Ciência X Religião

A BASE CIENTÍFICA DOS FUNDAMENTOS DA MORAL

2012-02-10T08:17:00.001-08:00

A moral é animal

Um dos argumentos corriqueiros de criacionistas de forma a validar suas hipóteses é o da existência da moral que somente existiria na espécie humana e, portanto, tal circunstância fática validaria uma segunda hipótese de que tivemos uma criação especial.

Todavia, este argumento não parece ser verdadeiro, uma vez que podemos encontrar formas de moral em outras espécies, conforme será observado no texto abaixo, que ilustra a entrevista com o Dr. Frans de Wall, quem escreveu os livros "Eu, Primata" e "Primates and Philosophers - How morality evolved".

A maioria dos estudos acerca da moral se desenvolveu com base nas ciências humanas, bem como com fundamento nas crenças religiosas. Entretanto , as pesquisas do Dr. De Wall indicam um outros caminho para esse condutor de valores e guia de normas sociais, sendo seu fundamento puramente biológico.

Dessa forma, a própria natureza e não os deuses ou as sociedades é quem fez surgir a moral, sendo que esta mais tardiamente, passou a assumir lineamentos relacionados a cada uma das culturas do planeta.

Sigamos com a entrevista realizada com o Dr. De Wall.

Entrevista: Frans de Waal

O maior dos primatologistas mostra que traços
"exclusivamente humanos" também se encontram
nos outros primatas

Marcelo Marthe

O holandês Frans de Waal, de 59 anos, é a maior autoridade mundial no estudo dos primatas – a ordem do reino animal à qual pertencem o homem e os macacos. Desde 1977, ele se devota à observação da psicologia e das relações sociais de espécies como os chimpanzés. Com suas pesquisas, De Waal demonstra que a distância entre o ser humano e os animais é infinitamente menor do que muitos cientistas e filósofos sempre supuseram – o que reafirma as idéias do inglês Charles Darwin sobre a evolução. No livro Eu, Primata (recém-lançado no Brasil pela Companhia das Letras), ele revela como os padrões de conduta na política e até a noção de solidariedade são verificados nos parentes do homem – e têm, portanto, uma raiz biológica comum. Em seu lançamento mais recente, Primates and Philosophers (Primatas e Filósofos, inédito no país), De Waal vai ainda mais longe: defende que a moralidade, atributo que por muito tempo se acreditou ser, por excelência, humano, também está presente em outros primatas. De seu laboratório na Universidade Emory, na cidade americana de Atlanta, o pesquisador concedeu entrevista por telefone a VEJA em que fala das semelhanças do homem com uma espécie considerada agressiva como os chimpanzés – mas também com os dóceis e libidinosos macacos bonobos.

Veja – Para muitas pessoas, sobretudo religiosas, a idéia de que homens e macacos têm parentesco é ofensiva. Quão próximos estamos dos outros primatas, segundo a ciência mais recente?

De Waal – Até cinqüenta anos atrás, a ciência ainda achava que o homem era o único animal com inteligência para usar e fabricar ferramentas. Imaginava-se também que somente nós éramos capazes de autoconhecimento e de antecipar situações. Ou ainda de nos comunicar com os demais da espécie por meio de símbolos. Todas essas proposições foram condenadas ao ocaso graças ao estudo aprofundado dos primatas. Há diferenças, é óbvio, entre o homem e seus parentes. Mas elas são muito menores do que se pensava e só foram impressas ao nosso comportamento de forma lenta e gradual. Para ter uma compreensão completa sobre nossa espécie, é preciso analisá-la dentro de um panorama de evolução biológica que precede sua existência. A observação científica demonstra que, para além das semelhanças anatômicas, também comungamos nossos traços comportamentais com outros primatas. Conhecê-los é também um exercício de autodescoberta.

Veja – O senhor afirma que nem mesmo a moral é um atributo exclusivo dos humanos. Por que se pode dizer isso?
De Waal – Porque em outros primatas já se encontram os alicerces da moralidade, como a capacidade de empatia, a reciprocidade e mesmo o senso de justiça. Não digo que esses outros animais sejam seres morais como nós. Mas não há dúvida de que eles possuem as ferramentas fundamentais com que se constrói um sistema moral. É um erro, portanto, julgar que a moralidade do homem surgiu do nada ou que é somente um produto da religião e da cultura. Ela tem raízes em nossa psicologia, que é muito similar à psicologia dos primatas em geral. Podemos rastrear sua origem até um ancestral em comum com chimpanzés e bonobos, 6 milhões de anos atrás.

Leitura recomendada: A Evolução da empatia

Chimpanzés reconhecem injustiças contra colegas, mostra estudo

Veja – O que muda com a descoberta de que a moral é um produto da seleção natural?
De Waal – Isso põe em xeque, por exemplo, a teoria sobre as sociedades humanas elaborada pelo inglês Thomas Hobbes no século XVII. Ele acreditava que, no estado natural, todos os homens estavam em guerra entre si e que a moral foi inventada com o intuito de permitir a convivência pacífica. A ciência hoje mostra que isso é um mito. Viemos de uma longa linhagem de animais que eram altamente sociáveis. Foi a natureza que criou as bases para a vida em sociedade tal e qual conhecemos, e não o homem. Mesmo o modelo econômico capitalista tem uma explicação darwinista. Experiências com os macacos já mostraram que entre eles também vigora um sistema de incentivo aos indivíduos que se aplicam em suas tarefas. O homem só aperfeiçoou algo que já constava em sua natureza.

Veja – O senhor afirma que Maquiavel poderia ter escrito seu tratado sobre o poder mirando-se nos chimpanzés. Somos mesmo tão iguais a eles nesse aspecto?
De Waal – Sim, os chimpanzés fazem política de maneira muito semelhante à nossa. Num grupo de galinhas ou entre boa parte dos outros animais, cada um alcança seu lugar no ranking do poder de acordo com sua força, destreza ou outra qualidade decisiva. Pode-se chamar isso de hierarquia – mas não de um sistema político. Já entre homens e chimpanzés as disputas não são ditadas puramente pela capacidade física dos indivíduos, mas também – e principalmente – por sua habilidade em formar coalizões. Alguém terá mais chance de alcançar uma posição dominante dentro do grupo quanto mais numerosos e importantes forem seus amigos. E também, é claro, quanto maior for seu poder de convencimento para levar esses simpatizantes a defendê-lo. Para obter o poder, não é suficiente ser bom de briga: é preciso cultivar relações. E, ainda, ter algo a oferecer em troca aos aliados. Esse tipo de transação é mais claro nos chimpanzés do que em qualquer outro animal. Bem antes de Maquiavel eles já sabiam que dividir os inimigos é a melhor forma de conquistar o poder.

Veja – Como isso se dá na prática?
De Waal – Eles formam parcerias (ainda que possam se voltar uns contra os outros ao sabor das conveniências), traçam estratégias de longo prazo e minam as coalizões dos adversários. Em minhas experiências, coloco chimpanzés na frente do computador e, por meio de um joystick igual aos dos videogames, testo suas reações diante de imagens de semelhantes. Eles demonstram ser tão bons no reconhecimento facial quanto os homens (ao contrário do que se pensou por muito tempo). Mas o mais surpreendente é que têm reações diferentes de acordo com o grau de ascendência política dentro do grupo do indivíduo que lhes é apresentado. Não raro, suas disputas de poder envolvem altas doses de drama. É comum ver coalizões sólidas entre dois machos ruir em razão da atração de ambos pela mesma fêmea. Ou então fêmeas se valendo de seu favoritismo e poder de sedução para fazer intriga e incitar o ciúme.

Veja – No livro Eu, Primata, o senhor comenta que a reação do ex-presidente americano Richard Nixon ao renunciar foi igual à de um chimpanzé destronado da posição de macho alfa. O que os políticos humanos herdaram de seus parentes primatas?
De Waal – A política é uma das áreas em que as semelhanças de comportamento entre o homem e os macacos são mais evidentes. Nossa linguagem corporal é basicamente a mesma dos macacos – e os políticos expressam essa verdade como poucas categorias. Isso é flagrante no jeito como eles inflam o peito e empostam a voz para falar em público. Também não é à toa que muitos políticos revelam a obsessão de nunca parecer pequenos. O ex-premiê italiano Silvio Berlusconi é um sujeito baixo e, por isso, não dispensava um banquinho nas ocasiões em que precisava ser fotografado ao lado de outros líderes. Isso vem de nossa raiz primata. Para ser poderoso e intimidante, é preciso parecer poderoso e intimidante. Há ainda outro traço inconfundível. Em tese, as disputas políticas deveriam ser travadas com base nos argumentos e na habilidade retórica. Mas, do Japão aos Estados Unidos (e imagino que também no Brasil), não é raro que discussões acaloradas nos parlamentos descambem para a agressão física. Embora acreditemos que nossas democracias são sofisticadas o suficiente para resolver as diferenças no campo dos argumentos, o instinto primata volta e meia nos trai.

Veja – Esse instinto também se faz sentir no ambiente de trabalho?
De Waal – De forma muito cristalina. Tempos atrás, o CEO da Microsoft, Steve Ballmer, teve a reação esperada de um macho dominante acuado diante das investidas do Google para tirar profissionais talentosos dos quadros da empresa. Ele atirou uma cadeira no chão e disse que daria uma lição nos "garotos" que são donos da rival. Acessos de fúria como esse não são diferentes dos que ocorrem entre os chimpanzés. Por mais que vejamos esse tipo de comportamento como algo negativo, ele de fato produz um efeito intimidante que nos afeta, da mesma maneira que acontece com qualquer primata.

Veja – Por que a descoberta dos macacos bonobos revolucionou o estudo dos primatas?
De Waal – Os pesquisadores travaram contato com os bonobos pela primeira vez nos anos 20, mas, na época, acharam que estavam diante apenas de uma variação nanica do chimpanzé. Ninguém imaginava quão especiais são esses macacos. Os bonobos, como se sabe hoje, são a antítese dos chimpanzés: em vez de se basearem na força, suas relações sociais se lastreiam na contenção dos conflitos e no uso do sexo como uma ferramenta de distensão acionada a todo instante. Só se começou a perceber isso nos anos 50 e não faz mais que quinze anos que os estudos mais profundos de seu comportamento trouxeram à tona os primeiros frutos. O resultado foi uma guinada espetacular naquilo que se sabia sobre os primatas, incluindo aí nossa espécie. Até então, todas as comparações entre os homens e seus parentes se baseavam nos chimpanzés. O fato de haver outra espécie tão distinta com o mesmo grau de parentesco mudou esse prisma.

Veja – O que temos em comum com os bonobos?
De Waal – Gosto de brincar dizendo que, à maneira do Dr. Jekyll e do Mr. Hyde, a personalidade de chimpanzés e a de bonobos estão introjetadas no homem. Com os primeiros, comungamos a agressividade, o comportamento territorial, o gosto pelo poder e a dominância dos indivíduos do sexo masculino. Com os bonobos, compartilhamos traços como o alto nível de empatia e a tendência à resolução dos conflitos por outras vias que não a da força. É por esse contraste que gosto de dizer que o homem é um animal bipolar. Quando somos maus, conseguimos cometer barbaridades piores que as praticadas por qualquer outro ser já observado. Mas, ao exercitarmos nosso lado bom, também vamos além de todas as demais espécies.

Leitura Recomendada: Sexo entre os bonobos

Veja – Os bonobos têm uma vida sexual incrivelmente movimentada. O que eles revelam a respeito do papel do sexo na vida social?
De Waal – Entre os bonobos, qualquer disputa séria é deixada de lado para dar vazão à libido. O desprendimento e a liberalidade deles nesse campo são capazes de fazer a maioria das pessoas corar, mas há uma semelhança crucial: tanto nós quanto eles fazemos amor por prazer. Eles constituem a prova biológica de que, ao contrário do que querem fazer crer tantas religiões, manter relações sem fins reprodutivos é, sim, uma característica inerente ao homem. Mais que um instrumento de prazer, o sexo funciona como uma moeda de troca social. A liberdade com que os bonobos praticam sexo dá às fêmeas desses macacos um poder de influência enorme. Isso talvez ajude a explicar a repressão da sexualidade em tantas culturas humanas – e o fato de o matriarcado ser uma exceção entre nós.

Veja – O poder e a violência são as melhores armas para vencer na evolução?
De Waal – Não necessariamente. Tome-se o caso dos bonobos. Eles são animais muito bem-sucedidos, embora possam ser considerados os hippies primatas. Levam uma vida folgada e sem rusgas. As sociedades humanas, assim como as dos chimpanzés, se baseiam na luta pelo poder e nos embates masculinos. Mas, ainda assim, em ambas as espécies os machos não são apenas brigões. A capacidade de cooperação entre eles é um traço não menos importante. Tanto quanto os traços que possam ser considerados negativos, o lado bom do ser humano é uma vantagem adaptativa depurada no decorrer de milhões de anos.

Veja – As guerras humanas encontram paralelo em outras sociedades de primatas?
De Waal – Entre os chimpanzés, é comum que grupos de machos se unam para defender suas posses ou invadir outros territórios. São investidas que não raro terminam em banhos de sangue. Mas a guerra como uma atividade organizada é algo que não se verifica em nenhum de nossos parentes. Ainda assim, não se trata de uma marca exclusiva dos homens, é preciso esclarecer. As formigas são os bichos que mais se devotam à guerra no planeta. Possuem exércitos regulares, com tarefas bem definidas para cada pelotão, e promovem matanças de grupos rivais. Mas nem entre elas existe algo equivalente ao genocídio, o assassinato maciço de outro grupo da mesma espécie. Só mesmo o homem é capaz disso em todo o mundo animal.

NOTA:

Em resumo, acho que depois destas pesquisas do Dr. De Wall, os criacionistas perderam mais um argumento na sustentação de suas mirabolâncias, uma vez que em sendo o cerebro humano ou de qualquer espécie o produto de uma história natural evolutiva de 3,8 bilhões de anos, tudo que partir dele terá seu fundamento também na natureza.

Lane "Picareta" Craig deveria fazer uma leitura dos trabalhos do Dr. De Wall antes de martelar sempre a mesma coisa em torno do argumento moral.

Evolução e predadores pré-históricos

2012-02-02T05:18:00.000-08:00

ASSISTIR SE DIVERTIR E APRENDER!!!!!

Diretamente do canal NAT GEO

Evolução:

A ideia de Darwin

http://mundofox.com.br/br/videos/avolucao

A evolução das baleias

http://www.mundofox.com.br/br/videos/evolucao/baleias/11050628001/

A evolução dos ursos

http://mundofox.com.br/br/videos/evolucao/ursos/13037233001/

A evolução das aves

http://mundofox.com.br/br/videos/evolucao/dinossauros/10366802001/

PREDADORES PRÉ-HISTÓRICOS:

megalodonte

http://mundofox.com.br/br/videos/predadores-pre-historicos/shark-megalodonte/1036735650001/

aves do terror

http://mundofox.com.br/br/videos/predadores-pre-historicos/aves-do-terror/1044160472001/

entelodonte

http://mundofox.com.br/br/videos/predadores-pre-historicos/entelodonte/1057527692001/

hienodonte

http://mundofox.com.br/br/videos/predadores-pre-historicos/hienodonte/1070498552001/

Pálido ponto azul

2012-01-26T13:06:00.000-08:00

Quando os fundamentalistas erram

2011-04-24T05:41:00.000-07:00

Introdução:

O artigo “Quando os seres humanos tremem”, publicado no OI, em 29/3/2011, escrito por Michelson Borges (aqui) muito me intrigou. Nosso articulista se pauta pela bíblia e suas pseudo-profecias a fim de justificar as catástrofes naturais como terremotos.

É uma postura egoísta e mesquinha querer que tudo se acabe a fim de salvar a própria pele e danem-se os demais e pior: não fazer nada para evitar as desgraças e tampouco fazer depois que elas ocorrem, tudo em prol de um proselitismo barato.

É algo digno de desprezo a idéia de atribuir desgraças naturais à crença que cada um professa. Isso é um grave erro, além de ser uma postura preconceituosa e excludente que deve ser combatida, uma vez que leva a falsas idéias.

O caso se trata da mais pura questão ideológica, uma vez que nada fundamenta este ideário, senão os preconceitos e a ignorância, oriundos de grupos fundamentalistas, cujo desejo é anular as pessoas por meio da uniformidade de pensamento, sem qualquer senso crítico ou discernimento, transformando tudo na idéia de castigo divino, como ocorria durante os tempos da Idade Média.

Para entendermos o que significam as profecias aventadas pelo articulista, temos de conhecer um pouco acerca dos povos e crenças religiosas do passado e sua influência na cultura religiosa hebraica.

As religiões antigas e o sincretismo com as crenças hebraicas:

A religião hebraica, antes de seu contato com as crenças persas, já era um produto de sincretismo entre crenças xamanísticas de povos nômades da Mesopotâmia, crenças cananéias, religião egipcia, religião sumério-acadiano-caldeias e babilônicas.

A Mesopotâmia foi uma região por onde passavam muitos povos nômades oriundos de diversas regiões. A terra fértil fez com que alguns desses povos aí se estabelecessem. Do convívio entre muitas dessas culturas floresceram as sociedades mesopotâmicas.

Os povos que ocuparam a região da Mesopotâmia e adjacências foram os sumérios, os acádios, cananeus, os amoritas ou antigos babilônios, os assírios, os elamitas, os caldeus ou novos babilônios e os hebreus.

A religião cananéia (cananeus eram os habitantes de Canaã, onde hoje se localiza a Palestina) era identificada com a natureza e tinha como objetivo ensinar aos homens a cooperarem e controlarem o ciclo das estações. Os cananeus tinham como prática religiosa comum o sacrifício de crianças aos deuses.

É neste ponto que os antigos hebreus, oriundos da cidade de Ur têm problema com os cananeus. O sacrifício de Isaac tem como simbolismo a idéia de que a partir de agora, não mais sacrificamos crianças aos deuses, que significa um rompimento com as crenças cananéias e mesmo caldeias até certo ponto.

Para os israelitas ordem era destruir os cananeus. Todavia, segundo o arqueólogo Israel Finkelstein, a ocupação de Canaã foi tranqüila e pacífica, uma vez que, de acordo com suas pesquisas, não há sinais de guerras entre estes povos, mas de assimilação cultural e integração entre ambos.

A mais antiga referência histórica do antigo Israel ocorre na estela de Merneptah, um monumento egípcio datado de 1208 a.C. Mas a menção sobre o deus de Israel, Javé, ocorre ainda mais cedo em inscrições egípcias em conjunto com um grupo denominado povo Shasu (aqui).

Entre os antigos egípcios, durante o Reino Novo Período (1550-1070 aC), o termo Shasu ocorre com bastante frequência na denominação para os povos estrangeiros. O termo significa nômades ou povos beduínos, referindo-se principalmente para os povos nômades da Síria-Palestina.

Há duas referências hieroglíficas em textos do Novo Reino Período para uma área chamada de "a terra dos Shasu do de Yahweh." Exceto para o Antigo Testamento, estas são as referências mais antigas encontradas em todos os textos antigos para o deus Yahweh.

Emuito provável que os egípcios do Reino Novo Período tenham classificado todos os antigos edomitas, amonitas, moabitas, amalequitas, midianitas, queneus, hapiru e israelitas como Shasu.

A partir do Antigo Testamento sabe-se que havia outros adoradores de YHWH na terra de Canaã que não partiram para o Egito e, portanto, não poderiam ter deixado o Egito na época do Êxodo.

A ligação proposta entre os israelitas e os Shasu pode, no entanto, ser posta a dúvida pelo fato de nos relevos de Merneptah, o grupo mais tarde conhecido como os israelitas não ser descritos ou representado como Shasu.

Alguns estudiosos, como Frank J. Yurco e G. Michael Hasel identificar o Shasu em relevos de Merneptah Karnak como uma entidade separada de Israel desde que eles usam roupas diferentes, os penteados, e são determinadas de forma diferente como relatado por escribas egípcios.

Na Mesopotâmia, os deuses representavam o bem e o mal, tanto que adotavam castigos contra quem não cumpria com as obrigações.

O centro da civilização sumeriana era o templo, a casa dos deuses que governava a cidade, além de centro da acumulação de riqueza. Ao redor do templo desenvolvia-se a atividade comercial.

Apenas ao sacerdote era permitida a entrada no templo e dele era a total responsabilidade de cuidar da adoração aos deuses e fazer com que atendessem as necessidades da comunidade.

Segundo a tradição suméria, os deuses criaram o ser humano a partir do barro com o propósito de serem servidos por suas novas criaturas. Quando estavam zangados ou frustrados, os deuses expressavam seus sentimentos através de terremotos ou catástrofes naturais: a essência primordial da religião suméria baseava-se, portanto, na crença de que toda a humanidade estava à mercê dos deuses.

Os sumérios acreditavam que o universo consistia num disco plano fechado por uma cúpula de latão. Já a vida após a morte envolvia uma descida ao vil submundo, onde se passava a eternidade numa existência deplorável, em uma espécie de inferno.

A Epopeia de Gilgamesh ou Épico de Gilgamesh é um antigo poema épico da Mesopotâmia. Esta epopéia contém a mais antiga referência conhecida ao dilúvio, que é recorrente em várias culturas e que está presente na Bíblia.

Na tradição suméria, o homem foi dizimado por incomodar aos deuses. Segundo este mito, o deus Ea, por meio de um sonho, apareceu a Utanapistim e lhe revelou as pretensões dos deuses de exterminar os humanos através de um dilúvio. Ea pede a Utanapistim que renuncie aos bens materiais e conserve o coração puro. Utanapistim, então, reúne sua família e constrói a embarcação que lhe foi ordenada por Ea, estes ficam por sete dias debaixo do dilúvio que consome com os humanos.

Na crença egípcia, algo que chama muito a atenção é o Livro dos Mortos do antigo Egito, cujo nome real é "Saída para a Luz do Dia". Este livro é uma coletânea de feitiços, fórmulas mágicas, orações, hinos e litanias do Antigo Egito, escritos em rolos de papiro e colocados nos túmulos junto das múmias. O objetivo destes textos era ajudar o morto em sua viagem para o outro mundo, afastando eventuais perigos que este poderia encontrar na viagem para o Além.

No Egito, desde 4.400 a. C, o egípcio esperava comer, beber, e levar uma vida regalada na região em que supunha estar o céu e ali partilharia para sempre, em companhia dos deuses, de todos os gozos celestiais. Por volta de 3.800 a.C, todos os textos religiosos supõem a imunização do corpo pela técnica de mumificação.

A religião egípcia elabora um conceito complexo, para entender/explicar a natureza do homem que, por ela, é composto de 8 partes: O corpo físico-CAT duplo do homem o CA a alma BA o coração AB o espírito do homem, KU a força SEQUEM sombra CAIBIT o nome do indivíduo REN que se eliminado o destruiria De acordo com o Livro dos Mortos, o falecido venceria todos os obstáculos e se converteria em Espírito Santificado, após cruzar os 21 pilares, passar pelas 15 entradas, e cruzar 7 salas até chegar frente a Osíris e aos 42 juizes que iriam julgá-lo.

O livro traz o conhecimento para a salvação e a condução à morada dos deuses após transpor as Portas da Morte, onde, no Campo de Paz, gozará os prazeres da Vida Eterna entre os deuses. Sua função seria auxiliar a alma a se refazer do susto da morte quando tenta voltar ao corpo. Porém, os deuses, encarregados de guiá-la, arrastam-na para longe do ataúde. Ante cada um dos deuses, o falecido o interpela pelo nome e declara não ter cometido determinado pecado é a "Confissão Negativa" do papiro de ANY ou de NU, muito semelhantes ao conteúdo dos 10 Mandamentos.

O papiro de NU permite observar que o código moral egípcio era muito abrangente, pois o falecido afirma que não lançou maldições contra os deuses, nem desprezou o deus da cidade, nem maldisse o faraó, nem praticou roubo de espécie alguma, nem matou, nem praticou adultério, nem sodomia, nem crime contra o deus da geração, não foi imperioso ou soberbo, nem violento, nem colérico, nem precipitado, nem hipócrita, nem subserviente, nem blasfemador, nem astuto, nem avaro, nem fraudulento, nem surdo a palavras piedosas, nem praticou más ações, nem foi orgulhoso, não aterrorizou homem algum, não enganou ninguém na praça do mercado, não poluiu a água corrente pública, não assolou a terra cultivada da comunidade.

Dessa forma, muito dos elementos dessas crenças estão fortemente inseridos no judaísmo, principalmente no que se refere à ritualística e à lei.

