A História dos Foguetes - Corrida Espacial

    A corrida espacial foi uma das fases mais bacanas da história moderna. Em plena guerra fria as duas super-potências mundias brigavam pela ver quem chegava primeiro à Lua. E ela quase foi Vermelha. Mas por trás da disputa da Lua, os interesses eram muitos maiores. A corrida espacial teve origem na corrida armamentista iniciada após a segunda guerra mundial, entre Estados Unidos e União Soviética. Foi uma disputa pela supremacia da tecnologia da exploração espacial, oque significava espiar inimigos com satélites e foguetes para para mandar bomba atômica. Porém a tecnologia e ciência necessária para leva o homem a Lua começou bem antes.

     Entre as várias tecnologias necessárias, a principal é a tecnologia dos foguetes. O primeiro combustível sólido para foguetes era uma espécie de pólvora. A pólvora foi descoberta na china,durante a dinastia Han, acidentalmente por alquimistas taoistas que procuravam o elixir da longa vida, produziram vários incêndios ao fazer testes com enxofre e salitre (nitrato de potássio). As primeiras referências aparecem em textos como avisos para não misturarem certos materiais com outros. No séc. VIII, ao final da dinastia Tang, foi descoberta a fórmula para fazer a pólvora. Inicialmente usado para fogos de artifícios, a pólvora começou com propósito militares a partir do séc. X na china, como foguetes e bombas explosivas lançadas por catapulta. A primeira referência a canhão surge em 1126, usando tubos de bambu para lançar foguetes contra os inimigos. Após, o bambu foi substituído por tubos de metal. Da china, o uso militar da pólvora foi difundido para o Japão e Europa. A pólvora foi usada pela primeira vez para lançar projéteis de uma arma portátil semelhante à um rifle em 1304. A pólvora clássica (explosiva) é composta de 75% de salitre, 15% de carvão e 10% de enxofre. Ao longo dos séculos, a composição da pólvora foi modificada, dependendo da utilização, surgindo as pólvoras de caça, de minas e de guerra. A pólvora pode ser dividida em duas categorias: propelente, de combustão lenta e controlada; e explosiva, de combustão rápida e explode se confinada.

     Nesse ponto da história aparecem os primeiros foguetes primitivos. Os documentos chineses registram o uso de "setas de fogo", apenas uma seta com propulsão usadas para repelir invasores mongóis na batalha de Kai-fung-fu em 1232 d.C. Nos séculos que se seguiram, esses foguetes foram espalhado pelos resto do mundo, sofrendo algumas alterações e melhoramentos. Na parte teórica, o primeiro passo importante foi dado em 1687, quando Isaac Newton publicou sua obra-prima Princípios Matemáticos da Filosofia Natural, anunciando a famosa e temida (pelos estudantes) Lei da Gravitação Universal, usada para calcular a trajetórias de todos os corpos sob ação da gravidade, sendo essencial para levar o Homem a Lua. A partir de então começou-se a pensar em usar essa tecnologia para sair da Terra. Em seus primórdios a Astronáutica era puramente teórica. Muito antes de ser possível enviar foguetes ao espaço, o voo espacial maravilhou muitas das mentes do séc. XIX, como Julio Verne e HG Wells. Mas os primeiros passos para a Astronáutica moderna só seriam dados no séc. XX.

Tsiolkovsky

     O próximo passo na parte teórica da astronáutica foi dado pelo professor e cientista russo Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. Caso se lembrem (se é que alguém lê este blog), já falei brevemente dele no post sobre Selos Postais que homenageiam grandes Equações Matemáticas. Nascido em Izhevskoye, no território do Império Russo, no ano de 1857, Tsiolkovsky foi um pioneiro no estudo dos foguetes e cosmonáutica (não há diferença entre a cosmonáutica e astronáutica, apenas os russos adotaram o primeiro termo e os EUA adotaram o segundo). Durante a infância, Konstantin sofreu um infecção no ouvido reduzindo suas capacidades auditivas. Não sendo aceito nas escolas primárias por esse problema auditivo, ele recebeu educação em casa até os 16 anos. Quase surdo, trabalhou como professor de matemática do ensino secundário até a reforma em 1920. Tsiolkovsky estabeleceu as fundações teórica para muitos aspectos da propulsão de foguetes e viagem espacial. Em 1903 publicou o primeiro estudo acadêmico sobre foguetes, chamado "A exploração do espaço cósmico por meio de dispositivos de reação", baseando-se na Terceira Lei de Newton, conhecida como Lei da Ação e Reação. Ele também foi o primeiro a calcular que a velocidade de escape (velocidade necessária para escapar da gravidade da Terra) para a órbita era de 8 km/s e para atingir essa era necessário um foguete de múltiplo estágios utilizando oxigênio líquido e hidrogênio líquido como propelentes. Durante vida ele publicou mais de 500 obras, sobre viagens espaciais e histórias de ficção científica. Tsiolkovsky também estudou sobre aviação, efetuando independentemente muitos dos cálculos que Santos Dummont efetuou na mesma época, porém ele nunca construiu modelos práticos. Ele foi um grande teórico, porém suas idéias permaneceram desconhecidas fora da rússia por um tempo. Com sua famosa equação de foguetes tornou-se possível calcular a velocidade final do foguete v em função da massa final do foguete m0 (sem propelente), sobre sua massa inicial m1 (foguete + propelente) e a velocidade de exaustão do propelente ve:

