de variáveis ("lados da moeda") pode ser MUITO grande - afinal um é vegetariano, o outro não come peixe, aquele tá acima do peso, esse vive estressado, aquele ali fica doente à tôa... aliás, até a etnia, a classe sócio-cultural, a profissão, os hobbies... tudo isso poderia tornar um indivíduo diferente do outro pros fins do estudo! A solução é tentar fazer os dois grupos o mais parecidos entre si possível (por exemplo, a porcentagem de negros, orientais, fumantes, vegetarianos, etc, deve ser estatisticamente igual nos dois grupos), o que implica em duas possibilidades: ter grupos MUITO homogêneos (por exemplo, só homens brancos não-fumantes, sedentários e de dieta geral) ou ter um número MUITO grande de participantes (algumas vezes 20.000 pessoas podem ser necessárias!!!!!)...
Enfim, é por isso que, muitas vezes, vemos resultados de pesquisas conflitarem entre si: é preciso ver como foi a amostragem (a escolha dos grupos de pessoas - e aí o simples fato de um trabalho ter sido feito em São Paulo e o outro em Recife pode fazer toda a diferença - é só pensarmos na alimentação) e qual a "significância" do resultado (ou seja, naquele estudo, qual a probabilidade final do grupo "de estudo" ser diferente do "controle" - normalmente assume-se que tem que ser de no mínimo 95% pra podermos afirmar algo)...
Bom... é isso! E, pra quem um dia precisar, aqui tem um link bem legal com a resposta pra pergunta de 1 milhão de dólares: que teste estatístico devo usar pros meus dados?
Até a próxima!
AFINAL, O QUE É UM NEUTRINO?
AFINAL, O QUE É UM NEUTRINO?
Semana dessas vi uma palestra bem legal sobre uma tentativa de medir a massa do neutrino... e me toquei que muita gente já deve ter ouvido falar neles, mas deve se perguntar o que são.
Neutrinos são partículas muito, mas MUITO leves (sei lá, devem pesar no máximo algo como um milionésimo de um elétron, que já é leve pra caramba), e que interagem MUITO fracamente com a matéria, já que só sentem a tal "interação nuclear fraca" (uma das 4 forças da natureza, junto com a gravidade, a força nuclear forte e a força eletromagnética - um dia prometo falar mais sobre isso aí)... Só que essa força nuclear fraca tem alcance muito pequeno, só interage com algo que passe de fato DENTRO de um núcleo atômico (que é minúsculo - lembrem daquela comparação - se um campo de futebol oficial fosse o átomo, o núcleo seria uma cabeça de alfinete no meio dele)... Eles foram propostos lá em 1930 pra que as contas do decaimento beta (algo que era bem estudado na época) fechassem - sem o tal neutrino não dava pra conservar energia e momento...
Semana dessas vi uma palestra bem legal sobre uma tentativa de medir a massa do neutrino... e me toquei que muita gente já deve ter ouvido falar neles, mas deve se perguntar o que são.
Neutrinos são partículas muito, mas MUITO leves (sei lá, devem pesar no máximo algo como um milionésimo de um elétron, que já é leve pra caramba), e que interagem MUITO fracamente com a matéria, já que só sentem a tal "interação nuclear fraca" (uma das 4 forças da natureza, junto com a gravidade, a força nuclear forte e a força eletromagnética - um dia prometo falar mais sobre isso aí)... Só que essa força nuclear fraca tem alcance muito pequeno, só interage com algo que passe de fato DENTRO de um núcleo atômico (que é minúsculo - lembrem daquela comparação - se um campo de futebol oficial fosse o átomo, o núcleo seria uma cabeça de alfinete no meio dele)... Eles foram propostos lá em 1930 pra que as contas do decaimento beta (algo que era bem estudado na época) fechassem - sem o tal neutrino não dava pra conservar energia e momento...
Bom, levou 26
anos pra alguém conseguir detectar o bichinho, mas provaram que ele
existe mesmo. Hoje, aliás, sabe-se que a qualquer momento há mais de um
trilhão deles cruzando o seu corpo por segundo! Assustador, né? Só que,
como eles praticamente não interagem com nada, você provavelmente vai
passar a vida toda sem interagir com um...
Mais que isso, hoje sabe-se que os neutrinos vêm em três "tipos", cada um interagindo só com o seu parzinho "pesado": um interage com o elétron, outro com o múon (uma espécie de "elétron gordo", que pesa umas 200x mais que o "elétron comum") e outro com o tau (um "elétron ainda mais gordo", pesando umas 15x mais que o múon). Mais estranho ainda, esses tais neutrinos podem mudar de tipo enquanto voam (o nome bonito disso é "oscilação de neutrinos")...
Aí chegamos na questão da massa deles... quando eles foram propostos, lá em 1930, eles podiam ou não ter massa - o importante era existirem, serem MUITO leves e interagirem só pela força nuclear fraca. Várias medidas foram feitas ao longo do tempo, mas ninguém conseguiu chegar na massa dos neutrinos - só conseguiram concluir que era menor do que o que eles conseguiam medir... Só que, quando descobriram que neutrinos "mudavam de tipo" em vôo, isso também implicava que eles TINHAM que ter massa (a explicação tem a ver com a teoria da relatividade)...
E porque, então, é tão importante saber a massa dos neutrinos? Pois é... porque tem tanto, mas tanto neutrino por aí, que estima-se que eles possam representar 1% de toda a massa do universo, ou até mais! Só pra dar uma noção, toda a matéria que a gente conhece representa uns 5% da massa do universo... (dos outros 95% eu falo outra hora)...
Abraços!
Mais que isso, hoje sabe-se que os neutrinos vêm em três "tipos", cada um interagindo só com o seu parzinho "pesado": um interage com o elétron, outro com o múon (uma espécie de "elétron gordo", que pesa umas 200x mais que o "elétron comum") e outro com o tau (um "elétron ainda mais gordo", pesando umas 15x mais que o múon). Mais estranho ainda, esses tais neutrinos podem mudar de tipo enquanto voam (o nome bonito disso é "oscilação de neutrinos")...
Aí chegamos na questão da massa deles... quando eles foram propostos, lá em 1930, eles podiam ou não ter massa - o importante era existirem, serem MUITO leves e interagirem só pela força nuclear fraca. Várias medidas foram feitas ao longo do tempo, mas ninguém conseguiu chegar na massa dos neutrinos - só conseguiram concluir que era menor do que o que eles conseguiam medir... Só que, quando descobriram que neutrinos "mudavam de tipo" em vôo, isso também implicava que eles TINHAM que ter massa (a explicação tem a ver com a teoria da relatividade)...
E porque, então, é tão importante saber a massa dos neutrinos? Pois é... porque tem tanto, mas tanto neutrino por aí, que estima-se que eles possam representar 1% de toda a massa do universo, ou até mais! Só pra dar uma noção, toda a matéria que a gente conhece representa uns 5% da massa do universo... (dos outros 95% eu falo outra hora)...
Abraços!
CELULARES CAUSAM (OU PODEM CAUSAR) CÂNCER?
CELULARES CAUSAM (OU PODEM CAUSAR) CÂNCER?
Isso é uma coisa que volta e meia alguém pergunta...
Pra complicar ainda mais, há por aí filmes (falsos, claro) mostrando celulares estourando pipoca, fervendo água...
