“Por
mais brilhante que sejas, se não fores transparente, tua sombra será escura”.
ASSIM CAMINHA A HUMANIDADE – I
ASSIM
CAMINHA A HUMANIDADE-1 inicia uma série de colunas, em princípio postadas semanalmente.
Abordarão assuntos os mais variados que tentarão esmiuçar a trajetória do homo
sapiens desde o primórdio, ocorrido há 200.000 anos.
Evolução
(ética, tecnológica e comportamental), história, cultura e ciência complementarão
o contexto.
Para
iniciar escolhi como tema o Universo e sua composição desde as partículas
subatômicas até as mais distantes galáxias. O Big Bang, princípio de tudo, as
teorias que evoluíram no decorrer do tempo e as previsões de como prosseguirá.
O UNIVERSO
O
universo existe há 13,7 bilhões de anos;
a
Terra, há 4,5 bilhões;
o
homo sapiens, há 200.000.
O
surgir deste bípede frágil mas com um plus que o catapultou ao píncaro, o
cérebro, desencadeou a busca incessante de respostas ao ignorado.
O
que é o universo? De que se compõe? Há quanto tempo existe? Continuará sua
evolução? Como evoluirá? Há outros universos?
Perguntas,
perguntas, perguntas...
Os
gregos acreditavam que o universo era formado por quatro elementos: água,
terra, fogo e ar. A combinação deles seria a essência de tudo e tudo podia ser
reduzido ao tamanho do indivisível: o átomo. Hoje sabemos que não é bem assim,
na realidade se ampliou o número dos elementos e o indivisível foi dividido.
Mas,
afinal, de que se compõe o universo?
Pode
parecer paradoxal e quase inacreditável, mas tudo o que vemos, sentimos e
abrangemos, o nosso universo visível e palpável representa apenas 5% do que
realmente existe. Inclui desde as partículas subatômicas até as mais distantes
galáxias.
A
“matéria escura”, outros 23%;
a
“energia escura”, os restantes 72%.
Descobrimos que o átomo é composto por um núcleo
constituído pelos prótons (carga elétrica positiva) e nêutrons (sem carga
elétrica). A coroa é formada pelos elétrons (carga elétrica negativa). O
equilíbrio existe quando se contrabalançam.
Existem quatro forças que interagem no universo mantendo-o
coeso e harmonioso.
1.
Força gravitacional.
Isaac Newton, o da maçã caindo na
cabeça, elaborou as leis da gravitação: “Dois corpos atraem-se com força
diretamente proporcional às suas massas e inversamente proporcional ao quadrado
da distância que separa seus centros de gravidade”. A gravidade que nos permite
permanecer na Terra obedece esta lei.
2.
Força eletromagnética.
Resulta da ação das atrações e repulsões
elétricas e magnéticas dos corpos distantes entre si.
3.
Força nuclear forte.
Mantém os quarks em suas posições. É de tal
magnitude que supera a força da gravidade de maneira extraordinária.
4.
Força nuclear fraca.
É a força que cinde as partículas nas
reações radioativas.
RADIAÇÕES
O universo está repleto de radiações naturais que viajam
à velocidade da luz. Raios cósmicos, raios X, raios ultravioletas, neutrinos,
raios gama, ondas hertzianas... Os raios cósmicos quando se chocam com a
atmosfera terrestre explodem como se saíssem dum chuveiro e o feixe primário
deixa de existir e se transforma em diversas partículas que podem ser
analisadas nos laboratórios.
Algumas radiações tem um poder de penetração tão intenso
que para serem detectadas e estudadas sem interferência das demais,
constroem-se laboratórios no interior de montanhas, centenas de metros abaixo
da superfície, em terreno rochoso. Mesmo assim, partículas como os neutrinos
conseguem atravessar. Aliás, os neutrinos atravessam o globo terrestre e
continuam sua trajetória pelo espaço sideral.
Além desse poder de penetração, raios cósmicos, raios X e
ultravioletas entre outros, podem ser deletérios à vida, provocam doenças e
mutações.
