DEVORANDO O SOL
Eclipse parcial do Sol observado da Antártida, em Novembro de 2003. Foi o primeiro registro deste fenômeno no continente gelado. (http://www.space.com/imageoftheday/image_of_day_031124.html)O fascinante sumiço do SolUM ECLIPSE SOLAR é sempre uma experiência supreendente - e até mesmo assustadora, dependendo de qual seja a sua visão de mundo. Tente imaginar nossos antepassados assistindo a um eclipse, há mais de 4 mil anos atrás. Como será que explicavam o fenômeno? Os chineses, por exemplo, acreditavam que um dragão estava devorando o Sol, e então dançavam e cantavam para espantá-lo. Outras culturas apresentaram outras explicações, cada uma usando os elementos do universo mítico destas diferentes sociedades.
O SOL É FASCINANTE. Sempre foi. Desconheço cultura antiga que não tenha o Sol - deus-Sol, rei-Sol etc - no seu universo mítico. Existem calendários baseados na observação do movimento do Sol desde as primeiras civilizações, a mais de 5 mil anos. O céu sempre atraiu os olhares humanos. Por isso podemos dizer que a astronomia é a primeira das investigações sobre a natureza que o homem realiza em sua história - a primeira ciência, então.
Imagem do eclipse solar de Abril de 2005, obtida no Panamá. O Sol aparece rodeando a lua como um anel: este tipo de eclipse é chamado de eclipse anular do Sol. Em um eclpse total, todo o Sol é encoberto e a coroa solar fica visível. Veja em A COROA DO REI SOL uma imagem de um eclipse total. (http://www.spaceweather.com/eclipses/gallery_08apr05_page3.htm)O SUMIÇO DO SOL, em pleno dia, é assustador. Precisa ser compreendido dentro de algum sistema que explique o movimento dos astros no firmamento celeste. Após um período na história humana no qual as explicações míticas prevaleceram, após o século 4 a.C surgiram outras interpretações, que não apelavam para os elementos míticos e continham outra visão de mundo. Os filósofos começam a procurar explicações racionais para os fenômenos naturais, inclusive o movimento dos astros no céu. A astronomia ganha uma visão científica e os fenômenos ligados aos astros passam a ser explicados por um modelo científico do universo. O eclipse solar passa, então, a ter uma explicação mecânica, física, dentro de uma compreensão maior sobre o movimento dos corpos que compõem o universo observável. É o que chamamos de resposta científica.
O eclipse e o PapaNO DIA 8 DE ABRIL - última sexta-feira - houve um eclipse solar, que pôde ser observado em uma região que foi da Nova Zelândia ao continente americano. Na América do Sul, pôde ser visto principalmente na Colômbia e na Venezuela. É o primeiro eclipse solar deste ano: no dia 3 de Outubro, Europa, África e parte da Ásia assistirão a um outro desaparecimento do Sol.
O mapa mostra a região do planeta que pode assistir o eclipse solar de Abril. A linha vermelha central indica as regiões que observaram um eclipse solar híbrido (total/anula). (http://www.skylook.net/nav/indexn.htm)POUCA ATENÇÃO foi dada ao eclipse, especialmente por ter coincidido com a morte do Papa João Paulo 2º - um acontecimento, sem dúvida, de maior impacto na sociedade globalizada. É uma concidência curiosa um eclipse solar ocorrer no dia do enterro de um papa: eclipse é um desaparecimento momentâneo, o que efetivamente ocorre também com o papa, que é logo sucedido por outro após sua morte. Para as explicações míticas, são dois eclipses relacionados entre si - o Sol e o Papa são representantes de divindades máximas.
POR SORTE, o eclipse não foi visto em Roma e nem foi no mesmo horário do funeral do Papa. Pode-se imaginar como estas coincidências levantariam inúmeras explicações míticas sobre o fenômeno, mostrando que a humanidade nunca abandonou estas interpretações mesmo após o florescimento da filosofia e da ciência. O mito está inserido em nossas culturas pós-modernas porque o universo e a vida são estranhos, muito estranhos. E as respostas científicas não satisfazem, pois não são completas - muitas perguntas sem respostas - e, principalmente, não são compreendidas pela maior parte dos viventes. O que todos entendem, sempre, é a resposta mítica, o mito.
