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O Neutrino ou Einstein estava errado…

 

Crónica (adaptada) publicada no Diário de Coimbra.

A luz solar demora cerca de oito minutos a atingir o planeta Terra, depois de percorrer cerca de 150 milhões de quilómetros a uma velocidade de aproximadamente 299 792 458 metros por segundo. (Diga-se, neste andamento, que a distância Terra – Sol varia ao longo do ano, devido à trajectória elíptica da Terra: É mínima no periélio, que ocorre no princípio de Janeiro (141 milhões de km) e máxima no afélio (152,1 milhões de km) por volta de 4 de Julho (Dia de Coimbra).

Albert Einstein considerou aquele valor como invariante e mostrou que ele era o limite superior inultrapassável para a velocidade de todas e quaisquer partículas e objectos no vácuo. A sua teoria da relatividade restrita, que entre outras se expressa na mais famosa equação do século XX – E = m c^2 (E para energia, m para massa, c a velocidade de propagação da radiação electromagnética no vácuo) -, parte precisamente da invariância da velocidade da luz e tem como consequência a existência de um limite superior para a velocidade: o m naquela equação vai crescendo à medida que a velocidade aumenta de modo a impedir que uma partícula com massa alcance a velocidade da luz.

O físico português João Magueijo tem vindo, há mais de uma década, a investigar a hipótese de o valor de c variar ao longo da evolução do nosso Universo, “desafiando” assim a teoria da relatividade de Einstein. Divulgou essa hipótese ao grande público no livro “Mais rápido do que a luz”, publicado em Portugal pela Gradiva, em 2003.

O novo livro de Magueijo, com o título de “O Grande Inquisidor”, também editado pela Gradiva, conta a vida de Ettore Majorana, um físico italiano que terá sido o primeiro a propor a existência do neutrão, partícula sem carga presente no núcleo dos átomos. Majorana, que desapareceu misteriosamente, terá também trabalhado, “precocemente”, na previsão da existência da partícula conhecida por “neutrino”, a qual tem sido notícia nos últimos dias devido à descoberta, pelo menos aparente, de que pode assumir velocidades superiores às da luz (ver, por exemplo, aquiaqui eaqui)!

Mas o que é um neutrino?

Quando um neutrão é isolado de alguma forma de um núcleo atómico, os cientistas verificam que, em cerca de vinte minutos, ele “desaparece” aparecendo um protão e um electrão. Os primeiros investigadores a observar esta transformação ficaram intrigados porque, ao calcular (utilizando a equação de Einstein acima indicada) as energias envolvidas nessa transformação, estas não batiam certo: a soma das energias correspondentes ao protão e ao electrão resultante era inferior à energia do neutrão inicial!

A experiência parecia colocar em causa o princípio0 da conservação da energia, de certo modo semelhante ao princípio enunciado por Lavoisier da conservação da massa. No processo de transformação de um neutrão num protão e num electrão perdia-se, de alguma forma, energia. Num esforço teórico para “conservar”o princípio de conservação da energia (nada se cria, nada se perde, tudo se transforma!), Wolfgang Ernst Pauli (prémio Nobel da Física em 1945) propôs, como hipótese, a existência de uma outra partícula, indetectável pela tecnologia da época, que não teria carga eléctrica, mas que era responsável pela parte em falta no balanço energético! Essa hipotética partícula sem carga foi baptizada de “neutrino”. Os neutrinos viriam a ser detectados experimentalmente em 1956 na proximidade de reactores nucleares. E a confirmação da sua existência permitiu manter “incólume” o princípio da conservação da energia.

Os neutrinos, partículas muito difíceis de detectar por interagirem muito pouco com átomos ou com as partículas que os constituem, têm vindo a ser alvo de grande interesse por parte dos físicos e dos astrofísicos, quer para indagar a natureza íntima da matéria, quer para revelar a natureza do Universo longínquo. Sendo resultado de reacções nos núcleos atómicos, a detecção de neutrinos provenientes do “nosso” Sol foi mais uma confirmação da origem nuclear da energia das estrelas. Para além disso, a sua detecção na explosão da Supernova SN 1987A, em 1987, deu alento à astrofísica dos neutrinos como uma enriquecedora ferramenta para estudar o Universo.