Bom, esse vídeo aqui (em inglês) responde à questão com uma
elegância notável. Um resumo comentado (que não substitui ver o vídeo!)
seria:
QUESTÕES TEÓRICAS:
QUESTÕES TEÓRICAS:
- As radiações que sabemos causarem câncer são as ionizantes, ou seja, as que têm capacidade de ionizar átomos, removendo seus elétrons e quebrando ligações químicas - ou seja, possivelmente mudando as moléculas presentes e, potencialmente, alterando o DNA (que é uma "molécula gigantesca"!).
- A radiação do celular não é ionizante - isso não significa que ela não possa causar câncer, mas significa que a probabilidade é bem menor - microondas, por exemplo, poderiam trazer problemas pelo aquecimento local;
- A radiação do celular é MUITO mais fraca que a de um microondas - coisa de 1000 vezes menor - de modo que a probabilidade de algum tipo de aquecimento local é desprezível.
- Há vários trabalhos científicos sobre o tema, e eles não chegam a conclusões consistentes;
- Isso se deve, essencialmente, a dois fatos: tumores de cérebro (os que normalmente se associa ao uso do celular) são MUITO raros, e praticamente todo mundo usa celulares;
- Por conta disso, comparações entre uma "população que usa" e uma "população que não usa" são inviáveis; além disso, a população que tem que ser estudada para trazer alguma conclusão estatisticamente significativa (no sentido de "ter algum significado" mesmo) teria que ser de milhões de pessoas, o que também é inviável;
- A outra opção, que é comparar os hábitos de quem tem câncer de cérebro com os de quem não tem esbarram na nossa percepção seletiva: se você tem câncer de cérebro e ouviu falar que celular pode causar esse tipo de câncer, vai se lembrar de ter usado o celular muito mais do que alguém que usa tanto quanto você, mas não tem câncer;
- Um estudo interessante é ver as taxas de tumores de cérebro antes e depois da popularização do celular, já que isso daria uma indicação de que o uso do celular possa ter alguma relação com o desenvolvimento de câncer cerebral; essa comparação mostra que as taxas desse tipo de câncer são essencialmente estáveis nos últimos 30 anos, ou seja, indica que essa relação entre celular e câncer cerebral, SE existir, deve ser MUITO pequena.
VIDEOS DA ISS
Isso não é exatamente física, mas astronomia (que é uma "ciência amiga")... e é lindo de ver!
A NASA instalou 4 câmeras HD comuns, dessas que você compra por aí, na estação espacial internacional, e transmite as imagens pela web 24h por dia... é bem legal (e, como disseram por aí, o mais lindo screensaver de todos os tempos):
Em tempo: volta e meia o sinal dá umas falhadas, então se não tiver vídeo lá quando tentarem entrar, voltem um pouco depois... afinal, o vídeo tá vindo do espaço...
A NASA instalou 4 câmeras HD comuns, dessas que você compra por aí, na estação espacial internacional, e transmite as imagens pela web 24h por dia... é bem legal (e, como disseram por aí, o mais lindo screensaver de todos os tempos):
Em tempo: volta e meia o sinal dá umas falhadas, então se não tiver vídeo lá quando tentarem entrar, voltem um pouco depois... afinal, o vídeo tá vindo do espaço...
O QUE É CIÊNCIA E O QUE É FURADO NO FILME INTERESTELAR?
O QUE É CIÊNCIA E O QUE É FURADO NO FILME INTERESTELAR?
Antes de mais nada: se não viu o filme, pare por aqui e vá ver! É simplesmente sensacional e, em especial, deve ser um dos filmes mais cientificamente precisos de todos os tempos!
Agora vamos lá... a parte "ciência" começa bem antes do que vocês imaginam... sabe a "poeira" e a "praga" que estão exterminando os cultivos na Terra? Pois é, são baseados em fatos reais (dos quais o último é o fungo Ug99, que atualmente é uma grande ameaça ao cultivo de trigo) - se alguém que saiba mais de biologia que eu quiser dar um pitaco, sinta-se à vontade!
Mas, como sou físico, vamos à física.
O filme todo é bem calçado na teoria da relatividade, que essencialmente é a teoria que explica a gravidade. No coração dessa teoria está a ideia de que o tempo passa muito mais lentamente quando a atração gravitacional é maior - isso é o que acontece quando eles se aproximam demais do buraco negro, por exemplo.
Outra noção que aparece no filme e tem base científica é a do buraco de minhoca - isso seria algo como um buraco negro com entrada e saída, e a explicação que ele dá no filme (algo como você pegar uma folha de papel e dobrar de modo a encostar um pedaço em outro, permitindo assim um "atalho") está perfeita! O único senão (bem perdoável, afinal isso é hollywood) é que a teoria até hoje não conseguiu prever um buraco de minhoca estável (eles colapsam - "desmoronam" - muito rapidamente) - mas também não disse que eles não podem existir.
O buraco negro em si é um show. Sua forma foi calculada (pela primeira vez!) para o filme por um grupo de físicos teóricos de primeira linha, e aquele formato diferentão é exatamente como a teoria prevê que eles devam ser.
De tudo o que aparece de ciência no filme, só algumas pequenas coisas não cheiram bem - cientificamente falando, porque como não vi nada parecido com um banho no filme, acho que eles mesmos deviam cheirar bem mal... ;-):
Por outro lado, o final, dentro do buraco negro, com vários tempos coexistindo, apesar de não ser propriamente científico, também não deixa de ser (afinal o interior de um buraco negro é algo que foge às explicações da maioria das nossas teorias, e de fato o tempo deve tornar-se uma dimensão bem mais fraca em meio a um campo gravitacional tão grande). Outra coisa interessante é a onda gigante no mar do primeiro planeta: isso seria de fato esperável (e provável!) se o mar tivesse uma grande profundidade e se tornasse raso (como de fato é onde a nave pousou) rapidamente.
Enfim, é isso! Espero que vocês gostem da explicação - e do filme! E segue um link com um bom texto sobre a física do filme!
Antes de mais nada: se não viu o filme, pare por aqui e vá ver! É simplesmente sensacional e, em especial, deve ser um dos filmes mais cientificamente precisos de todos os tempos!
Agora vamos lá... a parte "ciência" começa bem antes do que vocês imaginam... sabe a "poeira" e a "praga" que estão exterminando os cultivos na Terra? Pois é, são baseados em fatos reais (dos quais o último é o fungo Ug99, que atualmente é uma grande ameaça ao cultivo de trigo) - se alguém que saiba mais de biologia que eu quiser dar um pitaco, sinta-se à vontade!
Mas, como sou físico, vamos à física.
O filme todo é bem calçado na teoria da relatividade, que essencialmente é a teoria que explica a gravidade. No coração dessa teoria está a ideia de que o tempo passa muito mais lentamente quando a atração gravitacional é maior - isso é o que acontece quando eles se aproximam demais do buraco negro, por exemplo.
Outra noção que aparece no filme e tem base científica é a do buraco de minhoca - isso seria algo como um buraco negro com entrada e saída, e a explicação que ele dá no filme (algo como você pegar uma folha de papel e dobrar de modo a encostar um pedaço em outro, permitindo assim um "atalho") está perfeita! O único senão (bem perdoável, afinal isso é hollywood) é que a teoria até hoje não conseguiu prever um buraco de minhoca estável (eles colapsam - "desmoronam" - muito rapidamente) - mas também não disse que eles não podem existir.
