Sobre os ombros de gigantes

Na mitologia grega, Atlas era um do titã que se revoltou contra Zeus. Sua punição? Sustentar os céus por toda a eternidade. Imagens do gigante equilibrando a Terra sobre os ombros são bastante comuns. A partir do século 16, o nome virou um adjetivo para alguém forçado a suportar um peso enorme, físico ou emocional. E também é familiar da palavra atleta. O nome está sendo usado novamente, desta vez bem longe da mitologia. Atlas é o gigantesco detector de partículas que está sendo construído no Centro Europeu de Física de Partículas, conhecido como Cern.

É uma ironia que máquinas tão gigantescas sejam necessárias para estudarmos o que de menor existe no cosmo

Convém começar discutindo o que é um detector de partículas. Como diz o nome, o detector detecta. No caso, detecta as partículas de matéria criadas em colisões extremamente violentas que ocorrem em máquinas chamadas aceleradores de partículas. Duas bolas de tênis, atiradas uma contra a outra a velocidades normais, sofrem uma colisão pouco interessante: após colidirem, desviarão suas trajetórias. O "detector" aqui pode ser uma câmera fotográfica com um disparo rápido que nos permita acompanhar as bolas. Os aceleradores de partículas também provocam colisões. Só que essas colisões envolvem elétrons, prótons e outras partículas de matéria chocando-se a velocidades muito próximas à velocidade da luz. Em máquinas como o LHC (do inglês Large Hadron Collider, grande colisor de hádrons) do Cern, as distâncias estudadas são milhões de vezes menores do que o raio de um núcleo atômico. A função do detector é recriar os detalhes da colisão de modo a permitir que físicos e engenheiros possam analisar quais partículas estavam presentes. Quanto mais sensível o detector, mais precisa a análise. Um detector com baixa precisão é como uma foto fora de foco: vários detalhes preciosos podem ser perdidos.

Esses detalhes são as partículas que constituem os tijolos fundamentais de toda a matéria que existe no Universo. Desde que Tales, o primeiro filósofo grego, perguntou em torno de 650 a.C. do que tudo é feito, a questão da composição material do mundo ocupa um lugar privilegiado na história do pensamento ocidental.

Os físicos de partículas de hoje continuam respondendo à mesma questão, mantendo a tradição viva. O que muda é a resposta. A pergunta (e a curiosidade) permanece essencialmente a mesma. Cada época formula sua resposta e, com isso, sua cultura.

Hoje temos o Atlas, um gigante de sete mil toneladas, do tamanho de meio campo de futebol. O LHC, a casa do Atlas, um túnel a 100 m de profundidade com 27 km de circunferência, fará colidir prótons contra prótons na esperança de resolver muitas questões relativas às partículas elementares. Dentre elas, a origem da massa, um dos grandes mistérios da física. O papel do Atlas, que entra em funcionamento em meados de 2007, será fundamental: na forma de um cilindro oco (do tamanho de um prédio de seis andares), o detector será capaz de seguir as várias partículas que surgem do ponto de colisão em seu centro, obtendo suas massas, carga elétrica e energia. A criação dessas partículas é conseqüência direta da famosa fórmula E=mc2: a enorme energia dos prótons é convertida em um chuveiro de outras partículas. É por isso que aceleradores têm de ser tão grandes: quanto maiores, maior a energia da colisão. Já os detectores são grandes para aumentar sua precisão. É uma dessas ironias da ciência, que máquinas tão gigantescas sejam necessárias para estudarmos o que de menor existe no cosmo.

Cosmologia para a vida moderna

Querendo ou não, somos produto de nossa visão cosmológica. Talvez o leitor não passe as noites em claro se perguntando sobre a origem das coisas ou por que o Universo está em expansão. Mas a verdade é que nossa concepção de mundo é parte integral de quem somos. Para uma pessoa do século 15, o cosmo era finito, estático, esférico como uma cebola, a Terra no centro e o Sol e os planetas girando à sua volta em órbitas concêntricas. Deus ocupava a esfera mais externa, de onde comandava os afazeres dos astros e dos homens. O objetivo das pessoas era ascender do centro à esfera externa, da Terra ao Paraíso. Os que falhavam afundavam em direção às entranhas da Terra, condenados a arder eternamente nas chamas do Inferno. Para as pessoas do século 15, a cosmologia e a religião andavam de mãos dadas: a direção moral da vida e da morte refletia o arranjo dos céus.

Nosso lugar no cosmo é ordinário, mas nós não somos, porque fazemos as perguntas que levam a novas descobertas

Dado isso, não é difícil entender o impacto que a visão copernicana do cosmo, deslocando a Terra do centro e pondo o Sol em seu lugar, teve durante os séculos 16 e 17. A bela e simples ordem do cosmo medieval era intuitiva, fácil de ser compreendida e ainda por cima tinha o aval da Igreja.

Que petulância desses astrônomos de virar o céu às avessas sem oferecer uma nova teologia que restabelecesse a ordem das coisas! O casamento entre a ordem teológica e a cósmica nunca foi refeito. Alguns cientistas dessa nova era bem que tentaram, como Kepler, que sugeriu que o Sol era a morada de Deus, ou Newton, que disse que as dimensões infinitas do cosmo refletiam o poder infinito de Deus.

Foi a partir daí que se deu a separação entre as concepções científica e religiosa do cosmo. De lá para cá, os céus da ciência se tornaram cada vez mais distintos do firmamento cristão. E as pessoas mais desnorteadas, já que a visão vertical da Idade Média -os que são bons sobem e os que são ruins descem- não fazia mais sentido, ao menos concretamente.

Passados 300 anos, temos uma nova cosmologia. Infelizmente, o distanciamento das pessoas das descobertas da ciência é diretamente proporcional aos seus avanços. Poucos sabem em que Universo vivemos agora. A coisa complica ainda mais devido ao fato de a ciência ser um processo onde não se chega à verdade final das coisas, mas a verdades temporárias: hoje sabemos mais sobre o Universo do que ontem, mas amanhã saberemos mais. Como então essa nova cosmologia deve ser apreendida pelas pessoas?

Aos poucos. Começando pelo que sabemos e progredindo em direção ao que não sabemos. Eis uma lista de coisas que sabemos. Nosso Sol é uma estrela ordinária. Há centenas de bilhões de outras só na nossa galáxia. Dessas, a maioria tem planetas girando ao redor.

Não sabemos se existe vida em alguns deles, mas seria terrível imaginar que estamos sozinhos nessa enorme vastidão. Existem também centenas de bilhões de outras galáxias espalhadas pelo cosmo. A expansão do Universo significa que essas galáxias estão se afastando mutuamente como se fossem pontos na superfície de um balão que infla. Isso vem ocorrendo há pouco menos de 14 bilhões de anos, que marca o Big Bang. Nosso lugar no cosmo é ordinário. Mas nós não somos. Não somos porque fazemos as perguntas que levam a novas descobertas. Se a ciência não oferece um substituto espiritual para a religião, oferece ao menos razão para preservarmos a preciosidade da vida. Isso já é o suficiente para mim, racional e espiritualmente.

---

A Terra em fúria

No Brasil não ocorrem terremotos (quando ocorrem, são muito fraquinhos). Tampouco temos vulcões. Não fossem as notícias nos jornais ou na TV, onde podemos ver a devastação causada por terremotos ou erupções, teríamos a impressão de que o interior de nosso planeta é muito pacato. Nada poderia ser menos verdadeiro.

Vivemos na superfície de uma bolha de metal incandescente, a mercê de seus ajustes

Para entender de onde vem essa agitação interna, temos de começar do começo, ou seja, da origem da Terra, há 4,6 bilhões de anos. Nosso planeta nasceu junto com o Sol e os outros planetas, a partir da contração de uma enorme nebulosa rica em hidrogênio e com traços dos minerais que encontramos aqui. Para que o Sol entrasse em ignição, sua temperatura interna teve de atingir 15 milhões de graus Celsius. Já a externa é de "apenas" 6.000C. As massas que giravam à sua volta - os futuros planetas - nasceram também superaquecidas. Durante os primeiros 700 milhões de anos, o caos era total: pedaços de asteróides e cometas chocavam-se violentamente com os planetas nascentes. A própria Lua nasceu dessas colisões, quando um planeta do tamanho de Marte resvalou na Terra-bebê, arrancando-lhe um pedaço. Ao olharmos para a Lua, vemos as entranhas da Terra primitiva, devidamente resfriadas e solidificadas.