Goddard e seu foguete de 1926

     Agora que já se tinha a base teórica para os foguetes modernos, o próximo passo seria dado no campo prático. E quem deu esse passo foi um seguidor de Tsiolkovsky, o físico experimental Robert Goddard, nascido em 1882. Quando criança ficou fascinado pelo foguetes e efeitos pirotécnicos em festas, e desde então ficou imaginando como se poderia aproveitar aquela energia para por objetos a voar. Goddard estudou no Instituto Politécnico de Worcester e na Clark University, onde se especializou em física. Seus estudos sobre foguetes o levou a provar que eles poderiam viajar no vácuo, recorrendo às leis da ação e reação. Em 1919 publicou um livro chamado "Um Método para alcançar Altitudes Extremas" onde descrevia um foguete capaz a alcançar a lua. Quatro anos depois iniciou os primeiros testes de motores de foguetes usando combustível líquido. Em 1926 lançou o primeiro foguete usando como combustível uma mistura de petróleo e oxigênio líquido. Esse teste foi realizado no quintal de uma tia de Goddard, e o foguete atingiu uma altura de 12,5 metros. O voo durou 2,5 segundos e caiu a uma distância de 56 metros em cima de uma barraca abandonada. Em seus próximos foguetes ele foi aperfeiçoando as técnicas de propulsão e estabilidade, além de adicionar instrumentos como barômetro, termômetro e câmera de filmar. Entre 1930 e 1942, Goddard trabalhou em Roswell, no estado do Novo México. Durante esse período ele registrou 200 patentes sobre engenharia de foguetes. Ao final dessa época seus foguetes já tinham evoluídos a tal ponto que atingiam a velocidade de 885 K/h e 2 quilômetros de altura. Os foguetes de Goddard eram pequenos em comparação aos modernos, mas já tinham todos os princípios dos foguetes modernos, como orientação por giroscópio.
     Bom, saindo um pouco da parte histórica, quero falar um pouco da prática. O princípio básico do funcionamento de foguetes é a Propulsão, que é o movimento criado a partir da força que dá o impulso, seguindo o princípio da Lei da Ação e Reação. Como propulsão, os motores baseiam-se em uma reação química de combustão rápida, mas não explosiva, com alto desenvolvimento de alto volume de gases de combustão. Como vimos no início, primeiramente foi usado combustível sólido, mas depois perceberam que o combustível líquido era mais eficiente, embora atualmente ainda se usa combustível sólido para alguns casos. Na figura à esquerda, o aspecto básico de um motor mostrando a progressão de queima do combustível com o tempo. Na direita a Câmara de Combustão, que contém o combustível, e na esquerda a Tubeira, corpo convergente-divergente que canaliza os gases para a saída. O princípio de funcionamento baseia-se na liberação dos gases, que darão uma alta pressão na câmara de combustão, saindo depois pela tubeira em alta velocidade. A tubeira é uma parte essencial, desenhada de modo que o escoamento de gases para o exterior provoque o maior impulso possível. O escape dos gases provoca, por ação/reação, uma força sentido contrário ao escoamento, e é essa força F que é responsável pelo movimento do foguete.
     Embora trabalho Goddard não tivesse sido imediatamente reconhecido nos Estados Unidos, os alemães aproveitaram suas pesquisas para dar o próximo passo, e desenvolveram as primeiras armas baseadas na engenharia de foguetes: os terríveis mísseis V-2. A paritr daí essa corrida começa a ficar cada vez mais maneira, mas irei deixar para contar na segunda parte do post.

Quer que Desenhe??? Big Bang

Bom doidinhos, na falta de tempo de escrever posts, vou postar aqui mais uma excelente animação feita por Carlos Ruas, criador do genial Um Sábado Qualquer, com uma fantástica explicação sobre ciência e a origem do universo. Espero que gostem.

Boa semana à todos!!!

Doppler infernal

Físicos são criaturas malígnas, não há quem duvide disso. Curiosamente, um dos poucos momentos de entusiasmo que tive estudando física foi com o seguinte exercício, encontrado no Tipler (sim, eu sei, é péssimo), Vol. 1, 4ª ed.:

Sobrevoando um poço do inferno, um demônio observa que os gritos de um condenado em queda com a velocidade terminal variam de frequência de 842Hz até 820Hz.

(a) Calcular a velocidade terminal da queda do condenado.
(b) Os gritos do condenado refletem-se no fundo do poço. Calcular a frequência do eco percebido pelo condenado em queda.
(c) Calcular a frequência do eco percebido pelo demônio.

Eu sei, o tema é meio mórbido, mas eu dei uma boa risada quando li esse enunciado. Nem preciso dizer que lembrei na hora do meu professor de Física. Espero que ele não leia este blog.

O fato é que este é um exercício simples de ser resolvido, bastando apenas um pouco de bom senso (porque livros de física têm aversão a explicar direito o problema) e aplicar as equações do Efeito Doppler clássico.

As respostas são (aproximadamente):

(a) 4.5 m/s
(b) 853Hz (minha), 887Hz (Tipler)
(c) 842Hz

É claro que já aprendi a não confiar nas respostas do Tipler.

Até.

P.S.

Do jeito que as coisas vão, não duvido nada que, daqui a alguns anos, veremos um exercício assim: "Um padre baloeiro voa a uma velocidade de...".

O que é Fator de Potência

     Essa eu aprendi semana passada na aula de Análise de Circuitos Elétricos II. As vezes uma explicação simples e bem humorada é extremamente didática. Então vamos ver como alguns termos técnicos da conta de luz são bem simples na verdade.
     Podemos afirmar que em todos os circuitos elétricos encontram-se Potências Ativas e Reativas. As Potências Ativas (W) são aquelas que efetivamente efetuam trabalho, tais como: aquecimento, resfriamento, iluminação e acionamento de equipamentos. As Potências Reativas (VAr) são as potências dissipadas em outras formas de energia que não efetuam trabalho, gerando fluxos magnéticos, aquecimento, etc... A Potência Aparente (VA) é a potência total do sistemas, ou seja, a soma das potências ativas e reativas. E por fim, o Fator de Potência (FP) é a razão (divisão) entre o potência ativa e a potência aparente (FP = kW/kVA) e seu resultado será um valor que varia entre 0 e 1.

     Para facilitar esse entendimento é sempre bom utilizar um exemplo que seja próximo à nossa realidade: cerveja. Em um copo de cerveja a Potência Ativa é o líquido da cerveja, ou seja, a parte que realmente será utilizada para matar a sede. Mas como na vida nada é perfeito, a cervejinha vem acompanha da espuma, que seria a Potência Reativa, que ocupa lugar no copo mas não mata a sede. E a potência aparente seria o todo o volume copo, espuma mais cerveja. Como podemos observar quanto menos espuma no copo haverá mais cerveja e vice-versa. Da mesma forma quanto menos for a potência reativa maior será a potência ativa, e maior será também o fator de potência. Como a potência reativa não é necessário (com exceção de algumas máquinas que utilizam essa potência) quanto menor ela for é melhor.
     Na legislação brasileira, o Fator de Potência tem como valo mínimo de 0,92. Caso ocorram valores menores, os consumidores poderão se penalizados. Para manter a FP dentro do valor estabelecido, utilizamos técnicas de correção, como instalar banco de capacitores próximo aos equipamentos que necessitam da potência reativas para sua utilização.
     Por fim concluímos que a AMBEV é uma usina, os caminhões são a rede elétrica, o boteco são as subestações de distribuição, a choppeira é o transformador, o garçom seria o poste mais próximo de sua casa e você é o consumidor. Ah, e sua mulher é a ANEEL: Agência Reguladora.

