Aristóteles e Higgs: uma parábola

Crônica de Marcelo Gleiser, professor de física teórica no Dartmouth College, em Hanover (EUA), e autor de “Criação Imperfeita”; publicada no jornal Folha de S.Paulo.

Veja também: Bóson de Higgs é eleito a descoberta científica do ano

Aristóteles e Peter Higgs entram num bar. Higgs, como sempre, pede uísque puro malte. Aristóteles, fiel às suas raízes, um copo de vinho.

“Então, ouvi dizer que finalmente encontraram”, diz Aristóteles, animado.

“É, demorou, mas parece que sim”, responde Higgs, todo sorridente.

Aristóteles: “Você acha que 40 anos é muito tempo? Eu esperei 23 séculos!”

“Como é?”, pergunta Higgs, atônito. “Você não acha que…”

“Claro que acho!”, corta Aristóteles. “Você chama de campo, eu de éter. No final dá no mesmo, não?”

“De jeito nenhum!”, responde Higgs, furioso. “O seu éter é inventado. Eu calculei, entende? Fiz previsões concretas.”

“Vocês cientistas e suas previsões…”, diz Aristóteles. “Basta ter imaginação e um bom olho. Você não acha que o éter é uma boa explicação para o que ocorre nos céus?”

“Há 2 mil anos, talvez. Mas tudo mudou após Galileu e Kepler”, diz Higgs.

Aristóteles olha para Higgs com desprezo: “Você está se referindo a esse ‘método’ de vocês, certo?”

“O método científico, para ser preciso”, responde Higgs, orgulhoso. “É a noção de que uma hipótese precisa ser validada por experimentos para que seja aceita como explicação significativa de como funciona o mundo.”

Aristóteles: “Significativa? A minha filosofia foi muito mais significativa para mais gente e por muito mais tempo do que sua ciência e o seu método.”

Higgs: “É verdade, Aristóteles, suas ideias inspiraram muita gente por muitos séculos. Mas ser significativo não significa estar correto.”

“E como você sabe o que é certo ou errado?”, rebate Aristóteles. “Na ciência, o que você acha que está certo hoje pode ser considerado errado amanhã.”

“Tem razão, a ciência não é infalível. Mas é o melhor método que temos para aprender como o mundo funciona”, responde Higgs.

“Nos meus tempos bastava ser convincente”, reflete Aristóteles com nostalgia. “Se tinha um bom argumento e sabia defendê-lo, dava tudo certo”, continuou. “As pessoas acreditavam em você, mas não era fácil. A competição era intensa!”

“Posso imaginar”, responde Higgs. “Ainda é difícil. A diferença é que argumentos não são suficientes. Ideias têm que ser testadas. Por isso a descoberta do meu bóson é tão importante.”

“É, pode ser. Mas no fundo é só um outro éter”, provoca Aristóteles.

“Um éter bem diferente do seu”, responde Higgs.

“E por quê?”, pergunta Aristóteles. “Pra começar, o campo de Higgs interage com a matéria comum. O seu éter não interage com nada.”

“Claro que não! Era perfeito e eterno”, diz Aristóteles.

“Nada é eterno”, rebate Higgs.

“Pelo seu método, a menos que você tenha um experimento que dure uma eternidade, é impossível provar isso!”, afirma Aristóteles.

“Touché, você me pegou”, admite Higgs. “Não podemos saber tudo.”

“E é aí que fica divertido, quando a certeza acaba. Parabéns pela descoberta do seu éter”, diz Aristóteles.

“Existem muitos tipos de éter”, afirma Higgs.

“E muitos tipos de bósons de Higgs”, retruca Aristóteles.

Higgs: “É, vamos ter que continuar a busca…”

“E o que há de melhor?”, completa Aristóteles, tomando um gole.