A superfície da Terra só se solidificou após 700 milhões de anos. E, se a superfície era quente a ponto de derreter rochas e minérios, o interior era muito mais. Fora o calor proveniente do processo de formação e das constantes colisões, minérios radioativos aumentavam ainda mais a temperatura interna. Como resultado, o material mais denso foi afundando em direção ao centro da Terra, enquanto o menos denso ficou na superfície, flutuando sobre esse "oceano" de rochas derretidas.

Essa diferença de densidade causou uma estratificação da Terra, que ficou dividida em camadas, como uma cebola. No centro está o material mais denso, ferro e níquel. A temperatura permanece muito elevada, a ponto de manter os metais liquefeitos: o interior da Terra é feito de ferro líquido aquecido a temperaturas de 5.000C, quase tão altas quanto as da superfície do Sol. As densidades também são gigantescas: um cubo de material do centro da Terra com um metro de lado pesa em torno de 10 toneladas. Em seguida vem o manto, formado principalmente de rochas ígneas, compostos de silício e oxigênio com temperaturas que chegam a 3.000C nas partes mais profundas. Acima do manto vem a crosta, a única parte da Terra que conhecemos bem.

Os vulcões são nosso passaporte para o interior da Terra. Já que não conseguimos ainda cavar um buraco mais profundo do que 10 km e o raio da Terra é de 6.500 km, o material expelido durante erupções vulcânicas nos traz informação direto do manto. Devido à diferença de temperatura, a crosta literalmente flutua lentamente sobre o manto. Assim é explicada a origem dos continentes. O leitor já deve ter percebido que a África e o Brasil se encaixam um no outro. Pois bem, medindo a deriva continental, geólogos estimam que há 200 milhões de anos existia apenas um continente na Terra, chamado Pangéia. Os continentes, flutuando sobre placas, foram se separando aos poucos. Quando duas placas se encontram, surgem distorções e falhas. É ao longo delas que os vulcões e terremotos se concentram. Cada terremoto ou erupção é uma lembrança de que a Terra é um planeta ativo. Vivemos na superfície duma bolha de metal incandescente, a mercê de seus caprichosos ajustes.

Cicatrizes profundas

Semana passada, visitei a cratera de Barringer, no Estado americano do Arizona, uma das poucas ainda visíveis na superfície da Terra. Existem outras, em torno de 150, espalhadas pelo planeta. Mas, em sua maioria, estão submersas ou são hoje lagos. Essa cratera é única pois tem mesmo cara de cratera.

Vejo na trágica história dessas crianças um outro tipo de cicatriz profunda, causada por nós mesmos

Nunca havia ido lá, ou mesmo visto uma cratera de perto -só as que podem ser observadas com um par de binóculos, pipocando a superfície da Lua. Perdida em meio ao deserto, a cratera é uma lembrança fascinante de que somos parte de um cosmo dinâmico, animado pelas forças gravitacionais entre seus vários corpos. Nos lembra também de como somos pequenos diante da incrível violência dos eventos que ocorrem em nossa vizinhança celeste.

A cratera é bem recente, ao menos em termos geológicos: foi formada há 50 mil anos, quando um meteorito de cerca de 50 metros de diâmetro -o equivalente a um prédio de 15 andares feito praticamente de ferro puro- chocou-se com o solo a uma velocidade de 40 mil quilômetros por hora. A energia do impacto foi equivalente à detonação simultânea de 20 bombas de hidrogênio. Nada num raio de 20 quilômetros sobreviveu. Na época, a região era habitada por mamutes e tigres-dente-de-sabre. A cicatriz desse encontro violento é a cratera, que hoje tem 2 quilômetros de extensão (equivalente a 20 campos de futebol) e 200 metros de profundidade.
Se um meteorito desses caísse sobre uma cidade, o efeito seria devastador. Milhões morreriam.
Felizmente, colisões como essa são muito raras. Tanto assim que não temos registro de nada parecido nos últimos 4 mil anos. Fora, claro, o famoso evento de Tunguska, na Sibéria. Em 1908, o que se acredita ter sido um fragmento de um cometa ou asteróide explodiu a uma altitude de 2 quilômetros sobre a floresta, devastando cerca de 20 mil quilômetros quadrados dela. Ondas de choque foram sentidas por toda a Europa.

Não escrevo sobre essas colisões para assustar. Gostaria apenas que o leitor refletisse sobre a realidade cósmica em que vivemos. E também sobre a que está bem mais próxima. É muito fácil, na correria de nossas vidas, esquecermos de que somos parte dessa dança de criação e destruição que permeia o Universo. E de que ela não se relega aos céus. Parte dela está em nossas mãos. Penso no documentário pioneiro exibido recentemente no programa "Fantástico" sobre as crianças das favelas e o tráfico de drogas. Elas nunca terão chance de olhar para a Lua com um binóculo ou aprender sobre nosso lugar no cosmo. Também não têm tempo de ter medo de meteoritos vindos dos céus. Vejo na trágica história dessas crianças um outro tipo de cicatriz profunda, causada por nós mesmos naqueles que não têm como se defender da violência que os aflige. A diferença é que essa cicatriz continua aberta e sangrando.

Tenho certeza de que essas crianças adorariam aprender sobre os céus; de que fazem pedidos para estrelas cadentes; de que se perguntam se existem outros seres vivos no Universo e se a injustiça lá é como a de cá. É muito difícil, com a tecnologia atual, detectar asteróides pequenos como os que causaram a cratera de Barringer ou a devastação na Sibéria. Se um deles estiver em rota de colisão, será difícil evitar o impacto. Mas a favela fica bem mais próxima. E a vida lá é tão preciosa quanto fora dela. Um meteorito não sabe disso. Mas nós sabemos.

O mago das estrelas

Sendo hoje meu aniversário, resolvi dar-me um presente: escrever sobre meu personagem favorito na história da ciência, o astrônomo alemão Johannes Kepler, que viveu entre 1571 e 1629. Se a ciência tem visionários, profetas de certa forma, Kepler e Einstein são dois deles. Profeta aqui não significa ser capaz de prever o futuro ou de conversar com Deus. Significa estar em conexão com o cosmos de uma forma quase mágica, ter uma intuição sobre os segredos da Natureza, um olhar que vê mais fundo do que o dos outros. Significa ser capaz de traduzir o que existe de mais profundo na realidade em que vivemos, para que todos possam compartilhar a sua beleza.

Kepler uniu a astronomia e a física pela primeira vez, tentando justificar os movimentos planetários

Em 1543, Copérnico publicou sua grande obra, "Sobre a Revolução das Esferas Celestes". A grande revelação do tímido astrônomo polonês foi que o Sol, e não a Terra, era o centro do cosmo. É difícil para nós, habitantes do século 21, entender a dimensão anárquica dessa proposta. Desde a Antigüidade, especialmente após Aristóteles, a Terra ocupava, imóvel, o centro do cosmo. Lua, Sol, planetas e estrelas giravam ao seu redor em órbitas concêntricas, como as camadas de uma cebola. A Igreja adotou essa cosmologia geocêntrica, pondo Deus na esfera externa à das estrelas, presidindo o cosmo de fora para dentro. Já o Diabo estava bem mais próximo das almas pecaminosas dos pobres mortais, governando o Inferno nas entranhas da Terra. Ousar desafiar esse arranjo era mais do que simplesmente contestar Aristóteles; era desafiar a estrutura da fé cristã, do bem e do mal, do lugar do homem numa cosmologia que combinava o natural e o sobrenatural.

Tanto assim que poucos ousaram fazê-lo. Durante mais de 50 anos ninguém defendeu abertamente as idéias de Copérnico. Giordano Bruno é uma exceção que, como já mencionamos neste espaço, pagou com a vida por esse e outros atrevimentos. Outra foi Kepler, o primeiro a manifestar-se publicamente a favor de Copérnico. Quando era estudante de teologia em Tübingen, teve como mentor o astrônomo Michael Maestlin, que ensinou-lhe secretamente as idéias do polonês. Maestlin era um copernicano às escondidas, temeroso não só da censura dos católicos como da dos luteranos. Tübingen era uma universidade luterana, e sua hierarquia não tolerava desavenças sob seu teto.

Em 1593, 50 anos após Copérnico ter publicado seu livro, Maestlin promoveu um debate na universidade, confrontando as idéias de Aristóteles e Ptolomeu com as de Copérnico. Kepler apresentou os argumentos de Copérnico e outro estudante os dos gregos. O evento foi marcado pela coragem intelectual de Kepler. Não só defendeu magistralmente as idéias já conhecidas como apresentou uma outra, de sua autoria: o Sol, morada da luz, tinha de ser o centro do cosmo. Essa luz representava uma "alma", um impulso que empurrava os planetas em sua órbitas em torno do Sol. Quanto mais longe do Sol, mais fraco o impulso. É por isso, argumentou Kepler, que os planetas mais distantes demoram tanto para completar uma volta em torno do Sol. (Saturno demora 28 anos.) Aos 22 anos, Kepler uniu a astronomia e a física pela primeira vez, tentando justificar os movimentos planetários usando causa e efeito.

