A Física Quântica e o poder do pensamento

Como a física quântica está relacionada com a cura pelo pensamento e o poder da mente? Física quântica é a parte da física que descreve o comportamento da luz, de átomos e de partículas como o elétron. Assim como a física clássica te permite descrever o movimento de uma bola quando é chutada por um jogador de futebol, a física quântica te permite descrever o que acontece com  um elétron quando ele passa próximo de um ímã, por exemplo.

Por que não aprendemos quântica na escola? Simplesmente por que para estudar física quântica precisamos de algumas coisas como equações diferenciais parciais e álgebra linear, coisas que só costumam ser estudadas no ensino superior.  Por que precisamos dessas coisas? Quando queremos calcular o movimento de uma bola atirada para cima no segundo grau, utilizamos uma equação do tipo

para descrever a variação do movimento em função do tempo, com a bola sujeita a uma aceleração constante g. Para testar, arremessamos uma bola para cima e verificamos quanto ela se deslocou em cada instante de tempo. E vemos que a equação acima funciona muito bem. Para fazer a mesma coisa com um elétron que se move, uma equação parecida não funciona mais. Precisamos de equações diferentes, coisas como

Por que uma equação simples como a primeira não funciona mais? Seria lindo se a física atômica pudesse ser explicada utilizando nossa matemática de segundo grau. E por algum tempo físicos tentaram explicar o comportamento de átomos dessa maneira “clássica”. Mas simplesmente não funcionou. Quando você tentava explicar um elétron como uma “bolinha” sujeito a forças, suas equações deixavam de estar de acordo com o que era observado nos experimentos. No entanto, se considerassem os elétrons como se fossem ondas de algum tipo, as equações voltavam a explicar os fenômenos. Além disso, efeitos tipicamente ondulatórios também aparecem nos fenômenos atômicos, como interferência, ressonância e batimentos.

Ondas de que? Quando estudamos o som, sabemos que este é provocado por uma onda de pressão no ar, regiões de alta e baixa pressão que se alternam rapidamente. Quando estudamos ondas eletromagnéticas (tipo ondas de rádio), aprendemos que essas são variações de campos elétricos e magnéticos. Ondas costumam ser “de algo”. E essas “ondas” do elétron, o que são? A resposta curta é: ninguém sabe direito. Alguns dizem simplesmente que não importa, o que importa é que é uma ferramenta matemática que funciona. Outros, baseados no fato de que essas ondas que aparecem nas equações estão relacionadas com a probabilidade de encontrar o elétron em alguma posição, dizem que essas ondas são “ondas de probabilidade”. Outros dizem que na verdade é tudo partícula mas com uma física desconhecida que não é nem clássica nem ondulatória, mas que acaba parecendo ondulatória.

Essas várias maneiras de entender as equações são chamadas de interpretações da mecânica quântica. Existem várias outras. Cada uma tem méritos e problemas sérios, e cada uma possui defensores e combatedores dentro do mundo científico. As sobreviventes hoje explicam igualmente bem os fenômenos, mas com concepções filosóficas bastante distintas.

Vou focar em uma delas, a interpretação ondulatória realista, que eu já mencionei acima. Ela diz que os elétrons (e todas as partículas, na verdade) são “ondas de probabilidade”, que tem uma existência real, ainda que anti-intuitiva. Ou seja, o tratamento ondulatório não é um truque matemático que simplesmente funciona, mas descreve o que realmente é o elétron.

Ok, é uma onda, qual a polêmica nisso? Ao contrário das ondas usuais (de som ou na superfície da água), as ondas aqui tem uma característica bem diferente. Se eu estouro um balão o som dessa explosão se propaga em todas as direções. Se eu escuto o som do estouro em um lado, outra pessoa pode tranquilamente escutar o som do outro lado.

(a) Uri (esquerda) e James (direita) estão prontos para ouvir o som de um balão estourando; (b) O balão é estourado e a onda sonora se propaga nas duas direções; (c) James escuta o som, mas a onda ainda não chegou em Uri; (d) Uri escuta o som também.

No caso das ondas na física quântica, a coisa é diferente. As ondas do elétron indo para cada lado dizem que existe 50% de chance de encontrar o elétron na esquerda e 50% de chance de encontrar na direita. Esse “encontrar” é feito com um detector. No caso do som, esse detector é o nosso ouvido. A diferença é que se detectamos o elétron de um lado, nunca a pessoa do outro lado vai detectar também. O elétron continua sendo um só, por mais que sua onda correspondente estivesse “dividida” entre a esquerda e a direita.

(a) Um elétron é emitido, com igual probabilidade de ser encontrado na esquerda ou na direita. Na interpretação ondulatória, a onda do elétron se propaga nas duas direções. Dinah e Quevedo possuem detectores de elétrons, prontos para serem usados. (b) O detector de Quevedo apita. Na interpretação ondulatória, a detecção provoca um colapso da função de onda do elétron na direita, fazendo com que a onda do lado esquerdo deixe de existir. Dinah não será mais capaz de detectar nenhum elétron, pois não existe mais onda em sua direção.

Para várias interpretações, isso não é nenhum problema. Para a interpretação ondulatória, é. Significa que a onda do elétron, depois da primeira detecção, deixou de existir em todos os outros lugares. Isso recebe um nome, colapso da função de onda. Se a onda do elétron é real, a nossa medição faz com que, instantaneamente, a onda do elétron no restante do universo se torne zero.