Foto do eclipse solar ocorrido no dia 8 deste mês, visto da Nova Zelândia. A coloração diferente foi obtida por lentes especiais colocada na câmera digital - dois filtros polarizadores - para protegerem contra à exposição direta ao Sol. (http://www.space.com/php/multimedia/imagedisplay)O PAPA JOÃO PAULO 2º - Karol Wojtyla - nasceu em 18 de Maio de 1920, Polônia. Sabe o que aconteceu neste dia? Um eclipse solar! Não foi visto na Europa e não foi no mesmo horário, mas... que coincidência, não? Karol Wojtyla nasceu e morreu durante um eclipse solar, certo? Errado. Ele não nasceu durante um eclipse, porque não há coincidência de horário nem de lugar, e ele não morreu durante um eclipse: foi enterrado. Eclipses solares não são tão raros assim: ocorrem cerca de dois eclipses solares por ano, em diferentes partes do planeta. Portanto, as coincidências que cercam o Papa não chegam a ser tão surpreendentes quando olhadas sob a ótica dos fatos, mas podem se tornar coincidências míticas quando observadas rápida e superficialmente.
MAS EXISTEM outras supostas coincidências: por volta de 1139, um clérigo irlandês, já canonizado pela Igreja Católica, chamado de São Malaquias fez uma profecia sobre os 112 papas que assumiriam seguidamente o comando da Igreja. João Paulo 2º foi o 110º desta lista, e a profecia diz que este Papa seria o "de labore solis" - do trabalho do Sol. Alguns entendem esta profecia correta pois previu a associação do Papa com os eclipses que o acompanharam; outros dizem que a menção ao Sol na profecia quer dizer sobre a região de nascimento dele, onde Copérnico desenvolveu seu sistema heliocêntrico do universo - centrado no Sol. Outros, ainda, entendem... bem, profecia se entende de inúmeras maneiras, todas com uma coisa em comum: tentar validar a própria profecia. São Malaquias é uma espécie de Nostradamus para a Igreja Católica: as inúmeras tentativas de interpretação dos seus textos desde sempre dizem algo sobre o que já passou, sobre o que já aconteceu. Nenhuma interpretação destes textos já foi capaz de dizer algo sobre o que vai acontecer. São profecias com espelho retrovisor.
Momento em que a Lua começa a se sobrepor ao Sol, registrado nesta imagem obtida por um astrônomo amador localizado na costa do Pacífo dos Estados Unidos, próximo à fronteira do México.(http://www.spaceweather.com/eclipses/gallery_08apr05_page2.htm)A Lua que esconde o SolUM ECLIPSE SOLAR ocorre quando a Lua fica na frente do Sol, bloqueando sua luz e formando uma sombra na superfície da Terra. As pessoas que estão na região de sombra vêem o Sol ser encoberto por um disco preto - não dá para ver que é a Lua. Se estiverem no centro da sombra, observam um eclipse total - todo o disco solar fica encoberto, deixando apenas visível a coroa solar - ou um eclipse anular - o Sol permanece visível em forma de anel ao redor da sombra da Lua; caso estejam próximas às bordas da sombra, presenciam um eclipse parcial - apenas parte do Sol fica encoberta.
Animação feita a partir das imagens do eclipse parcial do Sol visto no Texas, Estados Unidos.(http://www.spaceweather.com/eclipses/gallery_08apr05_page3.htm)OS ECLIPSES SOLARES só podem ocorrer na fase da Lua conhecida como Lua Nova. A Lua Nova é quando nosso satélite natural surge no leste no mesmo momento que o Sol - a Lua nasce de dia, junto com o Sol. Logo ao amanhecer ou próximo ao entardecer é possível ver a Lua Nova - ela aparece completamente cheia no horizonte. Ela não fica visível ao longo do dia porque a forte luz do Sol torna nossa atmosfera azul e opaca, não nos deixando ver nada através dela. Assim, a Lua Nova e as estrelas não são visíveis durante o dia, mas podem ser vistas em horários próximos ao amanhecer ou entardecer, quando a luz solar está menos intensa.
Com a Lua bloqueando a passagem do Sol, forma-se uma pequena sombra sobre a superfície terrestre. Todos que estiverem nas regiões próximas ao centro da sombra têm chance de ver um eclipse total. As regiões mais nas laterais são propensas à observação de eclipses parciais. Na imagem, a sombra aparece grande porque está sobre a Antártida: a grande curvatura da supefície terrestre nesta continente faz com que a pequena sombra seja projetada por uma região maior. (http://www.space.com/imageoftheday/image_of_day_031125.html)COM A LUA percorrendo a abóbada celeste ao mesmo tempo que o Sol pode acontecer o alinhamento Sol-Lua-Terra, provocando o bloqueio da luz solar e uma região de sombra em nosso planeta. Como a Lua é 400 vezes menor que o Sol e está a uma distância da Terra também 400 vezes menor, o tamanho da Lua no céu é o mesmo que o do Sol. Portanto, no alinhamento ela pode cobrir totalmente o disco solar, deixando visível apenas a coroa solar - região que não é visível normalmente.