Mais tarde, Kepler substituiu a palavra "alma" por força, argumentando que a força entre o Sol e os planetas era atrativa. Acabei falando apenas da primeira idéia de Kepler e nada sobre a sua personalidade fascinante. Mas tudo bem, nem só em aniversários ganhamos ou nos damos presentes.

Repensando o ensino

Semana passada, assisti a uma apresentação de uma educadora especializada em ensino de ciência ao nível universitário. Falava dos métodos que existem e como podem ser melhorados. Nos EUA, a questão de como as ciências, em particular as exatas, devem ser ensinadas vem sendo discutida com muita ênfase nos últimos anos. Estudos quantitativos mostram que o método chamado "tradicional", com o professor em frente aos alunos apresentando a matéria no quadro-negro, não é muito eficiente, principalmente para aqueles que não têm um interesse direto na matéria.

Existe uma defasagem entre a estrutura do ensino moderno e a visão de uma sociedade igualitária

Existe uma outra proposta, bem mais dinâmica, na qual os alunos participam de forma ativa do aprendizado, em vez de absorver passivamente (ou não) o que lhes é dito. Em um exemplo, o professor propõe uma questão aos alunos que, em grupos de três ou quatro, tentam respondê-la. As respostas são então apresentadas para toda a classe e seus méritos ou erros debatidos em conjunto. Os grupos podem usar computadores, onde examinam simulações simples, ou materiais e objetos, como pêndulos e circuitos elétricos. Testes mostram que os alunos aprendem bem mais com método dinâmico, o que não me surpreende.

Mas a educadora tocou num outro ponto que acho ainda mais fundamental: como a estrutura do ensino nas nossas escolas (e aqui vale para o mundo inteiro) reflete a sociedade que queremos (ou não) construir. Apresento a seguir dois modelos de escola. Não direi inicialmente qual é qual, apenas suas filosofias e métodos.

Modelo 1: o professor tem autoridade absoluta. A memorização é o foco do ensino. A conformidade e a passividade em sala são impostos. Aulas são monólogos. Ênfase na competição entre alunos. Testes e notas são freqüentes, hierarquização dos resultados também. Fulano tirou 10, foi primeiro lugar, é da turma A.

Modelo 2: professor e estudantes trabalham juntos na sala de aula. Foco na compreensão conceitual. A criatividade e a capacidade de reflexão são o objetivo principal do ensino. O aprendizado é ativo. Ênfase na interdependência e no trabalho em grupo. Averiguação do aprendizado é feita de modo construtivo, dando ao aluno a oportunidade de corrigir seus erros e melhorar suas notas.

Descontando os inevitáveis exageros e distorções causados pela apresentação de assunto tão complexo em algumas linhas, fica claro qual é o modelo da grande maioria das escolas. Qual a sociedade que resulta desse modelo de ensino? A resposta é óbvia. O modelo 1 reflete uma sociedade autoritária, baseada na submissão do indivíduo.

Essa é uma sociedade que, imagino, todos concordam que não deveria mais existir nas democracias modernas, onde crianças não ousam interromper um adulto ou mesmo dirigir-lhe a palavra, onde mulheres não votam, uma sociedade que institui a segregação racial e religiosa, mais adequada ao século 19 do que ao 21. Sei que a questão é incômoda. Mas é crucial. Existe uma defasagem entre a estrutura do ensino moderno e a visão de uma sociedade igualitária, baseada na troca construtiva de idéias, no respeito à diferença, onde aprender tem uma dimensão lúdica, é desejado em vez de imposto.

As escolas são um microcosmo da sociedade. O que ocorre nas salas de aula e os valores que são ensinados lá permanecem conosco por toda a vida. Se queremos uma sociedade democrática, que reflita os valores igualitários que proferimos como os únicos aceitáveis, temos de refletir -e muito- sobre o ensino.

Arqueologia planetária

Antes de os telescópios existirem, os olhos definiam o que existia nos céus. Apenas a imaginação podia criar outras realidades para além da escuridão. Poucos na história ousaram propor que existiam outros mundos, camuflados pelas sombras. Foi o caso de Giordano Bruno, que por essa e outras heresias contra a fé católica acabou seus dias na fogueira.

Se planetas forem definidos como objetos solitário s, Plutão e seus compan heiros do cinturão de Kuiper não se qualificam

Tudo mudou quando Galileu provou, em 1610, que o telescópio permitia enxergar mundos que, sem ele, permaneceriam desconhecidos para sempre: a realidade material não se limitava ao imediatamente visível. Era inegável -mesmo que alguns tenham se recusado a acreditar- que Galileu havia descoberto quatro luas girando em torno de Júpiter (ele chamou-as de estrelas de Médici, em homenagem a Cosme de Médici 2º, o chefe político da Toscana) que jamais haviam sido vistas antes. A conseqüência dessa descoberta foi profunda: os segredos ocultos nos céus podem ser desvendados com o uso de técnicas de observação e telescópios mais sofisticados. Galileu iniciou uma nova tradição astronômica, a da caça aos mundos.

Em meados do século 20, vários outros mundos haviam sido descobertos. Girando em torno do Sol, os planetas Urano, Netuno e Plutão; em torno dos planetas, dezenas de luas; entre Marte e Júpiter, um cinturão de asteróides, restos rochosos de um planeta que nunca se formou. Os astrônomos não tinham dúvidas de que, com telescópios mais poderosos, novos mundos seriam descobertos. O mistério, no entanto, permanecia. Que mundos seriam esses? E o que poderiam nos dizer sobre a formação do Sistema Solar e sobre o passado da Terra -o nosso passado?
Com o desenvolvimento de CCDs, dispositivos capazes de detectar luz bem fraca (usados em câmeras de vídeo), e a automação dos telescópios, os resultados começaram a chegar. Fora planetas girando em torno de outras estrelas (assunto para outra semana), novos objetos exóticos foram encontrados em torno do Sol.

Aliás, as propriedades desses planetóides estão até pondo em questão a definição de planeta. Alguns astrônomos acham que Plutão e seus novos companheiros não deveriam ser chamados de planetas, pois fazem parte de um grupo de objetos chamado cinturão de Kuiper. Esse grupo de objetos, em número estimado em torno de 100 mil, são na maioria bolas de gelo e poeira cósmica com diâmetros de alguns quilômetros, em órbitas em torno do Sol a distâncias entre 50 e 70 vezes maiores do que a distância da Terra ao Sol. (Como referência, Plutão está em média 40 vezes mais distante do Sol do que a Terra.) Se planetas forem definidos como objetos solitários, Plutão e seus companheiros agigantados do cinturão de Kuiper, sendo parte de uma manada de 100 mil, não se qualificam.

Um deles, chamado 2003 EL61, tem (no mínimo) duas luas, aproximadamente o mesmo diâmetro de Plutão, ao menos na sua parte mais alongada, e um terço de sua massa. Fora isso, dá uma volta completa em torno de seu eixo a cada 4 horas, um "dia" muito curto. Suas luas são formadas de gelo, como a sua superfície. Provavelmente, foram extraídas de lá na infância do Sistema Solar, quando colisões entre vizinhos arrancavam pedaços enormes dos jovens planetas. Nossa própria Lua nasceu assim, violentamente, quando um planetóide do tamanho de Marte chocou-se com a jovem Terra, há 4,6 bilhões de anos. Estudar novos mundos nos remete às nossas origens, já que dividimos o mesmo passado. A infância do Sistema Solar é a nossa infância.

Folia cósmica

Especulo então que os ETs também tenham alguma versão do Carnaval

Carnaval é, para mim, um período de reflexão. Exatamente o oposto do que ocorre no Brasil, quando Carnaval é hedonismo, viver a vida ao máximo, aproveitar o momento. Claro, se estivesse aí embarcaria nessa também. Mas, dos campos nevados que avisto da minha janela, meus tempos carnavalescos parecem um sonho distante.

Distante, mas bom. Lembro-me de uma conferência da qual participei na Suécia, em Uppsala, uma cidade universitária. A conferência coincidiu com a maior celebração anual deles, uma espécie de carnaval fluvial: os estudantes passavam pelo rio que corta a cidade em barcos alegóricos, completamente bêbados, enquanto o público, também completamente bêbado, aplaudia das margens. A turma explodia de alegria quando um dos marinheiros caía desacordado na água gelada. Talvez tenhamos muito o que aprender com os suecos, mas eles também têm muito o que aprender conosco.

