A Caminho do Tudo - Parte IV (Edição 2026)

De boa caros leitores, voltamos com nossa crônica alarmados com uma guerra que se inicia no Irã, na opinião deste observador, nada justifica tal atrocidade. Retomando nosso relato ...  

Pelos registros, Demócrito era originário de Abdera, uma cidade da Trácia, província grega. Pode ter sido aluno de Leucipo, ou não, o relacionamento deles é incerto, mas parece-me que era um tipo de faz tudo escrevendo sobre física, matemática, música, astronomia, literatura e ética – com registro de 50 obras ao todo. Nenhuma delas sobreviveu, porem já foi escrito o suficiente sobre ele e suas realizações para lhe garantir um lugar entre os gigantes dos antigos pensadores gregos.

Demócrito, como Empédocles, perguntou sobre os elementos básicos da natureza. Se você cortar uma torra em dois pedaços, depois cortar de novo, de novo....o que restaria? Com uma faca perfeita você continuaria cortando para sempre? Não pensou Demócrito, tem de haver algum limite menor. Tem de haver um ponto onde a matéria não pode ser mais dividida, algum elemento básico que não pode mais ser cortado. Ele chamou aquela entidade de atomon – literalmente, indivisível. Hoje chamamos de átomo elemento básico da matéria. Disse Demócrito, que o processo de cortar é uma ilusão. Quando dizemos estamos cortando um objeto em dois, o que realmente queremos dizer é que estamos inserindo uma faca no espaço vazio entre átomos, empurrando alguns átomos para direita e outros para esquerda. Quando estamos reduzidos a um único átomo, esse tipo de divisão não é mais possível.
Para Demócrito, os átomos eram fundamentais, as complexidades da natureza, o comportamento dos flamenguistas e bestas feras – tudo foi resultado de diferentes tipos de átomos se juntando em várias configurações.
Segundo Demócrito, existem átomos em um número infinito de formas e tamanhos diferentes, porem cada um individual, eterno e imutável. Ele até sugeriu o mecanismo pelo qual os átomos podiam se ligar uns aos outros:

Ao átomos tem toda sorte de formas, aparências e tamanhos diferentes...alguns são ásperos, alguns têm forma de gancho, alguns são côncavos, alguns são convexos e outros inúmeras variações...alguns deles ricocheteiam em direções aleatórias, enquanto outros se encandeiam por causa da simetria de suas formas, posições e arranjos, e assim permanecem juntos. Foi assim que começaram os corpos compostos.
Podemos pensar nesse átomo como peças de Lego da natureza: cada um contém pinos ou buracos que possibilitam um conexão com os vizinhos. Os átomos em si podem ser simples, mas, com bilhões deles organizados em infinitas combinações podem formar objetos e toda forma e tamanho.

Demócrito como Tales e Empédocles, merecem o rótulo de materialistas pois procuram explicações materiais, ou física, para o que viam na natureza.

Ele via o mundo natural com causa e efeito lógico e não como uma loteria da caixa econômica federal ou uma diversão dos deuses gregos. Diz o que lemos que preferia descobrir uma única nova causa do que ser Rei da Pérsia. Na sua teoria Demócrito incluiu os deuses gregos em sua teoria, dizendo que também eram compostos por seus quatro elementos, pode até ter comparado uma divindade específica a cada um dos elementos. Demócrito, contudo, manteve os deuses numa posição inferior; eles tinham pouco a ver com seus átomos, um gigante no pensar.
Como resultado, podemos observar uma linha divisória entre a ciência e a religião, tremendo.
Os gregos deram um tremendo passo para além da mitologia, oferecendo-nos um novo modo de pensar sobre o mundo. Comentei em sala com os meus alunos que a continuidade da filosofia grega, nos teria deixado hoje numa maior evolução científica, eu acredito nisso, pois após os pré-socráticos a ciência teve uma nova visão apenas com a revolução copernicana, mais esta é uma outra História; estudar a filosofia grega é algo que estou descobrindo como grandioso, aproveitem ao máximo suas aulas. 