Esquema que mostra como ocorrem os eclipses solares. (http://www.cdcc.sc.usp.br/)NO ENTANTO, a distância da Lua à Terra não é constante. Quando o eclipse solar ocorre com a Lua em sua posição mais distante da Terra, ela não cobre totalmente o disco solar, deixando um anel luminoso ao seu redor. Este eclipse é chamado de anular. Quando o Sol é totalmente coberto - Lua na posição mais próxima da Terra - há o eclipse solar total.
Estudantes na Nicarágua e no Chile observam o eclipse com diferentes arranjos de projeção. NUNCA SE DEVE OLHAR PARA O SOL DIRETAMENTE. (http://www.spaceweather.com/eclipses/gallery_08apr05_page3.htm)COMO JÁ VISTO, os eclipses solares total e anular só podem ser visto nas regiões centrais da sombra da Lua na Terra, enquanto que nas regiões laterais o eclipse solar é parcial. Também ocorre um tipo de eclipse chamado de híbrido (ou misto), quando o eclipse é, ao mesmo tempo, total para algumas e anular para outras regiões centrais da sombra. O eclipse solar do dia 8 de Abril de 2005 foi híbrido, e no dia 3 de Outubro deste ano ocorrerá um outro eclipse solar, desta vez anular. Novamente não será visível do Brasil.
NO BRASIL, só teremos um eclipse solar total daqui a 40 anos, em 12 de Agosto de 2045! Em 2006, teremos um eclipse anular, mas será visto do Brasil como parcial. Depois disso, só em 2017, também anular e também parcial para nós... Não dá para dizer que são promissoras datas, mas os eclipses solares são razoavelmente frequentes: quem sabe não poderemos estar em algum lugar do mundo no dia de um eclipse? Será uma grande e feliz coincidência. Ou será o destino?
Nas imagens acima, vemos diferentes arranjos com telescópios para observação do Sol durante o eclipse. NUNCA SE DEVE OLHAR PARA O SOL DIRETAMENTE.(http://www.spaceweather.com/eclipses/gallery_08apr05_page3.htm)[Mais]Os Eclipses Lunares e SolaresEclipse solar foi parcial no México e EUAEclipseSolar Eclipses: 1911 - 1920Solar Eclipses of Historical Interest Solar Eclipse Pagehttp://www.calendarioastronomico.astrodatabase.net/ecsol01.htm
IMPACTO PROFUNDO
Cratera do Meteoro, Arizona, EUA. Entre 20 mil e 50 mil anos atrás, um pequeno asteróide com cerca de 250 metros de diâmetro colidiu no local a formou a cratera. É a cratera mais bem preservada no planeta e tem mais de um quilômetro de diâmetro. (http://www.space.com)
EM DEZEMBRO DE 2004, pudemos ver o que um planeta quente é capaz de fazer. As forças que provocam terremotos e maremotos têm origem no interior do nosso planeta, a mais de 3000 km de profundidade. No interior da Terra, nosso núcleo funciona como uma usina nuclear: reações nucleares liberam enorme quantidade de calor e aquece o manto, uma camada líquida muito quente com quase 3000 km de espessura que circunda o núcleo terrestre (a lava expelida pelos vulcões é a camada superior do manto).
Imagem tirada do ônibus espacial que mostra a Somália, país localizado na ponta da África banhada pelo Oceano Índico e que foi atingido pelas tsunamis de dezembro de 2004. As ondas viajaram mais de 7000 km em cerca de 7 horas. (http://www.solarviews.com/cap/earth/greenlnd.htm)
SOBRE O MANTO flutuam as placas tectônicas que formam a crosta terrestre. O aquecimento da parte inferior do manto forma correntes de convecção que movimentam o próprio manto e, como conseqüência, as placas. Esta é a origem dos terremotos e dos vulcões em nosso planeta (tectonismo e vulcanismo).
Diferentes imagens do interior da Terra. Na esquerda, a imagem de um modelo do interior da Terra em 3-dimensões. A imagem da direita, por sua vez, mostra uma das formas com que os cientistas "enxergam" o interior do planeta: através de ondas mecânicas. Terremotos, vulcões e até explosões na crosta terrestre sao as principais fontes dessas ondas.(http://www.seismology.harvard.edu/~boschi/bdp00.html)
QUANDO A RADIOATIVIDADE do núcleo terminar, o manto comecará a esfriar e o movimento das placas irá, aos poucos, acabar. A Terra, um dia, deixará de ter terremotos e vulcões: quando o seu interior ficar frio. Também não terá mudanças na geografia dos continentes, pois o movimento das placas tectônicas que afasta a América do Sul da África, por exemplo, também não mais acontecerá, mantendo a Terra com o mesmo "mapa-mundi" para sempre. Para aprofundar esse assunto, veja TERRA EM MOVIMENTO.