O buraco negro em si é um show. Sua forma foi calculada (pela primeira vez!) para o filme por um grupo de físicos teóricos de primeira linha, e aquele formato diferentão é exatamente como a teoria prevê que eles devam ser.
De tudo o que aparece de ciência no filme, só algumas pequenas coisas não cheiram bem - cientificamente falando, porque como não vi nada parecido com um banho no filme, acho que eles mesmos deviam cheirar bem mal... ;-):
- Aquelas nuvens sólidas no planeta congelado são problemáticas, afinal é difícil entender porque elas não caem...
- A existência de oxigênio "respirável" num planeta sem vida é altamente improvável (no mínimo), já que o oxigênio é altamente reativo e, na ausência de um ciclo que o renove, seria todo convertido em água ou óxidos em geral;
- O mergulho final no buraco negro tem alguns problemas... primeiro que seria de se esperar que a gravidade fosse intensa demais e esmagasse tudo; segundo (e mais sério, afinal nesse ponto o filme entra em contradição com ele mesmo) que, no mergulho para o buraco negro, o tempo passaria cada vez mais devagar para quem entra e mais rápido para quem está fora), de modo que o Cooper não chegaria ao final vendo sua filha bem mais velha que ele - provavelmente chegaria ao final convivendo com seus bisnetos...
Por outro lado, o final, dentro do buraco negro, com vários tempos coexistindo, apesar de não ser propriamente científico, também não deixa de ser (afinal o interior de um buraco negro é algo que foge às explicações da maioria das nossas teorias, e de fato o tempo deve tornar-se uma dimensão bem mais fraca em meio a um campo gravitacional tão grande). Outra coisa interessante é a onda gigante no mar do primeiro planeta: isso seria de fato esperável (e provável!) se o mar tivesse uma grande profundidade e se tornasse raso (como de fato é onde a nave pousou) rapidamente.
Enfim, é isso! Espero que vocês gostem da explicação - e do filme! E segue um link com um bom texto sobre a física do filme!
O QUE É SINGULARIDADE?
O QUE É SINGULARIDADE?
Volta e meia algum texto, especialmente aqueles sobre o Big Bang, origem do universo e coisa e tal, falam algo como "o universo começou em uma singularidade"...
Singularidade, matematicamente falando, é um ponto onde uma função não tem valor definido ou algo assim (por exemplo, um ponto em que a função dá resultado infinito). Quando a gente fala de teoria da relatividade ou se astronomia, "singularidade", normalmente, se refere a um ponto (no espaço ou no tempo) em que a densidade ou a força gravitacional vão a infinito - o que, claramente, significa que a teoria não é capaz de prever o que acontece.
Dessa forma, uma singularidade é um defeito da teoria, um ponto em que aquela teoria falha em dar uma resposta fisicamente aceitável. Sempre que uma surge, os teóricos trabalham duro pra achar uma nova forma de descrever aquele ponto, removendo a singularidade - um exemplo é esse trabalho aí, do ano passado, em que uma nova teoria se mostrou capaz de eliminar a singularidade do centro dos buracos negros, permitindo que a explicação teórica se aplique a esta região.
https://www.newscientist.com/article/dn23611-quantum-gravity-takes-singularity-out-of-black-holes#.VHyh8sma9pc
Abraços!
Volta e meia algum texto, especialmente aqueles sobre o Big Bang, origem do universo e coisa e tal, falam algo como "o universo começou em uma singularidade"...
Singularidade, matematicamente falando, é um ponto onde uma função não tem valor definido ou algo assim (por exemplo, um ponto em que a função dá resultado infinito). Quando a gente fala de teoria da relatividade ou se astronomia, "singularidade", normalmente, se refere a um ponto (no espaço ou no tempo) em que a densidade ou a força gravitacional vão a infinito - o que, claramente, significa que a teoria não é capaz de prever o que acontece.
Dessa forma, uma singularidade é um defeito da teoria, um ponto em que aquela teoria falha em dar uma resposta fisicamente aceitável. Sempre que uma surge, os teóricos trabalham duro pra achar uma nova forma de descrever aquele ponto, removendo a singularidade - um exemplo é esse trabalho aí, do ano passado, em que uma nova teoria se mostrou capaz de eliminar a singularidade do centro dos buracos negros, permitindo que a explicação teórica se aplique a esta região.
https://www.newscientist.com/article/dn23611-quantum-gravity-takes-singularity-out-of-black-holes#.VHyh8sma9pc
Abraços!
AFINAL, O QUE É A FÍSICA QUÂNTICA?
AFINAL, O QUE É A FÍSICA QUÂNTICA?
Bom... uma coisa que volta e meia me perguntam é alguma variação sobre este tema... afinal, não só físicos como muitos não físicos (e não cientistas) volta e meia falam dela...
Antes de mais nada, um aviso: o texto pode não ser o que você está esperando ler, se você curte essas coisas esotérico-quânticas...
Começando pelo começo: Exatamente o que é essa tal de física quântica?
Antes de mais nada, um aviso: o texto pode não ser o que você está esperando ler, se você curte essas coisas esotérico-quânticas...
Começando pelo começo: Exatamente o que é essa tal de física quântica?
A física quântica (ou "mecânica quântica", o nome correto) foi uma das
duas grandes revoluções no pensamento científico no século XXI, junto
com a relatividade. A origem dela, basicamente, está na ideia de que a
energia não pode ser trocada em quantidades aleatórias, mas em
"pacotinhos" de tamanho proporcional a uma freqüência de onda (tipo: não
vendemos açúcar a granel, tem que comprar pacote fechado). Opa... mas
quem falou em "onda"? Pois é... aí começam as muitas conseqüências
(físicas e filosóficas) da mecânica quântica.
Começou na eterna discussão de se a luz era uma onda ou era composta por partículas - depois de mais de 200 anos de discussões (sem contar as que vinham desde a grécia antiga, no mínimo), a mecânica quântica propôs algo radicalmente diferente: vamos subir no muro! Então a luz é onda, mas é partícula... e a energia da partícula está ligada à freqüencia da onda. Estranho? Então vamos piorar... afinal, se a luz se comporta assim, porque o resto todo não? Chegaram à conclusão de que TUDO (luz, elétron, você...) é partícula e onda ao mesmo tempo, e qual comportamento você vê depende de como você olha. Como o comprimento de onda (o "tamanho" dela) diminui com a massa, coisas como eu, você, a Terra, um micróbio ou uma bola de sinuca somos enormes, superpesados, e temos um comprimento de onda minúsculo, então dá pra dizer que a gente sempre se comporta como partícula (ainda bem, jogar sinuca com bolas que passam por dentro das outras como ondas fazem ia ser bem chato!). Já para coisas bem pequenas, como elétrons, prótons, nêutrons e fótons (partículas de luz), os dois comportamentos se misturam o tempo todo.
OK... e onde isso leva? Começa que uma onda não tem lugar bem definido no espaço, mas está difusa por um trechinho dele... aí, entre contas e mais contas, um tal de Heisenberg concluiu que o simples ato de medir alguma coisa interfere naquilo que está sendo medido, então que quanto mais precisa sua medida da posição de uma partícula, por exemplo, menos noção da real velocidade dela você tem (e isso não é uma limitação experimental, é inerente à física da coisa)... daí que, por exemplo, aquela coisa de você descrever exatamente um sistema em um dado momento já não rola (ou você sabe exatamente a posição das coisas, mas não faz idéia de pra onde elas estão indo, ou você sabe exatamente pra onde elas vão e não faz idéia de onde estão... ou, normalmente, você tem uma noção da posição e do movimento, mas sem aqueeeeela certeza toda) - pra ser preciso, a coisa é pior que isso: não é que "você não faz ideia de algo", mas aquilo não está definido mesmo! Louco, né? E basicamente acaba com o tal do determinismo (afinal, deu pra sacar que em qualquer das três alternativas depois de um tempo você já não faz mais muita ideia de onde as coisas estão, né?).