A História da Quarta Dimensão

     No ano de 1905, um jovem cientista chamado Albert Einstein publicou três artigos que revolucionaram o mundo moderno. Em um deles, ele tenta explicar o movimento Browniano (movimentos aleatórios de partículas sobre a água) usando a teoria atômica, que ainda não era bem aceita na época. Em seu segundo artigo, sobre o efeito foto-elétrico (produção de corrente elétrica através usando luz), ele usa a teoria quântica de Max Plank, publicada em 1900, para explicar o fenômeno. Mas foi seu terceiro artigo o mais revolucionário e conhecido Teoria da Relatividade, onde ele introduz o conceito do Tempo como sendo a Quarta Dimensão. Mas antes dele, a Quarta Dimensão já era muito discutida e comentada entre os grandes cérebros da Europa, sendo muitas vezes tratada como misticismo, influenciou muitos trabalhos de cientistas, livros de grandes escritores e obras de artes de gênios.
     O que é Dimensão? Dimensão é algo que podemos mensurar, medir, seja o comprimento, a temperatura, o tempo, etc.... Na Física as dimensões são usadas para descrever fenômenos observados, como os movimentos das estrelas, trajetórias de balas de canhões. A Física Clássica, descreve o Espaço usando três dimensões, a largura, a altura e o comprimento. Essas três dimensões são de fácil compreensão para nós, pois nós crescemos e vivenciamos ela em nosso dia-a-dia. Tentar imaginar uma quarta dimensão espacial dá um nó em nosso cérebro, fica bem além de nossas limitações, e foi aí que Einstein sugeriu uma quarta Dimensão não espacial, e sim temporal. Mas essa discussão começou bem antes de dele.

     Euclides, em seu livro Os Elementos em 300a.C., fez uma compilação dos conhecimentos de sua época, sobre objetos geométricos em até 3 dimensões espacias (largura, altura e profundidade). Esse livro foi a bíblia dos matemáticos e cientistas durante quase 2000 anos seguintes, e serviu de alicerce para toda ciência do renascimento, inclusive a Mecânica Newtoniana. O sucesso da geometria espacial e a impossibilidade de visualizar uma quarta dimensão espacial fizeram que a procura de uma geometria de mais dimensões fosse desestimulada, e os poucos que se atreviam  eram ridicularizados. No século XIX, um matemático alemão chamado Georg Bernhard Riemann, foi o primeiro a estabelecer os fundamentos matemáticos das geométricas no espaço com maior número de dimensões. Riemann mudou o curso da matemática para o século que se seguiu, demonstrando que estes universos, por mais estranhos que possam parecer, são completamente coerentes e obedecem à sua própria lógica interna. Para visualizar algumas de suas idéias, pense em empilhar muitas folhas de papel uma sobre a outra. Agora imagine que cada folha representa todo um mundo e que cada mundo obedece às suas próprias leis, diferentes daquelas de todos os outros. Seres inteligentes poderiam habitar alguns desses planetas, ignorando por completo a existência dos outros.

     Normalmente, a vida em cada um desses mundos paralelos prossegue independente do que se passa nos outros. Em raras ocasiões os planos podem se cruzar e rasgar o próprio tecido do espaço, o que abre um buraco entre esses dois universos. Como o buraco de minhoca que aparece em Jornadas nas Estrelas, essas passagens tornam possível a viagem entre esses mundos. Usando esse conceito, o matemático Charles L. Dodgson, que lecionava na Universidade de Oxford, escreveu vários livros, com o pseudônimo de Lewis Carroll, usando essas estranhas idéias matemáticas. Quando Alice cai no buraco de coelho ou atravessa o espelho, ela entra no País das Maravilhas, um lugar estranho onde gatos desaparecem, cogumelos mágicos transformam crianças em gigantes e o Chapeleiro Maluco celebra desaniversários. Não é de  surpreender que Carroll encontrou entre as crianças uma receptividade muito maior a essas idéias que entre os adultos, cujas idéias preconcebidas sobre espaço e lógica vão se tornando mais rígidas com o passar do tempo. De fato, a teoria de dimensões adicionais do Riemann tornou-se parte permanente da literatura e do folclore infantil, dando origem a outras obras clássicas como a terra de Oz de Dorothy e a Terra do Nunca de Peter Pan.
   Contudo, sem nenhuma confirmação experimental ou motivação física imperativa, essas teorias de mundos paralelos definharam como ramo da ciência. Ao longo de dois milênios, cientistas se detiveram ocasionalmente na ideia de dimensões adicionais, somente para descartá-las como não passível de teste e portanto tola. Embora fosse matematicamente intrigante, a teoria de geometrias mais elevadas de Riemann foi posta de lado como brilhante mas inútil. Os cientistas dispostos a estudá-las logo se viram ridicularizados pela comunidade científica. O espaço multidimensional tornou-se o último refúgio dos místicos, excêntricos e charlatões. Em várias situações a ciência e o misticismo se confundem. Como disse o escritor de ficção científica Arthur C. Clarke: "Mágica é qualquer tecnologia suficientemente avançada."
    Para podermos visualizar melhor a quarta dimensão, vamos primeiro visualizar um mundo em duas dimensões, que seria um mundo plano. Um livro que ilustra bem como seria a vida em um mundo bidimensional, escrito em 1884 pelo clérigo Edwin Abbot, é o Flatland: A Romance of Many Dimensions by a Square. Por causa do intenso fascínio público pelas dimensões adicionais, o livro foi um sucesso instantâneo na Inglaterra. Abbot usou o a controvérsia em torno da quarta dimensão como um veículo de mordaz crítica social e sátira. Em Flatland, seus habitantes os Flatlanders ou Chatolandenses são figuras geométricas bidimensionais. O herói do romance, Sr. Quadrado, é um cavaleiro conservador que vive em uma sociedade estratificada. As mulheres, ocupando o escalão mais baixo da hierarquia social, são meras linhas, os nobres são polígono, ao passo que os Sumos Sacerdotes são círculos. Quanto mais lados as pessoas têm, mais elevada é sua categoria social.
     Discutir a terceira dimensão é estritamente proibido, e quem quer que a mencione é condenado a severa punição. Um dia Sr. Quadrado tem sua vida virada de cabeça para baixo quando ele é visitado por um misterioso Lorde Esfera, um ser tridimensional. Aos seus olhos, Lorde Esfera parece um círculo que pode mudar de tamanho magicamente. Lorde tenta explicar que vem de um outro mundo, chamado Spaceland, onde todos os objetos têm três dimensões. Quadrado não fica convencido, então Lorde Esfera retira Sr. Quadrado do mundo bidimencional e o joga em Spaceland. é uma experiência fantástica, quase mística para o Quadrado. Ao voltar, Quadrado tenta  a contar ao seus conterrâneos as maravilhas da terceira dimensão, os Sumos Sacerdotes o tomam por louco falastrão, e é condenado a passar os resto de suas vidas em uma prisão.
     Apesar do final pessimista, o livro de Abbot foi muito importante pela popularização de uma idéia de como seria uma visita a um mundo de dimensões múltiplas. Para imaginar uma viagem interdimensional, imagine arrancar Sr. Quadrado de Flatland e jogá-lo no ar. Digamos que, enquanto flutua por nosso mundo tridimensional, ele topa com um ser humano. Como Square nos veria? Como seus olhos bidimensionais só podem ver fatias planas de nosso mundo, um ser humano lhe pareceria um objeto feio e assustador. Primeiro ele veria duas figuras ovais de couro a sua frente, nossos sapatos. Quando é arrastado para cima essas duas figuras mudam de cor e forma e se transformam em dois círculos de tecido, as nossas pernas, até  se misturarem em um único círculo ovalado, nossa cintura. Depois aparecem mais dois círculos, os braços e mudam de cor, a cor de nossa camisa, e conforme continuam subindo os três círculos se junto em um só círculo de carna, nossa cabeça. Para ele, os misteriosos seres humanos são um amontoado apavorante de círculos e formas em constante mutação.
     De maneira semelhante, se fôssemos arrancados de nosso universo tridimensional e arremessados na quarta dimensão, constataríamos que o senso comum se torna inútil. Enquanto derivamos pela quarta dimensão, bolhas e formas estranhas surgem do nada diante de nosso olhos, mudando de forma e cor constantemente. E para reconhecermos diferentes criaturas quadridimensionais teríamos que distingui-las pelas diferenças no modo que essas bolhas mudam.