Quem leva essa interpretação a sério se preocupa com isso. Entre os vários pontos de preocupação, está a pergunta “o que exatamente causa o colapso?”. Isto é, esse colapso da onda ocorre quando o elétron interage com o detector, quando o detector apita ou quando eu escuto o apito? Alguns físicos mais radicais defendiam que o colapso da função de onda era provocado pela nossa consciência do experimento. Em outras palavras, a consciência afetaria a realidade, ou pelo menos um aspecto dela.

Esses pontos deram origem à proliferação de ideias bastante extremas, de como a realidade é afetada pela consciência. Em conjunto com religiões e concepções de mundo que já defendiam a influência do pensamento na realidade, a física quântica entrou como uma suposta comprovação científica para essas ideias.

Quero chamar atenção para alguns pontos. Primeiro, não é a física quântica que dá suporte a essas ideias, mas sim uma das várias interpretações da física quântica, e uma versão bem extrema dela. Além disso, mesmo se essa interpretação radical for verdade, ela não diz que “tudo é possível, basta acreditar”, ela só diria que a consciência de um fenômeno, e não a vontade, afeta o fenômeno. Eu posso até “querer” que um elétron seja detectado simultaneamente por mim e pelo cara do outro lado ao mesmo tempo, mas isso não vai nunca acontecer. A interpretação só diz que, se eu souber que o elétron está do lado de cá, sua onda de probabilidade deixa de existir do lado de lá.

Ou seja, se tem um físico te dizendo que a física quântica prova que você pode afetar a realidade, basta acreditar, ou ele não sabe nada de física quântica, ou ele está te fazendo de otário.

Infográficos: Isabel Alencar

Um outro texto interessante sobre o assunto, numa outra perspectiva. no Simetria de Gauge.

Mais sobre quântica e o Gato de Schrödinger, aqui.

Sobre outros pontos da física quântica usada por picaretas para ganhar dinheiro fácil, aqui.

Teoria de Tudo [Resenha]

Texto também publicado no Simetria de Gauge

Não contém spoilers se você já sabe pelo menos o grosso sobre a vida dele. Se você não sabe nem quem é Hawking, não sei nem se você vai querer ver o filme.

Hoje assisti ao filme Teoria de Tudo, que conta a história do físico Stephen Hawking. Achei conveniente aproveitar o momento e dizer o que achei. No geral, positivo. No entanto há um pequeno ponto que achei que poderia ter sido diferente.

O filme foca no relacionamento entre Hawking e sua primeira esposa, Jane. Como drama, na minha opinião foca mais na força de Jane ao enfrentar com ele a doença degenerativa. A parte da física é deixada em segundo plano. Cheguei a ver alguns comentários na internet de pessoas reclamando disso. A esses eu digo: se quiser aprender relatividade, compre um livro. Não ache que numa biografia você vai sair sabendo sobre buracos negros.

De volta ao filme. É um filme bonito. A história de vida do cara, com ou sem o filme, é um exemplo de garra e superação. Um sujeito que com vinte e poucos anos descobriu que teria pouquíssimo tempo de vida mas já passou dos setenta, sem deixar de trabalhar e dar grandes contribuições para a física e para a divulgação científica – muitos físicos de hoje devem o interesse no assunto a seus livros. Então é natural que contar essa história, bela por si só, com o poder da telona dá um efeito excelente.

Quanto às relações entre pessoas, sem spoilers, apenas digo que o filme retrata um desenrolar sem vilões ou mocinhos, simplesmente pessoas, com forças e fraquezas. Isso também é legal de se ver. Talvez alguém que viu o filme diga: “ah Daniel, mas aposto que ele era meio babaca, e o filme amenizou. Filmes sempre fazem isso!” ok, pode ser. Mas, é cinema, né? Tolera-se um pouco de “liberdade poética”.

Finalmente vou ao ponto que acho poderia ter sido melhor trabalhado: o filme reforça o estereótipo dos físicos como sujeitos bizarros e da física como um assunto de doidos. Ok, o Hawking possivelmente era já meio esquisitão. Mas não acredito que ele pensava em física o tempo todo, como o filme retrata. Liberdade poética também, ok. E de fato, fica interessante. Mas talvez por eu me preocupar tanto com a imagem que as pessoas tem da ciência, eu fiquei levemente com uma pulga atrás da orelha.

Mas o pior para mim não foi nem o Hawking-Nerdão. Até que foi divertido. Meu problema maior foi como o filme relata a maneira com que teorias físicas são desenvolvidas. Um insight, uma palestra falada (sem nenhuma equação) para um grupo de professores e pronto, você é reconhecido como um super gênio. É verdade que há referências no filme aos cálculos matemáticos como um elemento da física, mas ainda assim me passou a ideia de ser algo secundário. A física parece acontecer primeiro em mesas de boteco, para depois, só por conveniência, ganhar uma roupinha matemática.

Não gosto dessa visão porque isso, na minha opinião de quem já viu muita gente com ideias bem tortas sobre ciência, fortalece a ideia que qualquer um pode formular uma teoria revolucionária sem nenhum esforço apenas olhando para uma xícara de café ou uma lareira. É bom para a dramaticidade, não é tão bom para entender como a ciência funciona. Chega a fazer o contrário. As pessoas que vão pela biografia acabam saindo de lá achando que é assim que a física acontece.

Mas ei, como eu disse, esse não era o objetivo do filme, discutir ciência. Então dou um desconto. Mas acho, só acho, que eles poderiam ter aproveitado a oportunidade para acertar dois cajados com um coelho só.