Contraponho as duas culturas, tão diferentes, e penso na variedade de costumes e tradições espalhados pelo planeta. Lingüistas e antropólogos temem que a massificação da informação e a apropriação de terras para fins agropecuários levem a uma homogeneização cultural: será que a sociedade, daqui a cem ou 200 anos, será essencialmente idêntica, uma amálgama forjada pelos valores das culturas dominantes? Ou será que grupos serão capazes de manter vivas suas tradições e valores apesar do ataque constante?

A resposta é clara: culturas isoladas desaparecerão. Isso é o que vemos ocorrer com dezenas de línguas e costumes de tribos nativas, desde os habitantes da Sibéria e do Alasca até os das nossas florestas. Também é o que vemos na história. Basta pensar nas grandes civilizações do passado. Muitos profissionais vêm tentando manter vivas essas culturas em extinção, registrando sua história, suas tradições, sua música, suas línguas e seus dialetos. Em alguns casos, algo delas poderá sobreviver. Esse, aliás, é o caso do nosso Carnaval e suas variações regionais. Existe amálgama mais fascinante entre cristianismo e paganismo no mundo?

E, como durante o Carnaval vale tudo, deixo para lá considerações mais sérias e me pergunto se outras espécies inteligentes espalhadas pela galáxia afora também têm uma variedade cultural como a nossa. Afinal, rituais sociais parecem ser parte integral dos costumes dos animais mais sofisticados. Por que os ETs seriam diferentes? No entanto, não sei se por pobreza de nossa criatividade ou por preconceito, sempre que pensamos em seres extraterrestres imaginamos uma cultura homogênea, completamente boa ou completamente má. O Carnaval, por exemplo, seria impossível numa cultura que sempre foi homogênea. Ele é uma amálgama que só pode existir numa sociedade aberta o suficiente para celebrar (e assimilar) o outro.

Especulo então que os ETs também tenham alguma versão do Carnaval. Ou ao menos tiveram em algum período de sua história. Quando a vida inteligente surgiu no planeta deles, espalhou-se pela superfície à procura de comida e abrigo. Num planeta grande, grupos permaneceram isolados por um bom tempo, diferenciando-se culturalmente e geneticamente até entrarem em contato. Após as guerras vem a integração cultural. Se um dos grupos aprendeu o valor ritual da música, os outros logo o copiaram. No fim das contas, as celebrações acabam explodindo pelo planeta, alguns voando bêbados pelos céus alaranjados enquanto outros rebolam, quase nus, para a euforia de todos.

POR QUE GIRAFAS NÃO SÃO PRATEADAS?

Imagine uma pobre girafa prateada. Lá vai ela em meio à seca savana africana, refletindo magnificamente os raios do Sol a pino, procurando pelos ramos mais altos dos baobás que despontam em meio à planície. Obviamente, essa situação só é possível em sonhos ou videogames: uma girafa prateada acabaria seus dias jantada por leões. Talvez não vivesse nem mesmo um dia. Já os peixes oceânicos usam o prateado como camuflagem.

Seria lamentável, ao menos para o peixe, se tivesse a coloração amarelada com manchas marrons das girafas. A diversidade da vida é tão fascinante, tão espetacularmente engenhosa, que parece ser produto de um grande arquiteto. Assim se pensava até a segunda metade do século 19, quando Darwin e Wallace propuseram o mecanismo da seleção natural. A idéia, de uma ousadia intelectual como poucas na história da ciência, dizia que nenhum arquiteto era necessário: basta o acaso e o tempo.

A premissa fundamental da vida é simples: para viver, um organismo precisa de energia. Se essa energia não puder ser retirada do meio ambiente (como na maioria dos vegetais), precisa ser retirada de outros seres vivos. Portanto, viver é essencialmente procurar por alimento. Nasce aqui a polaridade da presa e do predador. Uma árvore alimenta-se da luz do Sol e dos nutrientes no solo. Parasitas alimentam-se da árvore. Insetos também, ao mesmo tempo que usam a árvore como esconderijo contra os animais que gostariam de devorá-los.

Para que a árvore sobreviva, precisa captar energia do Sol e nutrientes do solo. Ao mesmo tempo, precisa também proteger-se dos predadores que a atacam. Se a árvore crescer demais para captar o máximo de Sol, acaba se desequilibrando e cai. Suas raízes não podem aprofundar-se muito além de onde jazem os nutrientes do solo. Seu tronco pode enrijecer, mas não a ponto de prejudicar seu crescimento. Existe um equilíbrio aqui, um balanço entre forças opostas.

O mecanismo de seleção natural proposto por Darwin e Wallace baseia-se na seguinte observação: dadas as condições ambientais e a dinâmica presa-predador, as espécies mais bem adaptadas são aquelas que conseguem maximizar seus objetivos: encontrar alimentos, multiplicar-se e sobreviver. Portanto, girafas prateadas e peixes oceânicos amarelos com manchas marrons estariam fadados ao fracasso. O mesmo se animais tivessem apenas um olho no centro da testa, péssimo para avistar presas e predadores em direções laterais.

A seleção natural de Darwin e Wallace é hoje complementada pela genética molecular. Quando uma célula se reproduz, precisa duplicar seu material genético. Esse material genético é codificado na seqüência de genes que compõe o DNA da célula, como as contas coloridas de um colar muito longo. O processo de duplicação é extremamente complexo e é passível de erros. Existem mecanismos usados pela célula para evitar erros na duplicação, mas volta e meia eles ocorrem.

As razões são várias: desde fatores exógenos, como radiação ultravioleta ou raios X, como endógenos, falhas bioquímicas. Quando ocorrem erros, o novo DNA não é uma cópia perfeita do original: é um mutante. O importante é que as mutações ocorrem ao acaso, sem um plano ou arquiteto.

De fato, mutações em geral causam problemas, doenças que levam à morte ou que pioram as chances de sobrevivência duma espécie. Em casos raros, podem ser úteis. A girafa com manchas marrons e os peixes prateados são um exemplo. Os insetos que ficam resistentes aos inseticidas ou os vírus a vacinas são outro. A seleção natural ocorre continuamente. E seu único arquiteto é o acaso.

Por que girafas não são prateadas

Imagine uma pobre girafa prateada. Lá vai ela em meio à seca savana africana, refletindo magnificamente os raios do sol a pino, procurando pelos ramos mais altos dos baobás que despontam em meio à planície. Óbvio, essa situação só é possível em sonhos ou videogames: uma girafa prateada acabaria seus dias jantada por leões. Talvez nem vivesse um dia. Já os peixes oceânicos usam o prateado como camuflagem. Seria lamentável, ao menos para o peixe, se tivesse a cor amarelada com manchas marrons das girafas.

A seleção natural ocorre continuamente. E seu único arquiteto é o acaso

A diversidade da vida é tão fascinante, tão espetacularmente engenhosa, que parece ser produto de um grande arquiteto. Assim se pensava até a segunda metade do século 19, quando Darwin e Wallace propuseram o mecanismo da seleção natural. A idéia, de uma ousadia intelectual como poucas na história da ciência, dizia que nenhum arquiteto era necessário: bastam o acaso e o tempo.

A premissa fundamental da vida é simples: para viver, um organismo precisa de energia. Se essa energia não puder ser retirada do ambiente (como na maioria dos vegetais), precisa ser retirada de outros seres vivos. Portanto, viver é essencialmente procurar por alimento. Nasce aqui a polaridade da presa e do predador.

Uma árvore se alimenta da luz do sol e dos nutrientes no solo. Parasitas se alimentam da árvore. Insetos também, ao mesmo tempo em que usam a árvore como esconderijo contra os animais que gostariam de devorá-los. Para que a árvore sobreviva, precisa captar energia do sol e nutrientes do solo. Ao mesmo tempo, precisa também se proteger dos predadores. Se a árvore crescer demais para captar o máximo de sol, acaba se desequilibrando e cai. Suas raízes não podem se aprofundar muito além de onde jazem os nutrientes do solo. Seu tronco pode enrijecer, mas não a ponto de prejudicar o crescimento. Existe um equilíbrio, um balanço entre forças opostas.

O mecanismo de seleção natural proposto por Darwin e Wallace se baseia na seguinte observação. Dadas as condições ambientais e a dinâmica presa-predador, as espécies mais bem adaptadas são as que conseguem maximizar seus objetivos: encontrar alimentos, multiplicar-se e sobreviver. Portanto, girafas prateadas e peixes amarelos estariam fadados ao fracasso. O mesmo se animais tivessem apenas um olho no centro da testa, péssimo para avistar presas e predadores em direções laterais.