Além das radiações naturais, outras podem ser criadas
artificialmente a partir de aceleradores de partículas. O Grande Colisor de
Hádrons em Genebra é o mais potente e através dele os cientistas pretendem
confirmar a existência do Bóson de Higgs. Em 14 de março de 2.013 ocorreu o
primeiro sucesso que, confirmado em novas tentativas preencherá a última
lacuna. Também conhecido como a partícula de Deus, devido à propriedade de
permitir que as demais partículas possuam diferentes massas. Originada nos
primeiros momentos do Big-bang seria o responsável, pela existência de massa no
universo.
Isso
tudo constitui a parte visível do universo que conhecemos.
MATÉRIA
E ENERGIA ESCURA
Após decorrer longo tempo, quando parecia ser estável o
universo e seu destino previsível seguindo as leis de Newton, surgiram
anormalidades que inicialmente suscitaram dúvidas, certezas a posteriori.
Iniciemos relembrando as Leis de Newton:
1.
Todo o corpo continua em estado de repouso ou
de movimento, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças
aplicadas sobre ele. É o princípio da inércia do repouso e da inércia do
movimento.
2.
A mudança de movimento é proporcional à força
motora imprimida, e é produzida na direção da linha reta na qual aquela força é
imprimida.
3.
A toda a ação há sempre uma reação oposta e
de igual intensidade, as reações mútuas de dois corpos um sobre o outro são
sempre iguais e dirigidas em sentidos opostos.
Johannes Kepler complementou ao calcular os tempos e
trajetórias dos planetas.
1.
Os planetas descrevem órbitas elípticas, com
o sol num dos focos.
2.
O raio vetor que liga o planeta ao sol
descreve áreas iguais em tempos iguais. Para tanto, as velocidades de
translação variam com a distância do sol.
3.
Os quadrados dos períodos de revolução são
proporcionais aos cubos das distâncias médias do sol aos planetas. É uma
constante de proporcionalidade.
Para que estas leis funcionem a contento, as massas que
interagem gravitacionalmente tem que ser conhecidas e estarem dentro de
parâmetros factíveis. Observações mais acuradas revelaram que a órbita de
Plutão sofria anomalias que só explicadas após a descoberta de Netuno. A massa
do novo planeta provocava as excentricidades aparentes de Plutão.
Mais uma vez parecia que tudo fora solucionado e o
universo era regido segundo as leis conhecidas na época.
Com o lançamento de satélites como o Hubble e de sondas
espaciais constatou-se nova anomalia, desta vez em nível galáctico. Que o
universo se expande era fato conhecido, porém, pelas leis da gravitação as
galáxias não poderiam ter uma velocidade de rotação maior na periferia que na
zona central como ocorre. Em vez de considerar erradas as leis da gravitação,
evoluiu-se para admitir a existência de massas não visíveis mas que equilibram
o conjunto. Não sendo visíveis, denominou-se de “Matéria escura”. A matéria
escura não emite luz e não pode ser observada por telescópios óticos. É invisível,
misteriosa e só pode ser detectada de modo indireto pela força gravitacional
que exerce, por telescópios de lentes gravitacionais (imagem anexa).
Especialistas sugerem que ela é formada por partículas massivas que
praticamente nunca interagem com partículas normais de matéria.
Para complicar de vez, atualmente há cientistas renomados
como Stephen Hawking que consideram a possibilidade da existência não de um
universo, mas inúmeros, os multiversos. Também as dimensões que conhecemos,
três mais o tempo, se ampliam até atingirem um número de onze.
Estamos recém adentrando no estudo da “Teoria do Tudo”. O
que virá, não podemos nem remotamente pensar, mas o certo é que a curiosidade e
o engenho humanos continuarão na busca incessante do ainda desconhecido.
VIAJEM
AO LADO ESCURO DO UNIVERSO – 8 min
BÓSON
DE HIGGS– 11min49seg
Jayme José
de Oliveira
cdjaymejo@gmail.com
Cirurgião-dentista aposentado
cdjaymejo@gmail.com
Cirurgião-dentista aposentado