O que realmente significam as profecias:

De início, temos de entender que a questão das “profecias” não se trata de profecias propriamente ditas, mas de um discurso dirigido a pessoas de sua época acerca de fatos de sua época ou de épocas passadas.

Os exemplos mais emblemáticos são o Livro de Daniel e o Livro de Isaías, no Velho Testamento e o Livro do Apocalipse no Novo Testamento. Vejamos do que se trata a Literatura Apocaliptica.

Esta forma de literatura surgiu por volta do séculos II a.C. (concluído, em sua forma atual, em 164 a.C.), contra o rei Antioco IV, o qual queria pela força que judeus adotassem a cultura grega.

De acordo com Mircea Eliade, os acontecimentos históricos e contemporâneos são transfigurados, cheios de mensagens cifradas, integradas numa visão específica da história universal. É entre os "piedosos" (hassidim) que aparecem os primeiros escritos apocalípticos: Daniel e a primeira parte do Livro de Enoch.

Os piedosos consistiam em uma comunidade bem fechada. Insistiam no respeito absoluto à lei e na urgência do arrependimento, cuja enorme importância a este tema era consequência de uma concepção apocalíptica da história, sendo que seu terror alcançara proporções até então desconhecidas.

Assim, Daniel e Enoch prediziam que o mundo se aproxima do fim, sendo que os piedosos devem preparar-se para o juízo iminente de Deus.

O livro de Daniel preconiza o triunfo de Israel que desempenha papel central no plano de Deus. Esse triunfo é a salvação, desde sempre determinada por deus e inscrita no plano da história, não obstante os pecados de seu povo escolhido.

Nos livros de Daniel e Enoch, o mal não é engendrado por um inimgo de deus, mas pela desobediência dos homens em relação às leis. O inimigo nasce em Jó e Zacarias, onde surgem as primeiras referências a Satanás desenvolvida a partir do dualismo maniqueísta iraniano (conflito entre Ahura Mazda - o bem e Arimã - o mal).

No livro de Enoch aparece o abismo de fogo onde apóstatas e anjos caídos são lançados e em Esdras surge a fornalha de Gehenah onde os pecadores são jogados e quanto aos virtuosos vão para o paraíso das delícias. Após o juízo, o mal é eliminado para sempree por toda parte se imporá a verdade.

A concepção do juízo pelo fogo é iraniana (o fogo sacrificial dos gathas) que traz sabedoria e iluminação interior. tanto no Irão como na India dos Brâmanes era cultivada, por uma elite religiosa, essa técnica sacrificatória e a gnose escatológica, sendo considerada uma tradição esotérica.

No livro de Daniel aparece a descida do filho do Homem a partir do céu. Daniel simboliza o povo de Israel no momento do triunfo escatológico, sendo o título de Filho do Homem, atribuído a jesus por ele mesmo.

O filho do Homem é uma figura mitológica grega, anthropos ou o homem primordial. Embora o mito seja de origem indo-iraniana, os precdecessores imediatos do filho do Homem devem ser procurados no sincretismo iraniano-caldeu, que somente surgiu no judaísmo tardio, onde se fala de um Adão preexistente à criação.

Quanto ao cativeiro da Babilônia, este foi por volta do sec. VII ou VI a.C., quando o rei era Nabucodonosor, à época em que o suposto Daniel teria vivido.

Uma das maiores impropriedades desse livro é dizer que o rei Dario era medo em vez de persa e de haver muitas transcrições em grego no livro, sendo que o gênero literário e forma de escrever, o remete realmente ao sec. II a.C..

Durante o Cativeiro da Babilônia, ocorreu o sincretismo ainda mais marcante entre as religiões babilônica e hebraica, mais tarde sofrendo influências da religião persa, uma vez que estes foram os libertadores do povo hebreu.

A idéia de messias e o apocaliptismo:

A religião persa se denominava Zoroastrismo e cujo seu expoente foi Zaratustra. Este acreditava no fim do mundo. Considerava ter recebido de Ahura Mazda (o deus supremo) a missão de convocar a humanidade para a batalha final contra o mal e que no futuro um homem (saoshyant – no total três) viria para salvar o mundo.

Durante o período aqueménida esta ideia ampliou-se no sentido da crença em três Saoshyants. Cada um deles nascerá de uma semente do profeta Zaratustra, deposta no lago Kasaoya. Uma virgem chamada Eredat-Fedhri tomará banho neste lago, ficará grávida e dará à luz o salvador.

Cada um dos Saoshyants surge num período em que as pessoas começaram a esquecer a mensagem de Zaratustra (a "Boa Religião"). O primeiro, chamado Ukhshyat-ereta, surgirá mil anos após Zaratustra, sendo responsável pela renovação da mensagem do profeta; mil anos depois aparecerá o seu irmão, Ukhshyat-nemah, e por último o mais importante de todos, Astvat-erat, que dará início ao fim do mundo.

Apesar da sua concepção miraculosa, o salvador é completamente humano, o que se enquadra nas concepções religiosas do Zoroastrismo, segundo as quais o homem desempenha um importante papel no combate ao mal.

Ideia semelhante ocorre na concepção judaica, o ungido não se trata de um ser sobrenatural, mas de um libertador humano, filho de pais humanos, mas com estrito relacionamento com Deus.

Ciro foi quem libertou os judeus da Babilônia e, portanto, para os povos da antiguidade, ele representou um messias (era humano, deste mundo e foi um libertador).

P. D. Hanson, entretanto, recusa a hipótese de uma influência iraniana imediata - e diz que o método de comparação direta entre a profecia e a apocalíptica fatalmente leva à conclusão de descontinuidade entre um pensamento do século sétimo e outro do século segundo. Segundo Hanson, as raízes da apocalíptica podem ser claramente detectadas no pensamento profético, havendo, é claro, uma evolução na sua forma.

Em suas palavras:

"As origens da apocalíptica não podem ser explicadas por um método que justapõe textos do sétimo e do segundo séculos e, em seguida, procura as características dos últimos na relação com seu contexto imediato. A literatura apocalíptica do século segundo e posteriores é o resultado de um longo desenvolvimento que começa no pré-exílio, e não um recém-nascido filho de pais estrangeiros do século segundo. Não somente suas origens, mas também a própria natureza das obras apocalípticas mais recentes só podem ser compreendidas através da reconstrução de seu longo desenvolvimento através dos séculos, no qual a escatologia apocalíptica nasce da profecia e até mesmo de outras raízes mais arcaicas".

O livro de Daniel:

Quanto às "visões" de Daniel, elas se tratam apenas de uma forma de dar ânimo ao povo para não esmorecer diante do longuíssimo período de invasões que Israel provou.

O contexto destas "profecias" é meramente político, se feita uma análise histórica do período em que, o suposto Daniel vivera. Fala apenas do possível triunfo dos israelitas em um tempo que não se sabe quando.

É a partir do século II a.C., no momento das grandes crises nacionais, quando Israel, agredido por outros povos, corre o risco de desaparecer como nação, que a literatura apocalíptica se desenvolve, em três fases:

a época da guerra dos Macabeus contra Antíoco IV Epífanes e o partido helenizante, no séc. II a.C;

a partir do domínio romano, que se inicia com Pompeu em 63 a.C.

durante as guerras judaicas contra os romanos em 66-73 d.C. e 131-135 d.C.

Portanto, a literatura apocalíptica nada mais é que uma literatura de resistência, direcionada aos israelitas, de modo a superarem as adversidade enfrentadas.

Ao que parece, a mais antiga obra da apocalíptica judaica, segundo SCHÖKEL, L. A./SICRE DIAZ, J. L. é o livro de Daniel é uma peça literária de resistência escrita na época da luta dos Macabeus contra a helenização no século II a.C.

Segundo DEL OLMO LETE, G., Daniel não é o autor do livro. Estamos frente a um texto apocalíptico, escrito em 164 a.C., cujo autor se esconde por trás de um pseudônimo. Daniel talvez jamais tenha existido, embora haja pistas de um certo Danel em Ez 14,14.20;28,3 e um Dnil que aparece no poema de Aqhat encontrado em Ugarit, e que podem ter inspirado o legendário personagem bíblico.

No capítulo 1 o texto conta como, após a deportação dos judeus de Jerusalém para a Babilônia, alguns jovens judeus de famílias nobres são escolhidos e educados durante três anos para, em seguida, servirem ao rei. Porém, a descrição do período babilônico feita pelo livro é imprecisa e seu conhecimento das cortes babilônica e persa superficiais.

Quanto às imprecisões do livro, podem ser citadas:

Não houve, como o livro afirma, uma deportação em 605 a.C.;

Baltasar é filho de Nabônides e não de Nabucodonosor;

Dario, que é persa e não medo, é um dos sucessores de Ciro e não seu predecessor;

A doutrina sobre os anjos, o costume de evitar o nome de Iahweh e outros elementos não são do tempo do exílio, mas bem posteriores.

Dessa forma, a finalidade do livro é meramente literária sem qualquer intuição de ser histórica. É um escrito da resistência judaica, quando do período da perseguição selêucida.

Em Daniel a intenção é demonstrar que, apesar de tudo, é preciso ter uma fé inabalável em YHWH, porque mais cedo ou mais tarde os judeus sairão vitoriosos e engrandecidos. Assim, sua leitura é melhor compreendida se feita em conjunto com o Livro dos Macabeus.

O livro de Isaías:

Quanto ao suposto Isaias, ele teria vivido pelo sec. VIII e VII a.C. e não foi um único autor, uma vez que há descontinuidades dentro deste livro:

1 a 39 é o proto-Isaias que escreveu parte destes capítulos. Alguns dos capítulos aqui citados possuem dados adicionais posteriores à época em que este autor teria vivido (sec. VIII e VII a.C.).

Este livro se preocupa muito em firmar YHWH como o deus supremo e absoluto, bem como condena a aliança com potências estrangeiras. A preocupação do autor era o perigo de haver o abandono da religião judaica em prol das crenças das outras nações, o que de fato ocorria à época do autor. Israel era politeísta e YHWH era apenas um dos deuses de seu panteão.

O primeiro Isaiais fala sobre o profeta e sua época, mas se trata, no cerne da questão de uma crítica político-social aos israelitas da época, desviados daquilo que determinava a lei mosaica, fosse à época do autor, fosse em épocas anteriores.

Dos cap. 40 a 55 temos o deutero-Isaias (550-540 a.C. época do cativeiro da Babilônia). Falava de um libertador que iria resgatar o povo de Israel e enviá-lo de volta para casa. Isso se deu após o cativeiro da Babilônia em que Ciro libertou os hebreus do jugo babilônico.

Aqui começa a pregação ao final da época do exílio da Babilônia quando Ciro começa a obter vitórias. Aqui há a menção sobre o messias. Parece que a religião judaica já tinha conhecido o conceito de saoshyant ou o salvador do mundo do zoroastrismo persa, o qual aparecerá no último dia.

Dos cap. 56 a 66, temos o trito-Isaías. Parecem ser acréscimos ao deutero-Isaias, e feitos por vários autores. É um chamamento a que Israel volte a ter sua unidade por um povo, território e religião. Ao que parece este livro, que se trata de uma coletânea de profecias, foi encerrado por volta de 400 a.C.

O livro do Apocalipse:

Quanto ao Apocalipse (escrito por volta de 96 d.C.), este já aconteceu, durante o período em que de Calígula a Trajano (quando as coisas ficaram menos ruins para os cristãos) de 12 a 117 d.C. governaram Roma. Nesta época Roma perseguiu cristãos, houve o desastre de Pompéia, sendo Patmos (onde o suposto escritor do livro vivia) era uma ilha vulcânica onde havia tremores e fumaça constante no céu.

O equívoco acerca do messias:

Quando os cristãos fazem uma leitura de Isaías 53, o interpretam como se fosse a figura do messias conferindo-lhe a identidade de Jesus. Todavia, essa é uma leitura equivocada, pois em uma leitura mais acurada de Isaías 53, percebe-se que os verbos se encontram sempre no passado. Dessa forma, não se trata de alguém falando para o futuro, mas para a época dele sobre um acontecimento passado (o cativeiro da Babilônia).

No velho testamento onde aparece a palavra ungido é no livro de Daniel, apenas duas vezes: em Daniel 9:25 e 26. Este ungido, entretanto, não se trata de Jesus. A explicação para tal é extremamente complexa .

Vejamos:

O ano de 605 a.C. é a partida dessa "profecia". O restabelecimento dos judeus em sua terra se deu em 537 a.C.

Assim, ao se subtraíndo 70 anos (Daniel 9:1, 2, que se remete a Jeremias 29:10) de 537 chegamos a 607 a. C. (ao do exílio) que seria um pouco anterior à provável data de destruição de Jerusalém, se levado em consideração o livro de Jeremias.

Mas a tal profecia em Daniel 9:24 aparece como: 70 semanas estão determinadas sobre teu povo... Isso se refere aos judeus e não a qualquer outro povo de forma universalizada.

Nos versículos 25 a 27, a tradução não é ao ungido, ao príncipe , mas um ungido, um príncipe de forma genérica, uma vez que reis, príncipes ou sacerdotes eram denominados como ungidos.

Logo, o tal ungido não se trata do messias judeu ou escatológico.

O texto (Daniel 9:25-26) separa 62 semanas e 7 semanas e apresenta 2 ungidos:

- O das 7 semanas (MASHIACH NAGID) é o príncipe ungido. Este é Ciro rei dos persas e libertador dos judeus.

Daniel recebeu a "revelação" das primeiras sete semanas ou 49 anos (7 X 7), começando por volta de 605 a.C. (Jeremias recebera a “palavra profética” nesta data). Ciro fundou o império aquemênida por volta de 556 a. C.. Ou seja, as datas batem.

Para entrarmos no próximo ungido há uma pausa aqui. O que demonstra serem os dois períodos descontínuos.

- O das 62 semanas (MASHIACH) o ungido. Estas 62 semanas também têm como início o ano de 605 a.C. Somando-se 434 anos (62X7) a 605 a.C., chegamos em 171 a.C., ano em que Onias III, o último sumo sacerdote legítimo do templo fora assassinado após ter sido exonerado do ofício sagrado por Antíoco Epífanes.

Ao depor Onias III, Antíoco ganha o apoio dos Tobíadas (uma aliança entre ambos de 7 anos ou 1 semana), que pretendiam helenizar os judeus e por termo ao judaísmo. Antíoco profana o Templo de Jerusalém com a imagem de Zeus e manda cessar os sacrifícios. Eis as abominações.

Ao final destes 7 anos Antíoco é derrotado pelos Macabeus. O Templo é consagrado novamente a YHWH o que se tornou a festa de Chanukkah.

Logo, a transgressão era o Helenismo, que com a vitória dos Macabeus foi banido da cultura hebraica e o Santo dos Santos (o santuário do Templo) foi novamente ungido e consagrado a YHWH.

Ou seja, a “profecia" aqui não tem nada de messiânica, mas sim conta fatos corriqueiros á época em que o autor do livro escrevera.

Vale aqui comentarmos brevemente sobre o livro de Jeremias.

Acredita-se que o livro tenha começado a ser escrito por volta de 605 a.C e que tenha sido completado após a destruição de Jerusalém por Nabucodonosor.

O livro se compõe de:

Oráculos poéticos;

Relatos autobiográficos (as confissões), também em poesia;

Relatos biográficos em terceira pessoa (provavelmente feitos por Baruch) e sem ordem cronológica;
Discursos em prosa, cuja autoria é incerta.

O livro também apresenta algumas adições, ao que parece realizadas após o cativeiro da Babilônia, principalmente no que se refere aos oráculos contra esta nação.

Ou seja, também aqui (como em Isaías ou Daniel) não há nada de profecia senão relatos do que o escritor viveu ou conheceu a partir do passado.

É uma linguagem que parece futurista, mas é guiada à atualidade do escritor narrando o que ocorreu nos tempos anteriores, durante e após o cativeiro da Babilônia.

Como se pode notar, a época do Cativeiro e após foram períodos muito conturbados para o povo judeu, uma vez que a região era um barril de pólvora.

Agora, por que o 7 e o 70?

O número 70 corresponde à letra hebraica ayin que simboliza a vigilância de Deus sobre toda sua criação. Na Kabalah e o hod-tipheret ou a inteligência renovadora, ou seja, é uma busca para o melhor que depende da mente humana a fim de que Deus mude as situações difíceis. Esta letra é representante do sentido da raiva.

Nos escritos dos profetas aparenta ser este o sentimento que eles têm contra os iníquos e os opressores, bem como contra o próprio Israel, cuja apostasia se fazia clara. Daí ele ter sido mantido em sua originalidade em anos por Jeremias (70 anos).

Quanto ao 7, que multiplica 7 e 62 semanas, para se perfazer em anos (como explicado anteriormente), este número representa a letra zain, que é o poder da luz divina além de seu ponto de origem, sendo o seu sentido representado pelo movimento.

Também é o tiphereth-binah (inteligência disposta) da Kabalah, fundado na fé do justo e trata também sobre a correção individual das perfeições em prol do coletivo (no caso Israel tem de estar disposto a mudar para colher os frutos).

Ou seja, apesar dos pesares, Deus estará vigilante pelo seu povo (os judeus e não outros povos).

Quando Daniel converte os 70 anos de Jeremias em 70 semanas (uma semana tem 7 dias, ou seja o 70 e o7 estão juntos), temos a vigilância de deus aliado ao seu poder e a sua luz divina indo além de qualquer ponto.

Ou seja, apesar de Deus estar magoado, seu perdão é maior que tudo. Assim a raiva (ayin) se movimentará (zain) para o amor divino, mas Israel tem de estar disposto a fazer de modo a ganhar sua renovação aos olhos divinos.

A bíblia, ou melhor o Tanakh, em sua leitura, deve vir acompanhado de seus apócrifos, do contexto histórico, da Kabalah, do Zohar, Mishnah, Gemarah, Talmud e Sefer Yetzirah. Estes escritos são complementares e suplementares ao texto bíblico, pois levam a interpretações mais lógicas, quando há obscuridade nas palavras do escritor.

A religião judaica é impregnada de misticismo (o que os primeiros pregadores cristãos perderam por não serem versados no judaísmo rabínico). Muitas vezes, temos de recorrer a eles para entender o que os profetas (particularmente, os vejo como sábios) queriam falar ao seu povo de sua época e não ao futuro.

Conclusão:

Nesse aspecto, dizer que os livros de Daniel, Isaías e Apocalipse são livros proféticos é um engano, uma má interpretação a fim de idealizar Jesus como o messias.

Ora, o suposto Jesus não libertou nada nem ninguém, pelo contrário trouxe a desgraça ao povo judeu com 2000 anos de perseguições. Portanto, Jesus não se trata de ungido ou de messias algum, o que derruba a tese de nosso articulista.

O sofrimento humano não se trata de um “megafone de Deus”, mas de um “megafone da natureza”. Nosso planeta está passando por um processo de aquecimento, cuja culpa é nossa, de nossa ganância. O gelo das calotas polares está derretendo e os prognósticos de alguns especialistas em Geologia não são bons.

Vejamos:

A possível causa dos terremotos e sua conexão com o aquecimento global:

A elevação da temperatura planetária está derretendo as calotas polares. Com isso o volume de água nos oceanos aumentará. Sabemos que um metro cúbico de gelo tem uma massa menor que o mesmo volume de água, ou seja, sua densidade é cerca de 10% menor que a da água.

Essa água faz uma maior pressão no leito oceânico, pode trazer consequências para as placas tectônicas muito abaixo da superfície, uma vez que a crosta terrestre, dizem os especialistas, é mais sensível do que muitos imaginam. Há casos muito bem documentados de represas produzindo terremotos devido ao peso da água acumulada nos reservatórios.

Assim, com o aumento na pressão sobre a crosta terrestre, eventos geológicos extremos como terremotos, maremotos e erupções vulcânicas aumentarão.

Segundo Patrick Wu, da Universidade de Alberta, "O peso do gelo exerce um enorme estresse sob a crosta e de alguma forma inibe os terremotos, mas se o gelo derreter ocorrerão mais terremotos. É o mesmo que espremer uma bola de futebol; ao retirar o peso, ela retornará a sua forma original".

Wu afirma que o derretimento do gelo no Ártico já vem provocando um número maior de tremores na região e deslizamentos subterrâneos, mas que não estão merecendo maior atenção.

Allan Glazner, um expert em vulcões da Universidade da Carolina do Norte, afirma ter encontrado evidências da relação entre o clima e atividade vulcânica na costa da Califórnia. "Quando fui à biblioteca e pesquisei vi que em muitos lugares ao redor do planeta há uma conexão climática com a sismologia, especialmente no Mediterrâneo", explicou.

Para Glazner o maior impacto se dá nas áreas que perderam gelo, ao contrário de toda base do oceano. "Se o glaciar derrete, a água vai para o mar e se distribui em toda a superfície do ano, podendo adicionar um milímetro para o mar, mas onde houve o derretimento se tirou um quilômetro de gelo do local onde havia o glaciar", sustentou o professor norte-americano.

"Em todo o mundo existem cada vez mais evidências que as mudanças no clima mundial podem afetar a frequência de terremotos, erupções vulcânicas e deslizamentos catastróficos no fundo do mar", afirmou o geólogo britânico Bill McGuire na revista New Scientist. "Não apenas ocorreu diversas vezes ao longo da história assim como está se verificando novamente", complementou o professor do University College em Londres.

Logo, não há que se adotar uma postura medieval, recheada de superstição, e dizer que as catástrofes naturais têm um desígnio divino sob a forma de castigos, de modo a alertar o homem e conclamar todos a uma conversão em massa a um deus qualquer. Basta raciocinarmos de forma científica e procurar correlações entre os mais diversos fatores.

Quanto ao fim do mundo, eu tranqüilizo nosso articulista: ele virá para todos os seres viventes neste planeta, mais rápido que imaginamos. Não pela agonia de nosso sol dentro de 3 a 5 bilhões de anos, mas em datas distintas, pois todos nós morreremos um dia.

Assim, sejamos felizes e amenizemos o sofrimento daqueles que necessitam, pois tal conduta não esvaziará sua “alma” e preencherá uma outra. Faça o bem, não importa a quem.

Bibliografia Recomendada:

EHRMAN, Bart. O Problema com Deus. Ed. Agir;

DEBRAY, Régis. Deus um Itinerário. Ed. Companhia das Letras.

FINKELSTEIN, Israel & SILBERMAN, Neil Asher. A Bíblia não tinha razão. Ed. Girafa.

KESSLER, Rainer. História Social do Antigo Israel. Ed. Paulinas.

MARQUES. Leonardo Arantes. História das religiões e a Dialética do sagrado. Ed. Madras.

FOHRER, Georg. História da Religião de Israel. Ed. Paulus.

ARMSTRONG, Karen. Em Nome de Deus. Ed. Companhia das Letras.

ARMSTRONG, Karen. Uma História de Deus. Ed. Companhia das Letras.

MILES, Jack. Deus uma Biografia. Ed. Companhia das Letras.

BIERLEIN, J.F. Mitos Paralelos. Ediouro.

CAMPBELL, Joseph. As mascaras de Deus, Vol I a IV. Ed. Palas Athena.

NEUSNER, Jacob. Introdução ao Judaísmo. Ed. Imago.

THEISSEN, Gerd. A religião dos Primeiros cristãos. Ed. Paulinas.

ELIADE, Mircea. Tratado de História das Religiões. Ed. Martins Fontes.

ELIADE, Mircea.História das crenças e das ideias religiosas I e II Ed. Zahar.

KAUTSKY, Karl. A Origem do Cristianismo. Ed. Civilização Brasileira.

VEYNE, Paul. Quando nosso mundo se tornou cristão. Ed. Civilização Brasileira.

HILL, Jonathan. História do Cristianismo. Ed. Rosari.

CORBIN, Alan. História do Cristianismo. Ed. Martins Fontes.

BOWKER, John. O Livro de Ouro das Religiões. Ediouro.

SCHÖKEL, L. A./SICRE DIAZ, J. L., Sobre Daniel, cf. Profetas II, São Paulo, Paulus, 1991, pp. 1259-1349; MARCONCINI, B., Daniel, São Paulo, Paulus, 1984; STORNIOLO, I. Como ler o livro de Daniel. Reino de Deus x Imperialismo, São Paulo, Paulus, 1994; GRELOT, P., O livro de Daniel, São Paulo, Paulus, 1995.

DEL OLMO LETE, G., Mitos y leyendas de Canaan según la tradición de Ugarit, Madrid, Cristiandad, 1981, pp. 325-401. Comenta o autor na p. 356: "Talvez o núcleo histórico possa se radicar na lembrança e exaltação de um príncipe lendário estrangeiro, hábil caçador, morto em idade prematura, filho do não menos lendário rei Dnil".