A seleção natural de Darwin e Wallace é hoje complementada pela genética molecular. Quando uma célula se reproduz, precisa duplicar seu material genético. Esse material genético é codificado na seqüência de genes que compõe o DNA da célula, como as contas coloridas de um colar muito longo. O processo de duplicação é extremamente complexo e é passível de erros.

Existem mecanismos usados pela célula para evitar erros na duplicação, mas volta e meia eles ocorrem. As razões são várias: desde fatores exógenos, como radiação ultravioleta ou raios X, aos endógenos, falhas bioquímicas. Quando ocorrem erros, o novo DNA não é uma cópia perfeita do original: é um mutante. O importante é que as mutações ocorrem ao acaso, sem um plano ou arquiteto. De fato, mutações em geral causam problemas, doenças que levam à morte ou que pioram as chances de sobrevivência de uma espécie. Em casos raros, podem ser úteis. A girafa com manchas marrons e os peixes prateados são um exemplo. Os insetos que ficam resistentes aos inseticidas ou os vírus a vacinas são outro. A seleção natural ocorre continuamente. E seu único arquiteto é o acaso.

O preço da imortalidade

Começo hoje fazendo uma pergunta ao leitor: se fosse possível, você viveria para sempre? Certamente, as respostas seriam variadíssimas: de "claro!" até "Deus me livre! E as pessoas à minha volta, como eu poderia suportar a morte delas?", ou, de alguém mais religioso, "serei imortal após minha morte e pretendo esperar até lá". O sonho de prolongar a vida, indefinidamente ou por um longo período, é tão antigo quanto a história da humanidade.

Até recentemente, a solução era província das religiões, que prometem uma vida eterna no paraíso (ou no inferno!) ou um retorno ao mundo como outra pessoa ou animal, dependendo de suas atividades durante a vida anterior. Além disso, temos mitos de existências sobrenaturais derivados da religião, como no caso dos vampiros, que, para viver eternamente, precisam sugar o sangue dos vivos, tornando-se tanto predadores como presas de seu destino inglório. Mas confesso que o vampirismo tem seu toque de romantismo, pelo menos na versão hollywoodiana do mito.

E se as pesquisas em biogenética desenvolvessem técnicas que, em princípio, fossem capazes de prolongar a vida, não só curando vários tipos de doenças, mas efetivamente congelando o envelhecimento do corpo humano? Parece ficção científica, mas não é. Laboratórios nos EUA e em outros países tentam isolar uma célula que tem um papel crucial no desenvolvimento dos embriões humanos, a célula-tronco. Essa célula fantástica tem o potencial de se transformar em qualquer célula do corpo humano, formando tecidos ou órgãos. Ou seja, ela carrega a informação genética que pode gerar um determinado tipo de músculo ou a pele, um rim ou um fígado, uma verdadeira fábrica de materiais de construção de seres humanos.

Claro, existem várias dificuldades técnicas, sem falar nas dificuldades éticas. Primeiro, para isolar a célula-tronco, um embrião humano tem de ser destruído, de acordo com as tecnologias atuais. A questão é, então, se a destruição de uma massa de células humanas, alguns dias após a fertilização, corresponde a um assassinato. O Congresso norte-americano, preocupado com as repercussões dessas pesquisas, proibiu entidades governamentais de financiar experiências com embriões humanos. Como resultado, o setor privado, isto é, indústrias biogenéticas com fins lucrativos, está controlando a pesquisa na área. E essas indústrias não vão revelar suas descobertas (e fracassos) ao público enquanto não obtiverem o resultado que procuram.

Após isolar a célula-tronco, a idéia é descobrir qual o mecanismo bioquímico que a induz em uma determinada direção, transformando-a em um coração, cérebro ou músculo. Se esse mesmo mecanismo for descoberto, será possível que uma pessoa doe uma amostra de seu material genético a uma empresa, que poderá então clonar qualquer órgão que essa pessoa venha a precisar no futuro. O problema com a incompatibilidade em transplantes desaparece, pois esses órgãos são essencialmente você. As pesquisas no momento usam óvulos extraídos de vacas como invólucro do DNA humano; os técnicos retiram o DNA do óvulo (ninguém quer um feto que "diz" muuu...) e injetam células humanas que são então fundidas com as da vaca por meio de correntes elétricas. A esperança é que esse processo irá induzir a divisão das células, formando um embrião que trará consigo as células-tronco.

As indústrias biogenéticas argumentam que as vantagens desse processo são muito maiores que as repercussões éticas. "O que é mais importante? A "vida" de uma massa embrionária ou de uma criança morrendo de câncer?" ou "imagine quantas espécies em extinção poderemos salvar?". Críticos afirmam que os perigos são enormes. Por exemplo, "o que acontece com uma pessoa que tem parte do cérebro regenerada? Será que ela manterá sua identidade? E como iremos sustentar tanta gente no mundo?". Isso tudo ainda está longe; mas o debate público tem de ser iniciado agora, para que a sociedade não seja a última a saber o que acontecerá com seu destino.

Sobre as cachoeiras e os circuitos elétricos

Eis algo que é parte indispensável de nossas vidas e que nos é quase completamente indiferente: os circuitos elétricos. Claro, esse desinteresse não se estende aos engenheiros elétricos ou aos eletricistas, profissionais ou amadores. Mas a verdade é que, para a maioria das pessoas, o que ocorre quando se acende uma lâmpada ou se põe uma bateria numa lanterna ou num iPod é um mistério. O prático não deixa de ser fascinante.

Circuitos elétricos são basicamente dispositivos em que cargas elétricas podem circular. Uma cachoeira é uma analogia simples: no caso, a força que impulsiona o movimento da água é a gravidade. A água, como qualquer fluido, é composta de moléculas. Essas moléculas têm massa e, portanto, são atraídas pela gravidade da Terra. A cachoeira, ou queda d'água, existe devido a um desnível no terreno (no leito do rio): o fluido cai em direção ao ponto mais baixo possível. Para que a água suba o rio é necessário uma bomba que trabalhe contra a força da gravidade. Podemos então imaginar um circuito fechado de água, onde a água que cai é bombeada rio acima.

Circuitos elétricos são como cachoeiras onde os elétricos circulam, tal qual a água de um rio

Nos circuitos elétricos, o leito do rio é um fio ou outro material por onde passa uma corrente composta por tantas cargas elétricas que podemos também representá-las como um fluido: em geral, um bando de elétrons viajando pelo fio. Mas o que provoca o movimento dos elétrons? Não é a força da gravidade, mesmo que tenham massa. O movimento das cargas elétricas é causado pela força atrativa entre cargas opostas.

Tudo funciona como a força da gravidade: as coisas caem no chão porque são atraídas pela Terra; para que cargas fluam numa determinada direção num fio, criando uma corrente elétrica, têm de ser atraídas mais para um lado do que para o outro. Para isso, liga-se o início e o fim do fio aos pólos de pilhas ou outras fontes de energia elétrica. Os pólos criam uma "inclinação" elétrica, que provoca o movimento das cargas.

Pilhas têm dois pólos, positivo e negativo. Cargas elétricas negativas, como os elétrons, são atraídas pelo pólo positivo. Quando ligamos um fio aos dois pólos, fechamos o circuito: os elétrons no metal do fio fluem na direção do pólo positivo da pilha. Portanto, os dois pólos da pilha têm o mesmo papel que a inclinação no leito do rio. Aliás, quanto mais potente a pilha, isto é, quanto maior a diferença de voltagem entre seus pólos, mais rápido os elétrons fluem.

Mas a pilha funciona como uma bomba também, transportando cargas do pólo positivo ao negativo, permitindo assim que a corrente continue a fluir no circuito. Isso ela faz usando energia das reações químicas que ocorrem em seu interior, que essencialmente empurram os elétrons para o pólo negativo, permitindo que corram mais uma vez pelo fio de metal. (Aliás, se o circuito consistir apenas da pilha e fio, rapidamente a pilha descarrega.)

E as lâmpadas, por que acendem? Olhe uma bem de perto: o filamento nada mais é do que um fio, feito de tungstênio. Ao passarem pelo filamento, os elétrons chocam-se com seus átomos, fazendo-os vibrar. Essa energia extra recebida pelos átomos do filamento acaba sendo transformada em radiação, parte dela visível (a luz da lâmpada) e outra que sentimos como calor (radiação infravermelha). Cada vez que ligamos um interruptor, fechamos um circuito elétrico, dando início a essa intricada coreografia que ilumina nossas noites e enche nossas casas de música.