Qual o efeito real de um alinhamento planetário?

No fim do ano passado, como todo final de ano, voltou a circular a notícia de que no dia 4 de Janeiro (esse que passou) os planetas iriam se alinhar e nos faria flutuar por 5 minutos aqui na Terra. Uma das versões diz o seguinte:

“De acordo com o célebre astrônomo britânico Patrick Moore no dia 04 de janeiro a gravidade da Terra se tornará mais fraca, permitindo que caiamos mais devagar – nos dando, assim, a ilusão de que estamos voando.

Isso devido ao alinhamento Terra-Júpiter-Plutão que formará marés gravitacionais capazes de interferir com o campo gravitacional terrestre”.

“Exatamente às 9h47min PST em 04 de janeiro, Plutão vai passar atrás de Júpiter e ambos estarão alinhados e em oposição à Terra.

“Esse raro fenômeno implicará na combinação das forças gravitacionais dos dois planetas que fornecerão um puxão de maré muito forte, que contrariando temporariamente a própria gravidade da Terra irá fazer com que as pessoas praticamente fiquem sem peso durante 5 minutos.

Moore denominou tal ocorrência de “Jovian-Plutonian Gravitacional Effect”.

A versão desse ano que passou teve um extra, um tuíte falso da agência NASA, supostamente notificando o fato.

Eu disse “como todo final de ano” pois essa notícia falsa, criada no primeiro de abril de 1976 num programa de rádio da BBC, ressurge anualmente perto do Natal. Já existem diversos sites apontando a farsa, mesmo assim, todo ano isso se repete.

Não quero me alongar nessa discussão, mas aproveito a oportunidade para um exercício. Afinal, de que adianta dizer que é fake, se nem somos capazes de dizer o que realmente aconteceria no caso de um alinhamento planetário?

Vamos fazer esse exercício por etapas. Primeiro, calcule a força gravitacional máxima que Plutão exerce na Terra (isto é, quando a distância dele à Terra é a menor possível), e compare com a força gravitacional máxima que Júpiter exerce na Terra. Para isso utilize os dados de distância de Plutão. Já temos uma noção intuitiva de que é bem menor, mas sugiro que vocês façam o cálculo para ver o que significa exatamente “bem menor”.

Já que Plutão é praticamente “invisivel” gravitacionamente aqui da Terra, vamos considerar uma situação um pouco mais exagerada. Suponha que todos os planetas depois da Terra (Jupiter, Saturno, Urano e Netuno) estejam alinhados. Vamos ver se a situação muda. Calcule qual a força dessa combinação de planetas na Terra.

Note no entanto que essa força combinada de todos os planetas puxa quase igualmente a Terra e uma pessoa na Terra. Então um efeito de redução da gravidade quase não seria observado… mas é só “quase”. Na verdade, existe sim uma diferença da força devido à pequena distância entre o centro da Terra e a pessoa ou algo na superfície. É essa diferença de distância quando falamos da força gravitacional da Lua e do Sol na Terra que provoca as marés alta e baixa. A Lua puxa a Terra em sua direção, mas o lado mais próximo da Lua é mais puxado do que o outro lado. Isso faz com que a Terra seja meio que “esticada” na direção da Lua. Como boa parte da Terra é rochosa, essa diferença de forças não é suficiente para deformar a parte sólida da Terra, mas é suficiente para deformar a parte líquida, os oceanos.

Esse efeito também atua nas pessoas na Terra. Na hora de maré alta nossa gravidade é ligeiramente menor do que na hora de maré alta.

Como exercício final, calcule a diferença de gravidade sentida por uma pessoa devido a esse hipotético alinhamento planetário geral, e compare com a mesma diferença devido à Lua. Será realmente que um alinhamento planetário pode ser sentido?

Podem deixar suas respostas nos comentários. Posto as minhas em alguns dias.

A moda agora é visão de múons!

Um super poder existente em alguns de nós super heróis é a famosa visão de raios-X. Mas esse poder é meio inútil, na verdade. Ao contrário do que muita gente pensa, com a visão ativada vemos tudo escuro, exceto em salas de radiologia durante exames. Alguns poucos super heróis com esse dom extremamente poderoso consegue ver alguns pontinhos luminosos no céu noturno vindo de outras galáxias e um brilho vindo do centro da nossa galáxia (os que conseguem sair da nossa atmosfera enxergam isso bem melhor, já que a atmosfera bloqueia boa parte dos raios-X de fontes astronômicas). Isso porque para se enxergar alguma coisa precisamos ter alguma fonte emitindo o que você quer enxergar. Humanos sem poderes que só enxergam luz visível precisam que a luz seja primeiro produzida pelo Sol, lâmpadas, fogo ou vagalumes, reflita em algum objeto e então atinja seu olho. Quando a luz atinge cada célula do seu olho faz com que o cérebro interprete as cores e reconstrua o que existe ao redor. Uma visão de raios-X, por sua vez, depende de algo produzindo raios X. Essas coisas são raras na Terra e raras no céu. Enxergar raios-X, como eu disse, é bem inútil.

Mas um outro super poder é muito mais útil e poderoso: A visão de múons. Múons são partículas bem parecidas com os elétrons, só que 200 vezes mais pesadas. Além disso, ao contrário de raios-X que só são produzidas por pouquíssimas fontes, múons são produzidos o tempo todo na atmosfera da Terra. Constantemente nosso planeta recebe partículas cheias de energia vindas do espaço. Essas partículas quando entram em contato com a atmosfera acabam produzindo um bocado de outras partículas, entre elas múons.  Um super herói com visão de múons quando olha para o céu (ou um humano comum com um detector de múons quando aponta o detector para o céu) vê pequenos flashes o tempo todo vindos de todas as direções.

