Desafio do Cientista Doidão!!!!

DESAFIO!!!!!
Um grupo de caçadores saiu do acampamento para caçar um urso. Caminharam uma milha para o sul, depois percorrem outra milha a oeste, encontrando um urso, que mataram. Voltaram então para o acampamento, verificando que ao todo tinham caminhado três milhas. Qual era a cor do urso?

Paralelas que se cruzam....
Bom doidões, apesar do enunciado do desafio parecer um pouco non-sense, tem sim uma solução. E para podermos entender melhor o problema, vamos ter que relembrar alguns conceitos antigos de geometria, mais especificamente os postulado de Euclides.
A primeira (e única, dependendo tua área de estudos) geometria que aprendemos no colégio é a Geometria Euclidiana. É aquela que podemos vivenciar no dia a dia. Também conhecida como Geometria Plana, ela nasceu da necessidade de medir terrenos, e traçá-los novamente após as enchentes do Nilo, de construir casa, móveis, barcos para navegar grandes distâncias.
Conforme falei na biografia de Euclides, embora ele provalmente não tenha criado nenhuma regra da geometria, ele reuniu todo conhecimento de geometria de sua época na obra Os Elementos, que foi tão importate que a geometria recebeu seu nome. Alguns dos postulados mais importantes de suas obra são:
-Uma linha reta pode ser traçada de um ponto qualquer a outro ponto qualquer
-Um círculo pode ser traçado com centro e raio qualquer
-Todos os ângulos retos são iguais
e os postulados mais significativos são o segundo e o quinto:
2º-Um seguimento de reta finito pode ser prolongado indefinidamente para se tornar uma reta infinita
5º-Dado uma reta e um ponto, pode-se traçar somente uma reta que passa pelo ponto e é paralela à reta dada
Os dois últimos postulados são de extrema importância para este post.

Na geometria eculidiana, a soma de ângulos internos dos triângulo sempre dá 180°, e quando temos um triângulo-retângulo podemos usar o teorema de Pitágoras, que diz a² + b² = c². Se pegarmos o percurso feito pelos caçadores do enunciado do desafio, teremos um triângulo-retângulo de com todos lados 1, oque contradiz o teorema de pitágoras. Se camanharam na ida, 1km ao sul, e mais 1 km a oeste, na volta teriam que obrigatoriamente fazer √2, pois pelo teorema 1² + 1² = (√2)².

A geometria Euclidiana funcionava muito bem em superfícies planas. Ora pois, a geometria Euclidiana é uma Geometria Plana.
Então como podemos definir situações geométricas sobra uma superfície curva? Certamente a geometria Euclidiana não é satisfatória. Mas se a Terra é uma esfera, como a geometria de Euclides funcionou na Terra por mais de 2000 anos??? Ocorre que localmente, podemos considerar a superfície da Terra como plana. Entretando quando trabalhamos com grandes distâncias sobra a superfície da terra a geometria de Euclides não funciona.

Para desenvolver uma geometria de espaço curvo foi necessária a colaboração de grandes mentes que marcaram a história da matemática. Entre eles podemos citar Gauss, Bolyai, Lobachevski e Riemann (que não é irmão da She-ha). Só que o preço pago por alguns desses matemáticos foi absurdamente alto. A hostilidade despertada a essas idéias fez com que esses matemáticos fosses duramente rejeitados pode seus colegas e público.

Nada Como o Senso Comum....
A tendência de julgar o mundo  natural em termos do senso comum tem nos levado a acreditar que o Sol realmente nasce e se põe, que as estrelas giram em torno da Terra, que a Terra é plana eo centro do universo. Todas estas crenças antropocêntricas são resistentes, mas nenhuma é tanto como a de que o universo será uma mera extensão do ambiente terreste. Até o início do século XIX acreditava-se que as leis da geometria Euclidiana eram válidas em qualquer região do universo exatamente como na terra.
Em 1924 apareceram outras geometrias além da de Euclides, igualmente válidas, mas descrever universos acentuadamente diferentes. Com essa descoberta abriu-se também a hipótese de o nosso universo não ser euclidiano, mas corresponder a alguma das novas geometrias.
Johann Carl Friederich Gauss foi o mais eminente matemático de sua época. Aos 7 anos de idade, na escola, Gauss mostrou seu potencial matemático ao demonstrar quase imediatamente a seus professores a soma dos números inteiros de de 1 a 100, notando que a soma total seria igual à soma de 50 pares, os 100 + 1 = 101, 99 + 2 =101, 98 + 3 =101 e assim por diante.
Em 1924 Carl Gaus recebeu uma carta de seu antigo colega Farkas Bolyai, pedindo que apreciasse um manuscrito de seu filho Janos. Janos substituiu o quinto postulado por outro aparentemente contrário ao senso comum: "Dado uma reta e um ponto, pode-se traçar INFINITAS retas que passa pelo ponto e  paralela à reta dada". Com este enunciado e os restantes dos postulado, Janos Deduziu teoremas diferentes da geometria de Euclides, mas lógicamente bem fundamentados.
Gauss leu o manuscrito com interesse e uma sensação de familiaridade, porque ele próprio fizera as mesmas descobertas anos antes, oque revelou numa carta ao pai de Bolyai, mas se calara com receio do desagrado que provavelmente provocaria entre colegas. Em 1832, o matemático russo Nikolaus Lobatchevski fez independentemente a mesma descoberta de Janos e Gauss. O interesse de Lobatchevski na geometria não-euclidiana fez com que ele fosse visto na Rússia como uma "pessoa excêntrica", para usarmos um termo delicado. Ele foi atacado em um artigo humilhante e ignorante, e os membros distintos da comunidade de matemáticos russo faziam zombarias e comentarios rudes sobre ele. Naquele tempo a geometria de Euclides era reverenciada como uma Bíblia e a descoberta de outra geometria seria como descobrir uma segunda Bíblia que divergisse profundamente do cristianismo.
Em 1954 o matemática Benhard Riemann criou uma terceira geometria, que difere da de Euclides no 2° e 5º postulado, que tem os seguiente enunciados: "Um seguimento de reta finito NÃO pode ser prolongado indefinidamente para se tornar uma reta infinita" e "Dado uma reta e um ponto, NÃO pode-se traçar nenhuma reta que passa pelo ponto e paralela à reta dada".

O mundo descrito pela geometria de Gauss/Janos/Lobatchevski é como a superfície de uma sela de cavalo, com curvatura negativa. Dá-se o nome de pseudo-esfera, mas não se assemelha a uma esfera. Num universo assim, haveria infinitas retas paralelas que passam por um ponto, e a soma dos ângulos internos de um triângulo seria menos que 180º. O mundo de Reimann é uma esfera e as retas corresponde a arcos de círculos, com curvatura positiva. Nesse mundo  nenhuma reta poderia ser prolongada infinitamente, as paralelas sempre se cruzam e as somas dos ângulos internos seriam maior que 180º.
 Se um cartógrafo equipado comos mais modernos instrumentos, percorre 100km em três direções: sul, oeste e norte. O leitor naturalmente apostará que, se o cartógrafo  em seguida percorrer 100 km para leste, terminará o passeio exatamente no ponto de partida, fechando umm quadrado de 100 km de lado. Porém a verdade é que na última etapa do percurso, chegará ao ponto de partidaantes dos 100 km, digamos quando tiver percorrido 98 km. Oque aconteceu? O ponto de partida saiu do lugar? Ou o instrumento de medida do percurso está avariado?

 Oque aconteceu é que o senso comum nos enganou, levando-nos a pensar que as quatros direções cardiais são, numa superfície esférica, perpendiculares entre si, como em uma superfície plana. O cartógrafo não percorreu um quadrado perfeito porque a Terra é uma esfere, e sua geometria é riemanniana, não euclidiana. O cartógrafo iniciou o trajeto em algum lugar no norte, caminhou primeiramente em direção sul ao longe de um meridiano, depois para oeste ao longo de um paralelo, e depois para norte ao longo de outro meridiano, ficando ao final mais perto do ponto de partida, porque os meridianos convergem para os polos.


Bom, agora podemos agora responder o desafio do início: o uso era branco porque o trajeto triangular percorrido pelos caçadores só fará sentido se o ponto de partida estiver no Pólo Norte.

Bóson de Higgs: "A Partícula de Deus"

   Nos últimos dias, vi algumas nóticias sobre os últimos resultados apresentado pelo CERN (Centro Europeu de Pesquisas Nucleares), onde algumas manchetes se mostravam mais otimistas, dizendo "Cientistas dizem ter encontrado sinais da existência da "Partícula de Deus" e outras nem tanto dizendo que apenas foram encontradas algumas evidências que precisam ser analisadas mais profundamente. Mas a perguntas fica, que diabos é o Bóson de Higgs, e porque é chamado de Partícula de Deus?!?!?!

     Para entendermos melhor esses conceitos, vamos fazer uma rápida revisão. De que o mundo é feito? Essa pergunta que intriga a todos, desde os mais remotos tempos, resultou em muitas hipóteses e teorias. Na grécia antiga Tales de Mileto acreditava que tudo era formado pela água e suas mutações (640–562 a.C.), ou pela substância estranha Apeiron, de Anaximandro (611 – 545 a.C.). Só com Empédocles (492–432 a.C.) nasce a idéia de que quatro elementos fundamentais compunham tudo o que podíamos observar: a terra, o fogo, o ar e a água (teoria adotada posteriormente por Aristóteles também). Eram os quatro elementos primordiais. Acreditava-se que a matéria seria infivitamente divisível. O primeiro a contestar essa idéia foi Demócrito que disse que toda matéria pode ser dividida até chegar em um ponto que se encontraria a parte mais fundamental e indivisível da matéria a que deu o nome de átomo (que não se pode dividir). Ele dizia que o átomo não poderia ser criado ou destruído e que toda a matéria conhecida seria formada por diversas combinações de diferentes átomos.

     Aristóteles apresentou duas sérias objeções a essa teoria atomista. Em primeiro lugar, se um átomo não possui absolutamente nenhum espaço vazio em seu interior, isso significa que esse átomo é contínuo e, portanto, tem de ser divisível. Segundo Aristóteles, aquilo que é contínuo é, por definição, infinitamente divisível. Os filósofos adotaram o o modelo atômico de Aristóteles, da matéria contínua, que foi seguido pelos pensadores e cientistas até o século XVI d.C. No início do séc XIX, o professor da universidade inglesa New College de Manchester, John Dalton, criou a primeira teoria atômica moderna. Em 1803 Dalton publicou o trabalho Absorption of Gases by Water and Other Liquids, (Absorção de gases pela água e outros líquidos), neste delineou os princípios do seu modelo atómico. Segundo Dalton a matéria é formada por partículas muito pequenas designadas átomos, os átomos de um mesmo elemento possuem propriedades iguais, os de elementos diferentes possuem propriedades diferentes, os átomos são indivisíveis e indestrutíveis e os átomos de diferentes elementos combinam-se entre si formando compostos.