Outra conseqüência da teoria quântica é que o conceito de "fato" passa a depender de uma observação - ou seja, se uma bola pode estar na posição A ou na B, ela vai estar "espalhada" pelos dois pontos até que algo verifique onde ela está (e esse ago pode ser uma pessoa olhando, um mosquito que pouse nela, outra bola que cruze o pedaço... enfim, qualquer coisa)... você não entendeu errado, a bola está em dois lugares ao mesmo tempo, até que alguém tente descobrir onde ela está!
Agora, depois disso, dá pra gente tentar entender a segunda parte: Por quê esotéricos gostam tanto de física quântica?
Vamos começar deixando uma coisa bem clara: não, pessoas de outras áreas não "estudam e pesquisam" física quântica... eles usam esses conceitos básicos aí de cima e tentam aplicar em situações que nada têm a ver com a física quântica!
Começou na eterna discussão de se a luz era uma onda ou era composta por partículas - depois de mais de 200 anos de discussões (sem contar as que vinham desde a grécia antiga, no mínimo), a mecânica quântica propôs algo radicalmente diferente: vamos subir no muro! Então a luz é onda, mas é partícula... e a energia da partícula está ligada à freqüencia da onda. Estranho? Então vamos piorar... afinal, se a luz se comporta assim, porque o resto todo não? Chegaram à conclusão de que TUDO (luz, elétron, você...) é partícula e onda ao mesmo tempo, e qual comportamento você vê depende de como você olha. Como o comprimento de onda (o "tamanho" dela) diminui com a massa, coisas como eu, você, a Terra, um micróbio ou uma bola de sinuca somos enormes, superpesados, e temos um comprimento de onda minúsculo, então dá pra dizer que a gente sempre se comporta como partícula (ainda bem, jogar sinuca com bolas que passam por dentro das outras como ondas fazem ia ser bem chato!). Já para coisas bem pequenas, como elétrons, prótons, nêutrons e fótons (partículas de luz), os dois comportamentos se misturam o tempo todo.
OK... e onde isso leva? Começa que uma onda não tem lugar bem definido no espaço, mas está difusa por um trechinho dele... aí, entre contas e mais contas, um tal de Heisenberg concluiu que o simples ato de medir alguma coisa interfere naquilo que está sendo medido, então que quanto mais precisa sua medida da posição de uma partícula, por exemplo, menos noção da real velocidade dela você tem (e isso não é uma limitação experimental, é inerente à física da coisa)... daí que, por exemplo, aquela coisa de você descrever exatamente um sistema em um dado momento já não rola (ou você sabe exatamente a posição das coisas, mas não faz idéia de pra onde elas estão indo, ou você sabe exatamente pra onde elas vão e não faz idéia de onde estão... ou, normalmente, você tem uma noção da posição e do movimento, mas sem aqueeeeela certeza toda) - pra ser preciso, a coisa é pior que isso: não é que "você não faz ideia de algo", mas aquilo não está definido mesmo! Louco, né? E basicamente acaba com o tal do determinismo (afinal, deu pra sacar que em qualquer das três alternativas depois de um tempo você já não faz mais muita ideia de onde as coisas estão, né?).
Outra conseqüência da teoria quântica é que o conceito de "fato" passa a depender de uma observação - ou seja, se uma bola pode estar na posição A ou na B, ela vai estar "espalhada" pelos dois pontos até que algo verifique onde ela está (e esse ago pode ser uma pessoa olhando, um mosquito que pouse nela, outra bola que cruze o pedaço... enfim, qualquer coisa)... você não entendeu errado, a bola está em dois lugares ao mesmo tempo, até que alguém tente descobrir onde ela está!
Agora, depois disso, dá pra gente tentar entender a segunda parte: Por quê esotéricos gostam tanto de física quântica?
Vamos começar deixando uma coisa bem clara: não, pessoas de outras áreas não "estudam e pesquisam" física quântica... eles usam esses conceitos básicos aí de cima e tentam aplicar em situações que nada têm a ver com a física quântica!
Mas... como assim?
Por exemplo... a física quântica tornou o observador uma parte essencial do sistema, né? Afinal, sem ele o sistema está num baita "mix" de estados, tudo ao mesmo tempo agora... Muita gente entendeu que por "observador" entendia-se um ser consciente, o que não é verdade - normalmente o "observador" é um fóton (partícula de luz) ou alguma outra partícula microscópica. De qualquer maneira, isso rendeu muito pano pra manga (desde os primórdios, tanto que Niels Bohr, pai dessa interpretação mais comum da mecânica quântica, tentou reescrever a descrição filosófica da coisa pra evitar essas "apropriações indevidas", como ele mesmo chamava). A ideia de que somos todos ondas também tem grande apelo, afinal todos sabemos que ondas sofrem interferência uma da outra e coisa e tal...
Outro conceito da física quântica que tem muita aplicação na filosofia (mas é bem pouco explorado, em tudo o que eu li) é o do fim do determinismo. Digamos que, de certo modo, a teoria quântica torna o conceito de "destino pré-determinado" algo inerentemente absurdo.
De qualquer modo, toda essa mudança de jeito de pensar as coisas que a mecânica quântica trouxe mexe muito com o imaginário... afinal, são conceitos que fogem ao nosso senso comum do dia-a-dia (afinal, as coisas com que estamos acostumados a interagir são infinitamente maiores do que os comprimentos de onda em questão) e que, como tudo o que está além da nossa compreensão usual, tem um grande apelo espiritual - como o fogo tinha pros antigos, por exemplo.
Ah... e sabe aquele filme "De onde viemos" (chamado pelos físicos de "what the bleep")? Então... não conheço um físico (nem no Brasil nem fora dele) que ache que aquilo valha dez centavos. Aquilo lá está pra mecânica quântica como astrologia está pra astronomia...
Pra terminar com um toque de humor, dois quadrinhos sobre o tema...
Inté!!!!!!!!
QUAL O IMPACTO DA INVERSÃO DOS POLOS DA TERRA NA GENTE (ALÉM DA BÚSSOLA PASSAR A APONTAR POR OUTRO LADO)?
QUAL O IMPACTO DA INVERSÃO DOS POLOS DA TERRA NA GENTE (ALÉM DA BÚSSOLA PASSAR A APONTAR POR OUTRO LADO)?
Essa dúvida me veio de um amigo (Fernando Caldas), que viu essa matéria no MegaCurioso.
Bom... o primeiro impacto é que vamos ter um monte de filmes de Hollywood sobre o fim do mundo, o fim das espécies, terremotos monstruosos e coisas do tipo... provavelmente pelo menos um com o Tom Cruise, o que nunca é bom sinal...