HANSON, P. D., The Dawn of Apocalyptic, Philadelphia, Fortress Press, 1983, p. 6. Cf. também a crítica de Peter von der Osten-Sacken a Von Rad em AA. VV., Apocalipsismo, São Leopoldo, Sinodal, 1983, pp. 121-170.

Tradução Ecumênica da Bíblia (Ed. Loyola, São Paulo, 1994, p 1.358).

A Bíblia de Jerusalém (cit., pp 1.244-1.245) .

http://www.bbc.co.uk/religion/religions/zoroastrian/

http://www.metsul.com/secoes/visualiza.php?cod_subsecao=35&cod_texto=70

http://www.airtonjo.com/apocaliptica01.htm

O livro dos Mortos da Antigo Egito (s. Autoria). Ed. Hemus.

Como os criacionistas funcionam

2011-02-03T05:16:00.000-08:00

Este é um vídeo que exemplifica o funcionamento de uma mente criacionista (aqui).

Simplesmente repete as mesmas coisas como um papagaio, sem ter a mínima noção do que está falando. Pior, ainda se acha sabido e a altura de discutir com cientistas de verdadade.

Discutir com criacionista é como jogar xadrez com um pombo. Ele derruba as peças, faz cocô no tabuleiro e volta voando para casa contando vitória.

Arca de Noé cientificamente explicada

2011-01-03T17:10:00.000-08:00

Aqui vai uma série de vídeos cujo intuito é desmestifcar a questão da "Arca de Noé".

Aproveitem bem a explicação dada de um modo racional para este mito tão explorado pelas mirabolantes teses criacionistas.

Ver aqui as explicações para as mirabolâncias do modelo antediluviano:

parte 1

parte 2

parte 3

parte 4

parte 5

Cientista encontra explicação para dilúvio bíblico

Para a geofísica, tudo foi causado pela queda de um asteróide no mar.

Você sabia que mais de cinco mil asteróides viajam sobre nossas cabeças, em órbita perto da Terra, perdidos no espaço?

Os cientistas alertam: não é desprezível a chance de um deles despencar em nosso planeta.

O povoado de Carancas, no Peru, tem dois mil habitantes e 3,8 mil metros de altitude. Fica perto do famoso Lago Titicaca, na fronteira com a Bolívia.

“No dia 15 de setembro de 2007, às 11h45, ouvimos um estrondo. Parecia um terremoto”, conta Maximiliano Trujillo, presidente da comunidade de Carancas.

Destroços foram lançados a 200 metros e quebraram o telhado de uma casa. “Será que é um míssil? Estamos sendo atacados por outro país?”, lembra Trujillo.

O invasor vinha de muito longe: do espaço. O pacífico vilarejo andino foi palco de um evento raro: a queda de um meteorito. Vizinhos destruidores rondam o nosso planeta. Já foram identificados mais de cinco mil deles vagando perigosamente perto da Terra. O último a cair foi esse no Peru. Por sorte, era pequeno e não feriu ninguém. Mas quando virá o próximo? E que estrago pode causar?

Asteróides são imensos blocos, de rocha ou metal, perdidos no espaço há milhões de anos. Quando caem na Terra, os asteróides passam a ser chamados de meteoritos.

“Ele passa com uma velocidade hipersônica, 100 ou 200 vezes maior do que a velocidade do som. Isso dá uma frente de choque brutal quando ele vem”, explica Enos Picazzio, professor do departamento de astronomia da Universidade de São Paulo (USP).

Foi um meteorito gigantesco que exterminou os dinossauros, há 75 milhões de anos. A geofísica Dallas Abbott, da Universidade Columbia, nos Estados Unidos, encontrou evidências de que muitos desastres ocorreram há muito menos tempo.

Dallas Abbott teve uma grande idéia: se a água recobre 70% da superfície terrestre, então a maior parte dos asteróides cai no mar. A tese vem se confirmando. Pode haver mais de 100 crateras debaixo do oceano, um território pouco estudado.

“Na verdade, nós sabemos mais sobre a superfície de Vênus do que sobre o fundo do mar”, comenta Dallas Abbott.

Perto de Madagascar, na África, Abbott acredita ter encontrado indícios de uma catástrofe bíblica. Há 4,8 mil anos – o que, do ponto de vista geológico é ontem – um objeto de mais de três quilômetros de diâmetro teria gerado uma tsunami de quase 200 metros de altura.

Ao descrever o dilúvio, a Bíblia fala em 40 dias e 40 noites de inundação. Para a geofísica Dallas Abbott, tudo foi causado pela queda de um asteróide no mar. Mas não é só com esses impactos gigantes que os cientistas se preocupam. Asteróides pequenos trazem risco imediato.

“A gente só consegue observar quando eles estão muito próximos”, acrescenta Enos Picazzio.

Foi o que aconteceu no Peru. O meteorito de Carancas caiu a uma velocidade de três quilômetros por segundo, explodiu no solo e surpreendeu a todos.

A cratera de Carancas hoje está coberta por uma lona por iniciativa dos moradores. É que este é um povoado muito pobre e as pessoas acham que, protegendo a cratera, podem um dia vir a atrair turistas, por exemplo.

Mas se hoje as pessoas de Carancas estão felizes com a cratera, não foi assim no dia em que o objeto caiu. Era um objeto de cerca de um metro de diâmetro que provocou todo o estrago e apavorou a população.

Na época, 164 moradores procuraram o posto de saúde. “Sentiam dor de cabeça, dor de estômago e mal-estar”, lembra a agente de saúde Nélida Chaiña.

“Minha preocupação era se o material poderia ser radioativo”, diz o astrônomo José Ishitsuka, do Instituto Geofísico do Peru. Ele fez parte da equipe que analisou a cratera. Não encontrou radioatividade ou substâncias tóxicas. Mas então por que as pessoas passaram mal?

“Foi psicológico”, avalia a agente de saúde Nélida Chaiña.

“A probabilidade de um asteróide cair na terra ainda este século é de 100%. A questão é saber o tamanho”, prevê a geofísica Dallas Abbott, que arrisca: “Pode ser algo em torno de 30 metros”.

Trinta metros era o diâmetro aproximado do objeto que atingiu a Sibéria, em 1908. Ele se desintegrou no ar e nem bateu no chão. Foi o suficiente para devastar uma área de 2 mil quilômetros quadrados de floresta. A região toda ficou destruída.

Hoje, os super-telescópios estão voltados para um inimigo do tamanho de um estádio de futebol. “É um asteróide chamado ‘Apophis’”, conta o professor Enos Picazzio.

Existe uma chance pequena, porem nada desprezível, de que Apophis atinja a Terra em menos de 30 anos. “Seria por volta de 2036”, calcula Picazzio.

Esse impacto provocaria uma catástrofe climática. Chuvas ácidas, diminuição drástica da temperatura e tempestades de poeira que deixariam o planeta nas trevas por décadas. Mas como evitar essa tragédia?

“Em termos práticos, seria você montar um esquema de patrulhamento eficiente na região intermediária entre a Terra e Marte”, explica Picazzio.

Fala-se até em enviar uma espaçonave com um sistema de propulsão para desviar o asteróide. Ou ainda: usar a luz do sol, refletida num grande espelho espacial, para empurrar o objeto para longe.

“Porque a luz exerce uma pressão. É muito pequena, mas numa escala de tempo muito grande e insistentemente em cima desses objetos, você conseguiria alterar a órbita”, acrescenta o professor da USP.

Mas é tudo muito caro e sem a menor garantia de sucesso. A gente simples de Carancas teme que outro meteorito caia no povoado, mas é muito improvável. Assim como é improvável que uma catástrofe extermine a espécie humana a curto prazo. Milhares e milhares de anos podem se passar, mas...

“Que um dia vai acontecer, vai”, garante Picazzio.

Enigmas da bíblia

parte 1

parte 2

parte 3

parte 4

parte 5

Explicando o Universo para encerrar...

2010-09-17T10:52:00.000-07:00

Como o Universo é poético, me lembrei da série Cosmos que assisti quando criança.

Esta série me despertou para entender as maravilhas da natureza, jamais pelo lado religioso, lado este que nunca me respondeu nada, apenas me confundiu.

Vangelis se aproximou da poesia do Universo com as músicas abaixo.

Simplesmente lindas!!!!

algumas fotos imaginadas de exoplanetas:

aqui e aqui

Fotos do Huble:

aqui e aqui

E claro, o incomparável Sagan em sua narrativa na série COSMOS.

Explicando o Universo - Conclusão

2010-09-14T12:09:00.000-07:00

CONCLUSÃO:

Para concluir nossa exposição, examinemos o restante da nota:

Outra coisa: Se o Universo está fadado à destruição, que sentido existe na vida? Afinal de contas, todos os nossos esforços não acabam sendo inúteis em perspectiva da finitude de todas as coisas?

A vida, para o Universo não possui qualquer sentido, assim como não há qualquer sentido em o universo existir, ou existirem n universos paralelos ao nosso, ou terem existido “n” universos anteriormente ou existirem “n” posteriormente ao nosso.

Nós como humanos atribuímos sentido as nossas vidas, e deixamos nosso legado às gerações futuras, para que vivam cada vez melhor que aquelas que as antecederam, daí não serem nossos esforços inúteis.

Assim, o dia em que morrermos, para nós a vida deixará de ter sentido e este se perpetuará naqueles que aqui restarem.

Mas, tudo bem, não se preocupe com isso agora. Coma, beba e se divirta. O mundo vai acabar, mas só daqui a bilhões de anos.

A vida, num sentido cósmico, parece não fazer sentido mesmo, por isso, viva para o aqui e agora. Beco perigoso esse...

É verdade que não precisamos nos preocupar com o fim do mundo (na ótica cosmológica). Devemos, sim, é nos preocupar com a nossa condição espiritual, pois Jesus voltará muito antes do que se imagina. É nisso que não querem que pensemos...[MB]

Devemos nos preocupar em sermos pessoas melhores, não por que Jesus ou qualquer outro ser metafísico voltará ou virá, ou porque reencarnaremos, conforme rezam as lendas humanas.

Devemos sim viver o aqui e agora e sermos felizes. Mas também devemos nos preocupar e muito com nossa “condição espiritual” por questões éticas e morais, em respeito a todos os seres humanos e ao nosso mundo, enquanto ele dure.

Devemos fazer da Terra e do Universo, se algum dia nos lançarmos em viagens mais ousadas, um lugar excelente para vivermos e em harmonia com outras formas de vida, inteligentes ou não, caso elas existam.

Uma viagem pelo universo:

Explicando o Universo Parte XII

2010-09-14T12:03:00.000-07:00

AS MAIORES EXPLOSÕES DO UNIVERSO

ASSISTIR SE DIVERTIR E APRENDER!!!!

O FIM DA TERRA

Explicando o Universo parte XI

2010-09-14T11:58:00.000-07:00

O NASCIMENTO DO UNIVERSO:

assistir se divertir e aprender!!!!

VELOCIDADE DA LUZ

O FIM DO UNIVERSO:

Explicando o Universo - Parte X

2010-09-14T11:51:00.000-07:00

BURACOS CÓSMICOS

Assistir se divrtir e aprender!!!!

OS UNIVERSOS PARALELOS

Explicando o Universo - Parte IX

2010-09-14T11:44:00.000-07:00

ALÉM DO BIG BANG

ASSISTIR, SE DIVERTIR E APRENDER!!!

Explicando o Universo - Parte VIII

2010-09-14T11:12:00.000-07:00

MATÉRIA E ENERGIA ESCURAS

A matéria escura:

A matéria escura é uma forma de matéria que aparentemente interage apenas de forma gravitacional, sendo que sua presença infere-se a partir de efeitos gravitacionais sobre a matéria visível, o que explica a causa de as galáxias não saírem de seu caminho, apesar de suas imensas massas e velocidades.

A matéria normal das galáxias é mantida no agrupamento pela força da gravidade de uma massa ainda maior de matéria escura. Sem a matéria escura, que é invisível e somente pode ser detectada através do efeito de sua gravidade, as velocíssimas galáxias e o gás quente rapidamente se esfacelariam e espalhariam.

No modelo cosmológico mais aceito, o ΛCDM (Lambda-Cold Dark Matter), a componente de matéria escura é fria, isto é, não-relativístiva. Nesse contexto, a matéria escura compõe cerca de 23% da densidade de energia do universo. O restante seria constituído de energia escura, 73% e a matéria bariônica, 4%.

Há três categorias de candidatos a matéria escura:

As categorias fria, morna e quente referem-se à velocidade com que as partículas estão viajando e não uma temperatura real.

- matéria escura fria – são os objetos que se movem em velocidades clássicas (menos de 0,1c). Esta é atualmente a área de maior interesse para a investigação da matéria escura, sendo as outras teorias não viáveis para a formação de galáxias e aglomerados de galáxias.

- matéria escura morna - as partículas que se movem relativisticamente ( entre 0.1c e menos de 0.95c). Os candidatos mais comuns WDM são neutrinos estéreis e gravitinos. Esta matéria escura resolve o problema dos buracos negros gigantes (ver aqui e aqui).

- matéria escura quente - as partículas que se movem ultrarelativisticamente (próximas da velocidade da luz). O candidato seria o neutrino. Esta matéria escura explica como os clusters e superclusters de galáxias se formaram após o big bang, mas não explica a formação de galáxias individuais após este evento, o que é explicado pela matéria escura fria e morna.

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O modelo ΛCDM representa o modelo de concordância da teoria do "Big Bang" que explica as observações cósmicas realizadas sobre a radiação de fundo de microondas, assim como a estrutura em grande escala do universo e as observações realizadas sobre as supernovas, todo ele pretende ter a explicação da aceleração da expansão do universo. É o modelo conhecido mais simples que está em acordo com todas as observações.

Graças ao telescópio de raios-X Chandra, da NASA, a matéria escura finalmente deixou de ser uma hipótese e ganhou o caráter de teoria (aqui), pois os cientistas conseguiram confirmar sua existência a partir da observação do maior evento cósmico já observado pelo homem: o choque entre duas galáxias.

Apesar de consideráveis evidências já oferecidas em prol da existência da matéria escura, alguns cientistas já estavam propondo teorias alternativas para a gravidade onde ela é mais forte do que seria previsível pelas teorias de Newton e Einstein.

Estas teorias eliminam a necessidade da matéria escura. Mas não conseguem explicar os efeitos observados pela colisão agora acompanhada pelos cientistas

"Os resultados são uma prova direta de que a matéria escura existe," conclui o Dr. Doug Clowe, da Universidade do Arizona, Estados Unidos, e coordenador do estudo.

Os candidatos teóricos mais populares à matéria escura não-bariônica são: os áxions, os neutrinos estéreis e as WIMPs - partículas massivas que interagem fracamente, que não interagiriam com com a matéria visível por nenhuma força mais intensa que a força fraca, exceto pela força gravitacional.

O Axion é uma partícula hipotética fundamental, postulado pela teoria Peccei-Quinn em 1977.Esta partícula hipotética resolve o problema da violação de simetria CP na cromodinâmica quântica (QCD). Se os axions existirem e tiverem baixa massa em um determinado intervalo, eles seriam um possível componente da matéria escura fria.

Na física de partículas, violação de simetria CP é uma violação do postulado da simetria CP, que é a combinação de simetria C (taxa de simetria de conjugação) e simetria P (simetria de paridade).

Em física, uma transformação de paridade (também chamada de inversão da paridade ou simetria P) é a viravolta no sinal de uma coordenada espacial. Em três dimensões, também é comumente descrito pela viravolta simultânea em sinal de todas as três coordenadas espaciais.

Quanto à C-simetria, é a simetria das leis físicas sob uma transformação de conjugação de carga. Eletromagnetismo, a gravidade e a interação forte, todos obedecem simetria C, mas as interações fracas violam a simetria C-máximo.

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Os estados de simetria CP afirmam que as leis da física devem ser as mesmas, se uma partícula for intercambiada com sua anti-partícula (simetria C), e se forem trocadas a esquerda e a direita (simetria P).

A violação de simetria CP desempenha um papel importante, tanto nas tentativas da cosmologia para explicar o predomínio da matéria sobre a antimatéria no Universo atual, e no estudo das interações fracas em física de partículas.

É também possível que uma pequena parte da matéria escura seja bariônica, existente em forma objetos massivos compactos, MACHOs (em teoria, grandes corpos celestes que emitem poucas ondas eletromagnéticas, como estrelas de nêutrons, ou mesmo nenhuma, como buracos negros), que por emitirem pouca radiação são difíceis de serem detectados.

A energia escura:

A energia escura é uma forma de energia distribuida por todo o espaço e tende a acelerar a expansao do universo. A principal característica da energia escura é ter uma forte pressão negativa. De acordo com a teoria da relatividade, o efeito de tal pressão negativa seria semelhante, qualitativamente, a uma força que age em larga escala em oposição à gravidade.

Em 1998, astrofísicos descobriram que as supernovas mais distantes da Terra apresentavam a luz mais tênue do que seria de se esperar - logo, elas estariam mais distantes de nós, concluíram eles. Isto sugeriu que a expansão do universo estava se acelerando.

A causa para essa expansão foi então chamada de energia escura, uma energia cujos efeitos os físicos acabavam de medir, mas que não havia ainda sido detectada diretamente (ler aqui).

As principais formas das diferentes propostas de energia escura são:

- A constante cosmológica, que pode ser interpretada tanto como uma modificação de natureza geométrica nas equações de campo da relatividade geral, quanto como um efeito da energia do vácuo, a qual preenche o universo de maneira homogênea. Foi introduzida por Einstein nas equações relativísticas para que estas conduzissem a um universo estático. Entretanto foi descartada após observada a expansao do universo.

- A quintessência (forma hipotética de energia escura, postulada como uma forma de explicar a expansao do universo), usualmente modelada como campos escalares, cuja densidade de energia pode variar no tempo e no espaço, campos estes oriundo da teoria das supercordas.

Nessa teoria, há uma abundância de campos escalares (módulos) que são gravitacionalmente ligados a todos os outros graus de liberdade e têm expectativas de valores de vácuo na ordem conforme a escala de Planck. A diferença entre a quntessência e a constante cosmológica é que aquela pode variar no espaço e no tempo.

Embora nao haja evidências a respeito da quntessência, esta ainda não foi descartada Cientistas acreditam que a melhor evidência para a quintessência viria de violações do princípio da equivalência de Einstein e da variação das constantes fundamentais no espaço ou no tempo.

Uma luz sobre a energia escura:

A equipe do professor István Szapudi anunciou ter detectado outro efeito, incontestável, segundo eles, da existência da energia escura (aqui). O efeito a que a Szapudi e sua equipe se referem é conhecido como efeito de Sachs-Wolfe.

Este efeito é uma propriedade da radiação cósmica de fundo (CMB), na qual os fótons da CMB são gravitacionalmente desviados para o vermelho (redshifted), fazendo com que o espectro da CMB apareça desigual. Este efeito é a fonte predominante de flutuações na CMB, em escalas angulares acima de cerca de dez graus.

A aparente aceleração do universo é atribuída à pressão negativa da energia escura. Essa aceleração diminui o potencial gravitacional, causando um efeito direto sobre fótons que viajem ao longo do universo:

Eles ganham energia - se aquecem - ao passar por grandes aglomerados de galáxias, e perdem energia - se resfriam - ao viajar pelos supervazios, enormes regiões com pequena densidade de estrelas ou outros corpos celestes.

A "fotografia" da energia escura de Szapudi e seus colegas é, na verdade, um mapa dessas variações de temperatura dos fótons, mostrando regiões quentes e frias que refletem variações na densidade do universo em seus primeiros estágios. Essas áreas quentes e frias são condizentes com a teoria da energia escura, que inclusive predizia sua existência.

Segundo Szapudi e sua equipe, idéia é a seguinte:

Um fóton viajando através do universo ganha energia quando entra em uma região densamente povoada por galáxias, repleta de energia gravitacional - é mais ou menos como se ele estivesse caindo num buraco.

Depois que ele atravessa essa região, saindo para outra com menor densidade de matéria - e, portanto, também de energia gravitacional - ele perde energia. É mais ou menos como ele estivesse tentando sair do buraco.

Se a energia escura não for levada em conta, o ganho e a perda de energia desse fóton viajante devem se equivaler. Mas, se a energia escura realmente existir, o universo se expande rápido o suficiente para esticar o buraco gravitacional enquanto o fóton ainda está lá dentro. Isso torna o buraco mais raso, facilitando a saída do fóton, que perderá menos energia nesse processo.

O resultado é um fóton que ganha mais energia do que perde, transformando os supervazios em áreas mais quentes. Logo, uma imagem da radiação de fundo aparece "marcada" por estas regiões mais quentes e mais frias.

Como esse efeito é muito pequeno, os cientistas se concentraram em áreas nos dois extremos: 3.000 superaglomerados de galáxias e 500 supervazios. Pelos seus cálculos, a chance de que o mapa que eles produziram não seja causado pela energia escura é de 1 em 200.000.

O trabalho foi submetido para publicação da revista Astrophysical Journal Letters e ainda está em processo de avaliação por outros cientistas. (Dark Energy Detected with Supervoids and Superclusters Benjamin R. Granett, Mark C. Neyrinck, István Szapudi arXiv 20 May 2008 http://arxiv.org/abs/0805.2974).

Entender a Energia escura nos trará pistas cruciais na busca para a unificação das forças e das partículas no Universo, ou seja nos propiciará a entender do que tudo é feito, embora a energia escura e sua quantidade sejam uma pista para a morte deste universo.

Assistir, se divertir e aprender:

Explicando o Universo - Parte VII

2010-07-30T16:55:00.000-07:00

Entropia e nucleossíntese:

A entropia é uma grandeza termodinâmica geralmente associada ao grau de desordem. Ela mede a parte da energia que não pode ser transformada em trabalho. É uma função de estado cujo valor cresce durante um processo natural dentro de um sistema isolado.

Em física e química, sistema isolado é um sistema que não troca nem matéria e nem energia com o ambiente. Não existe nenhum sistema conhecido com essas características. Cogita-se a hipótese de o Universo ser um sistema isolado.

Em outros tópicos já explicamos a entropia em sua interpretação termodinâmica de forma bastante detalhada (aqui e aqui 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 ).

A fim de compreendermos a nucleossíntese ocorrida após o big-bang, teremos de compreender duas forma de entropia relacionadas à desordem.

A entropia posicional:

Vamos tomar como exemplo a expansão isotérmica de um gás ideal. À medida que este gás se expande a partir de um volume inicial é um volume final, suas moléculas se espalham ocupando um maior volume, de modo uniforme.

Ao se compararem os estados inicial e final desta expansão, no estado final, cada molécula pode ocupar, em cada instante, qualquer posição entre um número muito maior de posições no espaço que quando de seu estado inicial.

Portanto, os estados inicial e final do sistema diferem por uma propriedade "o número de caminhos pelos quais as moléculas podem arranjar-se no volume disponível, o qual aumenta quando aumenta o volume".

Assim, como resultado desta expansão isotérmica, o sistema acabou por tornar-se mais desordenado, no sentido de que decresceu a probabilidade de se encontrar uma dada molécula do gás dentro de um pequeno elemento do volume especificado.

Logo, a entropia de um sistema aumenta quando seu volume aumenta à temperatura constante. Portanto, pode-se concluir que a entropia se relaciona à desordem posicional das moléculas de um sistema.

Esta relação entre entropia e desordem posicional das moléculas (ocupação de microestados é dada pela equação de Boltzmann a ser analisada mais adiante.

A entropia energética:

Esta interpretação da entropia tem como sua base um aumento na temperatura do sistema, o qual aumentará sua desordem. A temperatura tem uma correspondente distribuição particular das velocidades moleculares e energias cinéticas das moléculas. Portanto, um aumento na temperatura tem o efeito de aumentar o valor da energia média, bem como de nivelar a curva da distribuição de energia.

Logo, à medida que a temperatura aumenta, amplia-se o intervalo possível de energias cinéticas e ocorre um maior espalhamento das moléculas do gás entre todos os valores de energia possíveis.

A partir dos estudos referentes à cinética dos gases (ver Halliday e Resnik – Física vol. II) , tem-se que a energia cinética total de translação por mol de moléculas de um gás ideal é proporcional à temperatura, segundo a fórmula:

(1/2) M (v^2) = (3/2) RT

Sendo:

M = peso molecular do gás;

v = velocidade da partícula;

R = constante molar dos gases;

T = temperatura absoluta do gás.
Portanto, um aumento na temperatura corresponde a um aumento no número de valores possíveis da energia cinética que cada volume pode adquirir e a um decréscimo da probabilidade média de se encontrar uma dada molécula em um dado intervalo de temperatura.