Recebemos do centro do Sol um intenso fluxo de neutrinos (cerca de 65 mil milhões por segundo). Como estas partículas atravessam o nosso planeta praticamente sem interagirem com ele, podemos dizer, tal como escreveu Hubert Reeves, que o “Sol neutrínico nunca se deita” e, contrariamente à luz solar, somos banhados por fluxos solares de neutrinos numa alvorada permanente. Os neutrinos estão sempre a dizer-nos bom dia! Aliás, os neutrinos têm estado presentes nos novos dias da ciência, da nossa compreensão da natureza das coisas (De Rerum Natura) de que somos feitos e que nos rodeiam…

António Piedade

 

Via – De Rerun Natura

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Um Pouco de Física Quântica

“Qualquer um que não se choque com a Mecânica Quântica é porque não a entendeu.” (Niels Bohr)

 

 

 

No século XX, tivemos o grande privilégio de testemunhar duas grandes revoluções em nossa visão física do mundo. A primeira delas virou de cabeça para baixo nossas concepções de tempo e de espaço, combinando as duas naquilo que chamamos agora de espaço-tempo. A segunda dessas revoluções mudou completamente a maneira pela qual entendemos a natureza da matéria (elétrons e partículas subatômicas) e da radiação, fornecendo-nos uma visão da realidade  em que partículas comportam-se como ondas, e ondas, como partículas, em uma nova perspectiva na qual nossas descrições físicas normais estão sujeitas a incertezas essenciais e que objetos individuais podem se manifestar em diversos lugares ao mesmo tempo. Passamos a usar termos como “relatividade” para abranger a primeira dessas revoluções e “teoria quântica” para abarcar a segunda. Ambas postuladas por Albert Einstein.

 

A palavra “quântica” (do Latim, quantum) quer dizer quantidade. Na mecânica quântica, esta palavra refere-se a uma unidade discreta que a teoria quântica atribui a certas quantidades físicas, como a energia de um elétron contido num átomo em repouso. A descoberta de que as ondas eletromagnéticas podem ser explicadas como uma emissão de pacotes de energia (chamados quanta) conduziu a esse ramo da ciência que lida com sistemas moleculares, atômicos e subatômicos.

 

Os elétrons e outras partículas subatômicas não são nem ondas e nem partículas, são uma mistura das duas, que em um momento se mostram como onda e em outro como partícula. Heisenberg diz que a realidade fundamental em si é indeterminada. Tudo da realidade é e continuará sendo uma questão de probabilidades. No seu princípio da Incerteza mostra que nunca é possível saber exatamente a posição e o momentum* de uma dessas partículas subatômicas.  A física Newtoniana determinística dá lugar a uma física de probabilidades.

 

Os fenômenos que ocorrem em escala atômica e as suas implicações ao nível macroscópico são satisfatoriamente explicadas pela física quântica. Como não conseguimos perceber com nossos sentidos, o que  ocorre em escala atômica, não é possível descrever esse “novo” mundo com os conceitos da física clássica. Foi necessário desenvolver uma teoria completamente nova e diferente do que existia até então. Segundo as palavras de Stephen Hawking: “Na verdade, foi uma teoria extremamente bem-sucedida e sustenta quase toda a ciência e a tecnologia modernas.”

 

Vários aspectos pelos quais a teoria quântica descreve o mundo podem parecer absurdos à primeira vista (e possivelmente podem continuar sendo a segunda, terceira e quadragésima oitava vez). Por mais absurda que a mecânica quântica possa nos parecer, esse parece ser o caminho  que a Natureza escolheu – logo, temos que nos conformar.

 

* direção e sentido da partícula


 

 

O engodo da gnose científica

Em 1974, o filósofo da biologia francês Raymond Ruyer (1902-87) lançou um livro intitulado A Gnose de Princeton, que foi um sucesso de vendas, e lançado no Brasil pela editora Cultrix em 1989. Nele, ele descreve um grupo não identificado de cientistas norte-americanos que estavam desenvolvendo uma nova religião com base na ciência moderna, especialmente na cosmologia (a ciência do Universo como um todo) e na teoria da informação biológica.

Tal grupo se considerava herdeiro da antiga tradição gnóstica, uma corrente herética do cristianismo, no séc. I d.C., influenciada pela filosofia da Platão, que pregava que podemos conhecer Deus e o mundo suprassensível através da ciência. Eis um resumo de algumas de suas teses, obtido do historiador da ciência J.R. Partington:

1) O Deus supremo é diferente do criador do mundo ou do Deus do Velho Testamento, às vezes considerado um ser maligno.

2) A matéria existe, é eterna, mas é má.

3) O mundo atual é o resultado da “queda” ou erro feito, na criação, por um ser mau, fraco ou ignorante.

4) Os “éons”, classe de poderes ou seres que emanam do Ser Supremo, são forças reais, e o eón Cristo é diferente do homem Jesus.

5) A alma caiu do mundo superior, e só pode ser libertada de sua prisão na matéria por um deus salvador que descenda com essa finalidade.