Falando sério... o campo magnético da terra (que é o que faz a bússola apontar pro norte) é bem importante mesmo, ajudando a proteger a gente da radiação vinda do espaço, por exemplo. E ele tem um comportamento tipo vai-e-vem, mudando de intensidade e de lado, meio como uma gangorra. Até onde se sabe, a terra já passou por centenas dessas inversões depois de surgir a vida e, se o homo sapiens (nós!) talvez não tenha convivido com uma, seus antepassados com certeza conviveram - o que já dá uma boa noção de que não, o mundo não vai acabar...
Os problemas que podem aparecer, na verdade, estão mais ligados ao fato do campo ficar bem mais fraco (o quanto, ninguém sabe) durante a "virada" que com o fato do campo ficar invertido depois.
Tá... mas e aí?
Durante a virada (estime-se um período que pode ir de 1 a 10 anos), quando o campo ficar bem fraco, pode aumentar a incidência de radiação espacial na terra... na prática, espera-se que se formem vários buracos na camada de ozônio, o que pode aumentar o índice de problemas com câncer de pele.
Provavelmente, também, aumente um bocado a quantidade de raios cósmicos (radiação vinda do espaço) que atingem a terra... Nada de pânico, como já disse a história mostra que seres vivos, humanóides inclusive, sobreviveram a isso (e sem saber que a bagaça tava rolando).
...mas...
Satélites, transmissões de rádio e coisas do tipo, provavelmente, vão sofrer MUITO, se é que não vão "morrer" (e os humanóides que passaram por isso não tinham um radinho sequer pra contar pra gente se pifou). Se nossa tecnologia continuar como é hoje, não seria de se espantar se a gente passasse um bom tempo "meio às cegas" (ainda que boa parte da internet e da comunicação por telefone ainda se dê por meio de cabos submarinos). Celular, nem pensar - vai ficar pior que o sinal da Tim em dia de chuva dentro do elevador do prédio.
Por outro lado, as previsões mais "terríveis", que falam em aumento na quantidade e intensidade de terremotos e na atividade vulcânica, mudança na configuração dos continentes e esse tipo de coisa... bom, tudo balela. Como eu já contei, a inversão de polos já aconteceu no passado, e não temos nenhuma evidência de que nada disso tenha vindo a reboque.
Enfim, vamos deixar claro que esse "logo" não é "amanhã", mas algo como "daqui a uns 200-400 anos", NO MÍNINO... ou seja, dá bastante tempo pro pessoal pensar em um protetor solar melhor e em uns sistemas de celular menos meia-boca (pensem que 200-300 anos atrás não havia luz elétrica ou motor a combustão, e as máquinas a vapor estavam começando)...
Ah... pra quem se interessou, tem essa matéria bem interessante (em inglês) no site da NASA.
Abração!
Bom... o primeiro impacto é que vamos ter um monte de filmes de Hollywood sobre o fim do mundo, o fim das espécies, terremotos monstruosos e coisas do tipo... provavelmente pelo menos um com o Tom Cruise, o que nunca é bom sinal...
Falando sério... o campo magnético da terra (que é o que faz a bússola apontar pro norte) é bem importante mesmo, ajudando a proteger a gente da radiação vinda do espaço, por exemplo. E ele tem um comportamento tipo vai-e-vem, mudando de intensidade e de lado, meio como uma gangorra. Até onde se sabe, a terra já passou por centenas dessas inversões depois de surgir a vida e, se o homo sapiens (nós!) talvez não tenha convivido com uma, seus antepassados com certeza conviveram - o que já dá uma boa noção de que não, o mundo não vai acabar...
Os problemas que podem aparecer, na verdade, estão mais ligados ao fato do campo ficar bem mais fraco (o quanto, ninguém sabe) durante a "virada" que com o fato do campo ficar invertido depois.
Tá... mas e aí?
Durante a virada (estime-se um período que pode ir de 1 a 10 anos), quando o campo ficar bem fraco, pode aumentar a incidência de radiação espacial na terra... na prática, espera-se que se formem vários buracos na camada de ozônio, o que pode aumentar o índice de problemas com câncer de pele.
Provavelmente, também, aumente um bocado a quantidade de raios cósmicos (radiação vinda do espaço) que atingem a terra... Nada de pânico, como já disse a história mostra que seres vivos, humanóides inclusive, sobreviveram a isso (e sem saber que a bagaça tava rolando).
...mas...
Satélites, transmissões de rádio e coisas do tipo, provavelmente, vão sofrer MUITO, se é que não vão "morrer" (e os humanóides que passaram por isso não tinham um radinho sequer pra contar pra gente se pifou). Se nossa tecnologia continuar como é hoje, não seria de se espantar se a gente passasse um bom tempo "meio às cegas" (ainda que boa parte da internet e da comunicação por telefone ainda se dê por meio de cabos submarinos). Celular, nem pensar - vai ficar pior que o sinal da Tim em dia de chuva dentro do elevador do prédio.
Por outro lado, as previsões mais "terríveis", que falam em aumento na quantidade e intensidade de terremotos e na atividade vulcânica, mudança na configuração dos continentes e esse tipo de coisa... bom, tudo balela. Como eu já contei, a inversão de polos já aconteceu no passado, e não temos nenhuma evidência de que nada disso tenha vindo a reboque.
Enfim, vamos deixar claro que esse "logo" não é "amanhã", mas algo como "daqui a uns 200-400 anos", NO MÍNINO... ou seja, dá bastante tempo pro pessoal pensar em um protetor solar melhor e em uns sistemas de celular menos meia-boca (pensem que 200-300 anos atrás não havia luz elétrica ou motor a combustão, e as máquinas a vapor estavam começando)...
Ah... pra quem se interessou, tem essa matéria bem interessante (em inglês) no site da NASA.
Abração!
POR QUÊ O ARCO-ÍRIS TEM FORMA DE ARCO?
POR QUÊ O ARCO-ÍRIS TEM FORMA DE ARCO?
Primeiro porque se tivesse outra forma precisaria ter outro nome, né?
Primeiro porque se tivesse outra forma precisaria ter outro nome, né?
Mas, falando sério... na verdade o arco-íris é redondo, formando um
círculo completo, só que o solo não deixa a gente ver a metade "de
baixo" - detalhe, de um avião você vê o círculo inteirinho - nesse site
aqui tem uma foto legal: http://aprendendofisicalegal.blogspot.com.br/…/o-arco-iris-…
E por quê ele é redondo?
O arco-íris se forma quando a luz do sol passa por gotas de água, sofrendo refração e reflexão - pense que as gotas d'água funcionam como prismas. Acontece que, quando a luz muda de um meio material pra outro, ela muda de direção e, nas condições certas, as cores se separam (dá pra perceber isso olhando pra um aquário, muitas vezes).
Beleza, mas a a forma circular, cadê?
Acontece que a luz, quando passa por uma gota d'água (que quando está caindo é sempre quase redonda, e não daquela forma de gota que a gente conhece), é desviada por um ângulo pequeno (na verdade são ~42 graus da direção original) e bem definido. Dessa forma, na verdade, o arco-íris se forma sempre do lado oposto ao sol, como um círculo centrado no que seria a direção exatamente oposta à posição do sol (e, como o sol está acima do horizonte, o centro do círculo do arco-íris vai estar abaixo do horizonte, né?). Mais que isso, quanto mais baixo estiver o sol nessa hora, mais perto do horizonte oposto vai estar o centro do arco-íris, então maior ele vai ser (pense num círculo centrado do lado oposto ao sol ao meio-dia... você não iria enxergar nada, né?).