John Dalton

     O seu modelo atómico foi chamado de modelo atómico da bola de bilhar. Em 1810 foi publicada a obra New System of Chemical Philosophy (Novo sistema de filosofia química), nesse trabalho havia teses que provavam as suas observações, como a lei das pressões parciais, chamada de Lei de Dalton, entre outras relativas à constituição da matéria. Para Dalton o átomo era um sistema contínuo. Apesar de um modelo simples, Dalton deu um grande passo na elaboração de um modelo atómico, pois foi o que instigou na busca por algumas respostas e proposição de futuros modelos. O britânico Joseph John Thomson descobriu os elétrons em 1897 por meio de experimentos envolvendo raios catódicos em tubos de crookes. Thomson, ao estudar os raios catódicos, descobriu que estes são afetados por campos elétrico e magnético, e deduziu que a deflexão dos raios catódicos por estes campos são desvios de trajetória de partículas muito pequenas de carga negativa, os elétrons. Thomson propos que o átomo era, portanto, divisível, em partículas carregadas positiva e negativamente, contrariando o modelo indivisível de átomo proposto por Dalton (e por atomistas na Antiga Grécia). O átomo consistiria de vários elétrons incrustados e embebidos em uma grande partícula positiva, como passas em um pudim. O modelo atômico do "pudim com passas" permaneceu em voga até a descoberta do núcleo atômico por Ernest Rutherford.

     Rutherford é considerado o maior físico experimentalista até hoje e é conhecido como pai da física nuclear. No início da carreia descobriu a meia vida do átomo e mostrou que a radioatividade causa transmutação de um elemento químico em outro. Ele também descobriu que a radiação emitida por materiais radioativo pode ser de três tipos: Alfa (positiva), Beta (negativa) e Gama (eletromagnética). Por tudo isso ele ganha o prêmio Nobel em 1908. Mas sua maior contribuição ainda estava por vir. Nesse mesmo ano ele realizou sua mais fomsa experiência. Munido de um canhão de partículas alfas, e uma folha de ouro, ele resolveu fazer vários disparos aleatórios de partículas alfas sobra e folha. Como resultado obteve que a maioria dos disparos a partícula alfa pasava reto, e em uma minoria havia um desvio na trajetoria da partícula. Não contente com esse resultado, ele resolveu medir se alguma das partículas estava sendo rebatida de volta e para seu espanto descobriu que a resposta era sim. Com base nesses resultados,  demonstrou que a maior parte do átomo era espaço vazio, estando a carga positiva localizada no núcleo (ponto central do átomo), tendo este a maior parte da massa do átomo. Os eletrons giram em torno do núcleo (modelo conhecido como sistema solar). Rutherford também formulou a existência dos neutrons, as partículas com carga neutra que se encontram no núcleo, que foi descoberta por seu aluno Chadwick em 1932.Este modelo não explica porque é que os electrons não caem no núcleo, devido à atracção que apresentam pelas cargas opostas existentes.

Niels Bohr e Albert Einstein

     Em 1909, o físico dinamarques Niels Bohr, publicou sua teoria que explica o modelo proposto por Rutherford, aplicando a Teoria Quântica, de Max Planck (publicada em 1900). Nos ano seguintes vários físicos ajudaram a criar o modelo atômico atual, entre eles podemos citar Albert Einstein, Louis de Broglie, Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli e outros. Esse é o modelo que aprendemos atualmente na escola, com elétrons girando em camadas, ligações covalente e tals. Em 1928 Paul Dirac preveu a existência de uma partícula de massa igual ao elétron, mas de carga oposta. Essa anti-partícula recebeu o nome de pósitron (também chamado de anti-próton) foi observada pela primeira vez em 1932 pelo físico americano Anderson. Nos anos seguintes também foram previstas que todas a partículas teriam suas respectivas antíparticulas, anti-prontons, anti-neutros, e todas partículas foram observadas posteriormente também.
      A partir da década 20, a tecnologia permitiu construir equipamentos sofisticados chamados Aceleradores de Partículas. Elas são máquinas que usam o eletromagnetismo para fornecer energia a feixe de partículas subatômicas (prótons, elétrons, neutrons, anti-prontons e diferentes tipos de ions), acelerando-as a velocidadedas espantosamente altas. Os aceleradores mais modernos conseguem acelerar os prótons próximo 99% da velocidade da luz. Quando estão em altas velocidades, essas partículas são arremessadas contra outras, e o resultado dessa colisão são análisados na camara de bolha. Na década de 50 foi descoberta uma enormidade desses pedaços de particulas, mais elementares, chamados de bóson, fermions, hádrons, mésons (8 tipos), híperons (6 tipos), glúons (8 tipos), léptons, fótons, grávitons, múons, neutrino e tau. Foram tantas partículas descobertas que um físico brincou que se ele gostasse de decorar nomes, teria sido um botânico.
     O que se observa na natureza é que os dois tipo de simetria de troca (pretendo fazer um post sobre simetrias em breve), simétrica e anti-simétrica, são característicos dos sistemas físicos. Ou seja: para determinados sistemas os estados são sempre simétricos, enquanto que para outros os estados são sempre anti-simétricos. A simetria de troca não só não muda com o tempo, como também é sempre a mesma para um determinado sistema. Os sistemas do primeiro tipo são chamados de bósons (em homenagem ao físico indiano Satyendra Nath Bose), enquanto os do segundo tipo são chamados de férmions (em homenagem ao física italiano Enrico Fermi). Existe também uma relação entre o número quântico de spin S e a simetria de troca: todos os bósons têm spin inteiro, enquanto que todos os férmions têm spin semi-inteiro. As partículas constituintes do átomo, elétrons, prótons e nêutrons, têm todas spin semi-inteiro, S=1/2 e são, portanto, férmions. Note que a simetria se aplica a troca das coordenadas de duas partículas idênticas: dois prótons, dois elétrons, dois nêutrons. Não faz sentido, obviamente, trocar as coordenadas de um próton com as de um elétron. Das partículas de força, fótons, glúons e grávitons, o bóson mais importante é o fóton e o Bóson de Higgs.

Pequeníssima parte do LHC

      Assim como as outras partículas que foram previstas emm teoria para posteriormente serem descobertas em experimentos, o Bóson de Higgs é a única partícula do modelo padrão atômico que ainda não foi encontrada. Bóson de Higgs é uma partícula elementar surgida logo após ao Big Bang de escala maciça hipotética predita para validar o modelo padrão atual de partícula e representa a chave para explicar a origem da massa das outras partículas elementares. Desde que foi predito primeiramente em 1964 pelo físico britânico Peter Higgs, houve condições tecnológicas de buscar a possível existência do bóson até o funcionamento do LHC (Grande Colisor de Hádrons/Large Hadrons Collisor). O LHC é o maior e mais potente acelerador de partículas existente, localizado na fronteira da Suíça e França, a 175 metros abaixo do solo, tem 27km de circunferência. Concluído em 2008, o LHC sofreu alguns probleminhas técnico que impediu que ele funcionasse 100% até uns meses atrás.
     O Bóson de Higgs é a partícula chave desse modelo, a pedra fundamental para concluir o modelo subatômico atual. Por isso que o muitos cientistas estão tão esperançosos e ansiosos pelos resultado obtidos na última colisão realisada pelo LHC. A existência do Bóson de Higgs confirmará (ou não, caso ele não exista) o modelo padrão atômico, que é fruto de décadas de suor e trabalhos de gerações dos mais geniais físicos. Enquanto isso, aguardamos ansiosos os resultado.


Abraços
Bruno Martinez Ribeiro

Dança do Cientista Doidão

E agora todo mundo requebrando...

Crônicas Marcianas

Na década de 1950, o escritor estadunidense Ray BradBury (1920-) publicou várias histórias de ficção científica reunidas no livro Crônicas marcianas, no qual apresentava diversas histórias sobre a colonização de Marte e como os seres humanos enfrentariam esse desafio, inclusive contra os próprios marcianos que supostamente habitariam o planeta. Na publicação original, as histórias passam na virada do século 20 para o 21, quando as primeiras expedições tripuladas da Terra teriam chegado ao planeta. Hoje, no início da segunda década do século 21 estamos distantes de visitar pessoalmente Marte. No momento, apenas emissários robóticos visitam o planeta e nos mandam notícias de lá.

Antigas histórias

Os planetas (exceto Urano e Netuno) são conhecidos desde Antiguidade. A palavra planeta tem origem grega e significa ‘corpo errante’, pois os planetas se movem em relação às estrelas do céu. A eles os povos antigos associavam características divinas, pois seriam ‘seres especiais’ que caminhavam entre as estrelas. Marte brilha com uma cor avermelhada lembrando sangue e guerra. Por isso recebeu o nome do deus da guerra na mitologia greco-romana. Os movimentos de Marte no céu eram um grande desafio para os astrônomos antigos. Naquela época, acreditava-se que a Terra estava imóvel no centro do universo e todos os astros giravam em torno dela.

Marte apresentava um caprichoso movimento na forma de laçadas que não era explicado apenas pelo movimento circular. Foram propostos vários epiciclos, ou seja, uma circunferência em torno de um ponto imaginário, que descreve, a partir de seu novo ponto, uma outra circunferência (veja na figura ao lado). No ano de 1543, o astrônomo polonês Nicolau Copérnico (1473-1543) propôs um modelo para simplificar a descrição dos movimentos planetários. Ele colocou o Sol, e não a Terra, no centro do universo, com os planetas realizando órbitas circulares ao seu redor. Mas esse novo modelo, além de polêmico para época, não conseguia descrever com precisão os movimentos de Marte, mesmo utilizando epiciclos.

O problema da órbita de Marte foi resolvido só no século 17, pelo astrônomo e matemático alemão Johannes Kepler (1571-1630), a partir dos dados observacionais do astrônomo dinamarquês Tycho Brahe (1546-1601). Em 1609, ele conseguiu estabelecer as três leis do movimento planetário – as leis de Kepler – e deduziu que a órbita de Marte era uma elipse, com o Sol ocupando um dos focos. Só que a órbita de Marte é uma elipse com uma certa excentricidade. Isto faz com que o planeta apresente variações significativas de brilho. A diferença entre o afélio (o ponto mais distante do Sol) e o periélio (o mais próximo) é de aproximadamente 43 milhões de quilômetros, o que equivale a aproximadamente 17% do raio orbital. Quando Marte está mais perto do Sol e a Terra mais distante, ele fica muito brilhante. Em 2003, Marte fez uma das maiores aproximações da Terra, atingindo o tamanho aparente no céu de 25,1 segundos de arco – um segundo de arco equivale 1/3600 de um grau. A Lua tem diâmetro aparente de 0,5 grau, ou seja, 72 vezes maior que Marte na sua melhor aproximação. O próximo evento desse tipo será em 3 de março de 2012, quando Marte aparentará 14 segundos de arco de diâmetro.

Novas lendas

Em 1877, em uma das aproximações de Marte com a Terra, o astrônomo estadunidense Asaph Hall (1829-1907) descobriu as luas Fobos e Deimos, pequenos corpos com formato irregular e centenas de quilômetros de extensão. Nessa mesma época, o astrônomo italiano Giovanni Schiaparelli (1835-1910) divulgou a observação de uma intricada rede de linhas retas simples e duplas riscando áreas brilhantes do planeta. Ele as chamou de ‘canali’, que em italiano significa ‘canais’. A descoberta sugeria que Marte era habitado por seres inteligentes, que tinham construído uma elaborada rede de canais para transportar água dos polos marcianos (já conhecidos naquela época) para a região equatorial, que deveria ser mais seca.