Buracos negros e o paradoxo da informação desaparecida

O conceito básico de um buraco negro é extremamente simples: se um objeto chega perto o suficiente de um, jamais escapa. Nem mesmo se esse objeto for simplesmente um raio de luz. Daí o nome, "buraco negro", já que nem mesmo a luz escapa. Uma imagem que vem à mente é a de um redemoinho cósmico, atraindo tudo o que se aproxima dele.
Essa imagem, como todas as usadas para ilustrar conceitos das ciências físicas sem matemática, tem seus limites. No caso, o buraco negro é um redemoinho sem fundo. E esse é um dos motivos que explicam o fascínio desses objetos. A "borda" de um buraco negro, chamada de horizonte, é um ponto sem retorno. Se nem a luz escapa, não podemos ver o que existe dentro do horizonte, ou seja, não podemos extrair informação do que existe em seu interior. A realidade no interior de um buraco negro permanece para sempre velada numa escuridão perpétua. Ou quase.

A realidade no interior de um buraco negro permanece para sempre em escuridão perpétua. Ou quase

Um dos maiores mistérios acerca dos buracos negros é o que ocorre com a informação que é constantemente sugada por eles. Explico. Tudo o que existe pode ser decodificado como informação, uma seqüência de números que descreve a complexidade do objeto. Como comparação, um elefante é um objeto muito mais complexo do que uma bola de poeira, mesmo que a bola de poeira seja gigantesca e tenha a mesma massa do elefante. É preciso um conjunto muito maior de informações para poder descrever o paquiderme.
No entanto, para um buraco negro, os dois são iguais: se um elefante (nada contra eles) e uma bola de poeira caírem no buraco negro, ele vai "engordar" da mesma maneira, pois só lhe importa a massa do objeto que cai. O paradoxo existe porque buracos negros não são totalmente negros. Na verdade, eles podem irradiar como um corpo aquecido, mesmo que muito lentamente, conforme propôs Stephen Hawking nos anos 70. Essa radiação pode ser imaginada como uma espécie de processo digestivo do buraco negro: parte da informação que entra acaba saindo. Nós sabemos bem disso: o produto da nossa digestão depende diretamente do que ingerimos. Acho que não preciso entrar em detalhes. Mas para o buraco negro a coisa é diferente: não interessa o que ele ingere, o produto é sempre o mesmo, uma radiação basicamente sem qualquer lembrança do menu original. Elefante ou bola de poeira acabam dando no mesmo, no fim das contas.
O que acontece então com toda a informação do pobre elefante? Essa é uma das grande questões da física que tenta combinar a teoria da gravidade com a mecânica quântica, que estuda os átomos e partículas subatômicas. Tudo depende do que existe dentro do horizonte. As propostas são muitas. Uma delas é que dentro do buraco negro a física muda completamente e a própria geometria do espaço começa a flutuar, feito bolhas em uma sopa em ebulição. Quando a matéria do elefante ou da poeira entra, ela colide com essas geometrias flutuantes como alguém tentando escapar aos trancos e barrancos de uma multidão de pessoas esbaforidas. O resultado é que a matéria e sua informação acabam homogeneizadas, como se o interior do buraco negro fosse uma espécie de liquidificador de informação. O que sai, sai já bem "batido", indistinto. Não sabemos se essa hipótese está ou não correta, pois depende de teorias ainda não comprovadas. Mas interessante ela certamente é. No mínimo, ilustra bem o quanto a imaginação humana precisa se debruçar sobre a borda de um poço escuro para criar o novo.

Um cosmo às escuras

Que o Universo está em expansão já não é mais uma novidade: desde 1929, com o trabalho do astrônomo americano Edwin Hubble, sabe-se que as galáxias, na sua maioria, afastam-se umas das outras a velocidades que aumentam com sua separação. Ou seja, quanto mais longe de um dado ponto (por exemplo, da Terra), mais rápido a galáxia se afasta. Uma imagem usada é a de um bolo de passas (com muito fermento!). Quando o bolo é assado, as passas se afastam umas das outras. Nesta analogia, as passas são as galáxias. Após milênios adormecido em um estado estático, o Universo tornou-se plástico, dinâmico, em constante transformação.

Uma espécie de repulsão cósmica parece estar forçando a expansão acelerada. Mas que repulsão cósmica é essa?

Tudo andava bem até 1998, quando um novo efeito foi descoberto: não só o Universo está em expansão como essa expansão é bem mais rápida do que imaginávamos. A expansão original pode ser compreendida como conseqüência do estado inicial do cosmo.
Segundo o modelo do Big Bang, que descreve quantitativamente (e isso é muito importante) a história cósmica, o Universo surgiu de um estado inicial no qual a matéria e a radiação estavam sujeitas a altíssimas pressões e temperaturas. Como todo mundo que já usou uma panela pressão (ou que já viu uma explodir) sabe, matéria muito quente e densa gosta de se expandir. Portanto, a mola por trás da expansão do Universo é a descontração da matéria e radiação a partir desse estado inicial ultradenso. Por outro lado, matéria e energia atraem-se gravitacionalmente. Essa atração tende a frear a expansão cósmica, criando um cabo-de-guerra entre expansão e contração.
A descoberta de 1998 tornou as coisas mais complicadas. Se o Universo está em expansão acelerada, algo tem de estar empurrando a matéria para longe, o oposto do efeito atrativo da força da gravidade. Uma espécie de repulsão cósmica parece estar forçando a expansão acelerada. Mas que repulsão cósmica é essa? Qual mecanismo físico pode causar esse efeito? Na falta de uma explicação, podemos ao menos dar nome ao bicho: a expansão acelerada do Universo é causada pela "energia escura". Escura porque não é visível, energia por que supre a expansão.
Até o momento, dois candidatos para a energia escura vêm recebendo muito atenção dos cosmólogos. Um deles é a famosa "constante cosmológica", nome dado a um termo que pode ser adicionado às equações que descrevem a expansão do Universo e que é responsável justamente pela expansão acelerada. A origem dessa constante é bem sutil: pode ser causada por minúsculas flutuações de energia que ocorrem no vácuo. Uma das lições da física dos átomos e das partículas subatômicas é que não existe espaço vazio: flutuações estão sempre presentes. O interessante é que, em média, elas dão uma contribuição constante à energia total do Universo. Essa contribuição pode causar a aceleração observada. O difícil aqui é entender por que tem o valor observado e não outro qualquer.
O outro candidato é um novo tipo de matéria exótica chamada quintessência, feito o éter de Aristóteles, capaz de produzir a energia que nutre a expansão. A diferença é que a quintessência muda no tempo, pode ser atraída gravitacionalmente por outra matéria, enquanto a energia do vácuo é sempre constante. Em princípio, se astrônomos puderem observar regiões do Universo em tempos diferentes, poderão determinar se a energia escura muda no tempo. Propostas recentes têm sido criticadas. No meio tempo, permanece o mistério, a mola por trás da expansão do conhecimento.

Dos céus à Terra

Quando era costumeiro olhar para os céus, algo que nossas vidas essencialmente urbanas tornam cada vez mais difícil, era possível ler mensagens, reais ou imaginadas, que ligavam, de alguma forma, nossas existências efêmeras ao resto do cosmo. Quem nunca fez um pedido após ver uma estrela cadente, ou fantasiou o que poderia haver além de um arco-íris?