Bóson de Higgs é eleito a descoberta científica do ano pela revista Science

A detecção do bóson de Higgs, a partícula elementar que confere massa à matéria, chegou ao fim de 2012 no topo da lista da revista americana “Science” que elege as descobertas mais importantes do ano. Editada pela AAAS (Associação Americana para o Avanço da Ciência), a revista também destacou o pouso do Curiosity em Marte e o experimento que usou células-tronco para criar óvulos de camundongos. A escolha do bóson de Higgs pelo comitê da AAAS que determina a lista era esperada. A revista, porém, deu boa parte do crédito pela descoberta a físicos teóricos que previram as manifestações da partícula – trabalho feito ao longo de 40 anos. A detecção do bóson no acelerador de partículas LHC, anunciada na Suíça em julho, foi o ápice de uma empreitada que completou, finalmente, o Modelo Padrão, a teoria que explica as partículas elementares, como o elétron e o fóton (partícula de luz). O bóson foi a última peça da teoria a ser observada. “A descoberta não foi uma surpresa, porque era o que se esperava achar. Ela veio mais como um alívio”, diz Robert Coontz, vice-editor da “Science”, sobre as razões da escolha do prêmio. “Se o bóson não tivesse sido encontrado, seria preciso repensar tudo seriamente.”

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Logo após o anúncio, especulou-se que o Prêmio Nobel em Física de 2012 seria dado a Peter Higgs e aos outros cientistas responsáveis pela previsão teórica da partícula, o que não ocorreu. Os físicos já sabem que o bóson de Higgs existe, mas ainda não têm dados suficientes para saber quais exatamente são as propriedades da partícula. A despeito da importância da descoberta, esse tipo de incerteza costuma impor uma certa lentidão à escolha do Nobel. Em 2013, de qualquer forma, o LHC passará por um processo de manutenção que permitirá dobrar sua potência. Espera-se que, quando o acelerador de partículas estiver produzindo colisões mais fortes, novas descobertas sejam feitas. O único item da lista que denota mais um sabor de ansiedade do que de vitória foi a escolha do jipe Curiosity como um dos destaques do ano. Havia grande expectativa de que os cientistas do projeto anunciariam a descoberta de moléculas orgânicas complexas no solo marciano, o que não ocorreu. Apesar de o principal objetivo científico da missão marciana ainda estar em aberto, o sucesso da meta de engenharia do projeto – pousar um jipe de 3,3 toneladas em Marte – foi comemorado com estardalhaço. A Nasa já fala em enviar a Marte um jipe similar, mas com instrumentos científicos diferentes.

Fonte: Folha.


Bóson de Higgs e os mistérios do Universo

ciencia-e-tecnologiaO mundo assistiu recentemente a uma das maiores celebrações científicas da história, quando pesquisadores do CERN (Centro Europeu de Física de Partículas) anunciaram a descoberta do que provavelmente é o bóson de Higgs – a famosa “partícula de Deus”. A razão para tanta festa é que o tal bóson era a figurinha que faltava para completar o grande álbum das partículas, também conhecido como Modelo Padrão. Uma forma simplificada de pensar nele é imaginar uma tabelona que especifica as características de todos os componentes da matéria e da energia – constituição básica do Universo. Está tudo lá. Os subcomponentes dos famosos prótons e nêutrons (quarks), os elétrons e seus primos (léptons), as partículas que mantêm os núcleos atômicos coesos (glúons), os componentes da luz (fótons)… O problema é que algumas dessas partículas são “fantasmas”, não têm massa (caso dos fótons e dos glúons) outras, têm massa (os quarks, que formam você e tudo de concreto que existe à sua volta). Aí que entra o bóson de Higgs: ele é uma partícula que não interage com fótons, mas interage com quarks, por exemplo. E o resultado dessa interação é o quark ganhar massa (ou seja: graças a ele você não é um raio de luz).