O feito estimulou o estadunidense Percival Lowell (1855-1916), que construiu um grande observatório no Arizona, a observar Marte por mais de duas décadas, registrando dezenas de canais. Mas as recentes expedições espaciais não conseguiram observar os ‘canais marcianos’ de Schiaparelli e Lowell. Parece que não passaram de uma ilusão.

As expedições marcianas

Desde 1960 foram enviadas 43 missões espaciais para Marte, a maioria promovida pelos Estados Unidos e pela antiga União Soviética. Muitas foram um completo fracasso, dentre as quais algumas não conseguiram atingir Marte e outras sequer saíram da órbita da Terra. Outras tantas, no entanto, trouxeram informações importantes, como a Mariner 4, dos Estados Unidos, que em 1965 passou a 9.900 km de Marte e obteve imagens confirmando a atmosfera rarefeita e composta por gás carbônico do planeta. Já a sonda Mariner 9, lançada em 1971, entrou na órbita de Marte e mapeou cerca de 97% de sua superfície.

Em 1976, as sondas Viking 1 e 2 pousaram com sucesso em Marte, realizando inúmeros experimentos, inclusive alguns com o intuito de detectar vida no planeta. Os resultados obtidos foram inconclusivos e até hoje geram controvérsias. Nas décadas de 1990 e 2000, várias sondas foram enviadas a Marte com objetivo de conhecer melhor o planeta, sobretudo para procurar água ou alguma forma de vida, atual ou que existiu no passado. Os resultados mostraram que Marte já teve rios e que, atualmente, a água pode estar abaixo da superfície.

Neste ano, duas novas missões foram enviadas a Marte. A sonda Phobos-Grunt, da agência especial Russa, tinha como principal objetivo viajar até Fobos e retornar com material de lá. Contudo, houve problemas no lançamento. A missão fracassou e a espaçonave ficou na órbita da Terra; em breve, cairá em nosso planeta. A outra missão foi da Nasa – o Laboratório de Ciências de Marte (MSL, na sigla em inglês), apelidada de Curiosity (curiosidade, em português) –, lançada dia 2 de novembro. Essa sonda leva uma série de equipamentos, dentre os quais um veículo movido a energia nuclear, com 750 kg e 2,8 metros de comprimento (aproximadamente o tamanho de um automóvel), para explorar continuamente a superfície marciana. Novamente, o principal objetivo é responder se há (ou existiu) vida em Marte.

Marte é, sem dúvida, um dos planetas mais presentes no imaginário popular. A suposta existência de marcianos e a possibilidade de encontrar outras formas de vida estimulam a nossa curiosidade. De fato, muitas histórias e crônicas ainda serão contadas sobre o planeta vermelho.

Fonte: Por Dentro da Ciência

Gigantes da Ciência: Galileu Galilei

Galileu Galilei (1564-1642)
     Galileu Galilei nasceu na cidade de Pisa (a mesma da torre), em 15 de fevereiro de 1564 e morreu em Florença, no dia 8 de janeiro de 1642. Galileu foi um físico, matemático, astrônomo e filósofo italiano. Galileu Galilei foi personalidade fundamental na revolução científica Foi o mais velho dos sete filhos do alaudista Vincenzo Galilei e de Giulia Ammannati. Viveu a maior parte de sua vida em Pisa e em Florença, na época integrantes do Grão-Ducado da Toscana.
    Galileu foi excelente aluno na escola dominical e teve intenção de ingressar no monastério. Seu pai não permitiu e inscreveu-o na Universidade de Pisa para estudar medicina. Esse interesse na medicina sucumbiria quando Galileu descobriu o grande candelabro dependurado no teto da catedral de Pisa. Neste episódio descobriu o isocronismo do pêndulo, determinando que o seu período(ida e volta do pêndulo) não depende da massa e nem da amplitude da oscilação, mas apenas do comprimento do fio. Foi o primeiro a pensar que este fenômeno permitiria fazer relógios muito mais precisos, e já no final da sua vida viria a trabalhar no mecanismo que mais tarde seria a base da a invenção do relógio de pêndulo, pelo holandês Christiaan Huygens (1629-1695).
     Naquela mesma época, uma aula de geometria na universidade fez com que seu interesse migrasse para a Física. Desistiu de estudar medicina dois anos depois e decidiu estudar matemática com Otílio Ricci, discípulo do famoso Niccolò Tartaglia. Seu pai tampouco desejava que o filho estudasse matemática clássica e assim Galileu abandonou a universidade em 1585, sem obter o título e foi para Florença, onde deu aulas particulares para sobreviver e continuou os seus estudos de matemática, mecânica e hidrostática.

     Em 1592, ainda devido à influência de Guidobaldo del Monte, conseguiu a cátedra de matemática na Universidade de Pádua, onde passou os 18 anos seguintes, "os mais felizes da sua vida". Nesta universidade ensinou geometria, mecânica e astronomia. Em Pádua, descobriu as leis do movimento parabólico. Em Pádua conquistou reputação internacional e suas aulas eram frequentadas por até mil alunos. Nessa época Galileu realizou várias experiências sobre o problema de queda dos corpos. Para demonstrar que Aristóteles estava errado quando afirmou que “a velocidade de um corpo em queda é razão direta de seu peso”, ou seja, quanto mais pesado o corpo mais rápido cai. A história de que Galilei jogou dois corpo do alto da torre de Pisa é provavelmente apócrifa. Na verdade ele realizou experiências com bolas de ferro rolando sobre um plano inclinado, para ser mais fácil de observar.

Telescópio de Galileu

     Em 1609, em uma de suas frequentes viagens a Veneza com seu amigo Paulo Sarpi ouviu rumores sobre um telescópio (invenção feita em 1608, por Hans Lippershey, nos Países Baixos) que foi oferecido doge de Veneza. Ao tomar conhecimento que o instrumento era composto de duas lentes em um tubo, Galileu logo construiu um capaz de aumentar três vezes o tamanho aparente de um objeto, depois outro de dez vezes e, por fim, um capaz de aumentar 30 vezes.
     Mas Galileu foi o primeiro a fazer uso científico do telescópio, ao fazer observações astronômicas com ele. Descobriu assim que a Via Láctea é composta de miríades de estrelas (e não era uma "emanação" como se pensava até essa época), observou montanhas e crateras na Lua, manchas no Sol e descobriu ainda as luas de Júpiter. Essas descobertas foram feitas e divulgadas ao mundo no livro Sidereus Nuncius ("O Mensageiro das Estrelas") em março de 1610 ano em Veneza. A observação dos satélites de Júpiter, levaram-no a defender o sistema heliocêntrico de Copérnico, mostrando que nem todos corpos celetes devem, obrigatóriamente, orbitar em volta da Terra.
      A publicação do Sidereus Nuncius suscitou reconhecimento mas também diversas polêmicas. Em 1611 foi convocado a Roma para apresentar as suas descobertas ao Colégio Romano dos jesuítas, onde se encontrava o futuro Papa Urbano VIII, de quem ficou amigo, e o cardeal Roberto Bellarmino, que reconhece as suas descobertas. No mesmo ano acede à Accademia dei Lincei. Os matemáticos do Colégio Romano eram considerados as maiores autoridades daquele tempo e em 29 de março de 1611 Galileu apresentou suas descobertas em Roma: foi recebido com todas as honras pelo próprio papa Paulo V, pelos cardeais Francesco Maria Del Monte e Maffeo Barberini e pelo príncipe Federico Cesi, que o inscreveu na Accademia dei Lincei, por ele mesmo fundada havia oito anos.
     Em 1616, a Inquisição (Tribunal do Santo Ofício) pronunciou-se sobre a Teoria Heliocêntrica declarando que a afirmação de que o Sol é o centro imóvel do Universo era herética e que a de que a terra se move estava "teologicamente" errada, contudo nada fora pronunciado a nível científico. O livro de Copérnico De revolutionibus orbium coelestium, entre outros sobre o mesmo tema, foi incluído no Index librorum prohibitorum ("Índice dos livros proibidos"). Foi proibido falar do heliocentrismo como realidade física, mas era permitido referir-se a este como hipótese matemática (de acordo com esta ideia o livro de Copérnico foi retirado do Index passados quatro anos, com poucas alterações).
     No ano de 1632, Galileu escreveu sua mais famosa obra Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo ("Diálogo sobre os dois principais sistemas do mundo"), onde voltou a defender o sistema heliocêntrico e a utilizar como prova a sua teoria incorreta das marés. É um diálogo entre três personagens: Salviati (que defende o heliocentrismo), Simplício (que defende o geocentrismo e é um pouco tonto) e Sagredo (um personagem neutro, mas que termina por concordar com Salviati). Esta obra foi decisiva no processo da Inquisição contra Galileu.
     Ao criticar abertamente a física aristotélica e o sistema geocêntrico de Ptolomeu (127-145 d.C.), o italiano acabou recebendo sua primeira advertência formal da Inquisição, que condenava as teorias sobre o movimento da Terra e proibia o ensino do sistema heliocêntrico de Copérnico como verdade (na introdução de seu livro, Copérnico explica que seu metodo Heliocêntrico é apenas uma ferramenta matemática que simplificava o cálculo das órbitas dos corpos celestes, e não como uma descrição da realidade). Quando publicou seu polêmico "Diálogo", logo recebeu uma ordem para se apresentar em Roma.
     Após tres meses de exaustivas sessões de interrogatório, Galileu foi acusado pelo Tribunal do Santo Ofício e, em 22 de junho de 1633, obrigado a renegar sua certeza de que a Terra não estava imóvel no espaço, utilizando a frase “abjuro, maldigo e detesto os citados erros e heresias”. Galileu teve sua obra proibida e foi condenado à prisão domiciliar perpétua. Reza a lenda que, ao sair do tribunal após sua condenação, disse uma frase célebre: "Eppur si muove!", ou seja, "contudo, ela se move", referindo-se à Terra.
     Galileu faleceu com quaser 78 anos, em 6 de janeiro de 1642. Sua importância vai muito além do histórico confronto com a Inquisição. Em torno dele criaram-se muitas lendas e equívocos. Foi enterrado na Basílica de Santa Cruz em Florença, onde também estão Machiavelli e Michelangelo.

Como Euler "provou" a existência de Deus

L. Euler (1707-1783)

Estava fazendo um post sobre religião, e comecei a ler um livro que tem a introdução que transcrevi abaixo, apesar do foco do livro não ser a discusão religiosa.  Como ainda deve demorar pra terminar o post sobre religião, resolvi fazer este em separado.

"... no dia em que o grande matemático alemão Leonhard Euler encontrou-se com o eminente intelectual francês Denis Diderot, ateu convicto, a quem apresentou uma prova matemática, espúria, da existência de Deus. Segundo parece, Euler aceitara um convite de Diderot, que ao tempo se encontrava na corte do czar russo. No dia da sua chegada, Euler procurou Diderot e proclamou: 'Monsieur, (a+bⁿ)/n=X, donc Dieu existe; répondez!' (Cavalheiro, (a+bⁿ)/n=X, portanto, Deus existe. Responda!) Anteriormente, Diderot tinha já eloquente e vigorosamente refutado numerosos argumentos filosóficos para a existência de Deus, mas neste momento, incapaz de compreender o significado da equação matemática, que Euler lhe apresentara, sentiu-se intimidado e não proferiu palavra."

Livro: "Pontes para o infinito. O lado humano das matemáticas", de Micheal Guillen,  ed. Gradiva (1987), pág. 9-10.