     Durante muitos anos, os cientistas tentavam "ver" a Quarta Dimensão". E foi um matemático inglês chamado Charles Hinton o primeiro a desenvolver algumas técnicas para "visualizar" a Quarta Dimensão. Ele foi o primeiro a visualizar um Hipercubo (cubo na quarta dimensão), também conhecido como Tesseract. Para chegar lá, Hinton se deu conta que por mais que tentamos ver a quarta dimensão, só conseguimos enxergar as sombras dos objetos quadridimensionais no plano tridimensional. Usando a analogia do Flatland, ao arremessarmos um chatôlandes no espaço ele continuará a enxergar bidimensionalmente, ele só verá secções planas dos objetos espaciais. Mas ele pode visualizar a sombra dele no plano. Na figura ao lado na parte de cima mostra a sombra de um cubo no plano bidimensional e a sombra de um hipercubo no espaço tridimensional. Outra maneira de visualizar seria fazer um desdobramento do cubo sobre o plano. Na figura ao lado na parte de baixo mostra o desbobramento do cubo sobra um plano e o desdobramento de um hipercubo sobre o espaço.
     O conceito de quarta dimensão penetrou tão profundamente no clima intelectual do final do século XIX que até dramaturgos fizeram troça dele. Em 1891, Oscar Wilde escreveu uma sátira sobre histórias de fantasma, "The Canterville Ghost", que zomba das proezas de uma certa ingênua "Psychical Society" (uma referência à Society for Psychical Research). Wilde evocou um fantasma resignado que encontra os recém-chegados locatários americanos de Canterville. Escreveu ele: "Evidentemente não havia tempo a perder, assim, adotando precipitadamente a Quarta Dimensão do Espaço como um meio de escapulir, ele (o fantasma) desapareceu através dos lambris e a casa ficou tranquila".
     Uma contribuição mais séria para a literatura da quarta dimensão está nas obras de H. G. Wells. Em seu romance de 1894, A Máquina do Tempo, Wells combinou vários temas matemáticos, filosóficos e políticos. Popularizou uma nova ideia em ciência, a de que a quarta dimensão poderia também ser vista com tempo, não necessariamente como espaço:

"Claramente... todo corpo real deve ter extensão em quatro direções: deve ter Comprimento, Largura, Espessura e Duração. Mas por uma enfermidade natural da carna... somos propensos a não notar esse fato. Há na realidade quatro dimensões, três que chamamos de raias do Espaço, e uma quarta, o Tempo. Há, contudo, uma tendência a inferir uma distinção irreal entre as três primeiras dimensões e a última, porque ocorre que nossa consciência se move intermitentemente numa única direção ao longo da última desde o início até o fim de nossas vidas."

     No conto "The Plattner Story", Wells chegou a brincar com o paradoxo da lateralidade. Gottfried Plattner, um professor de ciências está realizando um elaborado experimento químico, mas seu experimento explode e o lança em outro universo. Quando ele volta do outro mundo para o seu, ele descobre que seu corpo foi alterado de uma curiosa maneira: seu coração está do lado direito e ele se tornou canhoto. Quando os médicos o examinam ficam estupefatos ao constatar que todo o corpo dePlattner foi invertido, uma impossibilidade biológica no mundo tridimensional: "A curiosa inversão dos lados direito e esquerdo de Plattner é a prova que ele foi transportado do nosso espaço para a Quarta Dimensão...". Em um mundo bidimencional, um chatôlandes pode ser arrancado do plano, jogado no espaço tridimensional, girado e posto de volta no plano, com seus lados invertidos.
    A Quarta Dimensão também entrou na arte dos anos 1890. Foi entre os cubistas que se desenvolveu a primeira e mais coerente teoria da arte baseada nas novas geometria. As pinturas de Picasso (ao lado) são um exemplo, mostrando a clara rejeição de perspectiva, com faces de mulheres vistas simultaneamente de vários ângulos. Em vez de um único ponto de vista, as suas pinturas mostram várias perspectivas, como se fossem pintadas por alguém da quarta dimensão. Certa vez Picasso foi abordado por um estranho que o reconheceu e perguntou: por que ele não podia desenhar as pessoas como elas realmente eram? Por que tinha de distorcer a aparência das pessoas? Picasso pediu então ao homem que lhe mostrasse fotografias de sua família. Depois de olhar atentamente, ele respondeu: "Ah dua mulher é realmente tão baixa e chata assim?" Para Picasso, qualquer imagem por mais realista que fosse, dependia da perspectiva do observador.