Vamos deixar isso mais fácil de entender? Imagine que você está ao sol, no final da tarde, segurando uma bola de futebol lá em cima, com os braços pro alto... você vê na sua frente uma bola preta, bem pro lado oposto ao sol, né? Imagine, agora, que essa bola seja um prisma triangular (aquele mais comum): você vai enxergar aquelas cores todas separadas, do lado oposto à posição do sol, né? Então... imagine que uma gota d'água é um "prisma em forma de bola": as cores separadas vão continuar lá, só que agora em forma de círculo! Então... um arco-íris é isso, só que, como a refração acontece bem pra cima da sua cabeça, a "sombra" fica bem mais longe...
Como curiosidade... em condições de muita claridade e visibilidade, você pode ver um segundo arco-íris, a ~51 graus da direção do sol (ou seja, "por fora" do primeiro)... e esse tem as cores invertidas!
Abração a todos!
E por quê ele é redondo?
O arco-íris se forma quando a luz do sol passa por gotas de água, sofrendo refração e reflexão - pense que as gotas d'água funcionam como prismas. Acontece que, quando a luz muda de um meio material pra outro, ela muda de direção e, nas condições certas, as cores se separam (dá pra perceber isso olhando pra um aquário, muitas vezes).
Beleza, mas a a forma circular, cadê?
Acontece que a luz, quando passa por uma gota d'água (que quando está caindo é sempre quase redonda, e não daquela forma de gota que a gente conhece), é desviada por um ângulo pequeno (na verdade são ~42 graus da direção original) e bem definido. Dessa forma, na verdade, o arco-íris se forma sempre do lado oposto ao sol, como um círculo centrado no que seria a direção exatamente oposta à posição do sol (e, como o sol está acima do horizonte, o centro do círculo do arco-íris vai estar abaixo do horizonte, né?). Mais que isso, quanto mais baixo estiver o sol nessa hora, mais perto do horizonte oposto vai estar o centro do arco-íris, então maior ele vai ser (pense num círculo centrado do lado oposto ao sol ao meio-dia... você não iria enxergar nada, né?).
Vamos deixar isso mais fácil de entender? Imagine que você está ao sol, no final da tarde, segurando uma bola de futebol lá em cima, com os braços pro alto... você vê na sua frente uma bola preta, bem pro lado oposto ao sol, né? Imagine, agora, que essa bola seja um prisma triangular (aquele mais comum): você vai enxergar aquelas cores todas separadas, do lado oposto à posição do sol, né? Então... imagine que uma gota d'água é um "prisma em forma de bola": as cores separadas vão continuar lá, só que agora em forma de círculo! Então... um arco-íris é isso, só que, como a refração acontece bem pra cima da sua cabeça, a "sombra" fica bem mais longe...
Como curiosidade... em condições de muita claridade e visibilidade, você pode ver um segundo arco-íris, a ~51 graus da direção do sol (ou seja, "por fora" do primeiro)... e esse tem as cores invertidas!
Abração a todos!
O QUE É UNIVERSO OBSERVÁVEL?
O QUE É UNIVERSO OBSERVÁVEL?
Bem, como o próprio nome diz, universo observável é aquela parte do universo que nós seríamos capazes, fisicamente, de observar. Mas e aí?
Bem, como o próprio nome diz, universo observável é aquela parte do universo que nós seríamos capazes, fisicamente, de observar. Mas e aí?
Então, segundo a teoria da relatividade especial de Albert Einstein
(acreditem se puderem, ele tem duas, a especial ou restrita e a geral -
e ele mesmo não gostava nada do nome "relatividade", mas ficou), nada
pode se mover mais rápido que a velocidade da luz no vácuo (normalmente
chamada de "c"). Com isso, se a distância que algo à velocidade da luz
percorre num intervalo de tempo é "c x t", e se temos uma boa estimativa
da idade do universo (vamos chamar de "T"), então nada (nem luz, nem
qualquer coisa) pode chegar até nós vinda de algo que esteja mais longe
que "c x T" - e a esfera com esse raio, centrada na Terra, define o
nosso "universo observável".
Trocando em miúdos isso aí: se algo estiver tão longe, mas tão longe, que nem algo viajando a 300.000km/s durante toda a idade do universo (algo em torno de 14 bilhões de anos) tenha conseguido chegar até aqui, então isso aí está fora do nosso universo observável.
Alguns comentários finais (nem tão simples, mas tudo bem)...
1) Esse cálculo simples aí de cima só seria válido se o universo fosse "plano"... só que na segunda "teoria da relatividade" de Einstein, a "geral", ele diz que grandes massas "dobram" o "espaço-tempo" (imagine um lençol bem esticado no ar - isso seria o "espaço-tempo" plano; agora imagine que você coloque uma bola de futebol no meio... o lençol cede em volta, né? Isso seria o "espaço-tempo curvo"). Dessa forma, na verdade as distâncias se modificam bastante e o resultado "real" pro raio do universo observável é umas 5 vezes esse aí... mas a ideia básica é essa!
2) Ninguém sabe ao certo se o universo é maior que o universo observável (até porque, pela própria definição, não daria pra saber, né?)... mas as teorias parecem indicar que é bem provável que seja!
Trocando em miúdos isso aí: se algo estiver tão longe, mas tão longe, que nem algo viajando a 300.000km/s durante toda a idade do universo (algo em torno de 14 bilhões de anos) tenha conseguido chegar até aqui, então isso aí está fora do nosso universo observável.
Alguns comentários finais (nem tão simples, mas tudo bem)...
1) Esse cálculo simples aí de cima só seria válido se o universo fosse "plano"... só que na segunda "teoria da relatividade" de Einstein, a "geral", ele diz que grandes massas "dobram" o "espaço-tempo" (imagine um lençol bem esticado no ar - isso seria o "espaço-tempo" plano; agora imagine que você coloque uma bola de futebol no meio... o lençol cede em volta, né? Isso seria o "espaço-tempo curvo"). Dessa forma, na verdade as distâncias se modificam bastante e o resultado "real" pro raio do universo observável é umas 5 vezes esse aí... mas a ideia básica é essa!
2) Ninguém sabe ao certo se o universo é maior que o universo observável (até porque, pela própria definição, não daria pra saber, né?)... mas as teorias parecem indicar que é bem provável que seja!
E AÍ, QUAL É A DO TELETRANSPORTE?
E AÍ, QUAL É A DO TELETRANSPORTE?
Pois é... por um lado, muita gente por aqui via Jornada nas Estrelas e achava o tal teletransporte o máximo (quem mora no ABC, Guarulhos ou Baixada Fluminense, então...). Claro, também tem "A Mosca", onde o teletransporte mistura os genes do cientista com os de uma mosca que entrou com ele na máquina...
E aí, o que tem de ciência nisso? Muito. E pouco.
Quem gosta de acompanhar notícias de ciência ou revistas como Superinteressante e Galileu talvez já tenha lido que cientistas conseguiram realizar o teletransporte... e talvez tenham ficado curiosos com o que exatamente é isso.
A questão é a seguinte... vamos começar pelo que NÃO dá pra fazer: não haveria meio de transportar matéria à distância - isso ia custar uma energia danada e coisa e tal, além de uma série de outras questões.
Ah, então o que é esse "teletransporte" que os cientistas fazem? Bom... o que eles estão conseguindo é fazer com que um dado átomo, longe do original (na experimento aí do link anexo, a 25 km de distância), fique exatamente no mesmo estado que o primeiro - ou seja, a informação contida nesse primeiro átomo é levada integralmente para o segundo.