Boa parte das partículas do Modelo Padrão tinham sido propostas em teoria e, depois, a existência delas foi confirmada na prática. Lindo. Mas ainda faltava uma para completar esse álbum de figurinhas: justamente o bóson de Higgs. Agora não mais. O LHC, maior acelerador de partículas do mundo, proporcionou a descoberta. E agora temos uma teoria fantasticamente bem-sucedida: ela explica 4,6% de todo o conteúdo do Universo! É isso mesmo, não tem erro de digitação. O Modelo Padrão, em toda sua grandiosidade festejada pelos físicos, não dá nem para o troco do pão quando falamos do conteúdo integral do Cosmo. Em sua maior parte, ele é composto por duas coisas que ninguém hoje faz ideia do que sejam. Você já deve ter ouvido falar delas: matéria escura (que responde por 23%) e energia escura (os 72,4% restantes). E talvez essa seja a maior razão para comemorar a descoberta do bóson de Higgs: fechamos um capítulo na história da física e abrimos outro, provavelmente muito mais empolgante. O que todo mundo no CERN agora quer saber é: que novidades se escondem além do Higgs?

Espera-se, por exemplo, que o acelerador nos permita descobrir do que é feita a tal matéria escura – entidade que sabemos existir pelo efeito gravitacional que causa na rotação das galáxias, mas jamais conseguimos observar. Pelas contas dos físicos, 23% do Universo é matéria escura. E só 4,6% é matéria normal, feita de prótons,  nêutrons, elétrons e bósons de Higgs. Aparentemente, a matéria escura é feita de partículas que não interagem com a matéria de nenhum outro modo que não seja a gravidade, por isso é difícil detectá-las. Aliás, por falar em gravitação, esse é outro grande mistério que ainda não foi totalmente esclarecido. Quer dizer, até foi, mas como se fosse bizarrice do Universo. Porque enquanto todo o resto do Universo conhecido é descrito por uma teoria quântica (o festejado Modelo Padrão), a gravidade só foi satisfatoriamente apresentada pela teoria da relatividade de Albert Einstein. Até aí, ok. Podemos conviver com duas teorias diferentes para explicar coisas diferentes, certo? O problema é que há fenômenos que combinam efeitos da relatividade com ocorrências quânticas. E aí, ao combinar as equações das duas teorias, o resultado é… Bem, dá tudo errado! As contas não fecham.

Isso faz supor que a descrição do Universo num nível mais profundo exigirá a criação de uma nova teoria, capaz de reunir a relatividade e a atual mecânica quântica no mesmo saco. Diversos esforços teóricos para “quantizar” a gravidade (em resumo, descrevê-la como uma partícula, o gráviton) têm sido feitos, mas sem balizas experimentais fica difícil saber que caminhos percorrer. A esperança é que o LHC ajude nisso, ao criar colisões de partículas com energia tal que os eventos relembrem condições similares ás que se viu no Universo logo após o Big Bang. Provavelmente essa chamada “teoria final” (ou “teoria de tudo”), se for encontrada, ajudará a entender o que é a tal energia escura – uma misteriosa força que age contrariamente à gravidade, acelerando a expansão do Cosmo – e que compõe 72,4% do Universo. Isso, com a matéria normal, já desvendada, mais a matéria escura, fechará a conta dos 100%. Mas, até que isso aconteça, os físicos terão muito trabalho nas mãos. Convenhamos: o bóson de Higgs não deu nem pro começo.

Fonte: Superinteressante.

Papai Noel existe?

Existem cerca de 2 bilhões de crianças no mundo. Porém, como o Papai Noel não visita crianças das religiões judaica, muçulmana, budista e hindu, isso reduz o trabalho na noite de Natal para 32% do total, que dá cerca de 640 milhões de crianças. A uma taxa média de 2,5 crianças por lar, tem-se um total de 256 milhões de lares, considerando que haja pelo menos uma criança boazinha em cada lar. Graças à diferença de fuso-horário e à rotação da Terra, Papai Noel tem cerca de 36 horas de Natal para trabalhar – desde que ele viaje de leste para oeste (o que parece mais lógico). Para concluir todo o trabalho a tempo, ele teria que realizar algo em torno de 2 mil visitas por segundo. Ou seja, para cada lar cristão com uma criança boazinha, Papai Noel teria cerca de 0,5 milionésimo de segundo para estacionar o trenó, saltar, descer pela chaminé (ou qualquer outro buraco), encher as meias, distribuir os presentes restantes sob a árvore, subir de volta pela chaminé, entrar no trenó e ir até a próxima casa.