Da mesma forma que a cratera do meteoro, no Arizona, a Wolf Creek, localizada na Austrália, é uma cratera jovem e bem preservada - foi formada há cerca de 300 mil anos. (http://www.space.com)
NÃO SÃO APENAS TERREMOTOS e vulcões que provocam tsunamis. Meteoros vindos do espaço podem provocar ondas gigantes e imensa destruição ao cair em algum - dos muitos - oceano. Um meteoro caído no Oceano Atlântico pode provocar ondas destruidoras na costa brasileira e na africana, regiões com baixíssima probabilidade de serem atingidas por maremotos com origem em terremotos.
Cratera Manicouagan, Canada. Os cientistas calcula que tenha aproximadamente de 206 a 214 milhões de anos. Apesar da idade, está bem preservada. A cratera tem cerca de 70 quilômetros de diâmetro e um lago circundante: por causa do impacto, formou-se uma rocha mais resistente à erosão do que os arredores. Assim, a erosão cavou, ao longo do tempo, o solo ao lado e a água tratou de ocupar o espaço, formando o lago. (http://www.space.com)
A TERRA É CONSTANTEMENTE bombardeada por diversas rochas. Meteoros, asteróides e cometas com órbitas que cruzam com a terrestre trazem risco de colisão e já colidiram em muitas vezes no passado. No entanto, a colisão com corpos de grandes dimensões é menos frequente do que os inúmeros encontros com corpos diminutos.
A MAIORIA DOS CORPOS que adentram a nossa atmosfera sao queimados completamente devido à fricção com o ar, pois são pequenos como grãos de areia. Alguns são maiores e acabam chegando até a superfície do planeta. A fricção com o ar não os destrói completamente, seja por causa do tamanho e/ou da composição química. Dependendo do tamanho e da velocidade com que chegam na superfície podem virar poeira ou causar grande destruição. Até mesmo uma enorme destruição como na extinção dos dinossauros, causada pela queda de um imenso meteoro, há 65 milhões de anos.
A Austrália é um ótimo lugar para se encontrar crateras. O continente é antigo e seco. Por ser antigo, coleciona um número maior de impactos do que muitas outras regiões no planeta; por causa do clima seco, há pouca erosão e pouca vegetação para disfarçar as crateras. Na imagem, a cratera Gosses Bluff, causada pela queda de um meteoro com aproximadamente 1 km de diâmetro em solo australiano, há 142 milhões de anos. Veja abaixo a mesma cratera vista do espaço.(http://home.fujifilm.com/)
NO PASSADO DO PLANETA, o bombardeio da superfície terrestre era mais comum. Um sistema solar em formação tinha muitos corpos de diferentes tamanhos vagando e colidindo entre si. Muitos destes corpos caíram na Terra e ajudaram em sua formação. Nossa crosta tem muito da sua composição devido a essas colisões e a própria existência de água em nosso planeta pode estar relacionada à queda de cometas naquele período.
Outra Imagem da cratera Gosses Bluff. A cadeia interna de montanha tem 4,5 km de diâmetro. Observa-se na foto um círculo acinzentado maior no solo, ao redor das montanhas - um vestígio da cratera original. (http://www.space.com)
COM O PASSAR DO TEMPO, a freqüência de colisões diminuiu - o número de corpos diminuiu nos bilhões de anos que nos separam dessa época. A presença da atmosfera e da água ajudou a apagar as marcas do passado: os ventos e os rios apagaram as crateras pela erosão. A vegetação em muitas partes do planeta cobriu e escondeu as marcas e cicatrizes destas colisões e hoje somente algumas crateras são visíveis - algumas muito preservadas.
Calisto, Júpiter. Esta imagem, obtida pela espaçonave Galileo em novembro de 1996, mostra crateras em uma das principais luas de Júpiter. Acredita-se que foram formadas pelos impactos com fragmentos de algum corpo, de modo semelhante ao cometa Shoemaker-Levy 9, que mergulhou em pedaços na atmosfera de Júpiter, em 1994. A imagem cobre uma área com aproximadamente 13 km de extensão e foi tirada a cerca de 1500 km de altura. (http://www.space.com)
Outra seqüência de crateras formada na queda dos fragmentos de algum corpo. Esta é chamada de Enki Catena e fica em Ganimedes, a maior lua de Júpiter. Foi provavelmente formada por um cometa, transformado em pedaços pela gravidade de Júpiter quando passou muito perto do planeta. Logo após, colidiu com a superfície de Ganimedes e deixou seu rastro. (http://www.space.com)
EM MUITOS OUTROS CORPOS do sistema solar, as crateras são comuns e em maior número que na Terra. As colisões ocorridas ao longo da história do astro ainda são visíveis devido à inexistência de erosão por vento ou água. Não há vegetação que cubra as marcas. O estudo das crateras em outros corpos planetários contribui para o conhecimento sobre o passado do nosso planeta, levando a importantes descobertas sobre a formação do sistema solar e dos planetas.