A utilidade desse poder (ou de se possuir um detector de múons) não é exatamente ao se olhar para o céu. Pelo fato de múons serem pesados e chegarem aqui com grande velocidade, eles costumam atravessar boa parte dos objetos, sendo pouco desviados. No entanto, eles SÃO desviados. Isso faz com que se um objeto estiver entre quem observa e a origem dos múons, o observador vê uma espécie de “sombra”. Objetos maiores e mais densos provocam “sombras” maiores. Assim, possuir visão de múons pode, como alguns humanos comuns também já perceberam, ajudar a identificar a estrutura interna de coisas bem grandes, como montanhas. Quanto maior o tamanho e a densidade do objeto, mais múons são desviados, e maior a “sombra” observada. De maneira bem parecida com o que acontece numa radiografia com raios-X usual. Mas ao contrário da radiografia, onde precisamos colocar um equipamento tecnológico para produzir essa radiação, a nossa fonte de múons está em todo lugar!

Sabendo disso, podemos tentar por exemplo detectar o crescimento de bolsões de lava em vulcões com risco de erupção^[1], podendo quem sabe antecipar e evitar um desastre. Podemos também detectar estrutura interna de usinas nucleares^[2] ou mesmo de veículos e recipientes que possam estar carregando elementos químicos pesados (radiativos?)^[3]. Claro que para aqueles de nós super heróis que possuem esse dom (e ocultaram muito bem durante muito tempo) nada disso é novidade. Mas para os humanos comuns é, e as aplicações tecnológicas estão só agora surgindo. Deram até um nome legal: tomografia de múons ou radiografia de múons.

Múons podem ser usados para detectar a estrutura interna de diferentes objetos, incluindo vulcões. Fonte: [4]

Da próxima vez que alguém te perguntar para que serve aprender sobre esse monte de partículas, para quê investir tanta grana em aceleradores, ainda que a motivação principal seja simplesmente saciar a nossa curiosidade e iluminar um pouquinho mais a nossa cabecinha ignorante, lembre-se também das aplicações tecnológicas, muitas delas que estão só agora surgindo. Espero ainda, de coração, que as aplicações pacíficas sobreponham e muito as aplicações bélicas dessas tecnologias. De que adianta aprendermos tanto, se esse aprendizado seja para nossa própria destruição? Talvez por ingenuidade, sou otimista com o futuro. E prefiro continuar sendo.

Referências:
	[1] http://www.symmetrymagazine.org/article/december-2014/muon-versus-the-volcano
	[2]Anthony Clarkson, David J. Hamilton, Matthias Hoek, David G. Ireland, John R. Johnstone, Ralf Kaiser, Tibor Keri, Scott Lumsden, David F. Mahon, Bryan McKinnon, Morgan Murray, Siân Nutbeam-Tuffs, Craig Shearer, Guangliang Yang, & Colin Zimmerman (2014). Characterising encapsulated nuclear waste using cosmic-ray muon tomography arXiv arXiv: 1410.7192v1
	[3]H. Fujii, K. Hara, S. Hashimoto, F. Ito, H. Kakuno, S. H. Kim, M. Kochiyama, K. Nagamine, A. Suzuki, Y. Takada, Y. Takahashi, F. Takasaki, & S. Yamashita (2013). Performance of a Remotely Located Muon Radiography System to Identify the Inner Structure of a Nuclear Plant arXiv arXiv: 1305.3423v1
	[4]TANAKA, H., NAKANO, T., TAKAHASHI, S., YOSHIDA, J., TAKEO, M., OIKAWA, J., OHMINATO, T., AOKI, Y., KOYAMA, E., & TSUJI, H. (2007). High resolution imaging in the inhomogeneous crust with cosmic-ray muon radiography: The density structure below the volcanic crater floor of Mt. Asama, Japan Earth and Planetary Science Letters, 263 (1-2), 104-113 DOI: 10.1016/j.epsl.2007.09.001

[Resenha] O Cerne da Matéria – Rogério Rosenfeld

Voltando de um congresso em São Paulo, acabei confundindo os aeroportos e perdi o vôo de volta para Brasília. Na rodoviária do Tietê, consegui comprar a passagem para voltar pela noite. Eu chegaria pela manhã do dia seguinte.

Umas 15 horas pela frente e uma viagem silenciosa num ônibus tipo leito eram um cenário adequado. Saquei da mochila o livro recém comprado e comecei. Não imaginava que iria terminar o livro inteiro pouco antes de chegar em casa. Mas simplesmente eu não consegui parar.Uma rápida dormida de 2 ou 3 horas durante a madrugada foi suficiente para que eu voltasse ao texto.

O subtítulo do livro é “A Aventura Científica que Levou à Descoberta do Bóson de Higgs”. E acho que descreveu bem. “Aventura Científica”. O livro não é simplesmente um livro de divulgação. Não é um livro histórico. É um apanhado bem pessoal sobre o mundo da física de partículas. Desde a história dos aceleradores até a epopéia política necessária à construção do gigantesco acelerador de partículas do CERN, “O Cerne da Matéria” apresenta de maneira fascinante o lado humano da física de partículas. 