Considerando que cada um dos 256 milhões de lares estejam distribuídos uniformemente pelo mundo (o que, naturalmente, sabemos ser falso, mas será aceito para fins de facilitar o cálculo), estamos falando agora de aproximadamente 1,25 km por casa, o que dá uma viagem total de 320 milhões de quilômetros em apenas 36 horas. Isso significa que o trenó do Papai Noel move-se a uma velocidade média de quase 9 milhões de km/h – mais de 7  mil vezes a velocidade do som! O peso da carga no trenó é outro elemento interessante. Considerando que cada criança não receba nada mais do que um Lego médio, de mais ou menos 1 kg, o trenó levaria algo em torno de 640 mil toneladas, sem contar o peso do “bom velhinho”. Uma rena média não puxa mais do que 136 kg; isso significa que Papai Noel precisaria de quase 5 milhões de renas. Isso aumentaria a carga em mais 1,4 milhão de toneladas, já que uma rena pesa em média 300 kg.

2 milhões de toneladas viajando a 9 milhões de quilômetros por hora resultaria numa enorme resistência do ar. O trenó se aqueceria da mesma maneira que um meteorito ao entrar na atmosfera da Terra. O primeiro par de renas explodiria em chamas quase que instantaneamente, explodindo as renas atrás delas e criando estrondos sônicos ensurdecedores em seu rastro. Todo o conjunto seria vaporizado em menos de 0,76 milésimo de segundo. Conclusão: se algum dia o Papai Noel existiu, ele já está morto.

O Universo em escala

Há vastos mundos em um grão de areia, e mundos ainda mais vastos do que alcançam nossos olhos no céu. Da nuvem quântica nas menores escalas já definidas pela física de partículas, até o infinito além do Universo observável, “há mais entre o céu e a terra do que sonha a tua vã filosofia”, diria Shakespeare. Senhoras e senhores, sejam bem-vindos a essa viajem que pode mudar para sempre a forma como você vê o mundo! Clique no link abaixo, escolha o idioma, clique em “começar”, aguarde alguns segundos e mova a barra de rolagem para comparar os tamanhos e ter uma noção espantosa das coisas que são muito grandes e muito pequenas no Universo. Mover a barra para a direita afasta o zoom, mostrando coisas cada vez maiores. Mover a barra para a esquerda aproxima o zoom, mostrando coisas cada vez menores. Você também pode clicar em cada item para ver mais explicações. Divirta-se e aprenda:

CLIQUE AQUI PARA VER O UNIVERSO EM ESCALA

Adolescente resolve enigma deixado por Isaac Newton há mais de 300 anos

Veja também: Peruano resolve problema matemático indecifrável há quase 300 anos

Um garoto indiano de 16 anos  acaba de resolver um problema matemático que Isaac Newton deixou ao morrer, mais de 300 anos atrás. Shouryya Ray, que mora com a família na Alemanha desde os 12 anos, descobriu a solução de um enigma relacionado ao movimento de projéteis no ar que antes só havia sido calculado por computadores. A façanha do jovem foi calcular com precisão o caminho de um projétil sob a ação da gravidade e sujeito à resistência do ar – problema elaborado no século 17 por Newton. Até hoje, matemáticos só foram capazes de solucioná-lo parcialmente.

E não para por aí: o garoto resolveu um segundo problema, que lidava com a colisão de um corpo em uma parede e foi proposto durante o século 19. “Quando explicaram pra gente que não havia solução, eu pensei comigo mesmo: ‘bem, não há problema em tentar'”, disse Shouryya. Ok, mas para quê? Shouryya mostrou que é capaz de calcular a trajetória do vôo de uma bola de tênis e prever como ela vai bater em uma parede. De acordo com os cientistas, a resolução do problema pode contribuir bastante para os estudos de balística, a parte da física que estuda o movimento dos projéteis, especialmente das armas de fogo. A solução do problema não foi divulgada.

Fonte: Superinteressante.

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