Cratera lunar, com o aspecto característico do impacto de meteoros com superfícies secas como as existentes em nossa lua. A lua com crateras foi uma evidência experimental importante usada por Galileu contra a visão aristótélica do céu. (http://www.space.com)
EM 1610, quando Galileu apontou sua luneta para o céu e deu o principal passo para a revolução científica, lhe chamou atenção a superfície da Lua: era toda esburacada! Esta observação entrava em conflito direto com o ensinamento aristotélico do céu perfeito e imutável.
PARA ARISTÓTELES, o mundo supralunar - da lua para cima - era formado pelo elemento éter, era perfeito e não mudava. Todos os astros eram esferas perfeitas, completamente lisas, pois essa era a figura geométrica mais perfeita do universo. Na Terra, por sua vez, as coisas eram feitas por uma mistura dos elementos Terra, Fogo, Água e Ar - não de éter. Nada era perfeito e tudo mudava: as pessoas e os demais seres nasciam e morriam, um dia chovia, outro não ... A imperfeição e a efemeridade do mundo humano versus a perfeição e a eternidade do mundo divino.
Cratera Copérnico, Lua
NATURALMENTE, essa visão aristotélica do céu perfeito agradava a Igreja Católica e era assumida, portanto, como verdade absoluta e inquestionável. Como grande poder que era, a Igreja disseminou este conhecimento ao longo de toda a Idade Média, e foi pensando isso que Galileu olhou para a Lua com sua luneta recém inventada. E foi por isso que se assustou: a Lua não era como ele aprendera! Ela não era lisa e sim cheia de buracos. Hoje sabemos que estes buracos são marcas da sua história, cicatrizes do passado do nosso único satélite natural. A própria Lua foi formada pela colisão de um imenso corpo com a Terra, há mais de 3 bilhões de anos atrás.
Uma comparação entre crateras com aproximadamente 30 km de diâmetro de diferentes corpos planetários. Todas as crateras estão na mesma escala e foram rotacionadas para que a fonte luminosa ficasse à esquerda. (http://www.space.com)
[ FONTES]
Geologia, a ciência da Terra
Introdução à Terra
Earth's Interior & Plate Tectonics
Harvard seismology: 3-D Earth Structure
Space.com
MATÉRIA ESTRANHA
A observação de uma supernova revela em seu centro uma estrela com temperatura bem menor que a esperada, o que sugere a existência de um estado exótico e ultra-denso da matéria. Uma estrela de quarks?
(http://www.space.com/scienceastronomy/astronomy/new_matter_020410.html)
O PRÊMIO Nobel de Física deste ano foi dado a três cientistas americanos que desvendaram, no longínquo 1973, a força que existe entre partículas presentes no núcleo dos átomos, chamadas de quarks - nome inspirado por uma passagem do livro "Finnegan's Wake", de James Joyce. Os quarks formam os prótons e nêutrons e conhecer seu comportamento é essencial na compreensão do átomo - que por sua vez, é essencial para entendermos nosso mundo - um mundo atômico. Os quarks já tinham sido objeto de prêmio Nobel, em 1990, por experiências feita com estas partículas.
Comparação dos interiores de uma estrela de nêutrons com o de uma estrela de quarks. Observe que há menos vazios na estrela de quarks, o que a torna ultra-densa. Se uma colher de chá de uma estrela de nêutrons pesa o mesmo que uma montanha, uma estrela de quarks do tamanho de um auditório pesa o mesmo que todo o planeta Terra.
(http://chandra.harvard.edu/resources/illustrations/neutronstars_4.html)
EM SALA DE AULA, uma grande dificuldade que os alunos enfrentam na compreensão científica do mundo é a de relacionar a sua vivência diária neste grande mundo material com o ultramicroscópico mundo dos átomos. Inúmeros átomos de ferro formam um pequeno prego e as propriedades que percebemos neste prego estão relacionadas com a arrumação e demais propriedades de seus átomos. Sabemos indiretamente da existência de átomos, mas não conseguimos vê-los individualmente, o que revelaria seus detalhes. Átomos são tão pequenos e tão estranhos que precisamos de um bom raciocínio abastrato para compreendermos o que a ciência tem a dizer sobre "o mundo do muito pequeno", aproveitando a definição sobre o mundo atômico de Marcelo Gleiser, em seu livro A Dança do Universo.
