ASSIM CAMINHA A HUMANIDADE-I inicia uma série de colunas abordando assuntos os mais variados que tentarão esmiuçar a trajetória do homo sapiens desde o primórdio, ocorrido há 200.000 anos.
Evolução (ética, tecnológica e comportamental), história, cultura e ciência complementarão o contexto.
Para iniciar escolhi como tema o Universo e sua composição desde as partículas subatômicas até as mais distantes galáxias. O Big Bang, princípio de tudo, as teorias que evoluíram no decorrer do tempo e as previsões de como prosseguirá.
O UNIVERSO
O universo existe há 13,7 bilhões de anos;
a Terra, há 4,5 bilhões;
o homo sapiens, há 200.000.
O surgir deste bípede frágil mas com um plus que o catapultou ao píncaro – o cérebro – desencadeou a busca incessante de respostas ao ignorado.
O que é o universo? De que se compõe? Há quanto tempo existe? Continuará sua evolução? Como evoluirá? Há outros universos?
Perguntas, perguntas, perguntas…
Os gregos acreditavam que o universo fosse formado por quatro elementos: água, terra, fogo e ar. A combinação deles seria a essência de tudo e tudo podia ser reduzido ao tamanho do indivisível: o átomo. Hoje sabemos que não é bem assim, na realidade se ampliou o número dos elementos e o indivisível foi dividido.
Mas, afinal, de que se compõe o universo?
Pode parecer paradoxal e quase inacreditável, mas tudo o que vemos, sentimos e abrangemos, o nosso universo visível e palpável representa apenas 5% do que realmente existe. Inclui desde as partículas subatômicas até as mais distantes galáxias.
A “matéria escura”, outros 23%;
a “energia escura”, os restantes 72%.
Descobrimos que o átomo é composto por um núcleo constituído pelos prótons (carga elétrica positiva) e nêutrons (sem carga elétrica). A coroa é formada pelos elétrons (carga elétrica negativa). O equilíbrio existe quando se contrabalançam.
Para visualizarmos os átomos temos de ter como parâmetro 10-14 metro. Os prótons e nêutrons se situam na escala 10-15 metro e os quarks 10-18 metro. Há físicos que estendem os parâmetros para níveis muito inferiores, chegaríamos às cordas, mas isso é assunto controverso, ainda provoca polêmicas.
Existem quatro forças que interagem no universo mantendo-o coeso e harmonioso.
Força gravitacional.Isaac Newton, o da maçã caindo na cabeça, elaborou as leis da gravitação:
- “Dois corpos se atraem com força diretamente proporcional às suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa seus centros de gravidade”. A gravidade que nos permite permanecer na Terra obedece esta lei.
- Força eletromagnética.
Resulta da ação das atrações e repulsões elétricas e magnéticas dos corpos distantes entre si.
- Força nuclear forte.
Mantém os quarks em suas posições. É de tal magnitude que supera a força da gravidade de maneira extraordinária.
- Força nuclear fraca.
É a força que cinde as partículas nas reações radioativas.
RADIAÇÕES
O universo está repleto de radiações naturais que viajam à velocidade da luz. Raios cósmicos, raios X, raios ultravioletas, neutrinos, raios gama, ondas hertzianas… Os raios cósmicos quando se chocam com a atmosfera terrestre explodem como se saíssem dum chuveiro e o feixe primário deixa de existir e se transforma em diversas partículas que podem ser analisadas nos laboratórios.
Algumas radiações tem um poder de penetração tão intenso que para serem detectadas e estudadas sem interferência das demais, constroem-se laboratórios no interior de montanhas, centenas de metros abaixo da superfície, em terreno rochoso, mesmo assim partículas como os neutrinos conseguem atravessar. Aliás, os neutrinos atravessam o globo terrestre e continuam sua trajetória pelo espaço sideral.
Além desse poder de penetração, raios cósmicos, raios X e ultravioletas entre outros, podem ser deletérios à vida, provocam doenças e mutações.