Hoje não olhamos para os céus com a mesma reverência. E isso é uma pena

A Estrela de Belém, anunciante da vinda de Jesus Cristo, é, talvez, um dos símbolos mais conhecidos dessa relação mágica que tínhamos com os céus. Ela surgiu para indicar o local da manjedoura para os reis magos, astrólogos talvez, que sabiam, portanto, interpretar as mensagens celestes. O pintor italiano Giotto, no início do século 14, representou a estrela como um cometa: a passagem do cometa Halley alguns anos antes havia causado um verdadeiro furor na Europa, já que ocorreu perto da virada do século, uma coincidência que, para muitos, significava um prenúncio do fim dos tempos. Se os céus eram a morada de Deus e sua corte de anjos, o que aparecia nas alturas vinha carregado de significado religioso. De certa forma, os céus eram uma espécie de pergaminho onde Deus escrevia suas mensagens. Fosse a chegada do Messias ou o fim da Terra, ou ambos, como deixavam claro os textos bíblicos, seriam anunciados nos céus.
Ninguém sabe ao certo se a Estrela de Belém foi ou não um fenômeno astrofísico. Inúmeros textos foram escritos especulando que talvez fosse mesmo um cometa, ou uma explosão estelar, algo que pode ocorrer quando uma estrela chega ao fim de seus dias.
Talvez não tenha existido, tenha sido criada para dar um significado cósmico-religioso ao nascimento de Cristo. Afinal, os Evangelhos foram escritos décadas após a sua morte. O que é claro é que hoje não olhamos para os céus com a mesma reverência. E isso é uma pena.
Ao nos distanciarmos dos céus, nos distanciamos de nossas origens e, por conseqüência, de nós mesmos. Esquecemos que viemos todos das estrelas, literalmente. Esquecemos que todos os elementos químicos que compõem nossos corpos, nosso planeta e tudo à nossa volta originaram-se em estrelas que desapareceram há bilhões de anos, espalhando seus restos mortais -a matéria que existe no Sistema Solar, do carbono ao urânio- como se semeassem um jardim.
Esquecemos que a vida só é possível porque o Sol supre a energia que a alimenta. Sabemos hoje que nossa matéria veio de estrelas vizinhas já extintas e que a energia que a anima vem de outra, o Sol. Existimos por causa disso, por causa dessa ligação entre a matéria e os céus.
Algumas pessoas acham que entender os céus, explicá-los através da ciência, é tirar sua mágica. Esse tipo de critica não é novidade: os poetas românticos do século 19, por exemplo, achavam que ao explicar um arco-íris como sendo resultado da difração da luz solar por gotas geladas d'água em suspensão na atmosfera, sua beleza ia embora, difratada pela razão. Mas será? Imagine essas gotas geladas, pequenos prismas cristalinos flutuando pelo céu, incontáveis diamantes recebendo a luz do Sol, separando-a em suas freqüências visíveis, trabalhando juntos para criar um fenômeno de incrível beleza. Será que o arco-íris ficou mais feio? Eu diria que ficou mais bonito. Ao entendê-lo, nos aproximamos dele. Sua beleza nos inspira a entender ainda mais. E, quanto mais entendemos, mais bonitas as coisas ficam. Essa é a poesia da ciência.

Spinoza, Einstein e liberdade

"Minhas idéias estão próximas das de Spinoza: admiração pela beleza e crença na simplicidade lógica da ordem e da harmonia que percebemos, humilde e imperfeitamente. Devemos aceitar que nosso conhecimento é imperfeito e tratar questões morais e valores como problemas humanos."

Assim escreveu Albert Einstein, referindo-se a Bento (ou, em seu nome judaico, Baruch) Spinoza, o grande filósofo de origem portuguesa que viveu em meados do século 17 na Holanda. Os dois tinham um espírito rebelde e iconoclasta, pondo-se contra a ordem vigente: Einstein repensando como compreendemos e representamos o espaço, o tempo e a matéria, e Spinoza abolindo Deus como guia necessário para a moral humana.

Os dois tinham um espírito rebelde e iconoclasta, contra a ordem vigente

As idéias de Spinoza custaram-lhe caro. O século 17 começou com Giordano Bruno queimado na fogueira em 1600 e viu Galileu ser forçado a abandonar sua opinião de que o Sol e não a Terra era o centro do cosmo, como dizia a Igreja Católica. Mesmo dentro da comunidade judaica em que vivia Spinoza, filho de ricos comerciantes portugueses, idéias contrárias eram punidas com a excomunhão e até punições físicas: a comunidade forçava o rebelde a abjurar suas idéias e o "libertava" das impurezas da mente com 39 chicotadas. Melhor do que as torturas da Inquisição, mas nada agradável.

Spinoza, que revelou-se um aluno brilhante de religião ainda jovem, mostrou-se também um pensador livre e nada tímido. Quando começou a questionar a natureza de Deus, dizendo que não podia ter forma humana ou existir fora da natureza, sua situação dentro da comunidade piorou rapidamente. No dia 27 de julho de 1656, foi banido da sinagoga. Conforme escreveu Einstein, "acredito no Deus de Spinoza, um Deus que se manifesta na harmonia de tudo o que existe, e não num Deus que se preocupa com o destino e as ações dos homens". Para Spinoza, as próprias leis da natureza podiam ser identificadas com a mente de Deus. Deus não existe em separado, em estado transcendente. Num certo sentido, Deus é a natureza em todas as suas manifestações.

Mas a influência de Spinoza vai além das ciências naturais, inspirando também as ciências da mente. O neurocientista António Damásio publicou uma trilogia onde discute idéias sobre o inconsciente baseadas em parte em Spinoza. Conforme escreveu Stuart Hampshire, um filósofo inglês, Spinoza ampliou o pensamento de Descartes e Galileu, que diziam que a linguagem da natureza era a matemática. Para Spinoza, era necessária uma outra linguagem, a linguagem que descreve as atividades dos indivíduos. Com isso, trouxe a responsabilidade ética de volta ao homem: "Cada coisa tenta, com os poderes que tem, preservar sua existência", escreveu.

Não é à toa que Spinoza influenciou tanto Freud quanto Lacan, mesmo que Freud tenha mantido essa influência em segredo. Em uma carta de 1932, Freud escreveu: "Tive, por toda a vida, uma estima extraordinária pela pessoa e pelo pensamento daquele grande filósofo. Mas não acredito que tenha o direito de dizer algo sobre ele, pois o que poderia dizer já foi dito por outros". Já Lacan, em sua aula inaugural em 1964 na Escola Normal Superior chamada sarcasticamente de "A Excomunhão", contou como a Associação Internacional de Psicanálise o expulsou e proibiu de treinar psicanalistas. Como nos ensinou Spinoza, o indivíduo exerce sua liberdade através do uso da razão e da imaginação. Mesmo que, como no seu caso, o preço dessa liberdade às vezes seja a incompreensão dos que o cercam.

Jardins cósmicos

O grande astrônomo inglês William Herschel costumava comparar os céus a um jardim luxuriante, repleto de criações extravagantes. Quando morreu, em 1822, Herschel havia -com a ajuda incansável de sua fiel irmã Caroline- descoberto um novo planeta, Urano, medido e catalogado a posição de mais de 2.500 objetos celestes, que chamou de nebulosas planetárias e aglomerados de estrelas, nomes que estão conosco até hoje, e iniciado o estudo da astronomia estelar, responsável pela categorização de estrelas em grupos com propriedades diversas.
As descobertas de Herschel só foram possíveis com a disponibilidade de telescópios mais potentes, já que Urano não é visível a olho nu. E de muita paciência, para medir e remedir os céus com a maior precisão possível.

O cosmo é mesmo um jardim encantado, repleto de criações extravagantes que nem mesmo Herschel poderia ter imaginado

É difícil imaginar como Herschel e seus contemporâneos, cientistas ou não, lidaram com o fato de que existia um outro planeta no Sistema Solar, um outro mundo que ninguém antes havia visto, circulando o Sol numa órbita duas vezes mais distante do que a de Saturno. Devem ter se perguntado se não existiriam outros mundos, ocultos na sombra da noite. Imagino que, para muitos, a excitação da descoberta tenha sido acompanhada por uma sensação de abandono, de medo, talvez não muito diferente do que uma criança sente num quarto escuro. Será que Giordano Bruno, o monge que acabou seus dias queimado na fogueira em 1600, estava certo quando especulou que "existe um número infinito de sóis e de outras terras revolvendo em torno desse sóis espalhados na vastidão do cosmo"? Será que a astronomia poderia encontrar a fronteira da Criação, decidir se o cosmo é finito ou infinito? Será que o homem poderá um dia entender qual o seu lugar nessa vastidão indiferente? Medir os céus, conhecer seus habitantes, era mais do que uma curiosidade, era uma orientação necessária, um mapeamento que tinha como objetivo encontrar nosso lugar num cosmo cada vez mais complexo e desumano.
A imagem de Herschel, do cosmo como um jardim, não poderia ser mais adequada. Passados mais de 180 anos desde a sua morte, astrônomos descobriram não só outros planetas (bem, ao menos um, Netuno, já que Plutão pode vir a perder seu status de planeta em breve) como um cinturão de asteróides entre Marte e Júpiter e outros "cinturões" bem mais distantes, repletos de "bolas" de gelo e gases congelados com diâmetros variando de metros a quilômetros. Ainda mais espetacular, outros sóis e seus planetas foram encontrados, em torno de 160 planetas extra-solares até o momento. Os resultados indicam que o nosso Sistema Solar não é o único. Pelo contrário, parece que a maioria absoluta das estrelas tem planetas girando à sua volta, se bem que poucos com as propriedades da Terra, ou seja, na distância "certa" de suas estrelas para que a água ocorra no estado líquido. Mesmo assim, se apenas 0,1% das estrelas na nossa galáxia tiverem planetas semelhantes à Terra, são ainda em torno de 100 milhões de Terras.
Vivemos num cosmo de dimensões que são difíceis de digerir. Nossa galáxia, com centenas de bilhões de estrelas, é apenas uma entre centenas de bilhões de outras. A maioria dessas estrelas tem seus planetas, cada um com sua composição química, atmosfera (ou não), tamanho e densidade. Bruno tinha razão, são mesmo incontáveis os sóis e suas Terras. E Herschel também, o cosmo é mesmo um jardim. Um jardim encantado, repleto de criações extravagantes que nem mesmo Herschel poderia ter imaginado.