Dessa forma, o sistema torna-se mais desordenado à medida que a temperatura aumenta.

Conforme o que foi acima explicado, a entropia possui um caráter de desordem posicional (desordem no arranjo molecular), relacionado com o arranjo possível das moléculas no espaço, bem como uma desordem energética (desordem da distribuição de energia) relacionada com as distribuições de energias entre todas as moléculas do sistema.

Logo, a entropia de um sistema representa uma medida do número de estados distinguíveis, que são disponíveis às moléculas do sistema, sendo que “estado” representa as posições moleculares, bem como as distribuições de energia das moléculas.

Assim, à medida que a temperatura se torna mais baixa, a entropia do sistema decresce, pois tanto a desordem posicional, como a energética decrescem.

A partida para a interpretação molecular da segunda lei da termodinâmica é a consideração de que um átomo ou molécula somente pode possuir certos valores de energia denominados “níveis de energia”.

A agitação térmica contínua que as moléculas sofrem em temperaturas acima do zero Kelvin assegura que elas estejam distribuídas pelos níveis de energia disponíveis, ou seja, uma molécula pode estar em um estado de energia mais baixo e, após ser excitada, passa a um estado de energia mais alto.

Não é possível saber-se o estado de energia de uma única molécula, mas, pode-se falar do estado da população (número médio de moléculas em cada estado), sendo que estas populações permanecem constantes em relação ao tempo, desde que não haja variações na temperatura.

Para T = 0 K, somente o estado de menor energia se encontra ocupado. À medida que a temperatura se eleva e excita as moléculas, estas passam a ocupar estados de energia mais elevada. E, cada vez que a temperatura se eleva, mais estados ficam acessíveis a serem ocupados.

Entretanto, em qualquer temperatura, sempre existe uma população em um estado de energia menor que em um estado de energia maior, exceto quando a temperatura é infinita, onde todos os estados estão igualmente ocupados, o que é dado pela distribuição de Boltzmann.

Ni = N * e ^-[Ei/(k*T)]/Σ{ e ^-[Ei/(k*T)]}

Onde:

Ni = número de moléculas dentro de uma amostra de N moléculas, que estão em um estado com uma determinada energia;

N = número de moléculas de uma amostra;

Ei = energia do estado;

k = constante de Boltzmann (1,381 * 10 ^-23 J/K);

T = temperatura em graus Kelvin de equilíbrio térmico do sistema.

De acordo com a distribuição de Boltzmann, mais de um estado poderá corresponder a um mesmo nível energia.

Boltzmann também associou a distribuição de moléculas pelos níveis de energia com a entropia, cuja formula é dada por:

S = k* ln(W)

Onde:

S = entropia;

k = constante de Boltzmann (1,381 * 10 ^-23 J/K);

W = o número de microestados, ou seja, a maneira com a qual as moléculas de um sistema podem ser distribuídas mantendo a energia total constante;

Cada microestado, dura por apenas um momento e tem uma distribuição de moléculas diferente pelos níveis de energia disponíveis. Ao medirem-se as propriedades de um sistema, mede-se uma média dos diversos microestados que o sistema pode ocupar nas condições da experiência.

O conceito de número de microestados torna quantitativos os conceitos qualitativos de desordem e de dispersão da matéria e energia, os quais são amplamente utilizados para introduzir o conceito de entropia.

Assim, uma distribuição mais desordenada de energia e de matéria corresponde a um número maior de microestados associados com a mesma energia total.

Por meio da fórmula "S = k* ln(W)", que é denominada de entropia estatística, se o número de moléculas que pode participar da distribuição de energia aumenta, então existem mais microestados para uma determinada energia total e a entropia é maior do que quando a energia está confinada a um número menor de moléculas. Portanto, a entropia se relaciona com a dispersão de energia.

A interpretação molecular da entropia também sugere a definição termodinâmica dada por:

dS=dQrev/T

Sendo:

dQrev = energia transferida em um processo reversível que leva o sistema de um estado para outro.

T = temperatura absoluta e constante.

Para tal, ha que se considerar que as moléculas em um sistema a alta temperatura podem ocupar um grande número de níveis de energia disponíveis, de modo que pequenas transferências adicionais de energia, na forma de calor, provocam mudanças relativamente pequenas em níveis de energia acessíveis. Portanto, nem o número de microestados e nem a entropia do sistema aumentam significativamente.

Mas, moléculas em sistemas a baixas temperaturas têm acesso a poucos níveis de energia. Ao se transferir a mesma quantidade de energia em forma de calor aumentará significativamente o número de níveis de energia disponíveis e o número de microestados.

Logo a variação da entropia devido ao aquecimento será maior quando a energia é transferida para um corpo frio que quando é transferida para um corpo quente. Daí a entropia ser inversamente proporcional à temperatura em que ocorre a transferência de calor.

Mas e a nucleossíntese? Ela é um aumento ou redução de entropia?

O Universo começou com uma entropia baixa e, de acordo com a segunda lei da termodinâmica e essa entropia foi aumentando desde então. Segundo o atual conhecimento, havia uma temperatura tendente ao infinito e um volume tendente a zero quando do momento do big-bang, o que se caracteriza por uma singularidade.

Há muito os físicos descobriram que partículas de matéria podem ser criadas, caso haja uma concentração suficiente de energia, processo este que pode ser demonstrado por meio dos grandes aceleradores.

Mas aqui resta uma dúvida: de onde teria surgido a energia para criar estas partículas?

A partir da década de 1980, o problema foi resolvido. descobriu-se que a energia total do universo poderia ser zero. A razão para o universo ter energia zer e mesmo assim ter 10^50 toneladas métricas de matéria se deve ao fato de seu campo gravitacional ter energia negativa, sendo que a soma matéria e energia se anulam perfeitamente.

Assim, descobriu-se como a energia positiva era canalizada para dentro da matéria e como uma quantidade igual de energia negativa entrava no campo gravitacional, o que demonstra que toda a matéria cósmica fora criada de graça.

Isso tornou plausível supor que o universo tenha começado com o espaço vazio, sendo que toda matéria aparecera mais tarde e muito rapidamente, como resultado de um processo físico natural.

Uma das evidências mais convincentes acerca da teoria do Big-Bang é a existência da radiação térmica de fundo do universo, que fornece uma ideia instantânea de como era o universo perto de seu início, que corresponderia a um estado de equilíbrio térmodinâmico.

Entretanto, equilíbrio termodinâmico implica máxima entropia, que via conexão de Shanon implica um mínimo de informação.

Na verdade, basta dar um bit de informação, como por exemplo, a temperatura, para caracterizar completamente um estado de equilíbrio termodinâmico. Assim, ao nos guiarmos pela radiação térmica de fundo, o universo começou quase com nenhum conteúdo de informação.

Dessa forma podemos dizer que havia uma entropia posicional tendente a zero e uma entropia energética tendente ao infinito, o que é um absurdo tanto lógico, quanto matemático, quanto físico.

Todavia, há que se compreender que em uma singularidade, as leis da física como as conhecemos aparentemente não valem.

Isso parece uma contradição perturbadora, pois a segunda lei da termodinâmica proíbe que o conteúdo de informação total do universo aumente à medida que ele se desenvolve, embora o universo primitivo contivesse muito pouca informação. Assim, resta a pergunta: DE ONDE VEIO A INFORMAÇÃO PRESENTE NO UNIVERSO ATUAL????

Uma maneira de expressar este problema é por meio da entropia. SE O UNIVERSO COMEÇOU PRÓXIMO A UM ESTADO DE EQUILÍBRIO TERMODINÂMICO, OU MÁXIMA ENTROPIA, COMO ATINGIU SEU ATUAL ESTADO DE DESEQUILÍBRIO, DADO QUE A SEGUNDA LEI PROÍBE QUE A ENTROPIA TOTAL DIMINUA?

Parece que somente os deuses responderiam essa questão... Mas há uma surpresa nisso tudo!!!!

Esse enigma é solucionado não pelos deuses, mas pelas 4 forças do universo. Vejamos:

A nucleosíntese foi a formação inicial dos primeiros núcleos atômicos elementares (Hidrogênio, Hélio). Esta ocorreu porque, após o big-bang as quatro forças fundamentais da natureza passaram a dissociar-se.

Com a queda da temperatura do universo a atuação da força nuclear forte passou a causar interações entre quarks e glúons formando prótons e nêutrons livres, sendo que estes nêutrons livres decaíram em prótons (decaimento beta proporcionado pela força nuclear fraca).

É o que se denomina formação da matéria bariônica (bariogênese). Há cerca de sete prótons para cada nêutron no início do nucleogênese, sendo que tal relação se manteria estável mesmo após a nucleogênese.

A mesma força nuclear forte acabou atraindo prótons e nêutrons que se comprimiram em núcleos primitivos. Sabe-se que esta força nuclear forte só é eficaz em distâncias da ordem de 10 ^ -13 cm.

Presume-se que a nucleosíntese do big bang ocorreu 100 segundos após o impulso inicial, e que esta foi seguida de um processo de repentino resfriamento devido à irradiação, que pode ter ocasionado o surgimento dos núcleos, ou o surgimento dos núcleos ter ocasionado o resfriamento. Independente do ponto de vista, é sabido que houve o resfriamento por irradiação.

Em função daquele evento (nucleosíntese), a matéria propriamente dita passou a dominar o Universo primitivo, pois, é sabido que a densidade de energia em forma de matéria passou, a partir daquele momento, a ser maior do que a densidade em forma de radiação. Isto se deu em torno de 10.000 anos após o impulso inicial.

Com a queda de temperatura universal, os núcleos atômicos de Hidrogênio, Hélio e Lítio recém formados se ligaram aos elétrons formando assim átomos de Hidrogênio, Hélio e Lítio respectivamente. Presume-se que isto se deu em torno de 300.000 anos após o chamado marco zero. A temperatura universal estava então em torno de 3.000 K.

Dessa forma começaram a se formar as primeiras moléculas pela atração propiciada pela força eletromagnética e, estas moléculas começaram a se condensar nas primeiras estrelas auxiliadas pela força gravitacional.

MAS COMO AS ESTRELAS SE FORMARAM E COM ELAS AS PROTOGALÁXIAS???

É fato que o universo atual encontra-se mais organizado que as nuvens de gás do universo primordial. Isso parece violar a segunda lei mais ainda que a nucleossíntese. Em uma alusão às perguntas criacionistas, quem ou o que estaria por traz disso? Seriam os deuses ou um designer????

Não!!!! o responsável por isso tudo é a gravitação, a qual cria uma diferença para a termodinâmica (não é simplesmente lindo!!!!). Vejamos:

Pensemos em um frasco de gás a uma temperatura uniforme. Se nada perturbar este frasco, o gaz nada realizará, ou seja, permanecerá em equilíbrio.

Mas suponhamos uma massa de gás tão grande como uma núvem interestelar. aqui a gravitação terá um papel importantíssimo. Não haverá mais equilíbrio. O gás começará a se contrair, sendo que blocos de material mais denso começam a se acumular aqui e ali.

No centro dos blocos, a contração aquece o gás e assim, formam-se gradientes de temperatura, que possibilitam o calor fluir e assim fazer a matéria se condensar mais e mais, até que acontece a fusão nuclear, que dá origem às estrelas.

Desse modo, sob ação da força gravitacional, um gás supostamente em equilíbrio termodinâmico a uma temperatura uniforme e em máxima entropia passa por outras mudanças, o que faz com que o calor flua e a entropia aumente ainda mais. Portanto, a instabilidade gravitacionalmente induzida é uma poderosa fonte de informação.

Em sendo assim, não se pode afirmar que um sistema esteja em equilíbrio termodinâmico ou máxima entropia, somente porque está a uma temperatura ou densidade uniformes, caso a gravidade se faça sentir. Nuvens de gás possuem muita energia livre pronta para ser liberada, por meio de processos gravitacionais, sendo que mesmo a uma temperatura uniforme o gás se encontra em um estado de baixa entropia.

Em cosmologia, a gravitação é a força predominante e assim se fazem presentes seus efeitos termodinâmicos, o que significa que não podemos concluir, a partir de um fundo uniforme de radiação térmica que o universo primitivo estivesse em um estado de equilíbrio termodinâmico.

Assim, tanto a vida como a gravitação, termodinamicamente falando, vão na direção errada.

A formação da matéria bariônica, a nucleossíntese pós-big-bang, a formação das primeiras moléculas e das primeiras estrelas, demonstra uma redução local de entropia, onde se concentrava a matéria primordial. Isso se deu devido à queda de temperatura do universo o que permitiu as quatro forças vencerem o estado em que não havia matéria, e assim realizarem trabalho a fim de criar a matéria bariônica e tudo o que há no Universo.

Em física, trabalho significa uma medida da energia transferida pela aplicação de uma força ao longo de um deslocamento.

A transição eletro-fraca quebrou a espontaneidade de simetria e formou os bósons massivos que transmitem a força fraca: W+, W-,Z e daí para os quarks, prótons nêutrons e núcleos atômicos leves.

Conseqüentemente a partir de núcleos atômicos leves, principalmente hidrogênio e seus isótopos formaram-se as primeiras estrelas e as primeiras galáxias. As estrelas primordiais sintetizaram em seus núcleos os elementos mais pesados que o lítio.

Dessa forma, a energia anteriormente dissociada sucumbiu às forças do universo e passou a haver a formação de partículas e, futuramente do Universo como os enxergamos hoje.

A expansão do universo ajudou a alimentar o contraste térmico crescente, porque, à medida que o universo se expandia, a sua temperatura de fundo caía.. Isso possibilitou as estrelas irradiarem mais vigorosamente no espaço que se esfriava.

O resultado dos processos gravitacionais foi que se abriu uma "brecha" de entropia no universo, sendo esta "brecha" entre a a entropia real e a máxima entropia possível.

A luz das estrelas tenta fechar esta "brecha", mas na verdade, todas as fontes de energia livre, inclusive a energia química e a térmica do planeta Terra podem ser atribuídas a esta brecha.

Para que a vida se sustente e se organize na Terra ou em qualquer outro mundo, ela necessita de energia do ambiente, a qual será nossa fonte de energia livre ou de entropia negativa. Aqui na Terra, a fonte de entropia negativa é o Sol, que permite as plantas realizarem a fotossíntese e alimentar toda uma teia de vida.

Mas, nas profundezas de nosso mundo, há formas de vida que não dependem do Sol, mas dependem do calor interno da Terra, o qual é a sua fonte de entropia negativa.

Ou seja, toda a vida, seja ela existente na Terra ou em outros mundos, se alimenta desta brecha da entropia criada pela gravitação. Portanto, a fonte última de informação e ordem biológica é oriunda da gravitação.

Todavia, em razão da expansão do Universo, a entropia posicional continuou crescendo, muito além do decréscimo ocorrido na entropia energética. Esta expansão é decorrente da energia de vácuo do universo, medida pela constante cosmológica de Einstein (aqui, aqui e aqui), ou seja, é a ação da energia escura (aqui e aqui) que pode ser tratada como um efeito anti-gravidade.

Mas há outros modelos que tratam da expansão do universo, referindo-se a sua expansão acelerada como devida à existência de correções na teoria da Relatividade Geral que apenas afetam as grandes escalas, superiores à dimensão digamos dos superclusters.

Estas correções são previstas por algumas TUIF, como as teorias em que o espaço-tempo tem dimensões extra, como é o caso das teorias de branas. Neste caso, as modificações da Relatividade Geral ocorrem devido ao fato de que os grávitons (partículas elementares hipotéticas que transmitem a força gravitacional) virtuais podem escapar para as dimensões extra, o que causaria uma redução da atração gravitacional (a grandes distâncias) superior à que seria de esperar com base na Relatividade Geral.

Para o universo logo após o big-bang, a energia do vácuo era desprezível em comparação com a matéria.

Recentemente a situação se inverteu, sendo a energia do vácuo atualmente a energia dominante.

Existe então um período relativamente curto na história do Universo em que estas densidades de energia são comparáveis e parece uma coincidência estranha que esse período seja precisamente em torno do presente.

A descoberta de que a expansão do Universo está se acelerando e de que a matéria corresponde apenas a cerca de 30% da composição total do universo reabre a questão do seu destino.

Em particular, a geometria já não determina completamente o destino do Universo mas mantêm-se três possibilidades:

1 - Caso a densidade de energia escura permanecer constante, a expansão vai continuar a acelerar, os objetos celestes que hoje observamos irão ficando cada vez mais afastados e ficaremos cada vez mais isolados no Universo. Este é o caso previsto pelo modelo que explica a energia escura através da chamada constante cosmológica.

2 - Por outro lado, se a densidade de energia escura variar no tempo, a possibilidade mais espetacular é a de que ela aumente no tempo e daqui a muitos bilhões de anos venha a causar a destruição de toda a matéria existente no Universo, mesmo em nível atômico, devido à rapidez em sua expansão.

3 – De outra forma, se a densidade de energia escura diminuir no futuro, é possível que o universo comece a desacelerar podendo mesmo conduzir a um colapso.

Ou seja, como podemos perceber, a questão da entropia para Universo cresce, no momento, pois, pela entropia estatística, o universo passa ter mais microestados ocupados, maneira com a qual as moléculas de um sistema podem ser distribuídas mantendo a energia total constante.

Entretanto, para os subsistemas como partículas fundamentais, átomos, moléculas e aglomerados estelares ela decresce, uma vez que a perda de calor para o meio, ocorrida após o big-bang fez com que partículas após a nucleossíntese pós-big-bang tenham sucumbido às quatro forças do Universo. Entretanto este decréscimo de entropia quando da nucleossíntese é superado pelo aumento de entropia do sistema universo, conforme descrito anteriormente.

O Segundo Princípio da Termodinâmica diz precisamente que um sistema isolado tende a evoluir no sentido de aumentar a entropia.

Assim, a entropia do universo aumenta sempre sendo que os acontecimentos inversos implicariam a diminuição de entropia. Um dos fatos mais curiosos do aumento da entropia do universo é a conseqüente "degradação" da energia.

Sempre que ocorre uma transformação irreversível dá-se um aumento da entropia do universo, mas por outro lado perdemos a oportunidade de obter energia sob forma utilizável, ou seja, a energia que foi convertida em trabalho para que o processo se desenrolasse, embora não tenha sido "destruída", encontra-se "degradada", não podendo mais ser utilizada para obtermos trabalho útil.

Pelo que observamos do princípio do aumento da entropia, concluímos que o nosso universo, em virtude dos processos naturais, tende para um estado de desordem maior e uniformidade geral. À medida que ocorrem esses processos a energia disponível para efetuar trabalho útil (criar matéria, estrelas, planetas, galáxias, aglomerados, vida, etc.) irá diminuir.

Todos os processos físicos, químicos e biológicos cessarão, atingindo uma situação-limite a que geralmente se dá o nome de "Morte Térmica" do universo. Ou seja o universo decairá para um para um estado de nenhuma energia termodinâmica livre para sustentar movimento ou vida. Em termos físicos, ele terá alcançado entropia máxima.

Ou seja, o Universo entrará em uma era escura que acredita-se ser constituída essencialmente de uma solução diluída de gás de fótons e léptons.

É possível que o universo adentre a uma segunda época de inflação. A inflação cósmica é uma teoria proposta inicialmente por Alan Guth , que postula que o universo, no seu momento inicial passou por uma fase de crescimento exponencial.

Segundo a teoria, a inflação foi produzida por uma densidade de energia do vácuo negativa ou uma espécie de força gravitacional repulsiva. Esta expansão pode ser modelada com uma constante cosmológica não nula. Consequentemente, todo o universo observável poderia ter-se originado numa pequena região.

Ou ainda, assumindo-se que o estado de vácuo atual é um falso vácuo, este vácuo pode decair para um estado de energia mais baixo.

Também é possível que a produção de entropia cessará e o universo atinja sua morte térmica. Este cenário é denominado de “big freeze”.

A energia do vácuo é uma energia de fundo existente no espaço inclusive na ausência de todo tipo de matéria. A energia do vácuo tem uma origem puramente quântica e é responsável por efeitos físicos observáveis como o efeito Casimir. Assim mesmo a energia do vácuo permite a evaporação de um buraco negro através da radiação Hawking.

A energia do vácuo teria também importantes consequências cosmológicas estando relacionado com o período inicial de expansão inflacionária e com a aparente aceleração atual da expansão do Universo.

Alguns astrofísicos pensam que a energia do vácuo poderia ser responsável pela energia escura do universo, associada com a constante cosmológica da relatividade geral. Esta energia escura desempenharia um papel similar ao de uma força de gravidade repulsiva contribuindo com a expansão do Universo.

Estas são as conclusões que podemos prever, a partir dos nossos conhecimentos atuais acerca da termodinâmica, física quântica e astrofísica.

Explicando o Universo - Parte VI

2010-07-30T06:25:00.000-07:00

Após o big bang:

É mais interessante, por enquanto, falarmos o que houve após o big bang, por ser algo mais facil de ser tratado que a física pré-big bang, a qual será abordada em momento oportuno, por exigir conhecimentos a respeito de branas e universos paralelos.

Nos segundos após o big-bang, nesta fase da evolução do Universo, se a teoria das cordas estiver correta, não há sentido em se falar sobre a geometria ou a temperatura do Universo.

A partir das relações de dualidade entre as teorias de cordas sabe-se que a geometria do espaço-tempo não é algo fundamental, mas ela emerge com as distâncias assumindo escalas maiores que o comprimento de Planck.

A física na escala de Planck pode ser literalmente irreconhecível. Nesse nível, a mecânica quântica muda radicalmente. Saímos daquele espaço em que a teoria da relatividade geral afirma que caso não haja nenhuma massa o espaço não se apresentará distorcido. No mundo do infinitamente pequeno tudo está sujeito a flutuações quânticas, inerentes ao princípio da incerteza. Isso também vale para o campo gravitacional.

De acordo com o raciocínio clássico, o espaço vazio tem um campo gravitacional nulo. Mas, de acordo com a mecânica quântica, o campo gravitacional deste espaço é em média zero, sendo que seu valor oscila para cima e para baixo, conforme as flutuações quânticas. Assim, conforme o princípio da incerteza, o tamanho das ondulações do campo gravitacional aumenta à medida que nos concentramos em regiões cada vez menores do espaço.

Nessas escalas cada vez menores, as ondulações aleatórias do campo gravitacional correspondem a tal grau de deformação deste espaço que não mais lembra um objeto geométrico de curvatura suave, mas toma uma forma irregular, espumosa, turbulenta e retorcida.

John Weheler cunhou o termo espuma quântica, o qual descreve uma situação estranha d universo, onde as três dimensões espaciais não fazem sentido. É aqui que reside a incompatibilidade entre a teoria da relatividade geral e a mecânica quântica, sendo que os cálculos que juntam as equações de ambas as teorias apresentam como resultado o infinito, ou seja, existe um erro.

A espuma quântica é supostamente a base do tecido do universo, mas também pode ser compreendida como uma descrição qualitativa da turbulência subatômica do espaço-tempo em distâncias muito pequenas, da ordem do comprimento de Planck.

Nessa pequenas escalas de tempo e espaço o princípio da incerteza permite que as partículas e a energia existam brevemente para depois se aniquilarem, sem que haja violação às leis de conservação. Ao diminuir-se a escala de tempo e espaço, a energia das partículas aumenta virtualmente.

Os progressos neste mundo começaram a surtir efeitos a partir da elaboração da teoria das cordas. No entanto, as observações de radiação nas proximidades dos quasares por Floyd Stecker da NASA Goddard Space Flight Center em Greenbelt, Maryland, colocaram limites forte sobre as possíveis violações da Teoria Especial da Relatividade de Einstein o que subentende a existência da espuma quântica.

Algum tempo depois da era de Planck, os cosmólogos acreditam que houve um período chamado de inflação.

A era da inflação é um pouco mais fácil de definir, teoricamente, que a era de Planck, mas mesmo assim, a física teórica sobre estes dois períodos da história do nosso Universo ainda está sendo estudado.

Quanto à temperatura e a densidade, estas eram infinitas na singularidade do big-bang. À medida que o universo ia se expandindo a temperatura, bem como sua radiação, diminuíam, o que levou a uma expansão chamada de inflação.

Em interessante artigo extraído daqui, há um histórico acerca do universo, o qual transcrevemos, convenientemente adaptado:

Em cerca de 1 ^ -43 segundos após a explosão a força da gravidade se separa das outras três forças, coletivamente conhecidas como força eletronuclear (eletromagnética, nuclear forte e nuclear fraca).