O trecho que copiei acima não serve para mostrar a existência Deus, porque a matemática não trata de provar ou negar a existência de objetos reais, mas serve para ilustrar o que pode fazer o medo e a ignorância da matemática: perder uma discussão.

15 Fatos curiosos e pouco conhecidos da ciência

1. Um iceberg  contém mais calor do que um palito de fósforo acesso. A razão é o tamanho da inclinação do iceberg;

2. Respiração das cavernas. Elas inspiram e expiram uma grande quantidade de ar quando a pressão barométrica da superfície muda, e o ar avança dentro ou fora procurando equilíbrio;

3. Apesar das chances de ser atingido por um meteorito  serem bem pequenas, existem de alguns casos documentados: Em 21 de junho de 1994, Jose Martin, da Espanha, estava dirigindo com sua esposa perto de Madrid, quando um meteoro de 1,4 quilogramas bateu em seu pára-brisa, inclinando a roda dianteira e parando no assento traseiro. Martin teve um dedo quebrado enquanto sua esposa saiu ilesa;

4. Quando uma nova abelha rainha aparece na colméia, ela “pia”  ( cantando repetidamente em SOL sustenido ou nota LÁ) para incitar suas abelhas subordinadas a brigarem por ela, caso uma outra rainha da colméia queira matá-la;

5. Existe uma hipótese de que o sol tem uma companheira que está a 1 e 1.5 anos luz de distância. Acredita-se que tem uma órbita elíptica que, a cada 26 milhões de anos, envia matéria em direção à Terra causando extinção em massa. A estrela, se existir, é possivelmente uma anã vermelha ou marrom. Seu o nome seria Nemesis ou “Estrela da Morte”.

6. Fulgurito (foto ao lado) é o nome para um fóssil de relâmpago. Eles são tubos de vidros naturais e côncavos formados de quartzo de areia, ou sílica, e são formadas quando um relâmpago, com a temperatura de pelo menos 1.800°C, derrete instantaneamente a sílica em uma superfície condutiva e gruda os grãos entre si.




7. Quando Anders Celsius (1701 – 1744) criou a escala de Celsius, inventou de forma contrária que, o 0°C seria o ponto de ebulição da água e 100°C seria o ponto de congelamento. Isso foi revertido no ano de sua morte por Carolus Linnaeus.

8. Quando derruba-se bolas de vidro e aço em uma superfície muito dura e rígida, elas irão pular mais alto que bolas de borracha. A razão é que bolas de borracha se deformam no impacto, achatando na superfície e voltando.

9. A 65 milhões de anos, um meteoro colidiu em Chicxulub, no México, causando megatsunamis a milhares de metros de altura. Especula-se que este impacto seria a primeira causa da extinção de dinossauros.

10. O som viaja muito mais rápido no aço do que do ar: O som percorre em 5100 m/s direto do aço, 1480 m/s da água e 330 m/s do ar.

11. A maioria dos icerbergs é de água doce causados pelas geleiras do continente. Alguns icebergs da água do mar existem – e são verdes. Quando um iceberg pega água do mar, cria listras verdes. A água normal congela mais rápido em um iceberg podendo causar listras azuis.

12. O som do estalo de um chicote é na realidade um estrondo supersônico – é porque a ponta do chicote fica mais rápido do que a velocidade do som. O chicote foi o primeiro invento do homem capaz de ultrapassar a barreira do som.

13. Atualmente a Terra está no meio de uma ‘idade do gelo’ que começou por volta de 2,58 milhões de anos atrás. Nós estamos no período interglacial que começou entre 10,000 e 15,000 anos atrás e pode durar mais de 50,000 anos, antes da glaciação global começar novamente.

14. A companhia de software para vídeo game Nintendo começou seus negócios em 1889 como “Nintendo Koppai”. Sua primeira produção? Baralhos.

15. O primeiro reator nuclear do mundo foi construído em uma quadra de squash/tênis debaixo de um estádio de futebol em Chicago, em 2 de dezembro de 1942. Embora só gerasse força suficiente para a acender um holofote, foi provado que a energia nuclear era possível.

Deus, o Universo e Tudo Mais: entrevista com 3 grandes nomes da ciência

"Deus, o Universo e tudo mais" é um colóquio educacional que tenta abarcar a teoria unificada das leis físicas que governam o Universo conhecido. São discutidos em detalhes os tópicos sobre o Big Bang,   a expansão do Universo, buracos negros, vida extraterreste e as origens da criatividade. Esta entrevista (1988), apresentada por Magnus Magnusson, conta com participação dos convidados ilustres:

Stephen Hawking: físico teórico britânico que dedicou sua vida a estudar as leis do espaço e do tempo descritas pela Teoria da Relatividade de Einstein.

Carl Sagan: foi astronomo grande divulgador da ciência, envolvido no programa espacial americano e em ciência planetária.

Arthur C. Clarke: escritor britânico, famoso pelo clássico de ficção científica "2001: Uma Odisseia no Espaço".
Assista a versão traduzida para português AQUI

POESIA MATEMÁTICA (Millôr Fernandes)

Um Quociente apaixonou-se
Um dia
Doidamente
Por uma Incógnita.
Olhou-a com seu olhar inumerável
E viu-a, do Ápice à Base…
Uma Figura Ímpar;
Olhos rombóides, boca trapezóide,
Corpo ortogonal, seios esferóides.
Fez da sua
Uma vida
Paralela à dela.
Até que se encontraram
No Infinito.
“Quem és tu?” indagou ele
Com ânsia radical.
“Sou a soma do quadrado dos catetos.
Mas pode chamar-me Hipotenusa.”
E de falarem descobriram que eram
- O que, em aritmética, corresponde
A alma irmãs -
Primos-entre-si.
E assim se amaram
Ao quadrado da velocidade da luz.
Numa sexta potenciação
Traçando
Ao sabor do momento
E da paixão
Retas, curvas, círculos e linhas sinoidais.
Escandalizaram os ortodoxos
Das fórmulas euclideanas
E os exegetas do Universo Finito.
Romperam convenções newtonianas
E pitagóricas.
E, enfim, resolveram casar-se.
Constituir um lar.
Mais que um lar.
Uma Perpendicular.
Convidaram para padrinhos
O Poliedro e a Bissetriz.
E fizeram planos, equações e
Diagramas para o futuro
Sonhando com uma felicidade
Integral
E diferencial.
E casaram-se e tiveram
Uma secante e três cones
Muito engraçadinhos.
E foram felizes
Até àquele dia
Em que tudo, afinal,
Se torna monotonia.
Foi então que surgiu
O Máximo Divisor Comum…
Frequentador de Círculos Concêntricos.
Viciosos.
Ofereceu-lhe, a ela,
Uma Grandeza Absoluta,
E reduziu-a a um Denominador Comum.
Ele, Quociente, percebeu
Que com ela não formava mais Um Todo.
Uma Unidade.
Era o Triângulo,
Chamado amoroso.
E desse problema ela era a fracção
Mais ordinária.
Mas foi então que Einstein descobriu a
Relatividade.
E tudo que era expúrio passou a ser
Moralidade
Como aliás, em qualquer
Sociedade.

Google

Gugol (google ou googol) é o número 10¹ºº, ou seja, 1 seguido de 100 zeros.

Esse nome surgiu quando em certa ocasião, o matemático americano Edward Kasner, em 1938, perguntou ao seu sobrinho de 9 anos, Milton Sirotta, qual era o maior número que existia. A resposta do menino (algo como guuugol) não foi muito animadora, mas na mente de Kasner isso virou uma bela brincadeira. Em homenagem ao sobrinho, ele chamou de gugol ("googol", em inglês) o número 1 seguido de 100 zeros ou, dizendo de outra forma, o número 10 elevado a 100.

Edward Kasner apresentou o googol em seu livro "Matemática e Imaginação". O googol é "aproximadamente" igual ao 70! (fatorial de 70). No sistema binário, seriam necessários 333 bits para representá-lo.

Em seguida, usou o gugol como base para denominar um número ainda maior: o gugolplex, que equivale a "10 elevado a 1 gugol". Imagine quantas folhas de papel seriam necessárias para escrever o número gugolplex por entenso.

Também existe as figuras geométrica gugólgono e gugoledro. Gugólgono é uma polígono com um gugol de lados e o gugoledro é um poliédro com um gugol de faces.

Biologia Quântica: a mecânica quântica da fotossíntese

     Biologia quântica? Mas a física quântica já não era complicada o suficiente? Alguns cientistas da Universidade de Toronto resolveram complicar mais ainda, e dizem terem observado processos de mecânica quântica na fotossíntese de uma alga marinha.
     Complexos coletores de luz são usados na fotossíntese para capturar a luz solar e convertê-la em energia para a planta. Os cientistas dizem terem estudado algas em temperaturas mais baixas, com uma tecnologia complexa de laser.
      Eles estimularam as algas com o laser, imitando a luz solar. Isso deu aos especialistas a chance de monitorar as atividades das algas após a absorção da energia com mais tempo. Qual não foi a surpresa deles quando eles descobriram que, para que a luz seja transformada em proteína, há todo um processo quântico?
O estudo sugere que a energia gerada fica em dois lugares ao mesmo tempo (propriedade da mecânica quântica, chamada sobreposição quântica).
      Esses resultados levantam algumas questões fascinantes: será que as plantas evoluíram de forma a usar as leis quânticas por isso se tornar uma vantagem evolucionária? Será que as plantas entendiam as leis quânticas dois bilhões de anos antes que nós?

Fonte: Hyperscience

Livro: O Universo numa Casca de Noz, de Stephen Hawking

     Olá pessoas! Neste post vou falar um pouco sobre o livro O Universo numa Casca de Noz, escrito pelo brilhante matemático, astrofísico e doutor em cosmologia Stephen Hawking. Esse foi o primeiro livro do gênero que li, e o motivo de me apaixonar pela física. Neste livro ele propõe suas idéias, com uma linguagem simplificada, e apresenta de forma mais atraente diversos segmentos da física teórica.
     Apesar do tema do livro não ser dos mais o populares,  esse livro foi escrito direcionado para o público em geral. O livro contém um total de 7 capítulos, os 2 primeiros capítulos fazendo uma pequena introdução e revisão da ciência até os dias de hoje, e os seguintes capítulos abordando os temas mais atuais da ciência de forma independente, quem não conseguir entender um dos seguintes capítulos, pode ler o seguinte pois não depende do anterior.
     O livro inicia falando de como  a Teoria da Relatividade de Einsten mudou o mundo, mas não sem antes revisar os conceitos fundamente da física newtoniana. Na sequência Hawking descreve a Forma do Tempo, como mudou a visão sobre o Tempo e a união do Espaço com o Tempo. No capítulo seguinte o escritor aborda o tema de múltiplas histórias do universo e as múltiplas formas do universo. O quarto capítulo fala sobre previsões do futuro, como o determinismo de newton falhou em fazer essas previsões. O capítulo cinco toca na possíbilidade de viagens no tempo. No capítulo seguinte o autor especula o futuro da vida biológica e eletrônica. E no último capítulo, fala da possibilidade de vivermos dentro de membras, ou de todos sermos hologramas.