EMBORA a idéia de átomos como pequenos tijolos da matéria ser muito antiga, com mais de 2 mil anos (ver UM MUNDO DE VAZIOS), somente a partir do século 18 as evidências de sua existência começaram a aparecer - até porque a experiência como método de investigação da natureza só começa a ser prática ao longo do século 17, ainda com muitas resistências quanto aos resultados obtidos. Foram as experiências de Boyle e Lavoisier, principalmente, que tornaram a idéia de a matéria ser formada por minúsculos tijolos - os átomos - muito atraente, pois ela explicava os resultados experimentais.
Modelos atômicos de Dalton (esquerda) e o atual, sem os quarks.
(http://www.aventuradasparticulas.ift.unesp.br/atom_fund.html)
NO INÍCIO do século 19, John Dalton elabora o primeiro modelo atômico para explicar os resultados experimentais obtidos por Lavoisier, Proust e ele próprio, que estão expressos nas leis ponderais: lei da conservação das massas, lei das proporções fixas e lei das proporções múltiplas. A proposta de Dalton era que a matéria era formada por diferentes tipos de átomos, que seriam como minúsculas bolas, maciças e indestrutíveis, e que agrupadas de diferentes maneiras formavam os diferentes tipos de materiais existentes. O fato dos átomos pensados por Dalton serem indestrutíveis explicava exatamente os resultados das leis ponderais, mas era uma resposta muito ousada para época - e ainda o é para hoje, visto a necessidade de "vermos além do visível", enxergamos o que está escondido por detrás do que observamos. Mais do que uma resposta ousada, é uma resposta sensacional, obtida pelo intelecto humano que chegou além do que os olhos alcançam. De fato, vemos algumas coisas com os olhos e muito mais com o cérebro.
COMO é comum em ciência - um conhecimento que se expande - o átomo de Dalton estava incompleto. O modelo atômico da "bola de sinuca" (átomo maciço e indestrutível) não resistiu às inúmeras descobertas feitas ao longo do século 19, o século elétrico. O estudo da eletricidade trouxe novas descobertas experimentais que enfraqueceram a idéia do átomo indestrutível, especificamente a descoberta do elétron em 1897, feita por J.J Thomson (ver O ÁTOMO DIVISÍVEL). Depois do elétron, a descoberta de prótons e nêutrons ajudaram a desconstruir o átomo maciço e a humanidade chega, ainda na primeira metade do século 20, ao modelo atômico nuclear que aprendemos na escola: um átomo formado por um minúsculo núcleo positivo, onde estão os prótons e os nêutrons, rodeado por uma imensa eletrosfera, onde se encontram os elétrons.
A PARTIR da década de 30, com a descoberta do nêutron, intensificam-se as pesquisas sobre o núcleo atômico, dando nascimento à física nuclear. O estudo de partículas subatômicas revelou-se profundamente misterioso: a física de partículas é profundamente diferente da chamada física clássica (mecânica newtoniana, por exemplo) e nos dá uma breve noção do quão estranho pode ser o universo. Mas... quem disse que seria fácil tentar entendê-lo?
QUANDO se descobre que o átomo, que se imaginava indivisível, é formado por partículas ainda menores, é inevitável perguntar: e essas partículas, não serão formadas por outras ainda menores? Uma partícula que não é formada por nenhuma outra é chamada de partícula elementar. Assim, a pergunta-chave é: qual será a partícula elementar da matéria? O que sabemos hoje é que não existe apenas uma partícula elementar, mas algumas, que são divididas em Férmions e Bósons. As partículas que normalmente estudamos no modelo atômico do átomo - elétrons, prótons e nêutrons - são férmions.
Modelo atômico que mostra os quarks formando os prótons (uud) e os nêutrons (udd)
(http://www.aventuradasparticulas.ift.unesp.br/scale.html)
UMA GRANDE dificuldade do modelo atômico nuclear estava ligado à questão da estabilidade do núcleo. Se os prótons possuem carga positiva e estão agrupados no núcleo, como que a força elétrica de repulsão entre cargas iguais não destruía o núcleo? A partir da década de 60, a existência de partículas que formassem os prótons e os nêutrons começou a ser discutida. Somente em 1973, os cientistas premiados este ano com o nobel de física deram a resposta a esta pergunta, elucidando o mecanismo da interação forte que ocorre entre os quarks.
Existem seis tipos diferentes de quarks, mas apenas os quarks up e down são estáveis o suficiente para formarem a matéria. Por isso são chamados de léptons de primeira geração.