Espero que tenham gostado do relato deste mês, aguardo vosso comentário e até a 1a quarta-feira de abril.

Um abraço.

TIRINHA do DIA:

Estrelas de Bósons

Você já olhou para o céu noturno e se perguntou o que não está vendo? Os céus podem estar cheios de "estrelas bósons" invisíveis que são feitas de uma forma exótica de matéria que não brilha.

Suspeitamos fortemente que o universo esteja cheio de matéria escura, que compõe cerca de 25% de toda a massa e energia do cosmos. Mas, embora as evidências circunstanciais sejam abundantes e acreditemos que a matéria escura seja algum tipo de partícula não descoberta, não temos nenhuma evidência direta de tal partícula.

Por algumas décadas, pensamos que estávamos no caminho certo com um novo tipo de partícula conhecida como partícula massiva de interação fraca (WIMP). Previsto a partir de várias teorias de supersimetria, o WIMP teria uma massa em algum lugar na faixa das partículas mais pesadas conhecidas, como o quark top. Mas, caso contrário, seria amplamente invisível, interagindo com a matéria normal apenas ocasionalmente.

Mas as pesquisas por WIMPs não conseguiram encontrar nada. Tudo bem; a natureza nunca é obrigada a concordar com nosso primeiro palpite. Felizmente, temos outro candidato a partícula esperando nos bastidores: o áxion.

O áxion foi introduzido para resolver um problema desagradável envolvendo a força nuclear forte. Ao que tudo indica, a força forte obedece a duas simetrias importantes na natureza: carga e paridade. Isso significa que, se você pegar uma interação de força forte, inverter as cargas de todas as partículas para seus valores opostos e olhar para a reação no espelho, obterá o mesmo resultado.

Mas nada na própria teoria diz que ela deva obedecer a essas simetrias. Os físicos tentaram consertar isso essencialmente adicionando um novo parâmetro às equações e definindo esse parâmetro como zero, mas isso parecia um pouco forçado. Então veio uma solução engenhosa: talvez esse novo parâmetro representasse um novo campo quântico, e as interações com esse campo naturalmente produzissem a simetria.

Este era o áxion, assim chamado em homenagem a uma marca de detergente para lavar louça porque limpava a bagunça do problema de simetria.

Se os áxions existirem, eles seriam uma excelente matéria escura, porque seriam abundantes e dificilmente interagiriam com a matéria normal. E eles também fariam algumas coisas selvagens.

Os áxions são incrivelmente leves - trilhões e trilhões de vezes mais leves do que o neutrino, a partícula mais leve conhecida. Com massas tão pequenas, sua natureza de onda quântica se manifestaria em escalas macroscópicas. Embora cada partícula também tenha uma onda associada a ela, geralmente não percebemos ou nos importamos com essas ondas, a menos que estejamos lidando com sistemas quânticos subatômicos. Não é assim com o áxion, que pode potencialmente espalhar seu comprimento de onda por uma galáxia inteira.

A segunda coisa legal sobre os áxions é que eles são bósons. Os bósons são um tipo de partícula que pode compartilhar o mesmo estado quântico, o que significa que você pode colocar quantos deles quiser em um volume compacto. Isso é semelhante aos fótons (você pode colocar tanta luz em uma caixa quanto quiser) e diferente de partículas como elétrons (você só pode enfiar tantos antes que a caixa fique cheia).

Essas duas propriedades dos áxions significam que eles são excepcionalmente bons em colapsar para densidades incrivelmente altas, reunidas por sua própria (leve) gravidade. Essencialmente, eles podem formar uma espécie de estrela. É completamente invisível, não irradia luz e não interage com nada, mas é uma estrela, no entanto.