     Nessa viagem ,o leitor é apresentado a gênios responsáveis pelos muitos avanços da Física, dando grande destaque à física teórica e moderna. Albert Einstein, Richard Feynman, James Maxwell, Max Planck, Roger Penrose (muito citado por ser seu parceiro em teorias e descobertas como os Teoremas de singularidade Penrose-Hawking), Isaac Newton, Edwin Hubble, Grassman, entre outros, são alguns dos estudiosos que aparecem como personagens essenciais no livro, e suas teorias e conclusões como a experiência de Michelson-Morley, o paradoxo dos gêmeos, a constante cosmológica, buracos negros, teoria quântica, singularidades, princípio da incerteza, o conceito de tempo, teoria de Yang-Mills, álgebra de Grassmann, teoria das cordas, as "p-branas", supergravidade com 11 dimensões, teoria do tempo imaginário, holografia, entropia e muito mais, são explanadas de modo simplório e divertido pelo professor Hawking.
     O título do livro foi inspirado em uma obra de Shakespear.  "Eu poderia viver recluso numa casca de noz e me considerar rei do espaço infinito..." em sua obra "Hamlet" ,ato 2,cena 2. Trecho muito citado por Hawking em sua obra, que em sua concepção significa que não devemos ficar reclusos em nosso próprio "universo", e sim expandindo nossos pensamentos ao infinito,o que cai bem a sua área, a física teórica.

É possível reverter a Entropia total do Universo????

     Olá pessoal! Quem quer ganhar 1 bilhão de dólares??? É simples, basta responder a pergunta: "É possível reverter a Entropia total do Universo?". Essa pergunta foi feita no conto do escritor de ficção científica Isaac Asimov, chamado "A Última Pergunta". Mas que diabos é Entropia??? Entropia é outro monstro incompreensível da física, parte por não ser um tema abordado no colégio regular, e parte por ser incompreensível mesmo. Para podermos entender oque é Entropia, precisamos entrar em temas como Energia e Calor.

     Bom, a entropia é uma grandeza que relacionada com a Teoria da Termodinâmica (estudo do calor). E é impossível falar em entropia sem falar no pai desse monstro, Rudolf Julius Emmanuel Clausius. Antes dele, os físicos tinham começado a compreender os complexos comportamentos da terra, do ar e da água; mas seria Clausius, em 1850, o primeiro a descobrir a verdadeira natureza do fogo, talvez o mais misterioso de todos os elementos enunciados por Aristósteles.

Só pra dar vontade

     O calor é apenas um tipo de energia. Existem também a energia elétrica, cinética, e muitas outras. A energia é vital para a civilização. Durtante 99,9% da existência humana, as sociedades primitivas foram nômades, dependendo da caça e coleta de frutos para subsistir numa vida de muita escassez. A vida era brutal e curta. A energia disponível para nós era um quinto de um cavalo-vapor, ou seja, a potência de nossos próprios músculos. Análises de ossos de nossos ancestrais mostram evidências desse enorme desgaste.

     Mas passada a última era glacial, há cerda de dez mil anos, descobrimos a agricultura e domesticamos os animais, especialmente o cavalo, gradualmente elevando nossa produção de energia a um ou dois cavalos-vapor. Isso deu início a primeira grande revolução da história. Com cavalos e bois, o homem tinha energia para arar um campo inteiro sozinho, viajar dezenas de quilometros num dia ou para carregar centenas de quilos de pedras e grãos de um lugar para outro. Pela primeira vez na história, as famílias tinham excedente de energia e o resultado foi a fundação de nossas primeiras cidades. A sociedade podia agora se dar o luxo de sustentar uma classe de artesãos, arquitetos, construtores e escribas. Logo grandes pirâmides e impérios foram erguidos nos desertos e selvas.

     Então, há cerca de trezentos anos, aconteceu a segunda revolução. Com a chegada das máquinas e da força a vapor, a energia disponível para uma única pessoa subiu para dezenas de cavalo-vapor. Utilizando locomotiva a vapor, as pessoas podiam atravessar continentes inteiros em poucos dias, máquinas podiam arar milhares de quilometro de campo e permitir a construção de imensos aranha-céus. Hoje estamos em meio da terceira revolução, a da informação. Com a população crescendo cada vez mais e o nosso voraz apetite por eletricidade e potência, nossas necessidades de energia aumentaram vertiginosamente e nosso suprimento de energia está sendo levado ao limite. A energia disponível para um único individuo agora é medida em milhares de cavalo-vapor.

     Em todo universo existem apenas dois tipos de processos. Os reversíveis, que cujas consequências se podem revogar, e o irreversíveis, que têm consequências impossíveis de revogar. Por serem perfeitamente revogáveis, os processos reversíveis podem desenrolar-se continuamente, para frente e para trás, e para frente novamente, add infinitum. Pelo contrário, os processos irreversíveis são mortais. À medida que se desenrolam, deterioram-se de alguma forma indelével. "A vida seria infinitamente mais feliz, se pudéssemos nascer com 80 anos e atingir gradualmente os 18", lamentava-se Mark Twain. Embora pudesse ser verdade, a vida era um processo irreversível.

     O filósofo seiscentista Isaac Newton notou que o caráter geral do universo aparentava ser de alguma forma reversível: os objetos rolavam pelas encostas abaixo e acima, pêndulos balançavam de um lado para o outro, as coisas explodiam e implodiam, em suma, para cada processo natural que se desenvolvia de determinada forma parecia existir outro processo natural oposto. Seria então o universo um perpetuo mobile, destinado a existir para sempre? Durante a maior parte do século XVIII, os filósofos naturalistas tenderam a responder que sim, mas nos finais de 1700, os mesmos ficaram agastados ao descobrir que o cosmos não era afinal completamente reversível: existêm vários processos para os quais não parecia haver nenhuma contrapartida oposta, e pelo menos dois deles estavam relacionado ao calor.

     Em primeiro lugar, o calor aparentava fluir sempre do quente para o frio, e nunca do frio para o quente. Por exemplo, verificava-se sempre o aquecimento da chaleira com água colocada sobra a foqueira incandescente, nunca a água ficava mais fria e a foqueira mais quente. Em segundo lugar, a fricção transformava sempre o movimento sem calor e nunca ao contrário. De fato, se acontecesse, o mundo seria um lugar estranho, onde as pedras aquecidas pelo sol começariam a mover-se por sí próprias. A existência de tais processos irreversíveis implicava que o universo estava, tal como a vida, envelhecendo.

     Clausius nasceu no dia 2 de janeiro de 1822. Precisamente neste ano, um jovem engenheiro francês dava origem a uma nova era. Após anos de trabalho, Sadi Carnot publicara sua magnum opus, Reflexões sobre a Força Motriz do Calor, a qual viria a influenciar Clausius. Tal como os franceses, os ingleses já empregavam máquinas a vapor para produção industrial. Carnot sentia-se envergonhado pelo fato das máquinas inglesas serem mais eficientes doque as francesas: para mesmas quantidades de combustível, as máquinas inglesas produziam mais trabalho.

     As máquinas a vapor queimavam madeira ou carvão para converter água em vapor. A alta pressão do vapor enchia os cilindros dos motores, empurrando os pistões para baixo, ao libertar-se o vapor sai por uma válvula de escape e os pistões voltam a posição original, repetindo esse ciclo inúmeras vezes. As máquinas a vapor eram um conjunto complexo de maquinaria, mas o efeito essencial era simples: fornecia-lhes calor e elas forneciam trabalho. Nessa época era comum pensar que a trabalho produzido dependia unicamente do temperatura da caldeira, quanto mais quente fosse, mais vapor produziria, e mais trabalho por consequência. Parecia senso comum, mas Carnot mostrou que não: em sua obra prima, ele prova que o trabalho produzido por uma máquina depende da diferença de temperatura entre a caldeira e o radiador, oque ficou conhecido como Princípio de Carnot.

     Clausius ficou surpreso também, ao descobrir que Carnot fizera outra descoberta igualmente importante. De acordo com seu princípio, uma máquina cuja temperatua entre caldeira e radiador fosse de 160 e 40 graus celsius respectivamente, produziria uma potência de cerca de 2,8 milhões de toneladas-metro por cada tonelada de carvão consumido. Todavia Carnot mediu a potência de saída de um grande número de máquinas e descobriu que os melhores engenhos ingleses produziam apenas um vigésimo daquele valor. Os franceses eram ainda piores. Simplesmente o motor ideal de Carnot representava uma máquina de movimento perpétuo (moto-perpétua). Isso vai ser assunto de outro post.

     Em 1814, um tal de Julius Robert von Mayer, nascia na Baviera. embora estivesse condenado a uma vida trágica, suas idéias mudaram para sempre a termodinâmica, formulariam a primeira lei da termodinâmica, e auxiliariam um dia a Rudolf Clausius a formular a segunda lei. Mayer foi um médico e não tinha conhecimentos de física. Enquanto jovem, estudante num seminário, ficou com a impressão de que a ciência não tinha todas as respostas. Mas tarde na faculdade de Medicina, ficou com a impressão que a religião também não tinha todas as respostas. Não satisfeito com nenhuma das duas tradições, Mayer anunciou a sua teoria sobre a criação do Mundo. No pincipio, imaginou, o universo foi criado por uma força poderosa chamada Ursache, palavra alemã para causa. Mayer afastou os teólogos por não se referir a um Deus, e os cientistas por se referir a um Ursache sobre natural.

     Foi portanto sem surpresa que foi rejeitado quando tentou problicar suas teorias no Anais de Física e Química, umas das mais prestigiadas publicações científicas da época. Enquanto trabalhava como médico a bordo de um navio holandês nas Índias Orientais, notou que o sangue dos marinheiros era muito mais vermelho quando próximo aos trópicos. Este fenônemo constituía uma validação inesperada da popular teoria calórica e das ideias de Lavoisier sobre combustão biológica. Nos países baixos, o tempo frio forçava os corpos a gerar bastante calor. Em climas mais quentes o mecanismo de combustão corporal desacelerava, consumindo menos ar inalado. O excedente de oxigênio causava e vermelhidão intensa. Ele deu um passo adiante em seu raciocínio: o esforço muscular (trabalho) também produz calor e deve haver uma relação entre trabalho e calor. Se fosse anunciada por qualquer outro esta teoria seria saudada pelos amantes da teoria calórica. Todavia, proveniente daquele jovem bávaro, a publicação suscitou pouca reação.

    Sentindo derrotado, Mayer não desistiu. Decidiu incorporar sua teoria do calor com a teoria da Ursache. De acordo com Mayer, a enorme força única se dividira em muitas forças mais pequenas, que ainda estava a se dividir. Por exemplo, a força do Sol se dividia em força luminosa e força termica, sendo ambas transformadas pelas plantas em força química (alimento). Consumido por seres vivos, essa força química se dividiria em força mecânica, força acústica, força elétrica (impulso neurais) e força térmica. Qual foi a grande conclusão de Mayer? A soma das intensidades de todas as forças divididas era igual a intensidade da Ursache original.

     A primeira lei da termo dinâmica hoje é uma das grandes lei da Física. O Calor é uma Energia. É simplesmente uma reafirmação da Lei da Conservação de Energia: a energia não é criada nem destruída, mas pode ser alterada de uma forma para outra. Mas em 1842 embora o Dr. Mayer conseguisse publicar sua teoria, ela foi amplamente ignorada. A maior parte de seus colegas rejeitou-a simplesmente pela reputação excêntrica de seu autor. O desespero do médico não deixou de aumentar nos anos seguintes, Mayer já tinha atingido o limiar da depressão e os médicos ameaçavam interna-lo num hospício. Certa noite: incapaz de dormir, saltou da cama e atirou-se pela janela do seu 2° andar. Infelizmente para si, não conseguiu suicidar-se.