Por mais que boa parte dos físicos esteja motivado por um desejo bastante honesto de entender mais e mais a respeito do universo, só isso muitas vezes não é o suficiente para convencer outras pessoas da importância dessa busca. Ainda mais quando esse desejo só será parcialmente concretizado ao realizarmos experimentos em laboratórios supermodernos de custo de alguns bilhões de euros. A paixão com que físicos, muitos deles desconhecidos ao grande público, dedicaram parte de suas vidas para que esses megaprojetos fossem realizados é sem dúvida fascinante. E as frustrações da comunidade física quando um governo decide que uma pesquisa não é tão importante assim é também um lado importante de se conhecer.

O livro do físico Rogério Rosenfeld faz isso tudo e mais, numa leitura leve e atraente. Acredito que físicos teóricos, experimentais, professores e pessoas em geral interessadas em física vão curtir.

Brasil perdeu no futebol e na ciência

102 a zero. Esse é o placar de prêmios Nobel entre Alemanha e Brasil. E enquanto brasileiros lamentam a derrota, ninguém se importou com a conquista de não uma, mas CINCO medalhas nas olimpíadas internacionais de Astronomia  e Astrofísica no ano passado.

E o qué que o cu tem a ver com as calças? Não sei. Fazer esse tipo de comparação acaba sendo na minha opinião uma forçação de barra de fanboy científico que não se dá conta das complexidades da sociedade.

O leitor agora fica confuso. Qual é a posição que defendo, afinal de contas? Talvez alguns até leram somente a primeira frase e o título, e já saíram compartilhando. É aí que eu jogo um balde de água fria e digo: vamos com calma que as coisas são bem mais complicadas.

Primeiro, vamos separar as coisas. Está rolando um torneio esportivo organizado por uma organização bilionária européia envolvendo outras empresas cheias da grana, como costumam ser empresas relacionadas ao entretenimento. Uma das regras é que essas empresas só podem colocar em suas equipes membros do mesmo país que cada empresa representa. A CBF, empresa, só pode colocar brasileiros em seu time. Isso permite que o ânimo esportivo se confunda e se mescle com patriotismo e nacionalismo, muitas vezes em doses saudáveis, outras nem tanto.

Uma dessas empresas, a CBF, fez algumas escolhas ruins, ou deixou de fazer algumas escolhas boas, que resultou em um placar muito engraçado e surpreendente no jogo de ontem, sete contra um. Coisa que ninguém esperava. Eu assisti a esse jogo, pois gosto de assistir jogos de copa do mundo e algumas outras decisões de torneios importantes. E sim, torço pela seleção que representa o meu país.

Dito isso, essa derrota não foi “culpa” do jeitinho brasileiro, da cultura brasileira. Também não foi culpa da Dilma, nem do Aécio. Não foi culpa dos black blocs, nem dos coxinhas reaças. Talvez tudo ou nada disso tenha influenciado a performance dos jogadores em campo, mas longe de existir um único culpado. E até essa coisa de procurar um culpado, não para tentar melhorar, mas para apontar o dedo e acusar, me dá uma preguiça…

Agora vamos ao outro ponto. Os Nobel. A Alemanha tem uma história em ciência. Já existia grande produção acadêmica alemã enquanto o Brasil ainda era posse de Portugal. A cultura de produtor de matéria bruta permaneceu, mas a coisa vem mudando. Ainda há, é claro, uma grande defasagem. E muita coisa  a ser melhorada. Mas o simples fato de que você está lendo este texto e pensando a respeito já mostra que não somos apenas um monte de analfabetos ignorantes. E não me venham com o “não ligamos para ensino e a ciência”. Talvez sejamos imaturos em ensino e ciência, mas tem um número grande de pessoas, dentro e fora do governo, dedicadas a melhorar esse quadro. Muitas vezes as opiniões do que seria uma medida eficaz são divergentes, o que pode atrasar um pouco as coisas, mas faz parte.

Aqui preciso enfatizar: NÃO ESTOU DIZENDO  que não exista corrupção, gente safada, uma imagem distorcida da ciência, entre vários outros problemas. Mas estou dizendo que algo está sim sendo feito. E, se você é um dos pessimistas, eu te digo: se não quer ajudar, não atrapalhe.

Agora sobre as medalhas da olimpíada que “ninguém dá a mínima”. Na boa, eu não dou tanta importância assim. A história pessoal de meninos pobres que conseguiram mudar de vida através do esporte me emociona muito mais do que a de crianças que estudaram em colégios caros e puderam decorar um monte de informações (muito legais, na minha opinião). Não desmereço o segundo caso, acho que eles merecem todos os parabéns do mundo, e que venha vários ouros! Mas são situações inteiramente distintas. Além disso, eu acho uma partida de futebol e de vôlei muito mais emocionante que um concurso de soletrar ou um quiz de conhecimentos matemáticos. Eu poderia pagar para ir num evento esportivo, mas dificilmente eu iria, nem se me pagassem, assistir uma competição de conhecimentos.

Sobre reclamar que o Brasil é uma merda porque pessoas gostam mais de futebol que de ciência, é tipo comparar banana com heavy metal. São assuntos de domínios diferentes, a comparação é infantil, para não dizer patética.

Acho que meu momento de xingar tudo no twitter blog termina aqui. Mas enfatizo que posso estar falando merda. Então se você discorda ou tem algo a acrescentar, você é bem vindo nos comentários. Talvez eu mude de opinião, talvez você  mude de opinião, talvez ninguém mude mas passamos a entender melhor o ponto de vista um do outro. Então manda ver.

Einstein possivelmente estava errado!