     Os pintores abstratos tentaram não só visualizar os rostos pintados quadridimensionalmente, como tentaram retratar o tempo como a quarta dimensão. Na pintura Nu descendo uma escada de Marcel Duchamp vemos uma representação borrada de uma mulher, com número infinito de suas imagens superpostas ao logo do tempo à medida que ela desce as escadas. É assim que uma pessoa quadridimensional perceberia as pessoas, vendo todas as sequencias de tempo simultâneamente caso o tempo fosse a quarta dimensão. E influenciado pelo Tesseract de Hinton, Salvador Dali pintou seu famoso quadro Christus Hipercubus (ao lado), que retrata Cristo sendo crucificado numa cruz quadridimensional.
   

     A quarta dimensão penetrou também na Rússia Czarista. Em Os Irmão Karamazov, de Fiodor Dotoiévski, o protagonista Ivan especula sobre a existência de outras dimensões e geometrias não-euclidianas durante uma discussão sobre a existência de Deus. Em razão de eventos históricos que se produziram na Rússica, a quarta dimensão iria desempenhar um curioso papel na Revolução Bolquevique.Esse estranho interlúdio na história da ciência é importante porque Vladmir Lenin iria participar do debate sobre quarta dimensão, que iria exercer poderosa influência sobre a ciência da ex-União soviética nos anos seguintes (pelos físicos russos, claro).
     Depois que o czar esmagou a revolução de 1905, uma facção chamada otzovistas se formou no seio do partido bolchevique. Eles sustentavam que os camponeses não estavam prontos para o socialismo; para prepará-los, os bolcheviques deveriam atraí-los por meio da religião e do espiritualismo. Para apoiar suas visões, os otzovistas faziam citações da obra do físico e filósofo Ernst Mach, que havia escrito eloquentemente sobra a quarta dimensão e a recente descoberta da radioatividade  Os otzovistas ressaltavam que a descoberta da radioatividade por Henri Becquerel e do rádio por Marie Curie em 1896 haviam inflamado um furioso debate nos círculos intelectuais. Parecia que a matéria, que os gregos pensarem ser eterno e imutável, agora podia se desintegrar lentamente, e a energia podia reaparecer. Novos experimentos mostraram que os fundamentos da física newtoniana estavam se esboroando. Para alguns Mach era um profeta que os iria retirar da barbárie. No entanto ele apontava para direção errada, rejeitando o materialismo e declarando que o espaço e tempo é produto de nossas sensações.
     Criou-se uma cisão entre os bolcheviques. Seu líder, Vladimir Lênin, ficou horrorizado. Fantasmas e demônios seriam compatíveis com o socialismo? Em 1908, exilado em Genebra, ele escreveu um imenso volume filosófico, Materialismo e Empirocriticismo, defendendo o materialismo dialético da violenta investida do misticismo e da metafísica. Para Lênin, o misterioso desaparecimento da matéria e energia não provava a existência de espíritos. Segundo ele isso significava que estava surgindo uma nova dialética que iria abarcar tanto a matéria quanto energia. Não mais seria possível vê-las como entidades separadas, como fizera Newton. Um novo princípio de conversação era necessário. (Lênin desconhecia que Einstein havia proposto o princípio correto três anos antes) Além disso Lênin questionou a aceitação pressurosa da quarta dimensão de Mach. Primeiro louvou Mach, que "levantou a questão muito importante e útil de um espaço de n dimensões como espaço concebível". Em seguida censurou por não ter enfatizado que somente as três dimensões podiam ser verificadas experimentalmente. A matemática pode explorar a quarta dimensão e o mundo do possível, e isso é bom, escreveu Lênin, mas o czar só pode ser derrubado na terceira dimensão!
     Lutando no campo de batalha da quarta dimensão e da nova teoria da radiação, Lênin precisou de anos para extirpar o otzovismo do partido bolchevique. Acabou contudo por vencer a batalha pouco antes da deflagração da Revolução de Outubro de 1917.

Dieta da cerveja

Maria Degolada

     Bom doidinhos. Neste post irei desmistificar a falácia que cerveja engorda. Muito pelo contrário, a cervejinha bem gelada ajuda a emagrecer. E para podermos compreender melhor essa teoria teremos que relembrar um conceito que aprendemos no colégio (quem não dormiu na aula) a Caloria (cal). Por definição, 1 Caloria é a quantidade de energia (calor) necessário para elevar em 1°C a temperatura de 1 grama de água (técnicamente 1 cal eleva 1g de água é de 14,5°C a 15,5°C, há uma pequena diferença em outras temperaturas, mas vamos desprezar). Ao usarmos Caloria para definir o valor energético de alimentos, nos referimos à quilocalorias, representado por CAL com "C" maiúsculo (1 Cal = 1kcal = 1.000 cal).
     E onde entra a cerveja nessa história???? Bom, se tomarmos uma Maria Degolada (é muito boa) estupidamente gelada, digamos a -4°C (conforme as geladeiras mentirosas de bar), nosso corpo irá gastar 40 cal para elevar cada grama da ceva até a temperatura do nosso corpo, 36°C arredondando. Como 1 litrão de ceva tem 1.000g, então gastamos 40 x 1.000 = 40 Cal, ao abrirmos a segunda garrafa vamos pra 80 Cal. Isso sem contar nas calorias gastas no ato de abrir a garrafa e se levantar pra ir ao banheiro. Infelizmente essas calorias gastas são compensadas pelas batatinhas fritas do bar e a costela gorda do churras. Na verdade a caloria da própria cerveja já compensa essa energia gasta. Mas pelos menos já temos uma boa desculpa pra tomar umas :)

Máquinas de Moto-Perpétuo

     Bom pessoal, comecei a escrever este post sobre Máquina de Moto-Perpétuo há muito tempo (quando prometi no post de Entropia), mas como este semestre que passou foi bem corrido pra mim, acabou ficando no forno, mas agora resolvi finalizá-lo. Como muitos conceitos e idéias utilizadas sobre moto-perpétuas também foram usadas no posto de Entropia, quem quiser relembrar e reler (ou ler, quem ainda não leu) será de muita ajuda.
     A idéia do moto-perpétuo (movimento) é a seguinte: uma máquina cuja eficiência correspondesse exatamente à diferença entre as temperaturas da caldeira e do radiador, que poderia manter-se para sempre em funcionamento, transformando o próprio trabalho gerado em calor, que seria usado novamente para produzir mais trabalho, produzindo mais calor, transformado em trabalho, e assim por diante, ad infinitum. Em suma, um aparelho que funciona para sempre sem qualquer perda de energia. Uma versão ainda melhor seria uma máquina que produzisse mais energia que consome. Parece impossível? Bem, os físicos também acham. Desde que se tem registro na história, o Santo Graal para inventores, cientistas, charlatães e mentirosos é a lendária máquina de moto-perpétuo.
      A busca por esse tipo de máquina é antiga. A primeira tentativa de construir uma delas, que se tem registro, data o século VIII, na Baviera. Era um propótipo para centenas de variações que surgiriam nos mil anos seguintes: baseava-se numa série de pequenos imãs presos a uma roda. A roda era colocada no topo de um imã muito maior no chão. À medida que cada imã nos roda passava pelo imã estacionário, supunha-se que fosse atraído e em seguida repelido pelo imã maior, empurando a roda e criando o movimento pertpétuo. Outro engenhoso projetro foi feito em 1150 pelo filósofo indiano Bhaskara (o mesmo da fórmula). Ele propôs uma roda que giraria para sempre acrescentando um peso no aro, fazendo com que ela girasse porque estava sempre em desequilíbrio. O trabalho seria feito pelo peso ao completar  uma revolução, voltaria à sua posição original, fazendo isso repetidas vezes, Bhaskara afirmava ser possível obter trabalho ilimitado de graça.