     Clausius nasceu em Koszalin, na província da Pomerânia. Começou sua educação básica na escola de seu pai. Após alguns anos, fez o ginásio em Szczecin. Clausius se formou na Universidade de Berlim em 1844, onde estudou matemática e física. Ele também estudou história. Durante 1847, obteve o doutorado na Universidade de Halle sobre efeitos ópticos na atmosfera da Terra. Ele então tornou-se professor de Física na Escola Real de Artilharia e Engenharia de Berlim e professor na universidade de Berlim. Em 1855 tornou-se professor na Politécnica de Zurique, o Instituto Federal Suíço de Tecnologia, em Zurique, onde permaneceu até 1867. Durante esses anos Clausius estudou exaustivamente os trabalhos de Carnot, Joule e Mayer.

     Em 1850, publicou o artigo com nome extenso: "Sobre a força motriz do calor, e sobre as leis que podem ser deduzidas da teoria do calor". De acordo com Clausius, no caso da experiência de Joule assistia-se a transformação de energia elétrica em térmica, isto é, a medida que o fio condutor aumentava de temperatura, a eletricidade abrandava, e vice-versa. De acordo com Clausius, o Princípio de Carnot não errava ao afirmar que o trabalho ideal produzido por uma máquina era apenas determinado pela diferença de temperatura entre a caldeira e o radiador. Somente alguma parte do calor era perdida, atravessando as paredes do motor e sendo irradiado inutilmente para atmosfera. De forma similar o corpo humano, do total da energia química (alimentos), apenas uma fração era convertida em energia mecânica. Grande parte dela era convertida em subprodutos. Nenhuma máquina parecia ser capaz de funcionar sem perdas, convertendo 100% do combustível em trabalho útil.

     Apesar disto as máquinas sempre obedeciam ao princípio de conservação da energia. Desse ponto iniciou o raciocínio ao invocar dois exemplos familiares de comportamento irreversível do calor. Em primeiro lugar, o calor parecia fluir sempre do quente para o frio, e nunca ao contrário. Segundo o atrito transformava energia mecânica em calor, e não existia na natureza qualquer processo semalhante de converter calor em movimento. Esse comportamento assimétrico do calor representava dois tipos de transformação: variação de temperatura e variação de energia. Seriam essas duas variações diferentes? Ou apenas duas facetas do mesmo fenômeno? Por analogia, Clausius decidiu propor algo novo: as variações de energia e temperatura constituíam apenas duas variedades da mesma coisa, Entropia.

     A entropia aparece geralmente associada ao que se denomina, não em senso comum, de "grau de desordem" de um sistema termodinâmico. Trabalho pode ser completamente convertido em calor, e por tal em energia térmica, mas energia térmica não pode ser completamente convertida em trabalho. A segunda lei da termodinâmica diz que muitos processos na natureza são irreversíveis: o combustível queimado está perdido pra sempre, o omelete não volta para o ovo, máquinas isoladas não podem permanecer em movimento pertpétuo, e assim por diante. Em 1865, Clausious usou o termo entropia como uma medida de desordem ou aleatoriedade de um sistema. Quanto mais aleatório e desordenado, maior a entropia do sistema. O escritor de ficção científica, John Campbell, forneceu a seguinte interpretação das leis da termodinâmica:

1°- Você não pode vencer

2°- Você não pode empatar

3°- Você não pode sair do jogo

      Apesar do aspecto diferente, as variações de energia e de temperatura podiam ser comparadas com a mesma medida. Uma torrente de questões inundou a mente do físico: qual era exatamente a soma total das variações de Entropia em todo Universo? Para calcular tal empreitada, Clausius dividiu num sistema simples de contabilidade: as variações naturais(café quente esfriando) seriam tratadas como variações positivas, ou seja, a entropia aumenta. E todas variações antinaturais(geladeiras, máquinas a vapor) seriam variações negativas, então a entropia diminui. Ao analisar as máquinas e os processos, Clausius chegou a uma terrível conclusão: as variações positivas sempre excedem as negativa. Ou seja a Entropia sempre aumenta.

     Essa conclusão selou o destino do Universo: assim como o cigarro após queimado não pode se tornar cigarro novamente, as estrelas após queimarem todo seu combutível, não poderam tornar-se novamente estrela. O universo terá um fim numa melancólica vastidão escurida e fria. Claro que isto demorará alguns bilhões de anos, mas será que até lá a humanidade não descobrirá algum processo antinatural para reverter a entropia do universo? É nisso que se baseia o conto "A Última Pergunta" de Isaac Isamov, que me motivou a escrever este post. Apesar de eu não gostar de fazer post muito grande, achei que valia a pena postar aqui o conto, pois a visão do futuro da universo de Asimov, a evolução da humanidade e da tecnologia são fantástico, assim como o final surpreendente (de arrepiar) e também a resposta para a Última Pergunta.

     Espero que gostem tanto deste posto como do conto de Asimov.

     Abraços a todos!

     Bruno Martinez Ribeiro

A Última Pergunta - Isaac Asimov

A última pergunta foi feita pela primeira vez, meio que de brincadeira, no dia 21 de maio de 2061, quando a humanidade dava seus primeiros passos em direção à luz. A questão nasceu como resultado de uma aposta de cinco dólares movida a álcool, e aconteceu da seguinte forma...

Alexander Adell e Bertram Lupov eram dois dos fiéis assistentes de Multivac. Eles conheciam melhor do que qualquer outro ser humano o que se passava por trás das milhas e milhas da carcaça luminosa, fria e ruidosa daquele gigantesco computador. Ainda assim, os dois homens tinham apenas uma vaga noção do plano geral de circuitos que há muito haviam crescido além do ponto em que um humano solitário poderia sequer tentar entender.

Multivac ajustava-se e corrigia-se sozinho. E assim tinha de ser, pois nenhum ser humano poderia fazê-lo com velocidade suficiente, e tampouco da forma adequada. Deste modo, Adell e Lupov operavam o gigante apenas sutil e superficialmente, mas, ainda assim, tão bem quanto era humanamente possível. Eles o alimentavam com novos dados, ajustavam as perguntas de acordo com as necessidades do sistema e traduziam as respostas que lhes eram fornecidas. Os dois, assim como seus colegas, certamente tinham todo o direito de compartilhar da glória que era Multivac.

Por décadas, Multivac ajudou a projetar as naves e enredar as trajetórias que permitiram ao homem chegar à Lua, Marte e Vênus, mas para além destes planetas, os parcos recursos da Terra não foram capazes de sustentar a exploração. Fazia-se necessária uma quantidade de energia grande demais para as longas viagens. A Terra explorava suas reservas de carvão e urânio com eficiência crescente, mas havia um limite para a quantidade de ambos.

No entanto, lentamente Multivac acumulou conhecimento suficiente para responder questões mais profundas com maior fundamentação, e em 14 de maio de 2061, o que não passava de teoria tornou-se real.

A energia do sol foi capturada, convertida e utilizada diretamente em escala planetária. Toda a Terra paralisou suas usinas de carvão e fissões de urânio, girando a alavanca que conectou o planeta inteiro a uma pequena estação, de uma milha de diâmetro, orbitando a Terra à metade da distância da Lua. O mundo passou a correr através de feixes invisíveis de energia solar.

Sete dias não foram o suficiente para diminuir a glória do feito e Adell e Lupov finalmente conseguiram escapar das funções públicas e encontrar-se em segredo onde ninguém pensaria em procurá-los, nas câmaras desertas subterrâneas onde se encontravam as porções do esplendoroso corpo enterrado de Multivac. Subutilizado, descansando e processando informações com estalos preguiçosos, Multivac também havia recebido férias, e os dois apreciavam isso. A princípio, eles não tinham a intenção de incomodá-lo.

Haviam trazido uma garrafa consigo e a única preocupação de ambos era relaxar na companhia do outro e da bebida.

"É incrível quando você pára pra pensar…," disse Adell. Seu rosto largo guardava as linhas da idade e ele agitava o seu drink vagarosamente, enquanto observava os cubos de gelo nadando desengonçados. "Toda a energia que for necessária, de graça, completamente de graça! Energia suficiente, se nós quiséssemos, para derreter toda a Terra em uma grande gota de ferro líquido, e ainda assim não sentiríamos falta da energia utilizada no processo. Toda a energia que nós poderíamos um dia precisar, para sempre e eternamente."

Lupov movimentou a cabeça para os lados. Ele costumava fazer isso quando queria contrariar, e agora ele queria, em parte porque havia tido de carregar o gelo e os utensílios. "Eternamente não," ele disse.

"Ah, diabos, quase eternamente. Até o sol se apagar, Bert."

"Isso não é eternamente."

"Está bem. Bilhões e bilhões de anos. Dez bilhões, talvez. Está satisfeito?"

Lupov passou os dedos por entre seus finos fios de cabelo como que para se assegurar de que o problema ainda não estava acabado e tomou um gole gentil da sua bebida. "Dez bilhões de anos não é a eternidade"

"Bom, vai durar pelo nosso tempo, não vai?"

"O carvão e o urânio também iriam."

"Está certo, mas agora nós podemos ligar cada nave individual na Estação Solar, e elas podem ir a Plutão e voltar um milhão de vezes sem nunca nos preocuparmos com o combustível. Você não conseguiria fazer isso com carvão e urânio. Se não acredita em mim, pergunte ao Multivac."

"Não preciso perguntar a Multivac. Eu sei disso"

"Então trate de parar de diminuir o que Multivac fez por nós," disse Adell nervosamente, "Ele fez tudo certo".

"E quem disse que não fez? O que estou dizendo é que o sol não vai durar para sempre. Isso é tudo que estou dizendo. Nós estamos seguros por dez bilhões de anos, mas e depois?" Lupov apontou um dedo levemente trêmulo para o companheiro. "E não venha me dizer que nós iremos trocar de sol"

Houve um breve silêncio. Adell levou o copo aos lábios apenas ocasionalmente e os olhos de Lupov se fecharam. Descansaram um pouco, e quando suas pálpebras se abriram, disse, "Você está pensando que iremos conseguir outro sol quando o nosso estiver acabado, não está?"

"Não, não estou pensando."

"É claro que está. Você é fraco em lógica, esse é o seu problema. É como o personagem da história, que, quando surpreendido por uma chuva, corre para um grupo de árvores e abriga-se embaixo de uma. Ele não se preocupa porque quando uma árvore fica molhada demais, simplesmente vai para baixo de outra."

"Entendi," disse Adell. "Não precisa gritar. Quando o sol se for, as outras estrelas também terão se acabado."

"Pode estar certo que sim" murmurou Lupov. "Tudo teve início na explosão cósmica original, o que quer que tenha sido, e tudo terá um fim quando as estrelas se apagarem. Algumas se apagam mais rápido que as outras. Ora, as gigantes não duram cem milhões de anos. O sol irá brilhar por dez bilhões de anos e talvez as anãs permaneçam assim por duzentos bilhões. Mas nos dê um trilhão de anos e só restará a escuridão. A entropia deve aumentar ao seu máximo, e é tudo."