Existem várias definições para o que é ciência, ou “fazer ciência”. Uma que eu gosto é “tentar descrever fenômenos”. No caso da física eu gosto de definir como essa que achei aqui:

Física é a ciência natural baseada em experimentos, medições e análises matemáticas com o propósito de encontrar leis físicas quantitativas para tudo desde o nanomundo do microcosmos até os planetas, sistemas solares e galáxias que ocupam o macrocosmos.

“Leis físicas quantitativas” quer dizer que podemos (ou pelo menos tentamos) descrever o mundo utilizando números. Outras ciências descrevem o mundo usando outras técnicas, e dependendo do caso até se saem melhor. Por exemplo, na hora de tentar entender o comportamento daquela planta, porque você está vomitando ou porquê a Dilma escolheu esse ou aquele ministro, seja melhor pedir ajuda a botânicos, médicos ou cientistas políticos.

Dentro da física, existem diferentes leis e teorias, que podemos usar para descrever os fenômenos, cada uma mais adequada para alguma situação. Por exemplo, a mecânica de Newton e a mecânica de Einstein são contraditórias, e hoje sabemos que a de Einstein está “mais correta”. Mas a mecânica de Newton ainda é usada para descrever movimento de cometas ou colisões de carros. Simplesmente porque a diferença das duas só começa a se fazer perceptível quando as velocidades envolvidas são muito altas ou as massas dos objetos muito grandes. Por mais que as teorias de Newton tivessem algumas afirmações incorretas (por exemplo, a respeito da passagem do tempo), elas são robustas o suficiente para descrever um bocado de fenômenos até hoje.

E a relatividade de Einstein? Possui afirmações incorretas? Muitos físicos podem respondam a essa pergunta com um “possivelmente sim”. Vários são os motivos. Primeiro, historicamente nenhuma teoria conseguiu ser “A definitiva”, e muitos físicos acreditam que essa “Teoria de Tudo” talvez nunca seja encontrada. Segundo, existem alguns fatos que não são bem explicados pela relatividade de Einstein. Uma possibilidade é que alguma das afirmações feitas na construção da teoria (por exemplo, a constância da velocidade da luz) esteja incorreta. Além disso, uma outra teoria que funciona maravilhosamente bem para explicar muita coisa do que acontece no mundo subatômico, a teoria quântica, é incompatível com a relatividade. Então necessariamente ao menos uma está pelo menos em parte incorreta (possivelmente as duas estão).

E, na real, estamos doidos para que isso aconteça. Que consigamos encontrar uma falha em alguma dessas teorias, e principalmente, que consigamos corrigir a falha com algo que funcione ainda melhor. E isso é parte da definição do que é fazer ciência. Se não houvesse mais nada a ser descoberto ou explicado a diversão acabaria.

O problema ao meu ver é que a forma com que descobertas científicas são divulgadas, intencionalmente ou não, acaba fazendo duas coisas que abomino:

1. Enfatiza o mito e o gênio. Sem dúvida Einstein, Newton, Gauss, Maxwell, Heisenberg e outros foram geniais. Mas sem outros para consolidarem ou reforçarem suas teorias, talvez cairiam facilmente ao esquecimento. Ciência é algo coletivo. Sem outros anteriores a cada um deles, talvez eles não teriam chegado a suas conclusões. O mito é importante para o incentivo e a referência, mas pode acabar mistificando demais a ciência, colocando-a nas mãos de uns poucos “gênios”.
2. Trata o erro como algo indesejado. Como eu já disse, QUEREMOS achar erros (principalmente na teoria dos outros). Isso não enfraquece a física, pelo contrário. Se uma determinada teoria conseguiu explicar cem mil experimentos com sucesso, ela não se torna um fracasso quando falha ao explicar o experimento #100.001. Só faz com que procuremos melhorá-la.

Algo que costuma acontecer também com bastante frequência é alguma descoberta ou experimento não contradizer alguma teoria e mesmo assim algum físico ou jornalista achar que contradisse. Isso aconteceu por exemplo quando um grupo de físicos supostamente teria violado o princípio da incerteza de Heisenberg, uma das bases da física quântica (aqui e aqui).

Concluindo, na próxima vez que se depararem com alguma notícia do tipo “Einstein/Heisenberg/Feynman/Lemaitre errou”, tenham em mente que se for mesmo verdade (o que é provável que não), isso é bom. A nova descoberta não torna o trabalho feito até agora em vão, não desperdiça seus impostos investidos em ciência, e não torna necessário tacar fogo nos livros já impressos. Se alguma teoria durou por muito tempo, é porque ela funciona bem para muitas coisas. E que venha algo melhor!

E você? O que acha? Deixe seu comentário para continuarmos a discussão!

Defecando (mais uma vez) em cima da Física Quântica

A emissora de TV que já deu espaço para Cosmos e Poeira das Estrelas resolve abraçar o sensacionalismo barato e tenta produzir reportagens sérias e confiáveis como a do ET Bilu de sua concorrente TV Record, mostrando que a TV brasileira pode sim chegar ao nível internacional de um History Channel.

Estou falando aqui dessa reportagem, da TV Globo. Aparentemente uma família escuta barulhos no telhado e isso vira notícia. E pra piorar, eles resolvem relacionar com espíritos. Pra piorar ainda mais, a equipe de reportagem resolve chamar um suposto físico para dizer que tudo isso aí é explicado pela misteriosa “física quântica”.