A temperatura era de 100 bilhões de graus e o universo era constituído de pura energia, em frenética atividade, com partículas e antipartículas sendo produzidas e aniquiladas sem parar até que o universo passou a conter em equilíbrio a matéria e antimatéria, na maior parte fótons neutrinos e elétrons e suas antiparticula.

Dessas aniquilações surgiu um desequilíbrio, não se sabe a causa, deixando assim um universo com maior número de partículas à antiparticulas.

Com 10 ^-35 segundos, temos a separação da força forte da força eletronuclear deixando duas forças: força eletromagnética e eletro-fraca. A transição eletro-fraca quebra espontaneamente a simetria formando os bósons massivos que transmitem a força fraca.

Abaixo destas energias a força fraca só age a distâncias menores que 10-16 cm. Acontece também a concentração de quarks e antiquarks.

Em 10 ^-12 segundos, é onde o Big Bang começa oficialmente. De alguma forma, no final da época inflacionária, o Universo foi deixado em um estado quântico pequeno, quente e denso.

A energia do vácuo chamada dos campos quânticos transforma-se em uma sopa fervente de fótons, glúons e outras partículas elementares.

Nas equações de Einstein da relatividade geral, a expansão do Universo pode ser conduzida pela densidade de energia na forma de matéria e radiação. Durante a primeira fase do Big Bang, a parte de radiação da densidade de energia é muito maior do que a parte matéria da densidade de energia que podemos considerar que matéria não exista, pelo menos por enquanto.

Em 10 ^-11 segundos, o pequeno universo em expansão é preenchido com radiação o que criou os pares de partículas e antipartículas. Este passam a aniquilarem-se voltando a converter-se em radiação.

A partir da observação das partículas elementares na presente época, sabe-se que todas as partículas conhecidas tem uma antipartícula, com carga oposta ea mesma rotação. Porém, para as partículas com carga zero, estas são suas próprias antipartículas.

Com o resfriamento do Universo e sua expansão, radiação fria se tornou menos suscetível a criar pares quark-antiquark. Como os quarks e antiquarks "congelaram" fora da radiação de fundo, sobrou um maior número de quarks que antiquarks.

Em 10 ^-10 segundos, nesta fase de expansão e resfriamento do Universo, a energia média das partículas está caindo para a escala de energia típica da força nuclear fraca, e algo dramático acontece com as partículas que transmitem esta força.

Em física de partículas elementares, os bósons que transmitem a força nuclear fraca (como na fissão nuclear) são muito pesados, e obtiveram a sua grande massa por meio de um processo conhecido como quebra espontânea de simetria.

Este processo ocorre em alguma escala de energia definida, com a energia da força nuclear fraca. Acima dessa escala de energia, a força nuclear fraca está representada por bósons sem massa, assim como o fóton, que transmite a força eletromagnética entre os elétrons e prótons e os glúons que transmitem a força nuclear forte entre os quarks.

Abaixo dessa escala de energia, os bósons fracos são grandes e pesados, e, assim, a força nuclear fraca só age sobre uma escala muito pequena distância, cerca de 10-16 centímetros, aproximadamente um milésimo do tamanho de um núcleo.

Por esta razão, os cosmólogos acreditam que quando o Universo era tão quente que a energia média da radiação é superior à energia da força nuclear fraca. Dessa forma, os bósons da força nuclear fraca não possuíam massa e a força nuclear fraca tinha uma gama infinita como aquela dos fótons e glúons.

Mas como o Universo expandiu e esfriou, a energia média caiu para o nível em que ocorreu ruptura espontânea de simetria, e os bósons de força nuclear fraca ganharam massa. Isso os abrandou e limitou sua força a um pequeno intervalo.

Em 10 ^-4 segundos, o Universo expandiu e esfriou a tal ponto que algo incrível aconteceu com os quarks e glúons que estão, em alta velocidade, surgindo por si só.

Eles sofrem uma enorme transformação de fase devido a expansão do universo, onde todos os quarks e glúons passam a confinar-se dentro de mesons, como o méson pi, e bárions, como os prótons e nêutrons.

Surgem então os hádrons e os léptons, pois os quarks se arranjam e formam os prótons, nêutrons, bárions e mésons as suas respectivas antiparticulas.

Antes desta fase, os prótons, os nêutrons e os mésons não existiam. Tudo era formado apenas por uma sopa quente de quarks e glúons.

Ninguém jamais mediu um quark ou um glúon vagando livremente por conta própria. Na teoria dos quarks e dos glúons, chamada Cromodinâmica Quântica (QCD), acredita-se que há uma transição de fase em alta temperatura, onde quarks e glúons saem de sua confinação e podem vagar livremente por si próprios.

Os detalhes desta transição de desconfinamento ainda não são bem compreendidos, mesmo em teoria.

No entanto, a julgar pelos últimos sucessos da física teórica de partículas em predizer fenômenos que mais tarde foram observados, é provavelmente uma aposta segura dizer que como o universo esfriou a uma temperatura abaixo da temperatura de desconfinamento de QCD, os quarks e os glúons já não eram capazes de fecharem-se em torno de si próprios. Assim, tornaram-se confinados, em conjunto, dentro dos mésons e bárions, o que acabou por produzir o Universo que vemos hoje.

Antes do tempo de 1 segundo de existência do Universo, prótons e nêutrons foram rapidamente se transformando em outro através da emissão e absorção de neutrinos.

O Universo expandiu-se e esfriou a tal ponto que esse processo ficou mais lento, e no fim da desaceleração, como os nêutrons decaem espontaneamente em prótons, o Universo ficou com cerca de 7 prótons para cada nêutron.

Isso acontece porque o nêutron decai em um próton, um elétron e um antineutrino do elétron, porém, um próton, não decai em mais nada.

Ao se chocar um próton com um antineutrino do elétron, usando energia suficiente, resultará um nêutron e um pósitron (um antielétron) saindo na outra extremidade. E caso se choque um próton com um elétron, resultará um nêutron e um neutrino do elétron na outra extremidade.

Assim, os nêutrons tornam-se em prótons expontaneamente, mas o processo inverso requer energia extra de colisão.

Quando o Universo estava suficientemente quente e denso, havia muitos elétrons e antineutrinos batendo nos prótons e convertendo-os em nêutrons, sendo que um número igual de prótons e nêutrons convertiam-se de um para outro na mesma proporção.

No entanto, como o Universo manteve sua expansão e resfriamento, o nível médio de energia das partículas caíram , o mesmo ocorreu com a taxa choques entre os neutrinos, prótons e nêutrons.

Dessa forma, os neutrinos e antineutrinos dissociados do resto da matéria e da radiação, assim, as interações entre neutrinos e outras partículas deixaram de ser um grande fator na dinâmica do universo.

Assim, os prótons tinham deixado de se converter em nêutrons, mas os nêutrons ainda estavam se convertendo espontaneamente em prótons. dai ocorre a explicação de porque há cerca de sete vezes mais prótons do que nêutrons no Universo.

Para fazer um núcleo de hidrogênio, necessita-se apenas um próton e nenhum nêutron. Para fazer um núcleo de hélio, necessitam-se de dois prótons e dois nêutrons. Portanto, uma consequência direta de um excesso de prótons nêutrons seria um excesso de hidrogênio sobre o hélio, e é isso que se observa hoje. Este fato confere validade para o "Big Bang" no que se refere à descrição teórica do início do Universo em expansão.

No primeiro segundo, o universo com temperatura de um bilhão de graus, a energia dos prótons e nêutrons diminuiu muito fazendo com que não conseguissem mais escapar da atração da força nuclear forte, então começaram a se combinar produzindo núcleos de hélio, lítio, deutério e hidrogênio.

Três minutos após o big bang alguns átomos estáveis se formam. Neste ponto, na expansão e resfriamento do Universo, a temperatura média é baixa o suficiente para que prótons e nêutrons possam permanecer juntos e formar núcleos de elementos leves, como hidrogênio, hélio e lítio.

Este processo é denominado de Nucleossíntese e deveria ocorrer antes de que estruturas hoje observadas, tais como átomos e moléculas, pudessem existir.

Prótons e nêutrons só atraem-se mutuamente a distâncias muito curtas, menos de 10-13 cm. A força nuclear forte que os une é uma força que somente funciona sob confinamento e anula-se a distâncias maiores.

Portanto, a fim de que se formem núcleos, os prótons e os nêutrons têm de passar algum tempo muito próximo ao outro. Isso não pode acontecer se a temperatura for muito elevada, pois os prótons e os nêutrons estaríam movendo-se rápido demais para que permanecessem próximos por um tempo razoável.

A maioria dos nêutrons no Universo encerra-se em combinações de dois prótons, dois nêutrons, conforme ocorre com os núcleos de hélio. Alguns neutrons contribuem para formar o lítio, com três prótons e três neutrons, e os que sobram encerram-se em núcleos de deutério, com um próton e um nêutron.

A Nucleossíntese ajusta o estágio para a formação dos átomos, estrelas, sistemas e galáxias.

Com 10 mil anos de idade, o Universo ainda continua em expansão e resfriamento. Mas devido a essa ocorrência, mais e mais matéria está sendo criada pela radiação de alta energia. E devido a expansão do universo, a matéria perde menos energia do que ocorre com a radiação.

Eventualmente, a densidade de energia na matéria, principalmente nos núcleos recém-formados, torna-se maior do que a densidade de energia da radiação, em partículas sem massa ou quase sem massa, principalmente fótons.

Isso significa que nas equações da relatividade, que descrevem a expansão cósmica, o número que representa a densidade de energia da matéria torna-se muito maior que o número que representa a densidade de energia da radiação.

Logo, pode-se deixar de lado a radiação nessas equações e apenas nos concentrarmos com o que acontece com a matéria. A matéria então passa a dominar no que se refere a como o Universo se expande a partir desta época em diante.

Ao final deste processo, os fótons dispersam-se muito mais que os outros componentes da matéria. Como resultado, a troca de energia entre matéria e radiação se torna menos eficiente.

Os fótons converteram sua velocidade em calor e passaram a se comportar como a radiação térmica de corpo negro. Hoje esta radiação pode ser medida e recebe o nome de radiação cósmica de fundo ou radiação térmica de fundo. Após ter esfriado há bilhões de anos, a temperatura desta radiação é apenas alguns graus acima de zero absoluto.

Mas podemos medir esta temperatura, e também podemos medir como esta temperatura da radiação cósmica de fundo varia com a direção do Universo. Isto diz-nos detalhes importantes sobre o Big Bang e sobre física de partículas também.

Decorridos 300 a 500 mil anos, a temperatura já perderá milhares de graus. Por esta altura há uma abundância de prótons e outros núcleos leves no universo, e existem também muitos elétrons livres.

Mas, até este momento, o Universo era muito quente e denso para que os elétrons fossem capturadas por um núcleo em um tempo razoavelmente longo, sem ser lançado para fora da sua órbita por colisões com outras partículas.

Quando a temperatura do Universo esfriou um pouco mais, em 400 mil anos após o big bang, até o ponto onde a velocidade média de um elétron médio não fosse alta o suficiente para escapar da captura de um próton, os átomos começam a se formar e assim ocorreu a separação entre a matéria e a energia. Os núcleos que que passaram a existir são apenas os de hidrogênio, hélio e lítio, sendo os primeiros átomos a existir, portanto, os de hidrogênio, hélio e lítio.

O universo opticamente denso tornou-se transparente a radiação cósmica de fundo em microondas.

Estima-se que entre 700 e 800 milhões de anos após o bang surgiram as protogaláxias, nascidas juntamente com as primeiras estrelas. O hidrogênio neutro começou a formar as primeiras estrelas nas galáxias primordias, as quais irradiavam energia violentamente e alteraram o hidrogênio para sua forma ionizada, ou seja, carregada eletricamente. Isso é o que os astrônomos conhecem como o período de re-ionização.

Segundo Masami Ouchi dos Observatórios Carnegie e sua equipe concluíram que a re-ionização começou não além de 600 milhões de anos após o Big Bang”.

Decorridos 1 bilhão de anos após o big bang, a radiação esfriou e dissociou-se da matéria. Quase todos os elétrons estão ligados aos núcleos de hidrogênio, hélio e lítio. Assim, as forças gravitacionais passaram a ser importantes.

Pequenas flutuações na densidade da matéria e no campo gravitacional começaram a crescer e a coalescer. O gás hidrogênio é mantido unido pela gravidade, até esta força fazer com que ele entrasse em colapso e inflamasse por meio da fusão de hidrogênio o que formou as primeiras estrelas.

No tempo entre 2 e 13 bilhões de anos de existência do Universo, as primeiras estrelas começaram a se formar e as protogaláxias tomaram forma.

Uma protogaláxia se trata de uma enorme massa de hidrogênio, em geral sem estrelas, mas grande o suficiente para formar uma galáxia quando esse hidrogênio se desfizer sob a pressão das forças gravitacionais e a matéria se aglutinar ao longo de bilhões de anos. Observa-se que ainda hoje há protogaláxias em formação.

Acredita-se que a taxa de formação de estrelas, durante este período de evolução galáctica, irá determinar se uma galáxia será uma espiral ou uma galáxia elíptica.

Uma formação mais lenta de estrelas tende a produzir uma galáxia espiral. Onde há maior densidade de gás em uma protogaláxia este será convertido em estrelas.

Até então o hidrogênio, hélio e lítio foram basicamente os únicos três elementos no Universo. Os elementos mais pesados passaram a ser sintetizados dentro das estrelas, à medida que elas envelheciam queimando seu combustível.

As estrelas consomem hidrogênio e sintetizasm elementos mais pesados por meio do processo de fusão nuclear. Todos os elementos do Universo que hoje são mais pesados que o lítio vêm do interior das estrelas.

Os elementos mais pesados que vemos no mundo de hoje foram ejetados de estrelas que chegaram ao fim da sua existência e explodiram em supernovas antes de se estabelecerem na velhice como uma anã branca, uma estrela de nêutrons ou um buraco negro.

O processo de síntese dos elementos pesados e sua ejeção para o Universo ocorre em uma escala de tempo que é a duração de uma estrela. Esta escala de tempo dura de 2 a 13 bilhões de anos. Com a morte de estrelas em supernovas o carbono é lançado no espaço e este pode se unir a outros elementos para formar as moléculas complexas de formas de vida.

Estima-se hoje que a idade do Universo seja de 13,7 bilhões de anos, com uma margem de erro de 0,2 bilhão para mais ou para menos.

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Explicando o Universo - Parte V

2010-07-10T21:48:00.000-07:00

4 - A força gravitacional:

Falar sobre gravidade é sempre algo muito difícil, pois é a força mais fraca da natureza. Entretanto, é ela quem permite a existência de planetas, sistemas, galáxias e do próprio Universo, sem falar que é ela quem nos mantém na superfície da Terra e faz com que as coisas, mesmo as mais leves, simplesmente "caiam". Para todos estes aspectos, a interação gravitacional se torna a força dominante.

Esta força funciona tal como a força eletromagnética, ou seja é uma interação mútua entre objetos, sendo seu alcance infinito. Porém difere da interação eletromagnética, uma vez que esta é de atração ou repulsão, sendo a interação gravitacional apenas atrativa.

A seguir a presentaremos um histórico sobre as discussões em torno do tema desde a antiguidade, até nossos dias.

Histórico:

De acordo com Dick Teresi em Lost Discoveries, na India do século VIII a. C. já havia uma ideia correta do que significava a força da gravidade. Ao que parece, os filósofoss da época haviam compreendido que a gravitação mantinha unido o Sisitema Solar e que sendo o Sol o objeto de maior massa, estaria ele no centro. Infelizmente, não há relatos de como os filósofos indianos chegaram a conceber tal ideia.

Entretanto, há um relato do sábio hindu Kanada que viveu no século VI a.C., fundador da Escola Filosófica Vaisheshika, mencionado em um artigo escrito por Subhash Kak, denominado Indian Physic: outline of early history em que há uma interessante dedução. Segundo Kak, Kanada afirmava ser o "peso a causa da queda; isso é imperceptível e conhecido por inferência". Ao que parece o sábio Kanada estava no caminho certo, mas ainda havia muito o que fazer.

Nas civilizações antigas, a gravidade foi muito utilizada a favor do homem, como por exemplo, na pesagem de objetos a fim de que fossem contabilizados, prática muito usual dentre os assírios, por volta de 725 a. C.

Os gregos foram os pioneiros em ver a gravidade com olhos científicos. Tales de Mileto (624 a 546 a. C.) afirmara que tudo era feito de água, sendo esta o elemento primordial. Também defendeu a ideia do poeta Homero de que a Terra seria plana cercada por um imenso oceano. Sabemos que ele estava errado , mas seu mérito foi abrir a pesquisa aos seus sucessores.

Pitágoras de Samos (570 a 497 a.C.) propôs que a terra fosse esférica, mas o fez apenas por razões místicas, uma vez que acreditava ser a esfera uma forma perfeita e assim a Terra deveria ter este formato. Ainda, Pitágoras propôs que a Terra era o centro imóvel do Cosmos, sendo que tudo mais girava ao seu redor. Ainda por esta época, surgiu a ideia de que os astros eram presos a esferas cristalinas invisíveis e que o movimento destas estruturas causaria o deslocamento do objeto celeste vinculado a sua respectiva esfera.

Foi Platão (427 a 347 a.C.) quem popularizou o modelo geocêntrico de Pitágoras. Platão relacionou os cinco sólidos descritos por Pitágoras (tetraedro, cubo, octaedro, dodecaedro e icosaedro - hoje conhecidos como sólidos de Platão) , com os quatro elementos primordiais (água, terra, fogo e ar), reunidos por Empedocles de Agrigento (490 a 430 a.C.), o que ficou conhecido por perincípio quaternário.

Empedocles considerava o amor como a força atrativa que dava origem a tudo o que exist, a partir da união destes quatro elementos. Assim, o conceito de força atrativa surgia a artir do amor, ou seja, era interior e emocional.

A associação elaborada por Platão foi feita em seu diálogo Timeu, conforme segue:

A Terra estaria associada ao cubo, por ser o sólido de base mais estável;

O fogo estaria associado ao tetraedro, por ser o menor dos sólidos;

A água seria associada ao icosaedro, por ser o maior dos sólidos;

O ar estaria associado ao octaedro, por ser intermediário entre a água e o fogo, sendo esta razão de tamanho associada à razão entre volume e área superficial;

O dodecaedro, por não haver um quinto elemento, seria o próprio Universo, embora Platão o considerasse como uma esfera.

A partir destas ideias, Platão iniciou uma grande discussão sobre o que são corpos leves ou pesados, o que se relaciona ao primitivo conceito de gravidade.

Aristóteles (384 a 322 a.C.) é considerado como tendo o perfil mais próximo de um cientista, sendo ele o fundador do Liceu.

Segundo ele, os movimentos poderiam ser naturais ou violentos (o que significa força). Aristóteles defendia que todas as coisas tinham seu "lugar natural", enquanto Platão defendia que todas as coisas tinham a tendência de se unirem. Também dividiu o Universo em: domínio sublunar e domínio supralunar, bem como adotou o geocentrismo.

Esta divisão em domínios sub e supralunar significava que abaixo da Lua aplicava-se a física dos quatro elementos , sendo que cada um destes elementos era composto pela combinação de quatro qualidades primárias:

as ativas - quente e frio;

as passivas - seco e úmido.

A combinação de uma qualidade ativa com uma passiva geraria um dos elementos primordiais (e.g. frio e seco originando terra; quente e úmido originando o ar).

Para o mundo supralunar, aplicava-se a astronomia, onde os movimentos eram circulares e uniformes sendo a substância do céu o éter ou quinto elemento, um elemento puro a quitessência, diferente dos quatro pertencentes ao universo sublunar.

Mas com o modelo geocêntrico havia um grave problema, devido as suas órbidas perfeitamente esféricas: ele não explicava o comportamento dos planetas.

Platão se esquivou do problema, mas Eudoxo de Cnido (408 a 355 a.C.) propôs a solução das "esferas homocêntricas", no total um sistema com 27 esferas, o que explicava a retrogradação dos planetas (a laçada). Calipo de Cízico (370 a 300 a.C.) acrescentou mais sete esferas ao sistema de Eudoxo, totalizando 34 esferas. Mesmo assim havia muitas imprecisoes nesse modelo de Universo-Cebola.

O Universo de Aristóteles tinha aversão ao vácuo e, portanto estas esferas homocêntricas estariam em contato direto umas com as outras, o que lhe fez postular a ideia de esferas compensadoras, as quais anulariam o movimento imposto por outras esferas que não fossem as dos próprios astros, o que resultou em 56 esferas.

Para o universo supralunar, Aristóteles sequer imaginou qualquer coisa parecida com a gravidade, mas para o universo sublunar, passou perto, com a ideia de movimento violento.

Para Aristóteles, o movimento violento tinha duas forças atuantes: uma que impelia o objeto a se deslocar e outra que resistia ao movimeto, sendo ambas externas, ignorando a resistência interna denominada de massa inercial. Massa e gravidade não eram conceitos utilizados nessa época, sendo apenas a ideia de peso usada, o que mais se aproximara da gravidade.

O peso era considerado por Aristóteles como uma qualidade dos objetos, a qual não contribuia para o movimento dos corpos. Porém é o movimento natural que leva a uma noção primordial de gravidade. Este é o movimento que ocorre devido à tendência interna que os objetos têm de buscar o seu "lugar natural", compreendido por Aristóteles como o chão ou algum outro lugar abaixo dele.

Aristóteles considerava a Terra redonda, mas suas razões para tal, diferentemente da mística de Platão, eram científicas (a sombra de nosso planeta projetada na Lua quando de um eclipse lunar era circular).

Porém, foi Erastótenes de Cirene (273 a 192 a. C.) quem confirmou o fato da Terra ser esférica, medindo o ângulo da sombra em Alexandria por meio da distância desta a Siena. Seu cálculo além de demonstrar que a Terra era esférica, apresentou uma pequena margem de erro referente à circunferência de nosso planeta.

Assim, ficou claro que o lugar natural aristotélico era o centro da Terra.

Aristóteles também afirmava que cada corpo tem um peso ou leveza, sendo ambos antônimos e qualidades influentes no movimento natural dos objetos em "queda". O moviemnto natural nem senpre era para baixo.

Para o contexto da época as coisas podiam "cair para cima" se o objeto tivesse leveza.

Os elementos primordiais assim se dividiam em:

leves - ar e fogo;
pesados - terra e água.

Assim, quanto mais material ígneo o corpo tivesse em sua composição, seu lugar natural seria a região mais alta no universo sublunar. Do contrário, se o corpo tivesse mais material terreno em sua composição, seu lugar natural seria o centro do universo, ou seja, o centro da Terra, conforme o tratado "Sobre o Céu" de Aristóteles.

Para Aristóteles, a velocidade do movimento dependia da quantidade de peso ou de leveza do objeto. Assim, quanto mais peso, maior a velocidade na queda e quanto mais leveza, maior a velocidade de subida, ou seja, os corpos mais pesados caem mais rápido que os mais leves.

Aristóteles também esbarrou na resistência dos fluidos, pois descobriu que a velocidade com que as coisas caem é inversamente proporcional à densidade do meio em que elas se encontram. Também tentou explicar as marés, porém errou em sua explicação a qual mencionou que o Sol e a Lua influenciavam nos ventos, o que afetava os movimentos da água do mar. Isso se explica porque aristóteles não admitia interações à distância.

Seleuco o general de Alexandre (358 a 281 a.C.) afirmou que a Terra girava em um eixo e que a Lua girava ao contrário, o que afetaria o fluxo de ar e consequentemente originaria as marés.

Aristóteles não acreditava na ideia de a Terra girar, pois se assim o fosse se atirássemos um objeto ao ar ele não retornaria as nossas mãos, pois teríamos mudado de posiçãoquando ele retornasse do lançamento.

Quanto aos atomistas, dentre eles Demócrito de Abdera (470 a 380 a.C.), este se utilizou do conceito de vazio e de tamanho de átomos a fim de justificar o peso dos corpos. Já Epicuro de Samos (341 a 270 a.C.) afirmou que o peso é a terceira propriedade intrínseca do átomo e é o responsável por sua queda no espaço.

Mas essa ideia ganhou força com Estratão de Lâmpsaco (335 a 269 a.C.) que percebeu que a água da chuva que caia de telhados tinha menor velocidade que aquela que caia diretamente do céu, tendo esta um impacto mais violento. Isso contrariou a ideia aristotélica de que um corpo não alterava sua velocidade durante a queda.