O que isso significa? Bom... em termos práticos, isso significa que algum dia vai ser possível transmitir dados de forma muito mais rápida e precisa entre dois (ou mais, quem sabe?) sistemas.
E o transporte de gente, que é o que a gente queria?
Aí a coisa pega... o que se mostrou possível é transportar informação, e recombinar átomos de um modo idêntico ao original. Claro, se somos "apenas" um juntadão de algo como 10.000.000.000.000.000.000.000.000.000 átomos, muito bem arranjadinhos e em estados muito bem definidos... bom, daria pra "ler" você aqui e "reescrever" você do outro lado (se te incomoda pensar que seus átomos não serão os mesmos, saiba que estudos indicam que você troca 98% dos seus átomos a cada ano de vida). Bom... se você acredita que a gente é mais do que simplesmente um monte de átomos juntos, que exista alma... aí já era (pelo menos até que alguém descubra exatamente o que ela é e como transportar essa informação também).
Abração a todos!
http://revistagalileu.globo.com/Ciencia/noticia/2014/09/fisicos-conseguem-teletransportar-estado-quantico-de-um-foton-por-25-km.html
O QUE É, AFINAL, A MATÉRIA ESCURA?
O QUE É, AFINAL, A MATÉRIA ESCURA?
Essa semana saiu uma notícia, que é espetacular pra muita gente que adora física... mas pra muita gente deixa essa pergunta.
Bom... essa é a pergunta de um milhão de dólares! Exatamente o que é, ninguém sabe ao certo (existem teorias...). Mas dá pra tentar dizer o porquê de acharem (rezariam, se a maioria não fosse ateu) que ela existe:
Digamos que as forças que a gente conhece são todas as forças que agem no universo - em especial, digamos que as teorias sobre a gravidade estão certas. Dá pra fazer uma boa estimativa da quantidade de matéria "normal" (aquela que a gente conhece, que reflete luz e coisa e tal) no universo; dá pra estimar a força atrativa que as grandes massas envolvidas exercem umas sobres as outras; e dá pra medir a desaceleração do universo (assume-se que seja devida à atração gravitacional). Tá, beleza... só que os números não batem! Precisava ter MUITO mais massa (tipo umas 6x mais) pras contas fecharem. Aí a coisa mais simples é admitir que exista um monte de coisas com massa (ou seja, que exercem atração gravitacional) mas que são "imunes" às ondas eletromagnéticas (a grosso modo, à luz - e aos raios X e gama)... daí a chamar esse treco de "matéria escura" e começar a criar teorias sobre do que isso seria feito foi um pulo! É isso que estão dizendo que pode ter sido medido... e, aparentemente, o que mediram é compatível com um dos "candidatos teóricos" a ser parte da tal "matéria escura" - os "áxions" (esquece o nome, é só um dos tipos de matéria escura que se imaginou teoricamente que poderia existir). Por isso a animação toda!
http://www.theguardian.com/science/2014/oct/16/dark-matter-detected-sun-axions?CMP=fb_gu
Essa semana saiu uma notícia, que é espetacular pra muita gente que adora física... mas pra muita gente deixa essa pergunta.
Bom... essa é a pergunta de um milhão de dólares! Exatamente o que é, ninguém sabe ao certo (existem teorias...). Mas dá pra tentar dizer o porquê de acharem (rezariam, se a maioria não fosse ateu) que ela existe:
Digamos que as forças que a gente conhece são todas as forças que agem no universo - em especial, digamos que as teorias sobre a gravidade estão certas. Dá pra fazer uma boa estimativa da quantidade de matéria "normal" (aquela que a gente conhece, que reflete luz e coisa e tal) no universo; dá pra estimar a força atrativa que as grandes massas envolvidas exercem umas sobres as outras; e dá pra medir a desaceleração do universo (assume-se que seja devida à atração gravitacional). Tá, beleza... só que os números não batem! Precisava ter MUITO mais massa (tipo umas 6x mais) pras contas fecharem. Aí a coisa mais simples é admitir que exista um monte de coisas com massa (ou seja, que exercem atração gravitacional) mas que são "imunes" às ondas eletromagnéticas (a grosso modo, à luz - e aos raios X e gama)... daí a chamar esse treco de "matéria escura" e começar a criar teorias sobre do que isso seria feito foi um pulo! É isso que estão dizendo que pode ter sido medido... e, aparentemente, o que mediram é compatível com um dos "candidatos teóricos" a ser parte da tal "matéria escura" - os "áxions" (esquece o nome, é só um dos tipos de matéria escura que se imaginou teoricamente que poderia existir). Por isso a animação toda!
http://www.theguardian.com/science/2014/oct/16/dark-matter-detected-sun-axions?CMP=fb_gu
VOCÊ SABE COMO FUNCIONA UM REATOR NUCLEAR?
VOCÊ SABE COMO FUNCIONA UM REATOR NUCLEAR?
Bom... essa é uma coisa que me perguntam sempre, até por eu trabalhar há muitos anos em um...
Que o combustível de um reator nuclear é o urânio, muita gente sabe. Mas, afinal, como é que o urânio faz funcionar um reator? E o que é esse tal de "enriquecimento" do urânio? Vamos por partes...
Núcleos atômicos muito pesados, como o do urânio, liberam muita energia
quando divididos em dois ou mais pedaços mais leves, na reação chamada
de "fissão nuclear"; normalmente, no entanto, essa reação precisa de um
"fósforo", algo pra dar a partida e fazer a fissão acontecer... esse
algo, no caso do urânio (e da maioria dos núcleos pesados) é um nêutron.
Quanto um nêutron incide sobre um núcleo de urânio-235 (um dos isótopos
- "tipos" - de urânio), ele rapidamente se quebra em dois (ou mais)
pedaços e, de quebra, ainda "sobram" uns 2-3 nêutrons e, claro, muita
energia. Esses 2-3 nêutrons, então, podem acertar outro núcleo de
urânio-235, fazendo então outra fissão e liberando mais uns tantos
nêutrons e um bocado de energia, e esses nêutrons, por sua vez, podem
acertar outros núcleos de urânio-235 e... bom, deu pra ver onde isso vai
dar, né? Caso essa reação aconteça de forma descontrolada, isso pode
gerar uma explosão... mas, em um reator nuclear, são introduzidos
materiais que "roubam" nêutrons, de modo que a reação ocorre de forma
contínua e bem segura. Como esse urânio (normalmente) está imerso em
água, essa energia toda se transforma em calor, aquecendo a água que,
por sua vez, vai girar uma turbina, como em uma usina termelétrica
comum.
OK... e o tal "enriquecimento"? Bom... dissemos ali em cima que a fissão acontecia com o urânio-235, repararam? Existem mais dois "tipos" de urânio na natureza, o 234 e o 238, e todos esses tipos vêm sempre misturados em proporções bastante constantes. Acontece que o urânio-238, que é 99,3% de todo o urânio que se encontra na natureza, não é adequado como combustível dos reatores nucleares comuns - ele sofre fissão, como o 235, mas é muito mais "exigente" quanto aos nêutrons que podem iniciar a reação (o 234 existe, mas em quantidade insignificante, de modo que não chega a ser um problema). A solução é separar da melhor forma possível os núcleos de urânio-235 dos de urânio-238, gerando o tal "urânio enriquecido" - que normalmente tem 20% de enriquecimento (ou seja, 20% de urânio-235) quando usado como combustível pra reatores nucleares e no mínimo 90-95% de enriquecimento quando o objetivo é usar como explosivo.