Vamos do básico: Física quântica é a ciência que estuda os objetos e partículas muito pequenas. Assim como a astronomia estuda astros e a biologia estuda formas de vida, a física quântica possui suas ferramentas matemáticas e conceituais específicas para estudar o que acontece nas menores escalas da matéria. Mais sobre isso, aqui.

É verdade que muita coisa da física quântica parece ser contra-intuitiva. Por exemplo, quando estudamos o movimento de partículas como elétrons ou prótons, a própria ideia de “movimento” e “trajetória” já é bem diferente do que estamos acostumados quando falamos do movimento de uma bola de futebol. O determinismo clássico, isto é, o poder de previsão do que exatamente vai acontecer nos instantes seguintes deixa de valer, e uma descrição probabilística começa a entrar em jogo.

Isso NÃO significa que, por ser probabilístico, qualquer coisa vale. Já disse aqui e repito. O fato de uma moeda jogada para cima ter apenas chance de ser cara ou coroa não implica que exista a possibilidade da moeda se transformar num dragão verde e sair cuspindo fogo por aí. Da mesma forma, um elétron pode estar com esta ou aquele spin, mas isso não significa que ele contenha a essência de Deus ou esteja em contato com espíritos do além, ou qualquer bobagem assim.

Não quero entrar num ataque ad hominem profundo ao físico entrevistado. Vou só me restringir ao fato de que ele nunca trabalhou com física quântica, ou com qualquer ramo da física, para ter ideia do que é isso. Seria algo como um sujeito formado em enfermagem sair por aí em rede nacional falando que vacinas carregam Shub-Niggurath para dentro da pessoa. Sim. É a esse grau de ridículo comparativo que o entrevistado (e a reportagem) chega. Pra ficar mais divertido, o cara resolve falar de “dimensões” e outros universos. O conhecimento dele se restringe a um nível de documentários do Discovery Channel e filmes B de ficção científica. Só isso. Não há nada nas afirmações dele que se assemelham, nem mesmo pouco, com hipóteses de dimensões extras exploradas por pesquisadores sérios.

Sim, pesquisadores sérios utilizam hipóteses da existência de dimensões extras para explicar fenômenos físicos reais. Mas nenhuma dessas pesquisas sérias sobre física de partículas ou de dimensões extras explica fenômenos paranormais. Simplesmente porque fenômenos paranormais não existem. Ou pelo menos todos os casos já documentados até hoje podem ser explicados muito bem por coisas bem naturais. Se esses fenômenos se encaixam em alguma ciência, é a da psicologia, no estudo de demência, alucinação ou outros efeitos similares.

E por que existe essa onda loca toda com física quântica? Simples. Porque é uma ciência ainda desconhecida para boa parte da população. Então é fácil falar qualquer bobagem a respeito. Você tem a chance de ter pessoas acreditando nas suas mentiras. Esse tipo de coisa não é novo. É comum em livros escritos no século 19 e 18 pessoas relacionando fenômenos paranormais e espirituais com “magnetismo” ou “eletricidade”. Magnetismo e eletricidade era a ciência nova da época. Por mais que equipamentos eletrônicos já fossem cada vez mais utilizados, a ciência por trás ainda era um grande mistério. Hoje esse mistério diminuiu pois um básico desses assuntos são estudados no ensino fundamental e médio. O que evita (mas não elimina completamente) que pessoas saiam associando esses fenômenos com hocus pocus.

Mais uma vez, me decepciono com esses “jornalistas” (merecem as aspas para não serem confundidos com os profissionais sérios – aparentemente em extinção – que existem por aí), que fazem qualquer coisa por atenção. Bom, pelo menos, de mim, ganharam. Me pergunto se o lema deles não é simplesmente “falem mal, mas falem de mim”.

Para uma curta explicação de como dimensões extras são hipóteses estudadas seriamente por pesquisadores do mundo todo, assistam a esse meu video:

O gol contra para a ciência brasileira

Update2: Me informaram que toda a transmissão foi da FIFA. Ou seja, o responsável por ignorar a cena foi a FIFA, e não exatamente a Globo. Além disso, fiquei sabendo que a FIFA proibiu que o exoesqueleto chegasse em campo, alegando que danificaria o gramado. Aham. 

Update3: fiquei sabendo que outras emissoras comentaram sobre o chute. Só a globo que ignorou. E fiquei sabendo também que depois do fim da abertura a globo mostrou o chute e comentou sobre o assunto. Mesmo assim, ter perdido o momento, sem ter dado nem mesmo um comentário, foi uma falha tremenda para a rede Globo.

Update4: muitas críticas surgiram quanto ao que realmente o projeto fez. Acho que esse artigo aqui do Caio Gomes disseca bem a polêmica ao redor disso. 

Hoje foi a abertura da copa do mundo de futebol 2014. Cientistas e jovens entusiasmados com ciência aguardavam o momento esperado em que um exoesqueleto projetado pela equipe do brasileiro Miguel Nicolelis permitiria que um cadeirante desse um pontapé inicial simbólico.

Mas as câmeras estavam ocupadas demais. Mostrar a irreverência e alegria do povo brasileiro era muito mais importante do que mostrar um grande avanço científico. Queremos mostrar para o mundo que somos alegres com pessoas bonitas, mas não que temos ciência sendo produzida com gente daqui.

Os que esperavam a cena viram um segundo da imagem, depois que o chute já tinha acontecido. O Galvão Bueno, comentando cada detalhe importante e desimportante, simplesmente ignorou o fato. Chegou a comentar, depois, que o pontapé foi dado por “um garoto”. E só. E voltou a falar do Hulk e da Jennifer Lopez.