Estratão valeu-se de conceitos atomistas e concluiu que objetos de mesmas dimensões poderiam ter grandes variedades de pesos, o que dependeria do tamanho dos vazios que compunham estes corpos. assim, os corpos eram compostos pelo vazio temido por Aristóteles e pelos elementos de Empedocles. Assim, a leveza passou a ser uma qualidade dispensável e o peso passa a se aproximar de seu conceito atual, mas sem a conotação de força.

Aristarco de Samos (310 a 230 a.C.) idealizou o sistema heliocêntrico e por meio dele realizou o cálculo do ângulo entre o Sol e a Lua e consequentemente o tamanho desta em relação àquele. Mas, ele errou em suas medidas devido a imprecisões dos objetos medidores da época, embora tenha concluído que o Sol é maior que a Terra e que esta é maior que a Lua.

Assim, um objeto maior deveria estar no centro e ao redor deste, outros objetos deveriam girar. Este modelo alterou significativamente o tamanho do Universo, pois não se verificavam quaisquer mudanças nos comportamentos das estrelas. Assim, estas deveríam estar muito longe daqui.

O universo aristotélico passou por algumas mudanças com seus sucessores. Apolônio de Perga (261 a 196 a.C.) inventou os deferentes e os epiciclos, com o intuito de explicar os moviemntos erráticos dos planetas ao longo do ano sem que o movimento circular abandonasse o universo supralunar.

Desse modo, descartou as esferas de Aristóteles e chamou de deferente o círculo que representava a órbita do planeta ao redor da Terra. O astro assim vagaria pelo epiciclo, um círculo menor com ceu centro sobre o deferente, mantendo assim os círculos uniformes.

Mesmo assim, esse modelo era deficiente em explicar tudo o que ocorria no céu. os astros em epiciclo girariam ao redor de um ponto imaginário, sobre o deferente, ou seja, sem massa, o que é uma aberração para a atual teoria da gravitação.

Cláudio Ptolomeu (90 a 168) em sua obra Almagesto, criou o modelo geostático, o que complicou todo o conhecimento acumulado até então. Este modelo não defendia a Terra como centro do Universo, mas o planeta permanece imóvel.

Por este modelo, a Terra estava deslocada do centro de tudo e os planetas continuavam em seus epiciclos e deferentes, sendo que o centro do epiciclo giraria com velocidade uniforme ao redor de um ponto imaginário denominado de equante, o "centro equalizador do movimento".

Tal ponto estaria deslocado do centro do Universo a uma distância igual a da Terra, ora mais próximo, ora mais afastado, dependendo da variação de seu brilho.

O sistema ptolemaico foi dispensado pelos europeus em favor do aristotélico, por volta da Idade Média. A Igreja Católica acabou por adotar e incorporar a sua doutrina o sistema aristotélico com as devidas correções proporcionadas pelo sistema ptolemaico.

Isso ocorrera, pois a bíblia indicava, claramente, que era a Terra e não o Sol que estava no centro do sistema cosmológico, conforme estabelece o Livro de Josué (11, 12-14).

Quando da derrota imposta pelas tropas de Josué aos reis amoreus, aquele «falou ao Senhor e disse na presença dos israelitas: Sol, detém-te sobre Gabaon, e tu, ó Lua, pára sobre o vale de Ajalon. E o Sol deteve-se e a Lua parou até que o povo se vingou dos seus inimigos. Não está isto escrito no Livro do Justo? O Sol parou no meio do céu, e não se apressou a pôr-se pelo espaço de quase um dia inteiro».

Pelo que se pode verificar na bíblia, se o Sol parou, por ordem do Senhor, para que Josué derrotasse, militarmente, os seus adversários, então é porque este se movia, daí que se deduz que é o Sol que se move e não a Terra.

Durante séculos afirmar o contrário era cometer uma heresia. A Terra deveria permanecer estática no Universo. E assim a astronomia permaneceu por cerca de 1400 anos.

Esta visão começou a ser abalada a partir da renascença, com o trabalho de Copérnico (1473 a 1543), que é considerado o fundador da astronomia moderna. Copérnico deduziu, após inúmeros cálculos matemáticos, que a Terra gira uma volta completa ao redor de seu próprio eixo, e que isso explicaria os dias e noites, e os movimentos do Sol e das estrelas.

Entretanto, Copérnico, com a devida prudência necessária à época, divulgou suas observações e cálculos como mera hipótese, pois a Igreja julgava e condenava como heresia, qualquer idéia contrária ao que ela defendia.

Somente em 1543, ano de sua morte, Copérnico autorizou que um discípulo, George Rhäticus, a publicar sua obra “Sobre a revolução dos orbes celestes” não mais como uma hipótese, mas colocando a Teoria Heliocentrica como um modelo científico.

Giordano Bruno (1548 a 1600) defendia o infinito cósmico no livro “De l´Infinito Universo i Mondi”, no qual defende o heliocentrismo e indo contra a filosofia de sua época, baseada nos clássicos antigos, dentre os quais principalmente Aristóteles, sendo que Bruno teorizou veementemente contra eles.

Um dos pontos chaves de sua teoria é a cosmologia, segundo a qual o universo seria infinito, povoado por uma infinidade de estrelas como o Sol com outros planetas como a Terra contendo igualmente vida inteligente. Por essas e outras afirmações relativas à física, Giordano Bruno foi excomungado e queimado vivo pela Santa Inquisição no ano de 1600.

Galileu Galilei (1564 a 1642) ao ter o primeiro contato com as lunetas holandesas, fabricou uma luneta com aumento de nove vezes e diminuiu muito as distorções. Assim, fez o primeiro telescópio.

Em 1590, publicou o pequeno tratado "De motu", sobre o movimento dos corpos. Com suas experiências de movimento de bolas em planos inclinados aproximou-se do que seria mais tarde conhecido como a primeira lei de Newton.

Suas descobertas sobre o movimento tiveram significado especial pela abordagem matemática usada para analisá-las, sem falar que desbancaram de vez a ideia de Aristóteles acerca de que quanto "mais pesado" fosse o objeto, mais rápido ele cairia, tendo este peso a noção intuitiva de massa.

Também desbancou a ideia de que os corpos não ganhavam velocidade quando caíam, pois a gravidade acelera todos os corpos na mesma taxa além de ter também esbarrado na força de arrasto como fizera Estratão.

Galileu corretamente postulou a resistência do ar como a razão de que os objetos mais leves podem cair mais lentamente na atmosfera. Estes prepararam o palco para a formulação da teoria da gravitação de Newton.

Mas foi com seu telescópio que a estrada para compreender a interação gravitacional começou a ser pavimentada. Em 1609, Galileu publicou o livro “Sidereus Nuncius” no qual descreveu suas observações como: os “planetas” que giravam em torno de Júpiter, as montanhas na Lua e milhares de estrelas.

Galileu foi considerado perigoso pela Igreja, e enfrentou o tribunal da Inquisição em 1611, tendo como opções negar sua teoria ou a morte.

Várias são as versões a esse respeito, mas o fato é que Galileu não foi queimado. Anos depois disso, foi condenado pelo tribunal da Santa Inquisição a prisão domiciliar e uma de suas obras Incluída no Index.

Após a morte de Galileu, o duque da Toscana sugeriu a construção de um memorial em sua homenagem. Mas o papa Urbano VIII fez saber que não era uma boa idéia erigir um monumento para alguém que sustentara idéias tão perigosas para a Igreja, e o duque desistiu.

Posteriormente, o papa morreu, mas a oposição da Igreja impediu que o monumento fosse construído. No século 17, o trabalho de Isaac Newton ajudou a consolidar o sistema copernicano, e ele logo passou a ser usado universalmente pelos astrônomos.

Mas a Igreja manteve os livros de Copérnico e de Galileu no índex de obras proibidas até o século 19. A Igreja sabia que havia cometido um erro, mas não queria admitir, para não chocar os cristãos.

E, quando os livros saíram do Index, não houve anúncio oficial. Só no último quarto do século é que o papa João Paulo II reconheceu que houve excessos no processo e admitiu não só a grandeza de Galileu no plano científico, mas sua capacidade de enxergar longe no plano teológico.

Além de Galileu, podemos citar Kepler (1571 a 1630), que baseado nas observações de Brahe (1546 a 1601) formulou três leis matemáticas relativamente simples; as três leis do movimento planetário que desafiaram a astronomia e física de Aristóteles e Ptolomeu.

Sua afirmação de que a Terra se movia, seu uso de elipses em vez de epiciclos, e sua prova de que as velocidades dos planetas variavam, mudaram a astronomia e a física para sempre.

Suas leis são:

1 - "O planeta em órbita em torno do Sol descreve uma elipse em que o Sol ocupa um dos focos". Esta lei definiu que as órbitas não eramcircunferências, como se supunha até então, mas sim elipses.

2 - "A linha que liga o planeta ao Sol varre áreas iguais em tempos iguais". Esta lei determina que os planetas se movem com velocidades diferentes, dependendo da distância a que estão do Sol.

Periélio é o ponto mais próximo do Sol, onde o planeta orbita mais rapidamente.

Afélio é o ponto mais afastado do Sol, onde o planeta move-se mais lentamente.

3 - "Os quadrados dos períodos de revolução dos planetas são proporcionais aos cubos dos eixos maiores de suas órbitas".

Ou seja:

T = período de revolução (ano do planeta);

D = eixo maior da órbita de um planeta.

Assim, tem-se:

k = [(T^2)/(D^3) ], sendo k uma constante.

Esta lei indica que existe uma relação entre a distância do planeta e o tempo que ele demora para completar uma revolução em torno do Sol. Portanto, quanto mais distante estiver do Sol mais tempo levará para completar sua volta em torno desta estrela.

Issac Newton (1643 a 1727), em sua obra Principia, foi quem explicou os fenômenos físicos mais importantes do universo, por emio da lei da gravitação universal, cuja expressão matemática, em sua forma escalar, é a seguinte:

F = G*m*M/(r^2)

F= força de interação entre os corpos;

m e M = massa dos corpos;

r = distância entre os corpos;

G = constante de gravitação universal, que vale 6,67 * 10 ^-11 (m^3)/(kg*s^2)

A lei da gravitação universal diz que dois objetos quaisquer se atraem gravitacionalmente por meio de uma força que depende das massas desses objetos e da distância que há entre eles.

Com isso, não se perguntou se a gravidade existia, mas sim se ela poderia prender a Lua à Terra, conforme sua órbita e quaão loge esta força iria no que se refere aos objetos interagirem entre si.

Mais tarde, Einstein (1879 a 1955) redefiniu a gravidade. A teoria gravitacional de Einstein tem características que permitem prever o movimento da luz em torno de objetos de massa muito grande, além de prever outros fenômenos interessantes.

"A teoria geral da relatividade aponta o problema da gravidade e do movimento não-uniforme (ou acelerado). Em um dos seus experimentos, Einstein mostrou que não é possível distinguir um referencial inercial em um campo gravitacional de um referencial acelerado.

Isto quer dizer que um observador, dentro de uma cápsula espacial fechada, que empurra o seu próprio corpo em direção ao assento, não saberia dizer se ele e a cápsula estavam em repouso em relação ao campo gravitacional ou se ele e a cápsula estavam em um movimento acelerado.

De acordo com este princípio de equivalência, Einstein mudou para uma interpretação geométrica da gravitação. A presença de massa ou energia concentrada gera uma curvatura local no continuo do espaço-tempo.

A curvatura é tão acentuada que as trajetórias inerciais dos corpos não são mais linhas retas, e sim, um tipo de trajetória curva (orbital). Esta aceleração é chamada de gravitação".

Dessa forma a Teoria da Gravitação de Newton é apenas um subconjunto da Teoria da Gravitação de Einstein denominada como Relatividade Geral.

Esta teoria considera as ideias descobertas na Relatividade Restrita sobre o espaço e o tempo e propõe a generalização do princípio da relatividade do movimento de referenciais em movimento uniforme para a relatividade do movimento mesmo entre referenciais em movimento acelerado.

Esta generalização tem implicações profundas no nosso conhecimento do espaço-tempo, levando, entre outras conclusões, à de que a matéria (energia) curva o espaço e o tempo à sua volta. Isto é, a gravitação é um efeito da geometria do espaço-tempo.

Em física, espaço-tempo é qualquer modelo matemático que combina tempo e espaço em um único contínuo. o Espaço-tempo é geralmente interpretado com o espaço como sendo tridimensional e o tempo como uma quarta dimensão, diferente das dimensões espaciais.

Daqui para a frente, entraremos no conceito de gravidade oriundo da relatividade geral e conforme proposto pela física quântica.

O que é a gravidade?

A gravidade, é a mais fraca das quatro forças. É cerca de 10 ^36 vezes mais fraca que a força mais forte. Esta fraqueza é facilmente demonstrável. por exemplo, em um dia seco, ao se esfregar um pente no cabelo para carregá-lo estaticamente, então passa-lo sobre pedaços de papel picado sobre a mesa, este saltará da mesa em direção ao pente.

É preciso um planeta inteiro para manter o papel na mesa, mas esta força é facilmente suplantada por materiais comuns que exerçam a força eletromagnética.

O campo de ação da gravidade é ilimitado - todos os objetos no Universo exercem uma força gravitacional em todos os outros objetos. O efeito da força gravitacional depende de duas coisas, como já visto anteriormente, ou seja, da massa e da distância entre os corpos.

Em termos mais precisos, a força de atração entre dois corpos é diretamente proporcional ao produto das massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os corpos.

A dominância da gravidade em escalas macroscópicas não é devido à sua força intrínseca, mas a seu enorme alcance e natureza de atração constante, especialmente se comparada com as outras forças. Estas propriedades da gravidade tornam extremamente incorporá-las em estruturas teóricas modernas.

Após a publicação da teoria da relatividade especial, em 1905, Einstein começou a pensar sobre como incorporar a gravidade em seu novo quadro relativista. Em 1907, começando com um simples experimento de pensamento que envolve um observador em queda livre, ele embarcou para o que seria uma pesquisa de oito anos a fim de consolidar sua teoria relativista da gravidade.

Após inúmeros percalços e falsos começos, o seu trabalho culminou em Novembro de 1915, com a apresentação na Academia Prussiana de Ciências que são hoje conhecidas como as equações de campo de Einstein.

As equações de campo de Einstein são um conjunto de dez equações dentro da teoria da relatividade geral que descrevem a interação fundamental da gravitação, como resultado do espaço-tempo sendo curvo pela presença de matéria e energia.

Essas equações especificam como a geometria do espaço e do tempo são influenciadas por qualquer matéria presente, e formam o núcleo da teoria geral da relatividade geral.

Em 1917, Einstein aplicou sua teoria para o universo como um todo, dando início à cosmologia relativística. Em consonância com o pensamento contemporâneo, ele assumiu um universo estático, adicionando um novo parâmetro para o seu campo original de equações, a constante cosmológica, para reproduzir a "observação".

Após a observação do desvio para o vermelho feita por Hubble, em 1929, a qual indicou que o universo não era estático, Einstein abandonou este conceito, pois sua teoria baseava-se na ideia de um universo estático.

Isto foi facilmente descrito pelas soluções de expansão cosmológica, encontradas por Friedmann, em 1922, que não necessitavam de uma constante cosmológica.

Lemaître valeu-se destas soluções utilizadas e formulou a primeira versão do modelo do Big Bang, em que o nosso universo evoluiu de um estado extremamente quente e denso anterior.

Durante esse período, a relatividade geral manteve-se como uma curiosidade entre diversas teorias físicas. Foi claramente superior à gravidade newtoniana, sendo consistente com a relatividade especial e responsável por explicar vários efeitos até então inexplicáveis pela teoria newtoniana.

A teoria da Relatividade Geral tornou-se a principal corrente da física teórica e da astrofísica apenas com a evolução ocorrida entre 1960 e 1975, a Idade de Ouro da relatividade geral.

Foi com ela que os físicos começaram a entender o conceito de um buraco negro, e identificar a manifestação de objetos como quasares e buracos negros.

A LENTE GRAVITACIONAL:

A deflexão da luz pela gravidade é responsável por uma nova classe de fenômenos astronômicos. Caso um objeto maciço situe-se entre o astrônomo e um objeto-alvo distante, com massa adequada e a distâncias apropriadas, o astrônomo verá várias imagens distorcidas do alvo.

Tais efeitos são conhecidos como lentes gravitacionais. Dependendo da configuração, a escala e da distribuição em massa, pode haver duas ou mais imagens. Uma delas pode ser um anel brilhante conhecido como anel de Einstein, ou anéis parciais chamado arcos.

Os primeiros exemplos, foram descoberto em 1979, e, desde então, mais de uma centena de lentes gravitacionais foram observadas.

A lente gravitacional tornou-se um instrumento de observação por parte da astronomia. Também é usada para detectar a presença e distribuição da matéria escura, além de ser um telescópio "natural" para a observação de galáxias distantes.

Outra utilidade da lente gravitacional se refere a ela servir como uma ferramenta para se obter uma estimativa independente da constante de Hubble. A avaliação estatística a partir dos dados das lentes gravitacionais dão aos astrônomos valiosos subsídios no que se refere à evolução estrutural das galáxias.

OS BURACOS NEGROS:

Sempre que a razão da massa de um objeto em seu raio se torna suficientemente grande, a relatividade geral prediz a formação de um buraco negro, que se trata de uma região do espaço a partir da qual nada, nem mesmo a luz, pode escapar.

Nos modelos atualmente aceitos da evolução estelar, ocorrem as estrelas de nêutrons com cerca de 1,35 a 2,1 massas solares, e buracos negros estelares, com 3,2 até por volta de 10 massas solares, os quais são o estado final da evolução de estrelas massivas.

Acima de dez massas solares, formam-se as super-novas. estas após expelirem cerca de 90% de sua massa produzem objetos extremamente brilhantes, os quais declinam até se tornarem invisíveis, passadas algumas semanas ou meses. O final das super novas também é ou uma estrela de nêutrons ou um buraco negro.

O núcleo remanescente tem massa superior a 1,5 massas solar forma uma extrela de nêutrons com aproximadamente 15 km de diametro e extremamente densas. Mas, quando a massa desse núcleo ultrapassa 3 massas solares, torna-se um buraco negro.

Astronomicamente, a propriedade mais importante de objetos compactos é que eles fornecem um mecanismo extremamente eficiente para converter energia gravitacional em radiação eletromagnética.

A relatividade geral desempenha um papel central na modelagem de todos os fenômenos referentes aos buracos negros. De acordo com observações há fortes evidências para a existência dos buracos negros cujas propriedades são previstas pela teoria da relatividade especial.

Os buracos negros são também alvos procurados em busca da existência das ondas gravitacionais.

Os sistemas de buracos negros binários podem trazer aos detectores terrestres a alguns dos sinais mais fortes de ondas gravitacionais o que poderia fornecer informações diretas sobre como é a geometria do buraco negro supermassivo.

ONDAS GRAVITACIONAIS:

Observações de pulsares binários fornecem fortes evidências indiretas da existência de ondas gravitacionais.

Em física, uma onda gravitacional é uma flutuação na curvatura do espaço-tempo que se propaga como uma onda, e viaja para fora de sua fonte.

Foram previstas por Albert Einstein em 1916 segundo sua teoria da relatividade geral, no que se refere ao transporte de energia das ondas conhecidas como radiação gravitacional.

As conhecidas fontes de ondas gravitacionais incluem sistemas binários de estrelas composto por anãs brancas, estrelas de nêutrons ou buracos negros.

Segundo a relatividade geral, um sistema binário vai emitir ondas gravitacionais, perdendo energia. Devido a esta perda, a distância entre os dois corpos em órbita diminui, e consequentemente o seu período orbital. A isso se denomina decaimento orbital.

No entanto, as ondas gravitacionais que nos chegam a partir das profundezas do cosmos, não foram detectadas diretamente, o que é uma meta importante da investigação relacionada com o curso da relatividade.

Vários detectores terrestres de ondas gravitacionais estão atualmente em operação, principalmente os detectores interferométricos GEO 600, LIGO (três detectores), TAMA 300 e Virgem.

Um detector conjunto entre EUA e Europa no espaço, o LISA, está atualmente em desenvolvimento, sendo sua missão precursora detectar diretamente estas ondas gravitacionais.

Com o deslocamento de objetos maciços no espaço-tempo, as mudanças de curvatura refletem os locais alterados desses objetos.

Em determinadas circunstâncias, os objetos que são aceleradas geram uma perturbação que se propaga no espaço-tempo, conforme ondulações na superfície de uma lagoa, embora, talvez, uma analogia melhor seria ondas eletromagnéticas.

Esta perturbação é conhecida como radiação gravitacional a qual pode viajar pelo universo na velocidade da luz, diminuindo a força, mas sem jamais parar ou reduzir sua velocidade.

Como as ondas de radiação gravitacional passam por um observador distante, este observador verá o espaço-tempo distorcido pelos efeitos semelhantes a uma tensão.

As distâncias entre os objetos livres aumentam e diminuem no ritmo em que a onda passa. A magnitude desse efeito vai diminuindo ainda mais quanto mais distante estiver o observador da fonte.

Dessa forma ao compararmos a gravidade de Newton com a de Einstein, temos que:

Segundo a gravidade de Newton, o Sol manteria a Terra em órbita por meio de um "cabo" gravitacional não identificado, que de algum modo alcança instantaneamente vastas extensões do espaço e ambos se "seguram" reciprocamente. Mas Newton não explicou por que tal fenômeno ocorria.

Quanto à gravidade de Einstein, esta sujere que a presença de uma massa faz com que o tecido do espaço a sua volta se curve. Esta curvatura afeta outros objetos que se movem na vizinhança, como, por exemplo, do Sol, os quais se vêm na contingência de atravessar o tecido espacial distorcido.

Caso este corpo tenha a velocidade e orientação adequados, entrará em órbita, o que é denominado como efeito de influência gravitacional. Assim, Einstein explicou o mecanismo pelo qual a gravidade é transmitida, ou seja, por meio da curvatura do tecido espacial.

FÍSICA QUÂNTICA:

Em 1968, o físico Gabriele Veneziano empenhava-se em descobrir o sentido de algumas propriedades da força nuclear forte, experimentalmente observadas. para sua surpresa, Veneziano percebeu que a função beta de Euler descrevia numerosas propriedades das partículas que a força forte põe em interação.

A observação de Veneziano abriu as portas para que a função beta de Euler passasse a ser poderoso instrumento de análise no que se refere à gama de dados produzidos pelos aceleradores de partículas pelo mundo. Mas tal formulação proposta por Veneziano era incompleta. Não se justificava o seu uso e pouco se sabia sobre o seu significado a fim de explicar por que ela funcionava.

Porém, em 1970, isso mudou. Yoichiro Nambu, Holger Nielsen e Leonard Susskind demonstraram que as partículas elementares deveriam ser concebidas como pequenas cordas vibrantes e unidimensionais de modo que a função beta de Euler descrevesse exatamente suas interações nucleares. Se as cordas fossem suficientemente pequenas, elas continuaríam a parecer partículas puntiformes o que as compatibilizava com as observações experimentais.

Em 1974, John Schwarz e Jöel Scherk ao estudarem os intrigantes tipos de vibração das cordas que se associavam às partículas mensageiras verificaram que suas propriedades correspondiam perfeitamente às da hipotética partícula mensageira da força gravitacional: o gráviton, sendo que esta partícula não foi descoberta experimentalmente.

Porém muitas de suas propriedades podem ser previstas, conforme certos modelos de vibração. Assim, a teoria das cordas parecia incorporar a gravidade à mecânica quântica, embora ainda hovessem conflitos.

O modelo padrão da física quântica, além de não incorporar a força gravitacional, não explica por que ocorrem as três famílias de partículas fundamentais:

família 1: elétron, neutrino do elétron, quark up e quark down;

família 2: Múon, neutrino do múon, quark charm e quark strange;

família 3: tau, neutrino do tau, quark top e quark bottom.

Tampouco explica as quatro forças fundamentais e suas partículas mensageiras:

força forte: gluon;

força fraca: bósons da força fraca (W+, W- e Z);

força eletromagnética: foton;

força gravitacional: gráviton;

Parecem ser números aleatoriamente escolhidos pelo Universo, o que pareceria um "acaso ditado por regras divinas". Mas não é bem assim.

Diferentemente do modelo padrão, a teoria das cordas é inflexível e única, sendo que requer apenas o número que estabelece a escala de referência de suas medidas.