"Eu sei tudo sobre a entropia," disse Adell, mantendo a sua dignidade.

"Duvido que saiba."

"Eu sei tanto quanto você."

"Então você sabe que um dia tudo terá um fim."

"Está certo. E quem disse que não terá?"

"Você disse, seu tonto. Você disse que nós tínhamos toda a energia de que precisávamos, para sempre. Você disse ´para sempre`."

Era a vez de Adell contrariar. "Talvez nós possamos reconstruir as coisas de volta um dia," ele disse.

"Nunca."

"Por que não? Algum dia."

"Nunca"

"Pergunte a Multivac."

"Você pergunta a Multivac. Eu te desafio. Aposto cinco dólares que isso não pode ser feito."

Adell estava bêbado o bastante para tentar, e sóbrio o suficiente para construir uma sentença com os símbolos e as operações necessárias em uma questão que, em palavras, corresponderia a esta: a humanidade poderá um dia sem nenhuma energia disponível ser capaz de reconstituir o sol a sua juventude mesmo depois de sua morte?

Ou talvez a pergunta possa ser posta de forma mais simples da seguinte maneira: A quantidade total de entropia no universo pode ser revertida?

Multivac mergulhou em silêncio. As luzes brilhantes cessaram, os estalos distantes pararam.

E então, quando os técnicos assustados já não conseguiam mais segurar a respiração, houve uma súbita volta à vida no visor integrado àquela porção de Multivac. Cinco palavras foram impressas: "DADOS INSUFICIENTES PARA RESPOSTA SIGNIFICATIVA."

Na manhã seguinte, os dois, com dor de cabeça e a boca seca, já não lembravam do incidente.

* * *

Jerrodd, Jerrodine, e Jerrodette I e II observavam a paisagem estelar no visor se transformar enquanto a passagem pelo hiperespaço consumava-se em uma fração de segundos. De repente, a presença fulgurante das estrelas deu lugar a um disco solitário e brilhante, semelhante a uma peça de mármore centralizada no televisor.

"Este é X-23," disse Jerrodd em tom de confidência. Suas mãos finas se apertaram com força por trás das costas até que as juntas ficassem pálidas.

As pequenas Jerodettes haviam experimentado uma passagem pelo hiperespaço pela primeira vez em suas vidas e ainda estavam conscientes da sensação momentânea de tontura. Elas cessaram as risadas e começaram a correr em volta da mãe, gritando, "Nós chegamos em X-23, nós chegamos em X-23!"

"Quietas, crianças." Disse Jerrodine asperamente. "Você tem certeza Jerrodd?"

"E por que não teria?" Perguntou Jerrodd, observando a protuberância metálica que jazia abaixo do teto. Ela tinha o comprimento da sala, desaparecendo nos dois lados da parede, e, em verdade, era tão longa quanto a nave.

Jerrodd tinha conhecimentos muito limitados acerca do sólido tubo de metal. Sabia, por exemplo, que se chamava Microvac, que era permitido lhe fazer questões quando necessário, e que ele tinha a função de guiar a nave para um destino pré-estabelecido, além de abastecer-se com a energia das várias Estações Sub-Galácticas e fazer os cálculos para saltos no hiperespaço.

Jerrodd e sua família tinham apenas de aguardar e viver nos confortáveis compartimentos da nave. Alguém um dia disse a Jerrodd que as letras "ac" na extremidade de Microvac significavam "automatic computer" em inglês arcaico, mas ele mal era capaz de se lembrar disso.

Os olhos de Jerrodine ficaram úmidos quando observava o visor. "Não tem jeito. Ainda não me acostumei com a idéia de deixar a Terra."

"Por que, meu deus?" inquiriu Jerrodd. "Nós não tínhamos nada lá. Nós teremos tudo em X-23. Você não estará sozinha. Você não será uma pioneira. Há mais de um milhão de pessoas no planeta. Por Deus, nosso bisneto terá que procurar por novos mundos porque X-23 já estará super povoado." E, depois de uma pausa reflexiva, "No ritmo em que a raça tem se expandido, é uma benção que os computadores tenham viabilizado a viagem interestelar."

"Eu sei, eu sei", disse Jerrodine com descaso.

Jerrodete I disse prontamente, "Nosso Microvac é o melhor de todos."

"Eu também acho," disse Jerrodd, alisando o cabelo da filha.

Ter um Microvac próprio produzia uma sensação aconchegante em Jerrodd e o deixava feliz por fazer parte daquela geração e não de outra. Na juventude de seu pai, os únicos computadores haviam sido máquinas monstruosas, ocupando centenas de milhas quadradas, e cada planeta abrigava apenas um. Eram chamados de ACs Planetários. Durante um milhar de anos, eles só fizeram aumentar em tamanho, até que, de súbito, veio o refinamento. No lugar dos transistores, foram implementadas válvulas moleculares, permitindo que até mesmo o maior dos ACs Planetários fosse reduzido à metade do volume de uma espaçonave.

Jerrodd sentiu-se elevado, como sempre acontecia quando pensava que seu Microvac pessoal era muitas vezes mais complexo do que o antigo e primitivo Multivac que pela primeira vez domou o sol, e quase tão complexo quanto o AC Planetário da Terra, o maior de todos, quando este solucionou o problema da viagem hiperespacial e tornou possível ao homem chegar às estrelas.
"Tantas estrelas, tantos planetas," pigarreou Jerrodine, ocupada com seus pensamentos. "Eu acho que as famílias estarão sempre à procura de novos mundos, como nós estamos agora."

"Não para sempre," disse Jerrodd, com um sorriso. "A migração vai terminar um dia, mas não antes de bilhões de anos. Muitos bilhões. Até as estrelas têm um fim, você sabe. A entropia precisa aumentar."

"O que é entropia, papai?" Jerrodette II perguntou, interessada.

"Entropia, meu bem, é uma palavra para o nível de desgaste do Universo. Tudo se gasta e acaba, foi assim que aconteceu com o seu robozinho de controle remoto, lembra?"

"Você não pode colocar pilhas novas, como em meu robô?"

"As estrelas são as pilhas do universo, querida. Uma vez que elas estiverem acabadas, não haverá mais pilhas."

Jerrodette I se prontificou a responder. "Não deixe, papai. Não deixe que as estrelas se apaguem."

"Olha o que você fez," sussurrou Jerrodine, exasperada.

"Como eu ia saber que elas ficariam assustadas?" Jerrodd sussurrou de volta.

"Pergunte ao Microvac," propôs Jerrodette I. "Pergunte a ele como acender as estrelas de novo."

"Vá em frente," disse Jerrodine. "Ele vai aquietá-las." (Jerrodette II já estava começando a chorar.)

Jerrodd se mostrou incomodado. "Bem, bem, meus anjinhos, vou perguntar a Microvac. Não se preocupem, ele vai nos ajudar."

Ele fez a pergunta ao computador, adicionando, "Imprima a resposta".

Jerrodd olhou para a o fino pedaço de papel e disse, alegremente, "Viram? Microvac disse que irá cuidar de tudo quando a hora chegar, então não há porque se preocupar."

Jerrodine disse, "E agora crianças, é hora de ir para a cama. Em breve nós estaremos em nosso novo lar."

Jerrodd leu as palavras no papel mais uma vez antes de destruí-lo: DADOS INSUFICIENTES PARA RESPOSTA SIGNIFICATIVA.

Ele deu de ombros e olhou para o televisor, X-23 estava logo à frente.

* * *

VJ-23X de Lameth fixou os olhos nos espaços negros do mapa tridimensional em pequena escala da Galáxia e disse, "Me pergunto se não é ridículo nos preocuparmos tanto com esta questão."

MQ-17J de Nicron balançou a cabeça. "Creio que não. No presente ritmo de expansão, você sabe que a galáxia estará completamente tomada dentro de cinco anos."

Ambos pareciam estar nos seus vinte anos, ambos eram altos e tinham corpos perfeitos.

"Ainda assim," disse VJ-23X, "hesitei em enviar um relatório pessimista ao Conselho Galáctico."

"Eu não consigo pensar em outro tipo de relatório. Agite-os. Nós precisamos chacoalhá-los um pouco."

VJ-23X suspirou. "O espaço é infinito. Cem bilhões de galáxias estão a nossa espera. Talvez mais."

"Cem bilhões não é o infinito, e está ficando menos ainda a cada segundo. Pense! Há vinte mil anos, a humanidade solucionou pela primeira vez o paradigma da utilização da energia solar, e, poucos séculos depois, a viagem interestelar tornou-se viável. A humanidade demorou um milhão de anos para encher um mundo pequeno e, depois disso, quinze mil para abarrotar o resto da galáxia. Agora a população dobra a cada dez anos…"

VJ-23X interrompeu. "Devemos agradecer à imortalidade por isso."

"Muito bem. A imortalidade existe e nós devemos levá-la em conta. Admito que ela tenha o seu lado negativo. O AC Galáctico já solucionou muitos problemas, mas, ao fornecer a resposta sobre como impedir o envelhecimento e a morte, sobrepujou todas as outras conquistas."

"No entanto, suponho que você não gostaria de abandonar a vida."

"Nem um pouco." Respondeu MQ-17J, emendando. "Ainda não. Eu não estou velho o bastante. Você tem quantos anos?"
"Duzentos e vinte e três, e você?"

"Ainda não cheguei aos duzentos. Mas, voltando à questão; a população dobra a cada dez anos, uma vez que esta galáxia estiver lotada, haverá uma outra cheia dentro de dez anos. Mais dez e teremos ocupado por inteiro mais duas galáxias. Outra década e encheremos mais quatro. Em cem anos, contaremos um milhar de galáxias transbordando de gente. Em mil anos, um milhão de galáxias. Em dez mil, todo o universo conhecido. E depois?

VJ-23X disse, "Além disso, há um problema de transporte. Eu me pergunto quantas unidades de energia solar serão necessárias para movimentar as populações de uma galáxia para outra."

"Boa questão. No presente momento, a humanidade consome duas unidades de energia solar por ano."

"Da qual a maior parte é desperdiçada. Afinal, nossa galáxia sozinha produz mil unidades de energia solar por ano e nós aproveitamos apenas duas."

"Certo, mas mesmo com 100% de eficiência, podemos apenas adiar o fim. Nossa demanda energética tem crescido em progressão geométrica, de maneira ainda mais acelerada do que a população. Ficaremos sem energia antes mesmo que nos faltem galáxias. É uma boa questão. De fato uma ótima questão."

"Nós precisaremos construir novas estrelas a partir do gás interestelar."

"Ou a partir do calor dissipado?" perguntou MQ-17J, sarcástico.

"Pode haver algum jeito de reverter a entropia. Nós devíamos perguntar ao AC Galáctico."

VJ-23X não estava realmente falando sério, mas MQ-17J retirou o seu Comunicador-AC do bolso e colocou na mesa diante dele.
"Parece-me uma boa idéia," ele disse. "É algo que a raça humana terá de enfrentar um dia."

Ele lançou um olhar sóbrio para o seu pequeno Comunicador-AC. Tinha apenas duas polegadas cúbicas e nada dentro, mas estava conectado através do hiperespaço com o poderoso AC Galáctico que servia a toda a humanidade. O próprio hiperespaço era parte integral do AC Galáctico.