Além das radiações naturais, outras podem ser criadas artificialmente a partir de aceleradores de partículas. O Grande Colisor de Hádrons em Genebra é o mais potente e através dele os cientistas pretendem confirmar a existência do Bóson de Higgs. Em 14 de março de 2.013 ocorreu o primeiro sucesso que, confirmado em novas tentativas preencherá a última lacuna. Também conhecido como a partícula de Deus, devido à propriedade de permitir que as demais partículas possuam diferentes massas. Originada nos primeiros momentos do Big Bang seria o responsável, pela existência de massa no universo.
Isso tudo constitui a parte visível do universo que conhecemos.
MATÉRIA E ENERGIA ESCURA
Após decorrer longo tempo, quando parecia ser estável o universo e seu destino previsível seguindo as leis de Newton, surgiram anormalidades que inicialmente suscitaram dúvidas, certezas a posteriori. Iniciemos relembrando as Leis de Newton:
- Todo o corpo continua em estado de repouso ou de movimento, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele. É o princípio da inércia do repouso e da inércia do movimento.
- A mudança de movimento é proporcional à força motora imprimida, e é produzida na direção da linha reta na qual aquela força é imprimida.
- A toda a ação há sempre uma reação oposta e de igual intensidade, as reações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas em sentidos opostos.
Johannes Kepler complementou ao calcular os tempos e trajetórias dos planetas.
- Os planetas descrevem órbitas elípticas, com o sol num dos focos.
- O raio vetor que liga o planeta ao sol descreve áreas iguais em tempos iguais. Para tanto, as velocidades de translação variam com a distância do sol.
- Os quadrados dos períodos de revolução são proporcionais aos cubos das distâncias médias do sol aos planetas. É uma constante de proporcionalidade.
Para que estas leis funcionem a contento, as massas que interagem gravitacionalmente têm que ser conhecidas e estarem dentro de parâmetros factíveis. Observações mais acuradas revelaram que a órbita de Plutão sofria anomalias que só foram explicadas após a descoberta de Netuno. A massa do novo planeta provocava as excentricidades aparentes de Plutão.
Mais uma vez parecia que tudo fora solucionado e o universo era regido segundo as leis conhecidas na época.
Com o lançamento de satélites como o Hubble e de sondas espaciais constatou-se nova anomalia, desta vez em nível galáctico. Que o universo se expande era fato conhecido, porém, pelas leis da gravitação as galáxias não poderiam ter uma velocidade de rotação maior na periferia que na zona central como ocorre. Em vez de considerar erradas as leis da gravitação, evoluiu-se para admitir a existência de massas não visíveis que equilibram o conjunto. Não sendo visíveis, denominou-se de “Matéria escura”. A matéria escura não emite luz e não pode ser observada por telescópios óticos. É invisível, misteriosa e só pode ser detectada de modo indireto pela força gravitacional que exerce, por telescópios de lentes gravitacionais (imagem anexa). Especialistas sugerem que ela é formada por partículas massivas que praticamente nunca interagem com partículas normais de matéria.
Para complicar de vez, atualmente há cientistas renomados como Stephen Hawking que consideram a possibilidade da existência não de um universo, mas inúmeros, os multiversos. Também as dimensões conhecidas, três mais o tempo, se ampliam até atingirem um número de onze.
Estamos recém adentrando no estudo da “Teoria do Tudo”. O que virá não podemos nem remotamente pensar, mas o certo é que a curiosidade e o engenho humanos continuarão na busca incessante do ainda desconhecido.
VIAJEM AO LADO ESCURO DO UNIVERSO – 8 min
https://www.youtube.com/watch?v=iHvD6rbJDf0
BÓSON DE HIGGS– 11min49seg
https://www.youtube.com/watch?v=-jtp755k2uA
Jayme José de Oliveira – cdjaymejo@gmail.com