As cordas da teoria das cordas tem como propriedades padrões infinitos de vibração, o que dá lugar a diferentes massas e cargas de força.

Mas o montante da energia de uma corda vibrante está próxio àquele da energia de Planck, ou seja, os padrões vibratórios das cordas com as menores energias cancelam-se substancialmente o que produz vibrações de energias relativamente baixas e cujas respectivas equivalências em massa encontram-se no nível das massas das partículas de matéria e de forças e de força conforme descritas acima.

São portanto, os padrões vibratórios de energia mais baixa que devem propiciar o contato entre a descrição teórica das cordas e o mundo das partículas físicas ao qual temos acesso.

Para o gráviton, Schwarz e Scherk vrificaram que o seu padrão vibratório possuia um perfeito cancelamento de energias. Isso resultou em uma partícula de massa zero relativa à força gravitacional.

É o que podia se esparar para um candidato a graviton: massa zero, pois somente partículas com massa zero podem viajar a velocidade da luz, a qual é a velocidade que a força gravitacional é transmitida.

Porém, a regra são as partículas cuja massa é bilhões de bilhões de vezes maior que a do próton. Assim, as partículas pertencentes as três famílias acima são exceção e surgem da fina névoa que paira acima do mar de cordas mais energéticas.

Um outro ponto da teoria quântica se refere ao spin.

Em física de partículas e em mecânica quântica, o spin é uma propriedade característica fundamental das partículas elementares, partículas compostas (hadrons) e núcleos atômicos.

Todas as partículas elementares de uma dada espécie tem o mesmo número quântico de spin, que é uma parte importante do estado de uma partícula quântica.

Em 1925 George Uhlenbeck e Samuel Goudsmit verificaram que uma boa quantidade de dados até então não explicados relativos ás propriedades da luz emitida e absorvida pelos átomos poderia ser entendida se atribuíssemos ao elétron propriedades magnéticas muito particulares. cem anos antes, Andre Marie Àmpere demonstrara que o magnetismo decorre do movimento de carga elétrica.

Uhlenbeck e Goudsmit seguiram o caminho de Àmpere e concluíram que apenas o movimento de rotação conferia aquelas propriedades sugeridas pelos dados. Isso significou que a mecânica quântica tem a noção de spin, um número quântico do elétron. Desse modo, o spin, além da massa e da carga é uma outra propriedade intrínseca ao padrão vibratório de todas as partículas de matéria que compõem as três famílias acima.

Dessa forma chegou-se aos seguintes resultados:

partículas de matéria tem spin 1/2;

os transmissors de força eletromagnética, força forte e força fraca possuem spin 1;

o graviton possui spin 2, o que foi predito pela teoria das cordas.

Mas o que isso quer dizer?

Uma partícula com spin zero assemelha-se a um ponto, ou seja, parecerá igual de todas as direções.

Uma partícula de spin 1 é como uma flecha, apresentando aparência diferente sob diferentes direções. Assim, deverá realizar uma volta de 360 graus para a partícula voltar a ter a mesma aparência.

Uma partícula de spin 2 é como uma flecha de ponta dupla. Assim, deverá realizar uma volta de 180 graus para a partícula voltar a ter a mesma aparência. Isso quer dizer que partículas de spins superiores têm de girar frações de círculos para voltarem a ter a mesma aparência. Ex. spin 3 deve girar 360/3 = 120 graus.

Uma partícula de spin 1/2 não apresenta a mesma aparência mesmo que gire 360 graus. Assim, deverá realizar uma volta de 720 graus para a partícula voltar a ter a mesma aparência. Isso quer dizer que partículas de spins inferiores têm de girar mais de um círculo para voltarem a ter a mesma aparência. Ex. spin 1/4 deve girar 360/(1/4) = 1440 graus.

Assim, as partículas conhecidas podem ser divididas em dois grupos:

as partículas de spin 1/2 que compõem a matéria que compõem a matéria presente no universo;

as partículas de spin 0, 1 e 2 que dão origem às forças que atuam entre as partículas de matéria, as quais obedecem o princípio da exclusão de Pauli. Wolfgang Pauli o propôs em 1925 e tqal princípio afirma que "duas partículas semelhantes não podem existir no mesmo estado, ou seja, ambas não podem ocupar a mesma posição e ter a mesma velocidade dentro dos limites dados pelo princípio da incerteza de Heisenberg.

O princípio da incerteza afirma que pelas desigualdades precisas de certos pares de propriedades físicas, como posição e momento, não se pode simultaneamente conhecê-los com precisão arbitrária.

Ou seja, se uma propriedade, medida com menor precisão, a outro pode ser medido com maior precisão. Em outras palavras, quanto mais se sabe a posição de uma partícula, menos se pode saber sobre sua velocidade, e quanto mais se sabe sobre a velocidade de uma partícula, menos se pode saber sobre a sua posição instantânea.

O movimento de rotação normal ocasiona o princípio de simetria da invariância rotacional. Em linguagem matemática, simetria poderia definir-se como uma operação geométrica que deixa um objeto inalterado.

Mas poderia o movimento rotacional do spin levar a uma outra simetria nas leis da natureza?

A resposta é sim e se denomina supersimetria. Esta teoria propõe que as partículas na natureza têm de ocorrer em pares, cujos respectivos spins diferem em 1/2 unidade, os superparceiros.

Até agora, há apenas evidências indiretas no que se refere à existência da supersimetria. As partículas superparceiras daquelas do modelo padrão não foram até então observadas.

Dessa forma, se a supersimetria existe de fato, deve se tratar de uma quebra de simetria, permitindo que as superpartículas sejam mais pesadas que aquelas do Modelo Padrão de partículas correspondentes, emparelhando padrões bosônicos (spins de números inteiros) e fermiônicos (partículas com spin 1/2).

A teoria supersimétrica das cordas ou teoria das supercordas emparelhou os padrões bosônicos e fermiônicos, o que refletia um caráter altamente simétrico. Tal teoria é aplicável mesmo às teorias baseadas em partículas puntiformes. Além disso, verificou-se que havia um padrão vibratório cuja massa era negativa. Este foi denominado de taquion e seu padrão nas cordas bosônicas não afeta as supercordas.

O táquion é uma partícula subatômica hipotética que se move mais rápido que a luz. Na linguagem da relatividade especial, o táquion é uma partícula com quadrimomento e tempo próprio imaginário.

Por enquanto, a teoria das cordas é a única forma que unifica a relatividade geral à mecânica quântica, sendo a versão supersimétrica a única que resolve o problema do táquion e que póssui padrões vibratórios fermiônicos que explicam as partículas de matéria constituintes do universo. Assim, a teoria das supercordas (teoria das cordas associada à supersimetria) abre o caminho para a formulação de uma teoria quântica da gravidade e consequentemente a unificação de todas as forças e de toda a matéria.

Dimensões e a teoria de Kaluza-Klein:

Em 1919, Theodor Kaluza propôs a ideia de que o espaço poderia ter mais de três dimensões. Tal proposta relacionou a teoria da relatividade geral de Einstein com a teoria eletromagnética de Maxwell.

A partir dos refinamentos de Oskar Klein, em 1926, o tecido espacial do universo pode ter tanto dimensões estendidas quanto dimensões recurvadas, sendo estas bem pequenas nas dimensões da distância de Planck.

Einstein formulara a teoria da relatividade geral em um universo com três dimensões espaciais e uma temporal. A formalização matemática de sua teoria pode ser ampliada de maneira razoavelmente direta para a elaboraçãod e equações análogas relativas a um universo com com dimensões espaciais adicionais.

Com uma dimensão a mais, Kaluza efetuou as análises matemáticas e derivou explicitamente as novas equações. Na formulação revista, as equações relativas às três dimensões familiares eram idênticas às de Einstein. Mas por adicionar uma dimensão a mais, Kaluza encontrou equações adicionais às que einstein encontrara. Estas eram exatamente as equações de Maxwell que descreviam a força eletromagnética.

Com isso, pode-se concluir que tanto o eletromagnetismo como a gravidade, associam-se a ondulações no tecido do espaço. A gravidade se transmite nas três dimensões espaciais familiares, enquanto o eletromagnetismo é transmitido por ondulações que envolvem a dimensão espacial recurvada.

Assim, a teoria de Kaluza-Klein possui quatro dimensões espaciais e uma temporal, sendo uma teoria de 5 dimensões e a teoria da relatividade geral possui três dimensões espaciais e uma temporal, perfazendo 4 dimensões.

Todavia, Kaluza não conhecia a força forte e a força fraca, daía sua teoria não ter ido além da gravidade e do eletromagnetismo.

Em 1984, a teoria das cordas traz a solução para o problema destas duas forças. Seus cálculos demonstraram que se as cordas vibrassem em nove dimensões espaciais independentes eliminava as probabilidades fora da faixa entre 0 e 1 (estas se cancelavam) quando tentava-se unificar a teoria da relatividade geral com a mecânica quântica.

Por serem diminutas, as cordas podem vibrar tanto nas dimensões longas e estendidas, como naquelas recurvadas. Dessa forma, a teoria das cordas não postula novas dimensões. Ela as requer sendo 9 dimensões espaciais e uma temporal, perfazendo um total de 10 dimensões.

Mas o que está acima descrito ocorre por cálculos aproximativos. Na década de 1990, Edward Witten, baseado em seus estudos e nos trabalhos de Michael Duff, Chris Hull, e Paul Townsed proporcionou provas convincentes de que esse cálculo aproximativo deixara de incluir uma dimensão espacial. Assim, a teoria das cordas passa a ter 10 dimensões espaciais e uma temporal, perfazendo um total de 11 dimensões.

Essas dimensões espaciais recurvadas exercem grande impacto sobre os padrões vibratórios possíveis de uma corda, sendo que a maneira como as dimensões se recurvam e se retorcem, uma sobre as outras é que influencia e condiciona fortemente os possíveis padrões vibratórios ressonantes, determinados pela geometria extradimensional que constituem a gama de propriedade possíveis das partículas observadas nas dimensões estendidas familiares.

Logo, a geometria extradimensional determina atributos físicos fundamentais, como as massas e as cargas de partículas observadas nas três grandes dimensões espaciais conhecidas. Dessa forma, as propriedades fundamentais do universo são determinadas, em grande medida, pelo tamanho e pela forma geométrica das dimensões adicionais.

Mas qual a forma das dimensões recurvadas?

Em 1984 Philip Candelas, Gary Horowitz, Andrew Strominger e Edward Witten demonstraram que uma classe específica de formas geométricas de 6 dimensões satisfaz estas condições. São os espaços de Calabi-Yau.

Estas formas possuem dezenas de milhares de possibilidades que satisfazem os severos requisitos impostos pela teoria das cordas a qual impõe ás dimensões adicionais. Porém, há que compará-los com a quantidade infinita das formas que são matematicamente possíveis, o que torna os espaços de Calabi-Yau raros.

No contexto destes espaços e de suas dimensões adicionais há diversos tipos diferentes de buracos, os quais podem ter diversas dimensões. Para cada buraco há uma família de vibrações das cordas de energia mínima.

Isto significa que a existência de buracos múltiplos nos espaços de Calabi-Yau corresponde que os padrões vibratórios das cordas distribuem-se em múltiplas famílias. Caso o espaço de Calabi-Yau tenha 3 buracos, haverá 3 famílias de partículas elementares, o que reflete o número de buracos existentes na forma geométrica em que se encontram as dimensões adicionais.

Mas os buracos que existem nas dezenas de milhares de espaços de Calabi-Yau varia em uma ampla faixa, desde 3 até 480 buracos. Por enquanto, ninguém ainda sabe como deduzir a partir das equações da teoria das cordas qual das formas de Calabi-Yau constitui as dimensões adicionais.

Strominger e Witten demonstraram que as massas das partículas de cada uma das famílias dependem do modo pelo qual os contornos dos vários buracos multidimensionais dos espaços de Calabi-Yau estabelecem intersecções ou sobreposições uns com os outros, o que influencia os padrões de vibração ressonantes.

Mas, como era de se esperar, um pequeno subconjunto do vasto repertório de oscilação das cordas que vibram e se retorcem através das dimensões estendidas e recurvadas consiste de partículas com spin 1 ou 2, os estados de vibração das cordas que possivelemente transmitem as forças.

Independentemente da forma do espaço de Calabi-Yau, sempre há um padrão vibratório que é sem massa e com spin igual a 2 (padrão do graviton).

Já as partículas de spin 1 depende crucialmente da forma geométrica exata das dimensões recurvadas. Mas, enquanto não for possível selecionar qual espaço de Calabi-Yau dentre os muitos existentes seja o certo, não será possível tirar qualquer conclusão experimentalmente testável.

O gráviton e os bosons de Higgs:

Conforme já anteriormente fora abordado, o gráviton é a partícula mediadora da gravidade, cuja massa de repouso e zero e o spin é igual a 2.

Os grávitons foram postuladas por causa do grande sucesso da teoria quântica de campo (em particular, o Modelo Padrão) no que se refere à modelagem do comportamento de todas as outras forças da natureza conhecidas como sendo mediadas por partículas elementares.

A hipótese é que a interação gravitacional é também mediada por uma, ainda desconhecida, partícula elementar, denominada de graviton, em vez de ser descrita em termos de espaço-tempo curvo como na relatividade geral. No limite clássico, ambas as abordagens chegam a resultados idênticos, uma vez que são obrigadas a obedecer a lei da gravitação de Newton.

No entanto, as tentativas de estender o modelo padrão a partir dos gravitons deparou-se com graves dificuldades de ordem teórica referente a altas energias (processos com energias próximas ou acima da escala de Planck) devido a infinitos que surgem como causa de efeitos quânticos (em termos técnicos, a gravitação não é renormalizável).

A identificação de um gráviton é algo complexo. Os perimentos para detectar ondas gravitacionais, que podem ser vistas como estados coerentes de muitos grávitons, já estão em andamento (por exemplo, LIGO e VIRGO). Todavia, estas experiências não podem detectar grávitons individualmente.

Elas podem apenas fornecer informações sobre determinadas propriedades do gráviton. Por exemplo, se as ondas gravitacionais forem observadas se propagando mais lentamente que a velocidade da luz no vácuo), implicará que o gráviton tem uma massa maior que zero.

A teoria das cordas prediz a existência de grávitons e suas interações de forma bem definida. O gráviton na teoria das cordas perturbativas é uma seqüência fechada de uma forma muito particular de baixa energia do estado vibracional.

Uma característica interessante dos grávitons na teoria das cordas é que, como cordas fechadas sem pontas, eles não estariam atados a branas e poderiam mover livremente entre elas.

Caso vivamos em uma membrana (como aventado por alguns teóricos), este "vazamento" de grávitons da membrana para o espaço de mais dimensões poderia explicar porque a gravidade é uma força tão fraca. Isso implicaria que grávitons das outras branas adjacentes a nossa própria poderiam prover uma promissora explicação para a matéria escura.

Em física teórica, uma membrana, membrana ou membrana p é um conceito matemático espacialmente estendido que aparece na teoria das cordas e teorias correlatas (a teoria-M e da cosmologia de branas) que existe em um número de dimensões estática.
A variável p refere-se ao número de dimensões espaciais da membrana. Ou seja, uma 0-brana é uma partícula zero-dimensional pontual, a 1-brana é uma corda, que pode ser aberta ou fechada, a 2-brana é uma membrana ", etc.

Cada p-brana implica um volume (p +1)-dimensional de mundo, tal como ele se propaga através do espaço-tempo.

Valores maiores que p só são possíveis em um espaço-tempo com 11 dimensões. Na maioria ou em todos os casos as dimensões p são curvadas para cima como uma rosca. Antes, se tinham 5 diferentes Teorias das Cordas, porém hoje se sabe que elas são diferentes interpretações de uma única teoria, a Teoria M.

Em física teórica, a teoria-M é uma extensão da teoria de cordas em 10 dimensões identificadas. Isso foi mais tarde expandido para 11 dimensões com base na necessária consolidação das cinco teorias das cordas separadas para produzir as 11 dimensões unificadas em uma teoria de cordas consistente.

Devido ao número superior de 11 dimensões superar aqueles das cinco teorias das supercordas em 10 dimensões, acredita-se que a nova teoria (de 11 dimensões) unifique todas as teorias de cordas (e as substitua).
O boson de Higgs é uma partícula hipotética elementar escalar maciça predita para validar o modelo padrão da física de partículas.

Atualmente não se conhecem partículas escalares elementares (spin-0) na natureza, embora muitas partículas compostas de spin-0 sejam conhecidas.

A existência do Boson de Higgs é postulada como uma forma de resolver inconsistências na física teórica. As tentativas estão sendo feitas para confirmar a existência da partícula através da experimentação, usando o Large Hadron Collider (LHC).

O bóson de Higgs é a única partícula do modelo padrão que não tem sido observada e acredita-se que é uma canditata para ser a mediadora de massa.

A detecção experimental do bóson de Higgs ajudaria a explicar a origem da massa no universo. O bóson de Higgs explica a diferença entre o fóton, que medeia o eletromagnetismo, e o s bosons massivos W e Z, que mediam a força nuclear fraca. Se o bóson de Higgs existir, ele é uma parte integrante e componente do mundo material.

O bóson de Higgs é um componente quântico do campo teórico de Higgs. No espaço vazio, o campo de Higgs tem uma amplitude diferente de zero, ou seja, um valor diferente de zero da expectativa do vácuo.

A existência da expectativa não nula do vácuo desempenha um papel fundamental: dá a massa à cada partícula elementar que compartilham o campo de Higgs, incluindo o próprio bóson de Higgs. Em particular, a aquisição de uma expectativa de valor não nulo quebra espontaneamente a simetria de calibre do vácuo referente à força eletrofraca, que os cientistas se referem frequentemente como o mecanismo de Higgs.

Este é o único mecanismo capaz de dar a massa para os bósons mediadores mantendo-se compatível com as teorias de calibre.

Em essência, este campo é análogo a uma piscina de melaço, que "gruda" no caso contrário partículas fundamentais sem massa que viajam através do campo, transformando-as em partículas com massa que formam, por exemplo, os componentes dos átomos. O bóson de Higgs foi predito primeiramente em 1964 pelo físico britânico Peter Higgs.

O maior interesse dos cientistas é descobrir o Bóson de Higgs, a única peça que falta para montar o quebra-cabeças que explicaria a "materialidade" do nosso universo.

Por muito tempo se acreditou que os átomos fossem a unidade indivisível da matéria. Depois, os cientistas descobriram que o próprio átomo era resultado da interação de partículas ainda mais fundamentais. E eles foram descobrindo essas partículas uma a uma. Entre quarks e léptons, férmions e bósons, são 16 partículas fundamentais: 12 partículas de matéria e 4 partículas portadoras de força.

O problema é que, quando consideradas individualmente, nenhuma dessas partículas tem massa. Ou seja, depois de todos os avanços científicos, ainda não sabemos o que dá "materialidade" ao nosso mundo.

O Modelo Padrão, a teoria básica da Física explica a interação de todas as partículas subatômicas, e tem no Bóson de Higgs, a partícula fundamental que explicaria como a massa se expressa nesse mar de energias.

A teoria do Modelo Padrão tem um enorme poder explicativo, embora seja deficiente. Essa teoria cobre apenas o que chamamos de "matéria ordinária", a matéria da qual somos feitos e que pode ser detectada por nossos sentidos.

O bóson de Higgs poderia explicar a massa de todas as demais partículas e seria algo como um campo de energia uniforme.

Ao contrário da gravidade, que é mais forte onde há mais massa, esse campo energético de Higgs seria constante. Desta forma, ele poderia ser a fonte não apenas da massa da matéria ordinária, mas a fonte da própria energia escura e decifrar o destino do universo.

Embora extremamente maciços, os Bósons de Higgs são difíceis de detectar, porque só existem”virtualmente”. Emergem no mundo e submergem após brevíssimos instantes, tempo curto demais para serem registrados.

Para ver um Bóson de Higgs, os físicos têm de produzir um, espatifando partículas umas contra as outras a velocidades extremas. A energia da colisão se converte em matéria e, se a energia for alta o suficiente, um Bóson de Higgs de verdade pode irromper. Em seguida, conforme prediz a teoria, ele se desfaz decaíndo em outras partículas.

Outra questão que os cientistas discutem sobre a matéria se refere às condições iniciais do Universo. Nos primeiros momentos do Universo, matéria e energia estavam acopladas. Logo depois que matéria e energia se dissociaram, partículas de matéria e de antimatéria aniquilaram-se umas às outras.

Caso houvesse quantidade igual de matéria e antimatéria, as duas espécies de partículas teriam se cancelado mutuamente. Mas havia um pouco mais de matéria que de antimatéria no Universo. Observar a antimatéria durante poderia levar a compreender por que existia essa minúscula diferença quando o Universo começou.

Quando observamos o movimento de galáxias e de outros corpos celestiais, vemos que sua trajetória sugere que existe muito mais matéria no Universo do que podemos detectar.

Os cientistas chamam essa matéria não detectável de matéria escura. Juntas, a matéria visível e a matéria negra podem responder por cerca de 25% do Universo.

O restante viria de uma força chamada de energia escura, que se trata de uma energia hipotética que contribui para a expansão do Universo.

Assim, o Modelo Padrão consegue dar boas respostas sobre como a massa funciona, mas não explica porque temos massae por que existe a gravidade. Também não responde por que o restante 95% do nosso universo, presumivelmente é preenchido por outras duas "coisas" que não sabemos o que são: a energia escura e a matéria escura.

Os grávitons se conectam aos bósons de Higgs no que se refere ao fato de que onde há mais massa concentrada há mais gravidade. Os bósons de Higgs explicariam por que existe a massa, enquanto os grávitons explicariam a propriedade apenas atrativa desta massa.

Assistir, se divertir e aprender!!!!

Explicando o Universo - Parte IV

2010-07-09T09:46:00.000-07:00

3 - A força eletromagnética:

É fato que a maior parte da matéria é constituída de espaços vazios, conforme prediz o modelo atômico clássico, de acordo com as distâncias entre prótons e nêutrons em relação aos elétrons.

Todos os animais e plantas, além dos objetos, possuem massas e estão sujeitos à força gravitacional do planeta Terra.

O que impede que sejamos todos aglomerados em torno do núcleo terrestre em uma única massa disforme?

O que mantém nossos corpos coesos?

O que impede que um bloco de madeira atravesse uma mesa por entre esses espaços vazios?

A resposta a todas essas perguntas é a existência de outro tipo de interação entre os corpos: a força eletromagnética. Esta força é menos de 1% da força nuclear forte, mas, como a gravidade, ela tem alcance infinito. Entretanto, diferentemente da gravidade, o eletromagnetismo tem propriedades tanto atrativas quanto repulsivas que podem se combinar de forma cancelarem uma à outra.

Os estudos dos efeitos da força eletromagnética no final do século XVIII se ampliaram e houve a tentativa de explicar os mecanismos de interação entre os corpos.

Charles Augustin de Coulomb e Henry Cavendish observaram as substâncias eletricamente carregadas e os ímãs, estabelecendo, assim, as leis empíricas que regiam seu comportamento e que indicavam uma possível relação entre aquelas forças.

A relação entre magnetismo e eletricidade (eletromagnetismo) finalmente foi descoberta em 1820 quando Hans Christian Oersted ao aproximar uma bússola de um fio que unia os dois polos de uma pilha elétrica, verificou que a agulha imantada em vez de apontar para o Norte, orientava-se perpendicularmente ao condutor elétrico.

Ampère, pesquisando sobre correntes elétricas, expôs uma teoria que afirmava a existência de partículas elementares que se deslocavam no interior das substâncias e que este deslocamento poderia ser a causa dos efeitos magnéticos. Porém, apesar da busca, jamais encontrou as tais partículas.

Durante o século XIX Michael Faraday e James Clerk Maxwell continuaram os trabalhos de seus antecessores nas descobertas das leis que regem a força eletromagnética, o eletromagnetismo e a eletrodinâmica.

Segundo Faraday as linhas de força eram criadas pela presença mútua dos objetos entre si. Introduziu neste momento a ideia de campo de força, onde uma carga elétrica móvel produz perturbações eletromagnéticas em volta de si e estas são linhas de campo que interam com outra carga próxima.

James Clerk Maxwell desenvolveu matematicamente o modelo dos campos de força que vieram a alterar a visão de que forças agiam sob uma espécie de controle remoto.

Joseph John Thomson, seguindo as ideias e teorias matemáticas de seus antecessores, observando em 1897 os desvios dos feixes de raios catódicos na presença de um campo elétrico, acabou por deduzir a existência de uma partícula chamada elétron.