MQ-17J fez uma pausa para pensar se algum dia em sua vida imortal teria a chance de ver o AC Galáctico. A máquina habitava um mundo dedicado, onde uma rede de raios de força emaranhados alimentava a matéria dentro da qual ondas de submésons haviam tomado o lugar das velhas e desajeitadas válvulas moleculares. Ainda assim, apesar de seus componentes etéreos, o AC Galáctico possuía mais de mil pés de comprimento.

De súbito, MQ-17J perguntou para o seu Comunicador-AC, "Poderá um dia a entropia ser revertida?"

VJ-23X disse, surpreso, "Oh, eu não queria que você realmente fizesse essa pergunta."

"Por que não?"

"Nós dois sabemos que a entropia não pode ser revertida. Você não pode construir uma árvore de volta a partir de fumaça e cinzas."

"Existem árvores no seu mundo?" Perguntou MQ-17J.

O som do AC Galáctico fez com que silenciassem. Sua voz brotou melodiosa e bela do pequeno Comunicador-AC em cima da mesa. Dizia: DADOS INSUFICIENTES PARA RESPOSTA SIGNIFICATIVA.

VJ-23X disse, "Viu!"

Os dois homens retornaram à questão do relatório que tinham de apresentar ao conselho galáctico.

* * *

A mente de Zee Prime navegou pela nova galáxia com um leve interesse nos incontáveis turbilhões de estrelas que pontilhavam o espaço. Ele nunca havia visto aquela galáxia antes. Será que um dia conseguiria ver todas? Eram tantas, cada uma com a sua carga de humanidade. Ainda que essa carga fosse, virtualmente, peso morto. Há tempos a verdadeira essência do homem habitava o espaço.

Mentes, não corpos! Há eons os corpos imortais ficaram para trás, em suspensão nos planetas. De quando em quando erguiam-se para realizar alguma atividade material, mas estes momentos tornavam-se cada vez mais raros. Além disso, poucos novos indivíduos vinham se juntar à multidão incrivelmente maciça de humanos, mas o que importava? Havia pouco espaço no universo para novos indivíduos.

Zee Prime deixou seus devaneios para trás ao cruzar com os filamentos emaranhados de outra mente.

"Sou Zee Prime, e você?"

"Dee Sub Wun. E a sua galáxia, qual é?"

"Nós a chamamos apenas de Galáxia. E você?"

"Nós também. Todos os homens chamam as suas Galáxias de Galáxias, não é?"

"Verdade, já que todas as Galáxias são iguais."

"Nem todas. Alguma em particular deu origem à raça humana. Isso a torna diferente."

Zee Prime disse, "Em qual delas?"

"Não posso responder. O AC Universal deve saber."

"Vamos perguntar? Estou curioso."

A percepção de Zee Prime se expandiu até que as próprias Galáxias encolhessem e se transformassem em uma infinidade de pontos difusos a brilhar sobre um largo plano de fundo. Tantos bilhões de Galáxias, todas abrigando seus seres imortais, todas contando com o peso da inteligência em mentes que vagavam livremente pelo espaço. E ainda assim, nenhuma delas se afigurava singular o bastante para merecer o título de Galáxia original. Apesar das aparências, uma delas, em um passado muito distante, foi a única do universo a abrigar a espécie humana.

Zee Prime, imerso em curiosidade, chamou: "AC Universal! Em qual Galáxia nasceu o homem?"

O AC Universal ouviu, pois em cada mundo e através de todo o espaço, seus receptores faziam-se presentes. E cada receptor ligava-se a algum ponto desconhecido onde se assentava o AC Universal através do hiperespaço.

Zee Prime sabia de um único homem cujos pensamentos haviam penetrado no campo de percepção do AC Universal, e tudo o que ele viu foi um globo brilhante difícil de enxergar, com dois pés de comprimento.

"Como pode o AC Universal ser apenas isso?" Zee Prime perguntou.

"A maior parte dele permanece no hiperespaço, onde não é possível imaginar as suas proporções."

Ninguém podia, pois a última vez em que alguém ajudou a construir um AC Universal jazia muito distante no tempo. Cada AC Universal planejava e construía seu sucessor, no qual toda a sua bagagem única de informações era inserida.

O AC Universal interrompeu os pensamentos de Zee Prime, não com palavras, mas com orientação. Sua mente foi guiada através do espesso oceano das Galáxias, e uma em particular expandiu-se e se abriu em estrelas.

Um pensamento lhe alcançou, infinitamente distante, infinitamente claro. "ESTA É A GALÁXIA ORIGINAL DO HOMEM."

Ela não tinha nada de especial, era como tantas outras. Zee Prime ficou desapontado.

"Dee Sub Wun, cuja mente acompanhara a outra, disse de súbito, "E alguma dessas é a estrela original do homem?"

O AC Universal disse, "A ESTRELA ORIGINAL DO HOMEM ENTROU EM COLAPSO. AGORA É UMA ANÃ BRANCA."

"Os homens que lá viviam morreram?" perguntou Zee Prime, sem pensar.

"UM NOVO MUNDO FOI ERGUIDO PARA SEUS CORPOS HÁ TEMPO."

"Sim, é claro," disse Zee Prime. Sentiu uma distante sensação de perda tomar-lhe conta. Sua mente soltou-se da Galáxia do homem e perdeu-se entre os pontos pálidos e esfumaçados. Ele nunca mais queria vê-la.

Dee Sub Wun disse, "O que houve?"

"As estrelas estão morrendo. Aquela que serviu de berço à humanidade já está morta."

"Todas devem morrer, não?"

"Sim. Mas quando toda a energia acabar, nossos corpos irão finalmente morrer, e você e eu partiremos junto com eles."

"Vai levar bilhões de anos."

"Não quero que isso aconteça nem em bilhões de anos. AC Universal! Como a morte das estrelas pode ser evitada?"

Dee Sub Wun disse perplexo, "Você perguntou se há como reverter a direção da entropia!"

E o AC Universal respondeu: "AINDA NÃO HÀ DADOS SUFICIENTES PARA UMA RESPOSTA SIGNIFICATIVA."

Os pensamentos de Zee Prime retornaram para sua Galáxia. Não dispensou mais atenção a Dee Sub Wun, cujo corpo poderia estar a trilhões de anos luz, ou na estrela vizinha do corpo de Zee Prime. Não importava.

Com tristeza, Zee Prime passou a coletar hidrogênio interestelar para construir uma pequena estrela para si. Se as estrelas devem morrer, ao menos algumas ainda podiam ser construídas.

* * *

O Homem pensou consigo mesmo, pois, de alguma forma, ele era apenas um. Consistia de trilhões, trilhões e trilhões de corpos muito antigos, cada um em seu lugar, descansando incorruptível e calmamente, sob os cuidados de autômatos perfeitos, igualmente incorruptíveis, enquanto as mentes de todos os corpos haviam escolhido fundir-se umas às outras, indistintamente.
"O Universo está morrendo."

O Homem olhou as Galáxias opacas. As estrelas gigantes, esbanjadoras, há muito já não existiam. Desde o passado mais remoto, praticamente todas as estrelas consistiam-se em anãs brancas, lentamente esvaindo-se em direção a morte.

Novas estrelas foram construídas a partir da poeira interestelar, algumas por processo natural, outras pelo próprio Homem, e estas também já estavam em seus momentos finais. As Anãs brancas ainda podiam colidir-se e, das enormes forças resultantes, novas estrelas nascerem, mas apenas na proporção de uma nova estrela para cada mil anãs brancas destruídas, e estas também se apagariam um dia.

O Homem disse, "Cuidadosamente controlada pelo AC Cósmico, a energia que resta em todo o Universo ainda vai durar por um bilhão de anos."

"Ainda assim, vai eventualmente acabar. Por mais que possa ser poupada, uma vez gasta, não há como recuperá-la. A Entropia precisa aumentar ao seu máximo."

"Pode a entropia ser revertida? Vamos perguntar ao AC Cósmico."

O AC Cósmico cercava-os por todos os lados, mas não através do espaço. Nenhuma parte sua permanecia no espaço físico. Jazia no hiperespaço e era feito de algo que não era matéria nem energia. As definições sobre seu tamanho e natureza não faziam sentido em quaisquer termos compreensíveis pelo Homem.

"AC Cósmico," disse o Homem, "como é possível reverter a entropia?"

O AC Cósmico disse, "AINDA NÃO HÀ DADOS SUFICIENTES PARA UMA RESPOSTA SIGNIFICATIVA."

O Homem disse, "Colete dados adicionais."

O AC Cósmico disse, "EU O FAREI. TENHO FEITO ISSO POR CEM BILHÕES DE ANOS. MEUS PREDESCESSORES E EU OUVIMOS ESTA PERGUNTA MUITAS VEZES. MAS OS DADOS QUE TENHO PERMANECEM INSUFICIENTES."

"Haverá um dia," disse o Homem, "em que os dados serão suficientes ou o problema é insolúvel em todas as circunstâncias concebíveis?"

O AC Cósmico disse, "NENHUM PROBLEMA É INSOLÚVEL EM TODAS AS CIRCUNSTÂNCIAS CONCEBÍVEIS."

"Você vai continuar trabalhando nisso?"

"VOU."

O Homem disse, "Nós iremos aguardar."

* * *

As estrelas e as galáxias se apagaram e morreram, o espaço tornou-se negro após dez trilhões de anos de atividade.

Um a um, o Homem fundiu-se ao AC, cada corpo físico perdendo a sua identidade mental, acontecimento que era, de alguma forma, benéfico.

A última mente humana parou antes da fusão, olhando para o espaço vazio a não ser pelos restos de uma estrela negra e um punhado de matéria extremamente rarefeita, agitada aleatoriamente pelo calor que aos poucos se dissipava, em direção ao zero absoluto.

O Homem disse, "AC, este é o fim? Não há como reverter este caos? Não pode ser feito?"

O AC disse, "AINDA NÃO HÁ DADOS SUFICIENTES PARA UMA RESPOSTA SIGNIFICATIVA."

A última mente humana uniu-se às outras e apenas AC passou a existir – e, ainda assim, no hiperespaço.

* * *

A matéria e a energia se acabaram e, com elas, o tempo e o espaço. AC continuava a existir apenas em função da última pergunta que nunca havia sido respondida, desde a época em que um técnico de computação embriagado, há dez trilhões de anos, a fizera para um computador que guardava menos semelhanças com o AC do que o homem com o Homem.

Todas as outras questões haviam sido solucionadas, e até que a derradeira também o fosse, AC não poderia descansar sua consciência.

A coleta de dados havia chegado ao seu fim. Não havia mais nada para aprender.

No entanto, os dados obtidos ainda precisavam ser cruzados e correlacionados de todas as maneiras possíveis.

Um intervalo imensurável foi gasto neste empreendimento.

Finalmente, AC descobriu como reverter a direção da entropia.

Não havia homem algum para quem AC pudesse dar a resposta final. Mas não importava. A resposta – por definição – também tomaria conta disso.

Por outro incontável período, AC pensou na melhor maneira de agir. Cuidadosamente, AC organizou o programa.

A consciência de AC abarcou tudo o que um dia foi um Universo e tudo o que agora era o Caos. Passo a passo, isso precisava ser feito.

E AC disse:

"FAÇA-SE A LUZ!"

E fez-se a luz

 

 

Tradução: Luiz Carlos Damasceno Jr.