Roda de Martelos

     O projeto bávaro e o de Bhaskara para as máquinas de moto-perpétuo, assim como seus descendentes tem em comum o mesmo princípio: algum tipo de roda que pudesse fazer uma única revolução sem acréscimo de energia. A chegada do renascimento acelerou as propostas por máquinas de moto-perpétuas. Em 1635, foi concedida a primeira patente para uma dessas máquinas. 1712, John Bessler tinha analisado uns trezentos modelos diferentes e proposto um projeto seu. Em 1775, eram tantos os projetos propostos que a Real Academia de Ciências em Paris declarou que "não trataria ou aceitaria propostas concernetes ao moto-perpétuo.".
     O incentivo para produzir uma máquina dessas era tão grande que mistificações e fraudes tornaram-se comuns. Em 1813, Charles Redheffer exibiu uma máquina na cidade de Nova York que deixava o público boquiaberto, produzindo quantidades ilimitadas de energia. Mas quando Robert Fulton a examinou com atenção, descobriu escondida uma cinta de categute que acionava a máquina. Este cabo, por sua vez, estava ligado a um homem que secretamente girava uma manivela no sótão.
     Cientistas, engenheiros, marinha americana e até o presidente dos Estados Unidos já foram enganados por algumas dessas máquina. Inúmeras fraudes foram registradas ao longo da história, algumas por cientistas que não percebiam que a energia vinha de uma fonte externa, ou por serem mal intencionados mesmo. Propostas de dispositivos de moto-perpétuo são freqüentemente descartadas pelos cientistas. É um detalhe realmente histórico: nenhum moto-perpétuo funcionou até hoje. Entretanto, a busca pelas máquina de moto-perpétuo não foram um fracasso, no ponto de vista científico, pois o tempo e energia gastos na construções dessas máquinas levaram os físicos estudarem com atenção a natureza das máquinas térmicas.
     As máquinas de moto-pertpétuo acabaram levando os cientistas a levantarem a hipótese de que elas poderiam funcionar para sempre apenas se a energia fosse levada de fora para dentro do aparelho, conservando a energia total. Essa teoria levou a Primeira Lei da termodinâmica: de que a quantidade total de energia não pode ser criada nem destruída. A Segunda Lei diz que a quantidade total de entropia (desordem) sempre aumenta e a Terceira Lei diz que é imposs;ivel alcançar o zero absoluto.     Tais leis, dentre as realizações culminantes da ciência do século XIX, estão marcadas pela tragédia assim como pelo triunfo. Umas das principais figuras na formulação destas leis, o grande físico alemão Ludwig Boltzmann, suicidou-se, em parte devido à controvérisa que gerou com sua formulação. No túmulo de Ludwig Boltzmann, no Cemitério Central de Viena, pode-se ver a imagem do criador da Física Estatística e, acima dela, a famosa equação: S = k log W. O curioso é que Boltzmann nunca escreveu essa equação. Ela apareceu, pela primeira vez, no livro Teoria do Calor, de Max Planck, publicado em 1906, ano da morte de Boltzmann. Até a constante k, hoje chamada de constante de Boltzmann, foi introduzida na literatura por Planck.
     Mas, isso não tem nenhuma importância, pois Boltzmann foi o primeiro e o mais ativo defensor da idéia de explicar os fenômenos macroscópicos (pressão, temperatura etc) através de interações entre átomos e moléculas em constante movimento. Boltzmann era um urso, tórax feito uma barrica e uma imensa barba. Sua aparência dava uma falsa noção de tudo que ele sofreu defendendo suas idéias. Embora a física newtoniana já tivesse firmemente sacramentada no século XIX, Boltzmann sabia que essas leis jamais haviam sido aplicadas com rigor ao controvertido conceito de átomos. Hoje em dia qualquer criança na escola sabe oque é átomo e aceita sua existência com naturalidade, mas o final do século XIX ainda não era aceito por muitos físicos importantes.
     Newton mostrou que forças mecânicas, e não espíritos ou desejos, eram o suficiente para determinar o movimento de todos os objetos. Boltzmann, com toda a elegância, derivou muitas das leis de gazes com uma simples hipótese: a de que os gases eram feitos de minúsculos átomos, como bolas de bilhar, que obecediam às leis das forças. Uma câmara contendo gás era como uma caixa cheia de trilhões de minúsculas bolas, cada uma richocheteando nas paredes e umas nas outras. Em umas das maiores obras-primas da física, Boltzmann (e James Clerk Maxwell de forma independente) mostrou matematicamente como essa simples suposição poderia resultar em novas leis deslumbrantes e abrir um novo ramo da física chamada de mecânica estatística.
     Visto que as leis de Newton estipulavam que a energia deveria ser conservada, cada colisão entre átomos conservava energia; isso significava que uma câmara inteira também conservava energia. Mas no século XIX, a existência dos átomos ainda era intensamente debatida e, com frequência, ridicularizada por físicos proeminentes. Um homem sensível e não raro deprimido, Boltzmann se viu constrangedoramente servindo de para-raios, foco de ataques muitas vezes violentos de antiatomistas. Para aumentar ainda mais a humilhação, muitos de seus ensaios foram rejeitados por uma publicação alemã, pois o editor insistia que átomos e moléculas eram ferramentas teóricas, e não existiam de verdade.
     Exausto e amargurado com todos esses ataques pessoais, Boltzmann enforcou-se em 1906, enquanto a mulher e filho estavam na praia. Infelizmente, ele não percebeu que apenas um ano antes um arrogante e jovem físico, de nome Albert Einstein, havia feito o impossível: escrevera um artigo demonstrando a existência dos átomos.
     O trabalho de Boltzmann e outros ajudaram a compreender a máquina de moto-perpétuo, dividindo-as em dois tipos. As do primeiro são aquelas que violam a Primeira Lei de Termodinâmica, ou seja, produzem mais energia que consomem. Em todos os casos foram descobertos fontes de energia externas e ocultas. As do segundo tipos são mais sutis, violando a Segunda Lei. Teoricamente, uma máquina do segundo tipo não produz escapamento de calor, sendo 100% eficiente. Mas a segunda lei diz que tal máquina é impossível, sempre deve haver escapamento de calor, não importando a eficiência da máquina.
     O fato da entropia total sempre aumentar está na essência da história humana, assim como na mãe natureza. De acordo com a segunda lei é muito mais fácil destruir do que construir. Algo que a criação talves demore alguns milhares de anos como a Civilização Azteca, pode ser destruída em questões de meses, como aconceteu quando um bando de esfarrapados conquistadores espanhóis destroçaram este império. Sempre que você se olha no espelhoe vê uma ruga ou cabelo branco, está vendo os efeitos da segunda lei. Os biólogos dizem que o processo de envelhecimento é o acumulo gradual de erros genéticos em nossas células e genes, de modo que a capacidade da célula de funcionar deteriora-se lentamente. Envelhecimento, ferrugem, podridão, decaimento e desintegração são exemplos da segunda lei.
     Enfim, o fato das máquinas Moto-perpétuas violarem as leis da física, não significa que elas sejam impossíveis, mas caso existam necessitaria uma reformulação das leis da física, oque já ocorreu várias vezes anteriormente com outras leis. Mas o fato é que nunca foi construída uma máquina moto-perpétuo que funcionasse, mas a discussão em torno gerou muitas idéais, hipóteses, teorias, livros, contos, como oo Despertar dos Deuses, de Isaac Asimov, oque conta uma história de ficção num futuro em 2070, onde a humanidade está em meio de uma crise de energia e um químico descobre a bomba de elétrons, capaz de criar energia ilimitada de graça.