A força eletromagnética é um tipo de interação que envolve diretamente as seguintes partículas elementares: prótons e elétrons. Mas é importante destacar que, de uma forma ou de outra, essa interação atinge todas as outras partículas conhecidas, com exceção do gráviton e do neutrino.

Onde a gravidade é sempre atrativa, o eletromagnetismo vem em duas cargas: positiva e negativa. Duas coisas negativas ou positivas irão repelir uma à outra, mas uma positiva e outra negativa irão atrair-se. Esta propriedade pode ser facilmente demonstrada com ímãs: dois pólos idênticos irão se repelir, mas dois pólos opostos irão se atrair.

Este é o princípio que mantém os átomos juntos: o núcleo com carga positiva e os elétrons com carga negativa atraem-se. Também é este o princípio do tamanho atômico: mas elétrons têm uma força repulsiva maior, assim átomos com mais elétrons são maiores por causa da repulsão mútua dos elétrons.

De forma similar, átomos com núcleos maiores e o mesmo número de elétrons são menores por que exercem uma força de atração maior aos elétrons.

A partícula mediadora da força eletromagnética é o fóton (uma forma de descrever a luz como partículas indivisíveis). O fóton é uma partícula sem massa que logicamente (já que a luz é uma manifestação do eletromagnetismo) viaja na velocidade da luz (299 792 458 m/s ou 299.972 km/s).

Qualquer objeto ou corpo com carga elétrica emite e absorve luz (fótons), que é responsável pela transmissão da força eletromagnética. Tal constatação nos permite afirmar que a força eletromagnética entre dois corpos não é transmitida instantaneamente - e, sim, na velocidade da luz.

Em física, um fóton é uma partícula elementar, o quantum da interação eletromagnética, a unidade básica da luz e de todas as outras formas de radiação eletromagnética.

Também é a transportadora para que ocorra a força eletromagnética. Os efeitos dessa força são facilmente observáveis, tanto a nível microscópico e macroscópico, uma vez que o fóton não tem massa de repouso, fato este que permite interações em longas distâncias.

Como todas as partículas elementares, os fótons são regidos pela mecânica quântica e expõem a dualidade onda-partícula, ou seja, exibem propriedades de ambas, tanto de ondas, quanto de partículas.

Por exemplo, um único fóton pode ser refratado pela lente, ou com interferência de ondas de exposição em si, mas também pode agir como uma partícula que dá um resultado definitivo, quando o impulso quantitativo é medido.

A força eletromagnética faz com que objetos com cargas opostas se atraiam e objetos com cargas iguais venham a se repelir. Muitas forças do cotidiano, como a força de atrito, e até mesmo o magnetismo, são causadas pela força eletromagnética.

Um dos principais efeitos dessa força é possibilitar a existência dos átomos. Os elétrons, diminutas partículas com carga elétrica negativa, circulam o núcleo atômico atraídos pelos prótons (com carga elétrica positiva) existentes no núcleo atômico.

Os elétrons existentes nos átomos interagem com outros e, por meio dessa interação, fazem com que ocorram as ligações químicas, formando moléculas que podem se tornar estruturas complexas, como por exemplo, cadeias de DNA e proteínas e, portanto confere as condições para que a vida possa se formar.

Assim, a força eletromagntica é a responsável pelas ligações químicas que descreveremos a seguir.

A ligação química:

Quando dois átomos entram em contato, o fazem a través das fronteiras das suas eletrosferas, ou seja, de suas últimas camadas. Isso faz pensar que a última camada de um átomo é a que determina as condições de formação das ligações químicas.

Em 1868, Kekulé e Couper, propuseram a utilização do termo valência para explicar o poder de combinação de um átomo com outros. A valência de um dado elemento é que determina as fórmulas possíveis ou não de compostos formados por ele.

A primeira situação seria entender por que dois ou mais átomos se ligam, formando uma substância simples ou composta.

Na natureza, os únicos átomos que podem ser encontrados no estado isolado (moléculas monoatômicas) são os gases nobres devido a este fato, pensou-se que os demais átomos se ligariam entre si tentando alcançar a configuração eletrônica do gás nobre mais próximo deles na tabela periódica. Vale saber que todos os gases nobres, com exceção do He, possuem 8 elétrons em sua última camada da eletrosfera.

Esta maneira de pensar a ligação entre os átomos passou a ser conhecida por Teoria do Octeto, e foi proposta por Kossel e Lewis no início do século XX.

Baseado nessa idéia, a valência de um átomo passou a ser vista como a quantidade de elétrons que um átomo deveria receber, perder ou compartilhar para tornar sua última camada (camada de valência) igual a do gás nobre de número atômico mais próximo.

A ligação química é uma atração entre os átomos ou moléculas que permite a formação de compostos químicos, formados por dois ou mais átomos.

A ligação química ocorre devido à atração causada pela força eletromagnética entre cargas opostas, ou entre elétrons e núcleos, ou como resultado de uma atração dipolo. A força das ligações varia consideravelmente, existem "laços fortes", tais como ligações covalentes ou iônico e "ligações fracas", como interações dipolo-dipolo, a força de dispersão de London e pontes de hidrogênio.

Uma vez que cargas opostas se atraem por uma força eletromagnética simples, os elétrons carregados negativamente que orbitam o núcleo e os prótons com carga positiva dentro do núcleo atraem-se mutuamente. Um elétron posicionado entre dois núcleos será atraídos para os dois.

Assim, a configuração mais estável entre núcleos e elétrons é aquela na qual os elétrons passam mais tempo entre estes núcleos, que em qualquer outro lugar no espaço.

Estes elétrons fazem com que os núcleos sejam atraídos um pelo outro, e esta atração acaba por resultar na ligação química.

No entanto, esta construção não pode colapsar-se a um tamanho ditado pelos volumes dessas partículas individuais.

Devido à natureza ondulatória e de matéria dos elétrons e sua pequena massa, estes ocupam uma quantidade muito maior de volume em comparação com os núcleos atômicos, sendo que este volume ocupado pelos elétrons mantém os núcleos atômicos relativamente distantes entre si, em comparação com seus tamanhos.

Em geral, a forte ligação química está associado com o compartilhamento ou a transferência de elétrons entre os átomos participantes.

Moléculas, cristais e gases diatômicos e de fato a maior parte do ambiente físico em torno de nós, tudo é mantido junto por ligações químicas, que determinam a estrutura da matéria.

Tipos de ligações químicas:

1 - A ligação iônica ocorre com a formação de íons. A atração entre os átomos que formam o composto é de origem eletrostática. Sempre um dos átomos perde elétrons, enquanto o outro recebe. O átomo mais eletronegativo arranca os elétrons do de menor eletronegatividade. Ocorre entre metais e não metais e entre metais e hidrogênio.

Uma ligação iônica é um tipo de ligação química que envolve um metal e um íon de metalóide (ou íons poliatômicos, como amônia) através da atração eletrostática. Em suma, é um vínculo formado pela atração entre dois íons de carga oposta.

O metal doa um ou mais elétrons, formando íons carregados positivamente (cátion) com configuração eletrônica estável.

Estes elétrons em seguida, entram no não-metal fazendo com que ele forme um íon com carga negativa (ânion) que também tem uma configuração eletrônica estável. A atração eletrostática entre os íons de carga oposta faz com que eles se juntem e formem uma ligação.

Os compostos iônicos no estado sólido formam estruturas em retículo. Os dois principais fatores na determinação da forma reticular são as cargas relativas e os tamanhos relativos dos íons.

Para um composto sólido cristalino iônico a variação de entalpia na formação de um sólido a partir de íons gasosos é denominada a energia Reticular. A energia reticular de um sólido iónico é uma medida da força das ligações para os compostos iônicos.

2 - A ligação metálica é a que ocorre entre os átomos de metais. Os átomos dos elementos metálicos apresentam forte tendência a doarem seus elétrons de última camada.

Quando muitos destes átomos estão juntos em um cristal metálico, estes perdem seus elétrons da última camada. Forma-se então uma rede ordenada de íons positivos mergulhada num mar de elétrons em movimento aleatório. Caso se aplique um campo elétrico a um metal, orientamos o movimento dos elétrons numa direção preferencial, ou seja, geramos uma corrente elétrica.

A ligação metálica é a interação eletromagnética entre os elétrons deslocalizados, os elétrons de condução chamados e reunidos em um "mar de elétrons ", e com os núcleos metálicos, no interior da estrutura dos metais.

Entendida como a partilha "livre" de elétrons entre um retículo de íons carregados positivamente (cátions), a ligação metálica é muitas vezes comparada com a de sais fundidos.

No entanto, essa visão simplista somente é válida para poucos metais. Em uma visão mais da mecânica quântica, os elétrons de condução dividem sua densidade igualmente sobre todos os átomos que se comportam como entidades neutras. A ligação metálica é a resposta para muitas propriedades físicas dos metais, como força, maleabilidade, ductilidade, condutividade térmica e elétrica, opacidade e brilho.

3 - Ligações covalentes:

Existem três tipos de substâncias covalentes:

- moléculas individuais. Moléculas individuais têm fortes ligações que mantêm os átomos unidos, mas também há forças insignificantes de atração entre estas moléculas.Estas substâncias covalentes são gases, como por exemplo, HCl, SO2, CO2 e CH4.

- estruturas moleculares. Em estruturas moleculares existem forças de atração fracas. Estas substâncias covalentes são líquidos de baixa temperatura de ebulição (como o etanol), e baixa temperatura de fusão de sólidos (como o iodo eo CO2 sólido).

- estruturas macromoleculares. As estruturas macromoleculares têm um grande número de átomos ligados em cadeias ou em folhas (como o grafite), ou em estruturas tridimensional (tais como diamantes e quartzo). Estas substâncias têm ponto de fusão e de ebulição altos.

As ligações covalentes dividem-se em:

3.1 - A ligação covalente simples é ligação que ocorre quando os dois átomos precisam adicionar elétrons em suas últimas camadas. Somente o compartilhamento é que pode assegurar que que estes átomos atinjam a quantidade de elétrons necessária em suas últimas camadas.

Cada um dos átomos envolvidos entra com um elétron para a formação de um par compartilhado, que a partir da formação passará a pertencer a ambos os átomos. Ocorre entre não metais e não metais, não metais e hidrogênio e entre hidrogênio e hidrogênio.

Vale saber que o hidrogênio possui somente uma camada contendo um único elétron, compartilhando 1 elétron, atinge a quantidade necessária para a camada K, que é de dois elétrons. Os elétrons compartilhados passam a ser contados para as eletrosferas dos dois átomos participantes da ligação.

A existência de algumas moléculas não pode ser explicada simplesmente através da ligação covalente simples.

3.2 - Para estes casos foi formulada a teoria da ligação covalente coordenada ou dativa. Neste tipo de ligação, um dos átomos que já estiver com última camada completa colabora com os dois elétrons do par compartilhado.

Este par de elétrons apresenta as mesmas características daquele da ligação covalente simples. A única diferença é a origem dos elétrons, que é somente proveniente a partir de um dos átomos participantes da ligação. Os elétrons do par passam a pertencer a ambos os átomos participantes. A ligação covalente coordenada é representada por uma seta que se origina no átomo doador e termina no átomo receptor.

3.3 - Em físico-química, força de van der Waals, em homenagem a cientista holandês Johannes Diderik de van der Waals, é a força atrativa ou repulsiva entre as moléculas (ou entre as partes da mesma molécula) do que os outros devido ao covalente obrigações ou a interação eletrostática de íons de um com o outro ou com moléculas neutras.

O termo inclui:

força entre dipolo permanente e um dipolo induzido correspondente;

Na física, existem dois tipos de dipolos:

- Um dipolo elétrico que é uma separação de cargas positivas e negativas. O mais simples exemplo é um par de cargas elétricas de igual magnitude mas de sinal oposto, separadas por uma certa distância (geralmente pequeno). Um dipolo elétrico permanente é chamado de eletreto.

- Um dipolo magnético que é um circuito fechado de corrente elétrica. Um exemplo simples disso é um circuito único de fio com algum fluxo de corrente constante através dele.

Muitas moléculas têm esses momentos de dipolo devido à distribuição não uniforme das cargas positivas e negativas sobre os átomos diferentes. Tal é o caso com os compostos polares, como hidróxido (OH-), onde a densidade de elétrons é compartilhado de forma desigual entre os átomos.

Uma molécula com um momento de dipolo permanente é chamado de uma molécula polar. A molécula é polarizada quando leva um dipolo induzido. O físico-químico Peter JW Debye foi o primeiro cientista a estudar dipolos moleculares extensivamente, e, como conseqüência, os momentos de dipolo são medidos em unidades de Debye nomeado em sua honra.

No que diz respeito a moléculas, existem três tipos de dipolos:

dipolos permanentes: Isto ocorre quando dois átomos de uma molécula substancialmente eletronegatividade diferentes: Um átomo atrai mais elétrons que o outro, tornando-se mais negativo, enquanto o outro átomo torna-se mais positiva.

dipolos instantâneos: Esses podem ocorrer devido ao acaso quando os elétrons que estar mais concentrado em um único lugar de outro em uma molécula, criando um dipolo temporário.

dipolos induzidos: Estes podem ocorrer quando uma molécula com um dipolo permanente repele elétrons outra molécula, "induzindo" um momento de dipolo em que molécula. Veja atração induzido-dipolo.

3.4 - forças instantâneas induzidas forças dipolo-dipolo (força de dispersão de London - LDF).

São forças intermoleculares entre moléculas apolares. Seu nome é em homenagem ao físico alemão-americano Fritz London, sendo também conhecida por forças instantânes de polarização quântica induzidas.

São forças fracas intermoleculares que surgem a partir das forças de interação entre moléculas multipolos temporárias, sem momentos permanete multipolares. As forças de dispersão de London também são conhecidas como forças de dispersão, forças de London ou dipolo-dipolo induzido.

As forças de London pode ser exibidas por moléculas apolares, porque a densidade de elétrons se move sobre uma molécula probabilisticamente (ver teoria da mecânica quântica de forças de dispersão).

Há uma grande chance de que a densidade de elétrons não será distribuído uniformemente ao longo de uma molécula apolar.

Quando os elétrons são distribuídos de forma desigual, ocorre uma multipolares temporária. Esta multipolaridade irá interagir com outros multipolos próximos e induzir uma polaridade temporária, similar em moléculas vizinhas. As forças de London também estão presentes em moléculas polares, mas são apenas uma pequena parte da força de interação total.

A densidade de elétrons em uma molécula pode ser redistribuída por proximidade para outro multipolo. Os elétrons irão se reunir do lado de uma molécula que encara uma carga positiva sendo que esta parte da molécula ficará com carga negativa.

Assim, um multipolo transitório pode ser produzido por uma molécula polar próxima, ou mesmo por um multipolos transiente em uma outra molécula apolar.

3.5 - A ligação dobrada, também conhecido como ligação banana, é um termo em química orgânica que se refere a um tipo de ligação química covalente com uma geometria que se parece um pouco com a de uma banana.

O próprio termo é uma representação geral da densidade de elétrons ou de configuração semelhante a uma estrutura "dobrada" dentro de moléculas de pequenos aneis, tais como ciclopropano (C3H6) ou como uma representação de ligações duplas ou triplas em um composto que é uma alternativa para o orbital sigma e modelo ligação pi.

Um orbital atômico é uma função matemática que descreve o comportamento ondulatório do elétron ou um ou de um par de elétrons de um átomo.

Esta função pode ser usada para calcular a probabilidade de encontrar qualquer elétron de um átomo em qualquer região específica em torno do núcleo do átomo. Estas funções podem servir como um gráfico tridimensional com a localização provável de um elétron.

O termo pode, portanto, se referir diretamente à região física definido pela função onde é provável que o elétron esteja. Especificamente, orbitais atômicos são os possíveis estados quânticos de um elétron individual no grupo de elétrons em torno de um único átomo, tal como descrito pela função orbital.

Neste tipo especial de ligação química o estado de hibridação ordinária de dois átomos que formam uma ligação química são alterados com maior ou menor caráter do s-orbital, a fim de acomodar uma particular geometria molecular. As ligações dobradas são encontrados em compostos orgânicos, tais como o ciclopropano.

3.6 - A ligação de três centros e dois elétrons é uma ligação química de elétron deficiente onde três átomos compartilham dois elétrons.

A combinação de três orbitais atômicos forma três orbitais moleculares: uma ligante, um não ligante e um com anti-ligante. Os dois elétrons entram no orbital de ligação, resultando em um efeito de ligação em rede e passa a constituir uma ligação química entre os três átomos.

Em muitas ligações comuns deste tipo, o orbital de ligação é deslocado para dois dos três átomos, em vez de ser distribuído igualmente entre todos os três. O exemplo mais simples de uma ligação 3c-2e está no cátion tri-hidrogênio, o + H3.

3.7 - A ligação aromática: Em química orgânica, algumas configurações de elétrons e orbitais inferem estabilidade extra para uma molécula.

Isso ocorre quando orbitais π se sobrepõem e se combinam com outros, em diferentes centros atômicos, formando uma grande gama de ligações. Para uma molécula ser aromática, deve obedecer a regra de Hückel, onde o número de elétrons π ajusta a fórmula 4n + 2, onde n é um inteiro.

As ligações envolvidas na aromaticidade são todas planares. No benzeno, um composto aromático típico, 18 (n = 4) se ligam os elétrons de conectados a 6 átomos de carbono para formar uma estrutura em anel planar.

A ordem de ligações "(número médio de ligações) entre os átomos de carbono diferentes pode ser considerada (18 / 6) / 2 = 1.5, mas nesse caso as ligações são todas idênticas do ponto de vista químico.

Elas, às vezes, pode ser escritas como ligações simples alternando com ligações duplas, mas a visão de todas as ligações-anel sendo como equivalentes a cerca de 1,5 ligações, está muito mais próximo da verdade.

No caso dos compostos aromáticos heterocíclicos e benzenos substituídos, as diferenças de eletronegatividade entre as diferentes partes do anel pode dominar o comportamento das ligações químicas em anéis aromáticos, que de outra forma são equivalentes.

O campo eletromagnético:

Um campo eletromagnético é uma área física produzida por objetos eletricamente carregados que afeta o comportamento de objetos carregados em seus arredores. O campo eletromagnético se estende indefinidamente ao longo do espaço e descreve a interação eletromagnética.

O campo pode ser visto como a combinação de um campo elétrico e campo magnético. O campo elétrico é produzido por taxas fixas (por exemplo uma carga), e o campo magnético é produzido por cargas em movimento (correntes), e, em conjunto, são descritos como fontes do campo eletromagnético.

A maneira em que cargas e correntes interagem com o campo eletromagnético é descrito pelas equações de Maxwell e a lei de Lorentz.

O campo eletromagnético pode ser compreendido de uma forma mais usual: experimentos revelam que em algumas circunstâncias a transferência de energia electromagnética é melhor descrita como sendo levada em 'pacotes' ou 'pedaços' chamado quanta ou fótons com uma freqüência fixa.

A relação de Planck conecta a energia E de um fóton a sua freqüência ν através da equação:

E = hν

onde h é a constante de Planck, e ν é a freqüência do fóton.

A luz do sol é a principal fonte de energia para a Terra. A radiação eletromagnética abrange praticamente todos os aspectos da vida.

A radiação eletromagnética consegue se propagar no vácuo ou na matéria. É composta por componentes do campo elétrico e magnético, que oscilam em fase perpendiculares entre si e perpendiculares à direção de propagação da energia.

A radiação eletromagnética é classificada em vários tipos de acordo com a freqüência de suas ondas, o que é dado pelo espectro eletromagnético, em uma maneira simplificada conforme segue abaixo:

ondas de rádio;

microondas;

radiação infravermelha;

luz visível;

radiação ultravioleta;

raios-X;

raios gama;

Uma pequena janela e um pouco variável de freqüências é percebida pelos olhos de vários organismos, o que é o que é chamado de espectro visível.

O fóton como visto anteriormente, é o quantum da interação eletromagnética ea unidade de base "de luz e todas as outras formas de radiação eletromagnética e também é a transportadora para forçar a força eletromagnética.

Dessas radiações eletromagnéticas, a que nos interessa são so raios gama.

A radiação gama, também conhecida como raios gama (denominado γ), é a radiação eletromagnéticas de alta freqüência (comprimento de onda muito curto), produzida por interações de partículas sub-atômicas, como a aniquilação elétrons-pósitrons, decaimento do píon neutro, decaimento radioativo, fusão e fissão nuclear ou efeito Compton inverso em processos astrofísicos.

Os raios gama são produzidos frequentemente ao lado de outras formas de radiação, tais como alfa ou beta.

Quando um núcleo emite uma partícula α ou β, o núcleo filho, às vezes, é deixado em um estado excitado, absorvendo um fóton. Ele pode, então, saltar para um estado de menor energia, emitindo um raio gama (um fóton de alta energia). Da mesma forma, um elétron atômico pode saltar para um estado de menor energia, emitindo luz infravermelha, visível ou luz ultravioleta.

Os raios gama, raios X, luz visível e ondas de rádio são todas as formas de radiação eletromagnética. A única diferença é a freqüência e, portanto, a energia dos fótons. Os raios gama são os mais energéticos.

Por que ocorre o decaimento de núcleos?

Os prótons e nêutrons que constituem os núcleos, bem como outras partículas que podem aproximá-los, são regidas por diversas interações. Como vimos anteriormente, a força nuclear forte é a força mais poderosa para distâncias subatômicas.

A força eletrostática é quase sempre significativa, e, no caso do decaimento beta, é a força nuclear fraca que está envolvida, em conjunto com aquela.

A interação dessas forças produz um número de diferentes fenômenos em que a energia pode ser liberada por um rearranjo das partículas. Algumas configurações das partículas em um núcleo têm a propriedade de que, se elas mudarem ligeiramente, estas partículas podem reorganizar-se em um arranjo de menor energia e liberar o excedente.

Assim, uma perturbação, pode criar um atalho para um estado de maior entropia, ou seja, a energia total será distribuída ao longo de um maior número de estados quânticos (e a famosa "desordem", como será, pela "n"-ésima vez explicado mais adiante).

Dessa forma, a energia total não muda neste processo, mas devido à segunda lei ( lei da entropia), alcança-se o estado com o maior número de maneiras em que a energia disponível poderá ser distribuída.

Tal colapso (um evento de decaimento) requer uma energia de ativação específica. No caso de um núcleo atômico animado, a perturbação arbitrariamente pequena vem de flutuações do vácuo quântico. Um núcleo radioativo (ou qualquer outro sistema animado na mecânica quântica) é instável, e pode, assim, espontaneamente, estabilizar-se indo em direção a um sistema menos excitado.

A transformação resultante altera a estrutura do núcleo e resulta na emissão de fótons ou de uma partícula de alta velocidade que tem massa (como um elétron, partícula alfa, ou outro tipo). É o que denominamos de decaimento radioativo.

Assim, é graças à força eletromagnética que temos a geração da luz, assim como das demais formas de radiação eletromagnética como os raios X e raios gama.

É também graças à força eletromagnética que a matéria, de uma maneira geral, parece ser tão compacta. Na realidade, as distâncias relativas entre as partículas que compõem a matéria são tão grandes, que se não fosse a força eletromagnética, poderíamos atravessar sem dificuldades uma grossa parede de concreto.

É também devido a esta força que as moléculas se formam e que há a possibilidade de as reações químicas ocorrerem, sendo que, por meio de seus mecanismos de reações e devido às seguintes propriedades:

periódicas (são aquelas que crescem e decrescem em intensidade à medida que aumenta o número atômico).Entre as propriedades periódicas temos: raio atômico, energia de ionização, eletroafinidade, eletronegatividade, densidade, temperatura de fusão e ebulição e volume atômico;

aperiódicas (propriedades cujos valores só aumentam ou só diminuem com o número atômico, são propriedades que não se repetem em ciclos ou períodos) dos elementos. Como exemplos de propriedades aperiódicas temos: calor específico, índice de refração, dureza e massa atômica. É válido ressaltar que a massa atômica sempre aumenta de acordo com o número atômico do elemento, e não diz respeito à posição deste elemento na Tabela.

São estas propriedades, apresentadas na tabela periódica dos elementos que possibilitam transformar uma substância em outra e termos a gama enorme de substâncias espalhadas por todo o Universo.

Estas reações podem mesmo possibilitar a química para que a vida aconteça, permaneça e evolua, conforme ocorre com a presença de aminoácidos em cometas, compostos orgânicos em meteóros e formação de produtos orgânicos até mesmo em nebulosas, tendo como catalisadores a radiação ultravioleta, o calor e mesmo raios em nuvens planetárias.