Não tenho muito mais o que falar. Aos jovens interessados em ciência eu quero que saibam que a grande maioria da população pode não se importar com a sua futura carreira no momento, mas acredito, talvez porque eu precise acreditar, que vamos conseguir mudar essa visão tão negativa, esse desinteresse geral pelo saber, essa ignorância de que ciência não é coisa de brasileiro.

 

Update: O vídeo com a “completa cobertura”: https://www.youtube.com/watch?v=S7HH0paa7mI

Expansão do Universo derrubada! Fomos enganados por tanto tempo?

Talvez alguns de vocês tenham ouvido falar de uma nova evidência que mostra que o universo não está em expansão, veiculado por alguns sites de qualidade questionável. Aparentemente o estudo foi publicado em um periódico científico por revisões por pares, e feito por pesquisadores aparentemente de verdade. O primeiro autor seria um tal de Eric Lerner. Eles tem razão? Fomos enganados durante tanto tempo? Einstein estava errado?

Quanto mais distante, menor o brilho

A ideia é simples. Sabemos que quando algo está distante, mais fraco o seu brilho observado. Uma lâmpada na nossa cara ofusca bem mais  do que uma lâmpada no fim de uma avenida. Mas quando além disso o universo está se expandindo, existem outros fatores que aumentam esse efeito de enfraquecimento do brilho. E, em cosmologia, para saber a distância de uma galáxia usamos o fato de que as galáxias se afastam provocando uma modificação da cor da galáxia (redshift, ou desvio para o vermelho) devido ao efeito Doppler, e quanto mais distantes mais rápido isso acontece. Ou seja, ao fim, é possível relacionar o redshift observado (e portanto a distância) com a luminosidade. Esse é o teste de luminosidade de Tolman, proposto na década de 30. Seria possível portanto distinguir um universo que se expande de um universo que não se expande (isto é, estático) ao medirmos a relação entre luminosidade e redshift das galáxias.

Diversos outros artigos ao longo desses vários anos alegam que os dados de luminosidade batem muito bem com o esperado para um universo em expansão de acordo com a relatividade geral e o Big-Bang. Eis que de repente surge esse novo artigo falando que os outros dados estavam errados. E agora, José?

O artigo

Bom, o artigo tem uma série de coisas estranhas, que eu gostaria de apontar aqui. Para tentar uma imparcialidade, eu evitei inicialmente fazer um “background check” dos autores, ou do periódico em que o artigo foi publicado (depois eu fiz isso, e me diverti com o resultado. Mas deixo essa pra vocês).

A primeira coisa que notei foi a contradição com o alegado em sites de notícias, de que as evidências mostram que o universo não está em expansão, com o que o próprio artigo diz de que

Neste artigo apresentamos uma nova implementação do teste de Tolman baseado na comparação da luminosidade de superfície de uma grande amostra de galáxias […] assim como uma reanálise crítica dos dados publicados  anteriormente. […] Baseado nessas informações, não é correto afirmar que um universo estático pode ser descartado pelo teste de Tolman. [destaque meu]

Ou seja, eles não “provam” que não há expansão, apenas dizem que a análise que eles fizeram não é  inconsistente com um universo estático. Dizer que algo não é inconsistente não quer dizer que seja verdadeiro.

Outra coisa  que me chamou atenção é que eles restringem as galáxias analisadas a uma variação pequena. Galáxias jovens, a uma distância de no máximo z~5 , e com algumas outras particularidades. Não entendo de astrofísica para dizer se essa restrição é  realmente justificada ou se é simplesmente uma forma de  selecionar dados que “coincidentemente”  estejam de acordo com o que  você quer provar. Mas não deixou de me cheirar estranho.

Finalmente, o ponto mais intrigante. Eles simplesmente afirmam considerar um modelo de universo estático em que a distância d se relaciona com o redshift z por , isto é, que as galáxias não se afastam uma das outras de uma forma bem explicada e prevista pela física mas que, de alguma forma mágica e desconhecida, quanto mais distante da fonte mais a luz fica desviada para o vermelho, de maneira bem parecida com o que acontece com o redshift do universo em expansão. E eles deixam claro que não propõem nenhum mecanismo para explicar como ou porquê isso ocorre.

Ou seja, o que o artigo faz é o seguinte. Alega que  se você pegar um conjunto de dados bem específicos você  mostra que esses dados estão de acordo com um universo estático com uma relação entre distância e redshift bem específica tirada de lugar nenhum (relação que, num universo em expansão, é facilmente explicada pelo fato muito bem observado do efeito Dopper).

Mais profundo que alguns números

Pior que isso. Para que o universo seja estático, ou um conjunto razoável de características do nosso universo devem ser ajustadas de maneira estranhamente não-natural, ou devemos jogar fora a Relatividade Geral. Suponha que, apesar disso, de alguma forma o universo seja estático. Isso geraria problemas sérios para explicar o fundo cósmico de radiação, a boa concordância dos dados de nucleossíntese com a teoria do Big-Bang e a formação de estruturas. E, claro, sem o efeito Doppler da expansão teríamos problemas para explicar de onde vem essa relação entre distância e redshift, muito bem observada.

Finalmente…

Moral da história: o artigo pode ser uma curiosidade interessante, um exercício especulativo saudável na ciência. Mas está longe de ser uma evidência a favor ou contra qualquer coisa.

 

Para mais: http://briankoberlein.com/2014/05/24/selection-bias/