6) Há várias classes de homens, e só os gnósticos são capazes de salvação.

A “gnose científica”, “nova gnose”, ou “gnose de Princeton” não defende esses pontos específicos, mas parte da ideia de que o Universo é um ser vivo e consciente, um Sujeito totalmente abrangente, do qual nós, consciências individuais limitadas, conseguimos conhecer melhor a partir da ciência. A gnose científica teria surgido a partir do desenvolvimento da cosmologia nas décadas de 1950 e 60. A origem da informação, tão importante no reino biológico, não poderia ser o mero acaso dos encontros fortuitos de moléculas, como quer o materialismo, mas estaria no próprio “big bang”, o início do nosso Universo, um Universo onde a “forma” dominaria a matéria.

Na revista Planeta, de junho de 1977, Olavo de Carvalho, hoje um bem conhecido filósofo e polemista, anunciava para o público brasileiro as novidades do livro de Ruyer. “Nas últimas décadas, operou-se, no interior do conhecimento físico do universo, […] uma revolução silenciosa. No retiro dos seus laboratórios, a mais refinada elite da ciência norte-americana (que não inclui só norte-americanos, mas japoneses, russos, italianos, etc.) chegava à conclusão de que não só a hipótese materialista não bastava para explicar uma quantidade crescente de fenômenos, mas que essa quantidade crescente de fenômenos convergia irremediavelmente em favor da hipótese contrária” (texto disponível na web).

Há porém um problema com toda essa estória… Esse grupo de cientistas gnósticos de Princeton nunca existiu, foi uma ficção inventada por Ruyer, um engodo!

Esse fato, que aparece em sua biografia na Wikipedia, é deveras interessante. Por um lado, ele mostra como todos gostam de invocar a autoridade da ciência em defesa de suas ideias. Por outro lado, a existência do engodo a rigor não deveria afetar a plausibilidade da filosofia mística de Ruyer, herdeira da tradição que chamamos “naturalismo animista” (ver texto “O que é a Ciência Ortodoxa” – clique aqui). O juízo que fazemos de um corpo de ideias deveria ser independente de quem as defende. E apesar de não haver a “gnose de Princeton”, há de fato vários cientistas e cosmólogos – muitos citados por Ruyer – que defenderam ideias místicas em algum momento de sua carreira: Arthur Eddington, James Jeans, J.B.S. Haldane, Fred Hoyle, John Eccles, Arthur Koestler, e numa certa medida David Bohm e Eugene Wigner. Por “misticismo”, entendo a tese de que a natureza fora dos corpos de seres humanos e de animais superiores seja imbuída de características espirituais, como inteligência, vontade e sentido, o que se opõe ao “materialismo”.

O livro de Ruyer tem ideias interessantes, e faz menções frequentes e geralmente corretas a discussões científicas, mas sua exposição não é didática e nem rigorosa. Sua posição básica é de que toda a Natureza é imbuída de um Espírito, que dá sentido aos processos naturais, especialmente na biologia. Sua filosofia não teve impacto entre cientistas, mas o seu “neofinalismo” influenciou alguns filósofos franceses, além de ter tido mais influência entre os círculos esotéricos (uma análise de suas ideias é feita por R.A. Wiklund, Philosophy and Phenomenological Research 21, 1960, pp. 187-98).

No capítulo VII ele caracteriza corretamente a posição materialista de que a ordem pode surgir do acaso, e não pretende “refutar” o materialismo, mas sim contrapô-lo à sua visão neognóstica. Posições metafísicas geralmente não podem ser refutadas, pois elas envolvem teses a respeito de entidades e processos inobserváveis, que não são passíveis de verificação experimental.

O mais interessante de tudo isso é que ideias semelhantes às de Ruyer vêm sendo propostas por alguns cientistas contemporâneos, que buscam atribuir uma inteligência ao Universo como um todo. Seth Lloyd (Programming the Universe) explora essas ideias de maneira mais conservadora, ao passo que Frank Tipler (The Physics of Immortality) imagina que se o Universo entrar num colapso final (big crunch), sua capacidade computacional se tornaria infinita, recriando civilizações passadas de maneira virtual.

Alguns cosmólogos, como o respeitável trio Fahri, Guth & Guven, entre outros, especulam que uma civilização avançada poderia ter a capacidade de criar novos universos. O conhecido cientista e divulgador Paul Davies também tem explorado questões semelhantes em seu livro The Mind of God.

Essas ideias estão longe de serem hegemônicas na comunidade científica, mas indicam que há espaço para ideias místicas na ciência.

Texto de Osvaldo Pessoa Jr.