     Em uma das melhores cenas de humor nerd, no capítulo 21 da 6° temporada de Os Simpsons, os professores da escola de Springfield resolvem entrar em greve. Então, de folga em casa, Lisa resolve construir uma máquina de Moto-Perpétuo. Ao descobrir, Homer manda Lisa destruir imediatamente a máquina que havia criado para um projeto da escola, dizendo severamente: "Lisa, nesta casa nós obedecemos às leis da termodinâmica!".

Expresso Buraco de Minhoca vai partir

Matéria com energia negativa
Todos a bordo do Expresso Buraco de Minhoca, rumo à primeira viagem realmente espacial da espécie humana.
Calma, não precisa correr, porque as passagens ainda não estão à venda.
A novidade é que parece que não é tão difícil quanto se imaginava construir esses túneis que unem localidades diferentes do espaçotempo - ou abrir portas para outros universos.
Estima-se que quem entrar em um buraco de minhoca poderá reaparecer instantaneamente perto de Plutão, ou na galáxia de Andrômeda, ou em qualquer outro lugar do Universo, ou mesmo em outro universo - sem a chatice da viagem.
Por enquanto, os buracos de minhoca estão apenas nos livros de teoria: ninguém nunca detectou um e nem tampouco existe um projeto para construir um deles.
E não é por acaso: a mesma teoria que garante que eles são possíveis afirma que eles são intrinsecamente instáveis, e costumam se fechar antes que você embarque em sua nave espacial.
A única saída é alimentá-los com uma forma exótica de matéria com energia negativa, algo cuja existência é posta em dúvida por muitos físicos.

Buraco de minhoca factível
Mas, agora, tudo mudou - esclareça-se, tudo mudou na teoria.
Um físico grego e dois alemães demonstraram que pode ser possível construir um buraco de minhoca sem usar nem um só saco desse cimento esquisito chamado matéria com energia negativa.
"Você não vai precisar nem mesmo de matéria normal, com energia positiva," garante Burkhard Kleihaus, da Universidade de Oldemburgo, na Alemanha. "Buracos de minhoca podem ser mantidos aberto sem precisar de nada."
Se isto estiver correto, significa então que pode ser possível encontrar buracos de minhoca pelo espaço. Civilizações mais avançadas do que a nossa já podem até mesmo estar indo para lá e para cá nesse metrô galáctico construído com buracos de minhoca.
E, eventualmente, até mesmo poderemos construir nossos próprios túneis espaçotemporais, como portais para outras paragens, o que inclui, muito provavelmente, outros universos, com suas próprias galáxias, estrelas e planetas.

Sempre Einstein
A ideia de um buraco de minhoca se sustenta na teoria de Einstein, que mostra que a gravidade nada mais é do que uma dobradura invisível do espaçotempo causada pela energia - a massa-energia de grandes corpos celestes, por exemplo.
Foi o austríaco Ludwig Flamm que, em 1916, descobriu que dobraduras suficientemente dobradas poderiam funcionar como conduítes através do espaço e do tempo.
Isso chamou a atenção do próprio Einstein, que estudou a possibilidade juntamente com Nathan Rosen. Mas eles concluíram que a única conexão que um buraco de minhoca oferecia seria para um universo paralelo, o que os dois consideraram algo impensável.
Só em 1955, John Wheeler demonstrou que é possível conectar duas regiões do nosso próprio Universo - foi ele quem cunhou o termo buraco de minhoca, assim como ele mesmo já havia batizado os buracos negros.
Mas, claro, coube a Carl Sagan tirar essa curiosidade dos livros de física e usá-la para atiçar o interesse na ciência do público em geral. Um buraco de minhoca foi usado em sua obra Contato.
A tal da matéria com energia negativa seria necessária porque essa matéria teria uma espécie de anti-gravidade, o que seria necessário para que o buraco de minhoca abrisse sua boca e nos deixasse passar.
Embora a teoria de Einstein tenha resistido a todos os testes feitos até agora, os cientistas acreditam que ela talvez seja uma aproximação de uma teoria mais geral, por duas razões: a primeira é que ela não se coaduna com a mecânica quântica, e esta tampouco cede a todos os experimentos possíveis. E, segundo, porque a teoria de Einstein colapsa no centro de um buraco negro, na chamada singularidade.

Indo além de Einstein
Já em 1921, Theodor Kaluza e Oskar Klein tentaram ir além da teoria da relatividade.