Essas estrelas - que têm uma variedade de nomes, incluindo estrelas áxion, estrelas bóson e estrelas escuras - podem ser pequenas, aproximadamente com a mesma massa que as estrelas normais do dia a dia. Eles também podem ser enormes, abrangendo um núcleo galáctico inteiro.

A possível existência de estrelas de bósons é uma faca de dois gumes. Por um lado, pode tornar a detecção direta extremamente difícil. A menos que uma estrela de bóson esteja vagando pelo nosso sistema solar e passando pela Terra, é improvável que vejamos áxions em nossos detectores.

Por outro lado, as estrelas de bósons podem fazer todo tipo de coisa que podem torná-las detectáveis, como mexer com a fusão nuclear em núcleos estelares ou explodir por conta própria em um evento conhecido como bosenova.

Não sabemos se os áxions existem ou, se existem, se são responsáveis pela matéria escura. Mas ainda é divertido imaginar um universo repleto de estrelas escuras silenciosas, invisíveis e inofensivas.

🌏 Créditos/fonte/Publicação: por  Paul M. Sutter . space.com

A órbita de Júpiter

Se alguém perguntasse onde fica o centro do Sistema Solar, o que você responderia? Provavelmente, diria que fica no eixo do Sol. Afinal, todos os planetas giram em torno da nossa estrela. Acontece que essa resposta não é totalmente correta.

Na astronomia, o centro de massa de dois ou mais corpos que orbitam um ao outro, ou seja, o ponto sobre o qual todos estes corpos orbitam, se chama baricentro. Isso é bastante comum quando os astrônomos precisam encontrar o centro de uma estrela binária, por exemplo. Esse conceito é muito importante para entender a física no universo.

No caso do Sistema Solar, os planetas e o Sol também orbitam em torno de um centro de massa comum. Não estamos falando do centro galáctico - esse é outro assunto que inclui toda a espiral galáctica na qual o Sistema Solar está localizado. O que precisamos considerar aqui é o “puxão” gravitacional que os planetas impõem sobre o Sol.

Até pouco tempo os cientistas tiveram bastante dificuldade para calcular o baricentro com precisão, em especial por causa de Júpiter. É que o gigante gasoso possui tanta massa - o dobro de massa de todos os outros planetas juntos - que acaba exercendo força gravitacional sobre nossa estrela por um longo tempo.

No entanto, apesar do desafio que a tarefa apresenta, uma equipe de astrônomos conseguiu pela primeira vez identificar o centro de todo o Sistema Solar: 100 metros de distância do Sol, logo acima da superfície da estrela. Se o Sol fosse do tamanho de um estádio de futebol, essa área de cem metros seria equivalente a aproximadamente o diâmetro de um fio de cabelo.

Para chegar a esse resultado, a equipe utilizou os pulsares - estrelas de nêutrons de rotação rápida, ou restos super densos de uma estrela que explodiu em uma supernova. Esses objetos emitem radiação eletromagnética na forma de feixes brilhantes que varrem o cosmos em um movimento circular, enquanto a própria estrela gira, como um farol. Esses clarões de luz são tão precisos que os pulsares se tornaram uma das ferramentas favoritas dos cientistas para calcular distâncias entre objetos cósmicos.

Centros observacionais têm utilizado pulsares para encontrar ondas gravitacionais de baixa frequência, porque elas causam distúrbios sutis no tempo entre um feixe e outro do “farol cósmico”. Isso também é muito útil para calcular o baricentro do Sistema Solar, e foi assim que os cientistas conseguiram realizar o cálculo com tanta precisão. Agora, sabendo a posição exata da Terra em relação ao baricentro, os astrônomos podem fazer detecções muito mais precisas de ondas gravitacionais de baixa frequência.

Stephen Taylor, professor da Universidade Vanderbil, conta que “ao encontrar ondas gravitacionais dessa maneira, além de outros experimentos, obtemos uma visão mais holística de todos os diferentes tipos de buracos negros no Universo”.