Por hoje é isso!
OK... e o tal "enriquecimento"? Bom... dissemos ali em cima que a fissão acontecia com o urânio-235, repararam? Existem mais dois "tipos" de urânio na natureza, o 234 e o 238, e todos esses tipos vêm sempre misturados em proporções bastante constantes. Acontece que o urânio-238, que é 99,3% de todo o urânio que se encontra na natureza, não é adequado como combustível dos reatores nucleares comuns - ele sofre fissão, como o 235, mas é muito mais "exigente" quanto aos nêutrons que podem iniciar a reação (o 234 existe, mas em quantidade insignificante, de modo que não chega a ser um problema). A solução é separar da melhor forma possível os núcleos de urânio-235 dos de urânio-238, gerando o tal "urânio enriquecido" - que normalmente tem 20% de enriquecimento (ou seja, 20% de urânio-235) quando usado como combustível pra reatores nucleares e no mínimo 90-95% de enriquecimento quando o objetivo é usar como explosivo.
Por hoje é isso!
O QUE É O TAL BÓSON DE HIGGS E POR QUÊ ELE É TÃO IMPORTANTE ASSIM?
O QUE É O TAL BÓSON DE HIGGS E POR QUÊ ELE É TÃO IMPORTANTE ASSIM?
Uma explicação, já não exatamente infantil mas adequada pra quem fez colegial e viu todas as notícias que andaram rolando sobre o tal Bóson de Higgs...
Vamos lá... A idéia básica de como funciona o mundo (tirando a gravidade) está contida em algo chamado de "Modelo Padrão"; conforme ele, tudo no universo (os prótons e nêutrons, por exemplo) é composto por combinações de 12 partículas elementares e suas antipartículas (que são partículas idênticas, só quem os sinais trocados, e formam a tal "antimatéria", que vale um post depois!).
Uma explicação, já não exatamente infantil mas adequada pra quem fez colegial e viu todas as notícias que andaram rolando sobre o tal Bóson de Higgs...
Vamos lá... A idéia básica de como funciona o mundo (tirando a gravidade) está contida em algo chamado de "Modelo Padrão"; conforme ele, tudo no universo (os prótons e nêutrons, por exemplo) é composto por combinações de 12 partículas elementares e suas antipartículas (que são partículas idênticas, só quem os sinais trocados, e formam a tal "antimatéria", que vale um post depois!).
Além delas, existem umas coisas chamadas "bósons de gauge" (ou de
calibre... não me pergunte o porquê do nome, alguém foi criativo demais
aqui!), que são os mediadores (ou responsáveis) pelas interações entre
eles. O problema é que, usando tudo o que se sabia na primeira versão da
coisa, não havia como explicar um detalhe: DE ONDE VEM A MASSA?
Aí veio um grupo de teóricos, chefiados pelo tal Higgs, que disse que teria que existir mais um bóson, muito mais energético que os outros, que interagiria com todo mundo gerando a tal massa. O problema era que o bicho era tão energético que não existia laboratório no mundo que pudesse medir...
Aí, meio que especialmente pra achar o Bóson de Higgs, fizeram um superacelerador na Europa chamado LHC (Large Hadron Collider) e, depois de analisar um monte de dados, os responsáveis disseram que acharam um bóson bem na faixa de energia prevista!
Com isso, dá pra se dizer que nosso "modelo de quase tudo" está certinho, ou seja, que a gente está no caminho certo pra entender como esse tal de universo funciona.
Aí veio um grupo de teóricos, chefiados pelo tal Higgs, que disse que teria que existir mais um bóson, muito mais energético que os outros, que interagiria com todo mundo gerando a tal massa. O problema era que o bicho era tão energético que não existia laboratório no mundo que pudesse medir...
Aí, meio que especialmente pra achar o Bóson de Higgs, fizeram um superacelerador na Europa chamado LHC (Large Hadron Collider) e, depois de analisar um monte de dados, os responsáveis disseram que acharam um bóson bem na faixa de energia prevista!
Com isso, dá pra se dizer que nosso "modelo de quase tudo" está certinho, ou seja, que a gente está no caminho certo pra entender como esse tal de universo funciona.
POR QUÊ A GENTE TOMA CHOQUE NA PORTA DO CARRO?
POR QUÊ A GENTE TOMA CHOQUE NA PORTA DO CARRO?
Outra pergunta feita por crianças (e bem interessante)...
Bom... é mais ou menos assim...
Quando o ar tá muito seco e tá ventando bastante ou a gente fica
encostando em tecidos "piniquentos" (como lã e estofamento de carro), os
coisas "roubam" elétrons da gente (elétrons são bolinhas muito, MUITO
minúsculas que levam a eletricidade)... aí, quando a gente encosta em
alguma coisa ou alguém que tem elétrons sobrando, a gente "rouba" de
volta os elétrons que roubaram da gente - e aí passa uma corrente
elétrica, que dá choque e pode até ter a forma de uma faísca ou
"raiozinho" (até bem comum no inverno em lugares secos)...
Um jeito legal de mostrar isso é aquela coisa de pegar um pente de plástico, esfregar num pedaço de lá e depois colocar perto do cabelo, pra ele ser atraído pelo pente (porque aí as cargas elétricas ainda não são fortes o bastante pra pular uma faísca)...
Um jeito legal de mostrar isso é aquela coisa de pegar um pente de plástico, esfregar num pedaço de lá e depois colocar perto do cabelo, pra ele ser atraído pelo pente (porque aí as cargas elétricas ainda não são fortes o bastante pra pular uma faísca)...
POR QUÊ O ASFALTO PARECE MOLHADO EM DIAS MUITO QUENTES?
POR QUÊ O ASFALTO PARECE MOLHADO EM DIAS MUITO QUENTES?
Bem-vindos! Pra começar, vou responder a uma pergunta feita pelo filho de uma amiga, há algum tempo (e que, acredito, muita gente já se perguntou)...
Olha só... vamos lá: as miragens (e o efeito "asfalto molhado") acontecem quando o chão está muito quente. O que acontece é que o ar perto do chão está muito mais quente (e, com isso, bem menos denso) que o resto do ar... aí a luz, quando passa por esse "ar super quente" (e menos denso), muda de direção - do mesmo jeito que quando ela passa por um vidro, por exemplo no aquário - e aí você vê o horizonte como se estivesse refletido no asfalto...
Aliás, é o mesmo fenômeno que faz com o ar pareça "tremer" em cima de coisas quentes...
Bem-vindos! Pra começar, vou responder a uma pergunta feita pelo filho de uma amiga, há algum tempo (e que, acredito, muita gente já se perguntou)...
Olha só... vamos lá: as miragens (e o efeito "asfalto molhado") acontecem quando o chão está muito quente. O que acontece é que o ar perto do chão está muito mais quente (e, com isso, bem menos denso) que o resto do ar... aí a luz, quando passa por esse "ar super quente" (e menos denso), muda de direção - do mesmo jeito que quando ela passa por um vidro, por exemplo no aquário - e aí você vê o horizonte como se estivesse refletido no asfalto...
Aliás, é o mesmo fenômeno que faz com o ar pareça "tremer" em cima de coisas quentes...
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