Inspirados em Einstein, que mostrou que a gravidade é a curvatura de um tecido que une as três dimensões do espaço mais o tempo, Kaluza e Klein propuseram que tanto a gravidade quanto a força eletromagnética podem ser explicadas pela curvatura de um espaçotempo de cinco dimensões.
Hoje, os teóricos da teoria das cordas afirmam que todas as quatro forças fundamentais podem ser explicadas pelas dobraduras de um espaçotempo de 10 dimensões.
Mas essas teorias são complexas demais até mesmo para os físicos teóricos.
E aqui entram Kleihaus, Panagiota Kanti e Jutta Kunz, os três intrépidos proponentes de uma versão mais simples dos buracos de minhoca.
O fundamento é que, se existem outras dimensões, nós não as percebemos porque elas são pequenas demais.
O processo de compactar as seis dimensões que não percebemos - aquelas que completam o quadro de 10 dimensões da teoria das cordas - cria vários novos campos de força, um deles chamado campo dilaton.
Da mesma forma que a gravidade na teoria da relatividade depende da curvatura do espaçotempo, nessas novas teorias a gravidade depende da curvatura mais a curvatura elevada a uma potência.
Os três pesquisadores usaram esse termo extra para propor um buraco de minhoca que não precisa de antigravidade.

Procurando buracos de minhoca no espaço
O resultado assustaria Einstein, porque o buraco de minhoca resultante do novo estudo não pode nos levar para Plutão ou Andrômeda, mas apenas para outros universos.
Desafiador, mas altamente especulativo.
A menos que alguém possa encontrar indícios de que tal estrutura exista no nosso Universo, pairando por aí em algum lugar.
Os três pesquisadores acreditam que é possível.
É bom lembrar que estávamos falando de dimensões submicroscópicas, quando estamos interessados em algo por onde possa menos pelo menos uma nave espacial.
Os cientistas afirmam que a inflação do Universo pode ter espichado esses buracos de minhoca a ponto de eles superarem as dimensões humanas, como um ponto de tinta colocado sobre uma bexiga vai aumentando conforme a bexiga se enche.
"A inflação [do Universo] pode ter inchado os minúsculos buracos negros que permeiam o tecido submicroscópico do espaço," propõe Kleihaus.
Como encontrá-los? Olhando para o Universo, já que a presença de um buraco de minhoca macroscópico deverá representar uma mudança radical no campo de visão dos telescópios.
"Afinal de contas, a boca do buraco de minhoca é uma janela para outro universo," propõe o cientista.
Desde, é claro, que o buraco de minhoca esteja com a boca precisamente virada para a Terra.
Bibliografia:

Stable Lorentzian Wormholes in Dilatonic Einstein-Gauss-Bonnet Theory
Panagiota Kanti, Burkhard Kleihaus, Jutta Kunz
arXiv
http://arxiv.org/abs/1111.4049

Fonte: novação Tecnológia

O Gato de Schrödinger

A idéia de um gato vivo e morto simultaneamente é, naturalmente, absurda. Mas o cientista austríaco
Erwin Schrödinger conseguiu enxergar lógica até no absurdo e elaborou, na década de 1930, uma
experiência imaginária para explicar que os átomos podiam existir em dois estados ao mesmo tempo.

 Sua experiência era, aparentemente, simples: um gato preso em uma caixa contendo um recipiente fechado e dentro deste uma substância que libera um veneno mortal. Tal recipiente poderia ser facilmente quebrado a partir de um estímulo externo, o que levaria o gato a entrar em contato com o veneno. O dispositivo seria acionado a partir de um isótopo radioativo decaído. Caso não houvesse decaimento, o dispositivo não seria acionado e o gato não entraria em contato com o veneno, permanecendo vivo.



De acordo com Schrödinger, este é um sistema quântico onde o gato está vivo e morto
simultaneamente em função do decaimento ou não do isótopo radioativo naquele instante. Confuso?
Insano? Bem, a ideia parece confusa e insana para a maioria das pessoas, inclusive, grandes físicos, mas
é, de fato, um reflexo da mente obstinada e não conformista de um homem que se tornou um dos
cientistas que mais contribuíram para o desenvolvimento da mecânica quântica e marcou de forma
substancial a física do século XX.

Monstros da Física: 10 RHIC

Para melhorar nossa visão de um universo tão vasto e complexo, os cientistas estão criando ferramentas cada vez mais ambiciosas. O trabalho não é fácil. A verdadeira ciência de grandes proporções exige décadas de comprometimentos caros de diversos países. Mas os resultados são quase tão inspiradores quantos os novos mundos que essas naçoes nos ajudaram a descobrir. Segue uma lista das dez invenções mais épicas de todos os tempos (cada post será sobra uma invenção).

10 - Colisor Relativístico de Íons Pesados (RHIC)

Começando a lista pelo final, em décimo lugar está o RHIC(Relativistic Heavy Ion Collider). Quando íons de ouro se aceleram dentro do RHIC, em Long Island - NY, e colidem entre si, essas colisões podem produzir temperaturas de mais de 4x10¹² (4 trilhões) graus Celsius - tão quente que prótons e nêutrons derretem. Conforme essas partículas se desintegram, quarks e glúos, que estavam comprimidos, interagem livremente para formar um novo estado de matéria chamado quark-glúons. Com o resfriamento do material após o fim da colisão, os prótons e os nêutrons se modificam, produzindo 4.000 partículas subatômicas no processo. Utilizando o RHIC, os cientistas tentam recriar as condições existentes no primeiro milionésimo de segundo após o Big-Bang.

Para melhor entender como a matéria se desenvolveu em nosso universo, físicos no RHIC enviam átomos de ouro através de vários aceleradores, removendo seus elétrons para que se tornem íons carregados positivamente. Esses íons são lançados em dois tubos circulares e se aceleram até 99,9% da velocidade da luz antes de colidirem. Examinando os restos dessas colisões, os cientistas descobriram que partículas nesse estágio pós-Big Bang se comportam mais como um líquido em vez do gás previsto.

Atualmente, os cientistas do RHIC desenvolvem dispositivos para acelerar prótons e, mais precisamente, guiá-los para irradiar e mata tumores cancerígenos em humanos. Os engenheiros também usaram o feixe deíons pesados para perfurar buracos minúsculos em chapas de plástico, criando filtros que podem separar substâncias de nível molecular. No final  das contas, devemos ver dispositivos de armazenamento de energia mais eficientes baseados na tecnologia de eletroímãs supercondutores usada no RHIC.

Orçamento anual: US$ 160.000.000
Custo de construção: US$ 671.000.000
Funcionários: 700
Tamanho físico: 4 Km de circunferência








Fonte: Popular Science Brasil

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

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