(http://www.entersci.com/cosmic/quark.htm)
EXISTEM seis tipos diferentes de quarks, que são chamados de up, down, charm, strange, top e bottom. Os dois primeiros, o up (u) e o down (d) formam os prótons e os nêutrons. Quando dois quarks up (uu) se unem a um quark down (d) temos um próton (uud). Se apenas um quark up (u) se unir a dois quarks down (dd) temos um nêutron (udd). Assim, prótons e nêutrons são chamados de bárions, pois são formados por um trio de quarks. Dizemos que os férmions são divididos em elétrons e bárions (prótons e nêutrons). Os elétrons são partículas elementares, assim como os quarks (não são formadas por nenhuma outra partícula, pelo que sabemos até hoje). Elétrons e quarks são chamados de léptons. Portanto, os férmions são formados pelos léptons (elétrons e quarks) e pelos bárions (prótons e nêutrons). Se você não se afundou no pantanal de nomes deve ter percebido que os bárions são formados por léptons (os quarks), que são verdadeiras partículas elementares. Mas se você se afundou, não se preocupe. Existem mais de duzentas partículas subatômicas e não se deve ficar preso a nomenclaturas que apenas embaralham a compreensão. O próprio Enrico Fermi, ainda na década de 50, quando o conhecimento sobre este labirinto atômico era bem menor, em resposta a uma pergunta sobre os nomes das partículas, disse: "Meu filho, se eu soubesse esses nomes todos eu seria botânico!"
Se os prótons são positivos e estão amontoados no núcleo, por que a força elétrica de repulsão não faz com que o núcleo exploda?
(http://www.aventuradasparticulas.ift.unesp.br/binding.html)
MAS a pergunta essencial que envolve os quarks é o porquê da repulsão elétrica entre prótons não destruir o núcleo atômico. O trabalho premiado pelo nobel de 2004 desvendou a força que um quark faz sobre outro quark, chamada interação forte (força forte soa esquisito...). Os quarks que formam um próton atraem os quarks que formam outro próton. Esta força de atração é maior que a força elétrica de repulsão e torna o núcleo estável, mantendo as partículas nucleares unidas. A interação forte entre os quarks aumenta com a distância entre eles, como um elástico. Isto não permite que os quarks seja retirados do núcleo atômico. Também por isso os quarks nunca aparecem sozinhos, sempre agrupados em trios, nos bárions (que são férmions) e em duplas, nos mésons (que são bósons).
A força entre os quarks, chamada interação forte, é maior que a força elétrica de repulsão, mantendo o núcleo estável.
(http://www.aventuradasparticulas.ift.unesp.br/residualstrong.html)
QUANDO pensamos nas partículas subatômicas nos surpreendemos aonde o conhecimento científico nos levou dentro do átomo, o quanto sabemos hoje em relação ao passado. Nossa tecnologia atual, presente em televisores, computadores, cd player, telefones celulares e outros, é fruto do conhecimento atômico (quântico). O desvendamento deste estranho mundo do muito pequeno pode trazer novas descobertas que resultarão em tecnologias inimagináveis atualmente. O futuro tecnológico é inacessível para nós, pois desconhecemos o que ainda será desvendado sobre este curioso mundo em que vivemos. Mas desde já convivemos com a pergunta que nos levará a este futuro desconhecido: será que os elétrons e os quarks são realmente as partículas elementares da matéria? Será que não são formados por partículas ainda menores? Afinal, do que é feito o universo?
CARROSSEL ATMOSFÉRICO
Furacão Ivan, o terrível, fotografado da estação espacial quando entrava no Golfo do México, em 13 de setembro. Ivan chegou a ser classificado como furacão categoria 5 - o mais violento - quando ainda estava sobre o oceano, mas perdeu força e ao chegar ao continente era um furacão categoria 3.
(http://www1.msfc.nasa.gov/newsroom/camex/camphotos.html)TODOS OS ANOS, entre os meses de junho e novembro, vemos a América Central e do Norte serem atingidas por violentas tempestades com ventos fortíssimos, chamadas furacões. Os países da Ásia banhados pelo oceano Pacífico também sofrem as mesmas tempestades, mas lá elas são chamadas de tufões. Estes fenômenos pertencem a uma dinâmica planetária de distribuição de calor, sempre ocorreram e sempre ocorrerão, assim como sempre haverá correntes marinhas, ventos, chuvas e tempestades com raios - os chamados fenômenos meteorológicos. Compreendê-los para torná-los mais previsíveis e controláveis é uma contribuição importantíssima da ciência para a humanidade. Este ano os furacões vieram em maior número e com maior poder destrutivo, o que pode estar relacionado com o aquecimento global - uma contribuição não muito importante da humanidade para o planeta. Não é à tôa que tivemos furacão até no Brasil, fato absolutamente inusitado (ver
A CATARINA QUE VEIO DO MAR).
(http://www1.folha.uol.com.br/folha/ciencia/ult306u12279.shtml)FURACÕES são tempestades tropicais muito violentas, com ventos que podem atingir mais de 250 km/h. São formados quando uma grande área do oceano é aquecida. A água quente aquece o ar em sua superfície, que se torna menos denso e ganha movimento de subida na atmosfera, carregando uma grande quantidade de umidade para grandes altitudes. O movimento de subida do ar quente cria uma zona de baixa pressão que abre espaço para entrada de novas correntes de ar. Este mecanismo é auxiliado pela própria rotação da Terra (efeito Coriolis) e por outras correntes de ar e é a essência da formação de um enorme carrosel de ar que gira em grande velocidade. Este carrosel chama-se ciclone, mas se os ventos formados tiverem uma velocidade superior a 90 km/h o ciclone passa a se chamar furacão, no caso de ser formado no oceando Atlântico, ou tufão, caso seja no Pacífico. A diferença de nomenclatura tem razão histórica - fisicamente estamos tratando do mesmo fenômeno.
Logo após o alto verão no hemisfério norte, as águas acima do equador atingem uma temperatura de 28 °C ou mais, o suficiente para a formação de furacões. Na imagem com falsas-cores podemos observar em laranja as regiões do oceano com temperaturas desta ordem, que formam justamente o caminho dos furacões que atingem o Caribe e a América do Norte a cada ano, entre os meses de Junho e Novembro.
(http://www1.msfc.nasa.gov/newsroom/camex/camphotos.html)NO ATLÂNTICO NORTE, a água aquecida durante o verão recebe o encontro do vento quente que vem do deserto do Saara com o vento frio vindo do Golfo de Guiné. Estas condições favorecem a formação de furacões, que se alimentam do calor e da umidade dos oceanos e se movimentam em direção noroeste, atingindo o continente americano. Os furacões pertencem a uma importante dinâmica do planeta no que diz respeito ao equilíbrio térmico. Eles transferem energia solar recebida em grande quantidade na região do equador para as regiões de maior latitude, que recebem pouca energia térmica do Sol. Sem uma dinâmica global que distribuísse o calor dos trópicos para as maiores latitudes teríamos um planeta gelado em sua maior parte e apenas os trópicos quentes o suficiente para ser habitado. As correntes marinhas também pertencem a essa dinâmica. As águas aquecidas do equador movimentam-se em direção aos pólos, em ambos os hemisférios, por causa da rotação da Terra. No texto
A ROTAÇÃO DA TERRA E A PRAIA NO FIM DE SEMANA esta distribuição de calor em escala planetária também é abordada.
Imagem de satélite que mostra quatro furacões no hemisfério, o maior deles o Frances, que na imagem se aproxima do Caribe. A lua cheia pode ser vista na parte de baixo da imagem.
(http://www1.msfc.nasa.gov/newsroom/camex/camphotos.html)CURIOSAMENTE, a mesma dinâmica que distribui calor e permite que a humanidade construa cidades longe do equador também produz furacões, que ameaçam estas mesmas cidades. Os ventos provocam destruição e morte, além de trazer chuvas torrenciais, ondas gigantes e inundações catastróficas. Ao longo do seu caminho sobre o oceano, um furacão vai se alimentando do calor e da umidade, tornando-se cada vez mais forte e carregado. Quando chega no continente, não existe mais o calor e a umidade e o furacão perde força: seus ventos ficam mais fracos e a umidade... a umidade desce na forma de tempestades que trazem inundações e deslizamentos, causando mais destruição e morte. Não bastasse o poder destrutivo de seus ventos, um furacão traz também muita chuva. Por isso a população deve ser evacuada quando está em seu caminho. Naturalmente, quando o furacão atinge regiões mais pobre, onde retirar a população é mais difícil senão impossível, a destruição pode atingir níveis alarmantes, como o ocorrido no Haiti este ano, onde o furacão Jeanne deixou o terrível rastro de mais de 3 mil mortos, além dos mais de 200 mil habitantes que perderam casa e pertences. Certamente o conhecimento científico e a informação são fortes aliados das populações contra os fenômenos naturais com grande poder destrutivo como os furacões, mas nada se compara com o poder arrasador da desigualdade sócio-econômica e da pobreza. Enquanto nos Estados Unidos os mesmos furacões provocam desordem e destruição material, com mortes isoladas, em países miseráveis como o Haiti o cenário pós-furacão é o de terra arrasada. Como pode, em pleno século 21, um furacão destruir um país e matar milhares de pessoas? Se isso não for um absurdo, o que é?
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