Criaturas improváveis

MARCELO GLEISER
COLUNISTA DA FOLHA

Não há dúvida de que a vida é extremamente criativa. Na última década, organismos foram descobertos nos lugares mais inóspitos, enterrados sob centenas de metros de gelo na Antártida (bactérias) ou ao redor de fendas submarinas que jorram água e vapor superaquecidos a temperaturas acima de 120C, sem luz e com pouco oxigênio. Essas formas de vida adaptadas à situações extremas são chamadas de "extremófilas".

Como dizia Carl Sagan, ausência de evidência não é evidência de ausência

Sua existência é importante por várias razões, desde estudos sobre a origem da vida na Terra que, durante sua infância, era bem diferente do que é hoje, até investigações sobre a possibilidade de vida extraterrestre, em ambientes que terão condições muito diversas das que achamos aqui.

A descoberta dessas formas de vida tem inspirado um outro grupo de pessoas em sua busca por criaturas improváveis. São os caçadores de "monstros" míticos, criaturas que vivem em lendas e na imaginação, alimentando fantasias sobre habitantes de nosso planeta, talvez descendentes de animais já extintos, que ainda se ocultam em cantos pouco explorados da Terra. Será que o monstro do lago Ness ou o Abominável Homem das Neves têm alguma chance de ser reais?

Confesso que, quando garoto, tinha uma atração enorme por essas criaturas. Lembro-me de colecionar "fotos" do monstro do lago Ness, que imaginava ser um plesiossauro esquecido pela evolução, um sobrevivente milagroso do Mesozóico. Afinal, de onde vem todo esse folclore sobre dragões, criaturas dos ares e dos mares? Por que essas lendas existem em todos os cantos do mundo? Será que não poderiam ter existido no passado? Meu filho de 12 anos está convencido de que sim. (Bem, estava mais convencido quando tinha 11.) Uma possível explicação para as lendas é que fósseis dessas criaturas foram encontrados em várias localidades. Como isso se deu muito antes de a teoria da evolução e a noção de extinção das espécies terem sido propostas, o raciocínio deve ter sido que, se existem os ossos, existem as criaturas.

Os crédulos existem até hoje e em números surpreendentes. Recentemente, no Estado americano do Texas, houve uma conferência dedicada exclusivamente ao Abominável Homem das Neves, que nem é só das neves, chamado mais geralmente de "Pé Grande" (em inglês, "Big Foot"). Em torno de 400 pessoas participaram, examinando possíveis pistas, em geral moldes de pegadas supostamente deixadas pela criatura, fotos e depoimentos.
Alguns dizem que o Pé Grande é um descendente perdido do macaco gigante Gigantopithecus, um monstro pré-histórico de 3 metros de altura, (primo do King Kong, obviamente). Os "filhos" da criatura agora habitariam florestas e pântanos americanos. Existe até um Centro Texano de Pesquisas sobre o Pé Grande, fundado em 1999 por um empresário que jura ter visto uma criatura enorme vagando por uma estrada remota do Estado da Louisiana.
Alguns cientistas, como o professor de anatomia e antropologia Jeff Meldrum, da Universidade Estadual de Idaho, levam a coisa a sério. Ele já examinou mais de 150 moldes de pegadas, afirmando que a questão é científica: se as criaturas existem, poderão ser encontradas. Eu me pergunto se, em caso negativo, a questão seria mesmo posta de lado. Afinal, sempre existirão aqueles que acreditam que elas possam estar por aí, só que sabem se esconder muito bem do homem. Como dizia Carl Sagan, ausência de evidência não é evidência de ausência.

Berços de estrelas

MARCELO GLEISER
COLUNISTA DA FOLHA

Talvez alguns leitores lembrem-se ainda de uma imagem histórica produzida pelo Telescópio Espacial Hubble no início de 2002 mostrando as "Colunas da Criação", uma região perto da Nebulosa da Águia onde estrelas estavam "nascendo": gigantescas colunas de gases incandescentes pareciam ascender como cogumelos em explosões atômicas, marcando a incrível violência e beleza do fenômeno. A região, fotografada opticamente (dentro do espectro da luz visível) pelo Hubble, tinha uma extensão aproximada de 1,5 ano-luz, a distância percorrida pela luz em um ano e meio, cerca de 15 trilhões de quilômetros. Como comparação, a distância do Sol a Plutão é 250 vezes menor.

O mecanismo de nascimento de estrelas ilustra a complementa-ridade entre criação e destruição que observamos na natureza

Carl Sagan escreveu que temos a sorte de ser a geração que está explorando os planetas pela primeira vez, estudando sua estrutura, seus detalhes, enviando sondas robotizadas. Os que hoje têm em torno de 40 anos ou mais tiveram de mudar sua concepção completamente: planetas passaram de simples esferas distantes com alguns detalhes interessantes (a cor alaranjada de Marte, o "olho" de Júpiter, os anéis de Saturno) a mundos completos, com montanhas, vulcões, vales, crateras, atmosferas variadas, talvez até, no caso da lua de Júpiter, Europa, oceanos subterrâneos. Descobrimos até outros mundos, planetas girando em torno de outras estrelas a muitos anos-luz daqui.

Ao que disse Sagan, podemos adicionar que temos, também, a sorte de ser os primeiros a ver estrelas nascerem, de acompanhar o processo complementar de criação e destruição que marca a evolução cósmica.

No dia 9 de novembro, outra missão da Nasa, o Telescópio Espacial Spitzer, revelou uma imagem ainda mais espetacular do que a do Hubble: outro berçário de estrelas, agora na constelação de Cassiopéia, a 7.000 anos-luz da Terra, com uma extensão de 15 anos-luz, ou seja, 10 vezes maior do que a imagem revelada pelo Hubble em 2002. Literalmente centenas de proto-estrelas, estrelas-bebê, podem ser vistas por trás de uma nuvem de gás e poeira avermelhada. A grande vantagem do Spitzer sobre o Hubble é que ele é um telescópio infravermelho, ou seja, capaz de detectar radiação infravermelha que atravessa a poeira existente nas regiões de formação de estrelas. É como se estivéssemos num campo coberto de flores belíssimas que, devido à uma neblina espessa, permanecessem invisíveis aos nossos olhos. "Ver" no infravermelho significa poder ver através da neblina, ver as flores cobrindo o chão.

O mecanismo de nascimento de estrelas ilustra a complementaridade entre criação e destruição que observamos na natureza: o berçário de estrelas foi ativado por uma estrela com massa dezenas de vezes maior do que o Sol, que explodiu ao fim de sua curta existência. A explosão ejetou quantidades gigantescas de material e gás, gerando uma onda de choque que viajou pelo espaço interestelar até atingir uma nuvem de gás e poeira que até então estava em equilíbrio relativamente estável. Essa nuvem, despertada de seu equilíbrio pela onda de matéria e radiação proveniente da estrela defunta, sofreu variações em sua densidade: regiões com maior densidade começaram a colapsar devido à sua própria gravidade, o gás em seu interior aquecendo com o aumento de pressão, até que sua temperatura chegou a 15 milhões de graus Celsius. Quando isso ocorreu, hidrogênio começou a fundir-se em hélio, e uma ninhada de estrelas nasceu, iluminando o espaço à sua volta, trazendo consigo a memória de sua progenitora.

A ciência (ou não) dos milagres

MARCELO GLEISER
COLUNISTA DA FOLHA

Uma das contraposições mais fundamentais entre ciência e religião pode ser resumida, talvez grosseiramente, da seguinte forma: em ciência, deve-se ver para crer, ou seja, somente após prova concreta, confirmada por grupos diversos de cientistas, pode-se afirmar que um fenômeno é real. Já em religião, ao menos na sua versão mais comum, é o oposto: deve-se crer para ver, ou seja, a fé faz com que o improvável, talvez mesmo o obscuro, seja aceitável, talvez até real. Querer acreditar torna possíveis coisas implausíveis. A igreja tem ciência disso, e leva declarações de milagres muito a sério. As autoridades eclesiásticas sabem que a empolgação da fé, a emoção do momento, pode iludir as pessoas. Na Itália, onde milagres parecem ocorrer várias vezes ao ano, um grupo de cientistas resolveu investigá-los, tentando separar o que é embuste do que aparenta ser realmente misterioso, ao menos à luz da ciência atual.

As autoridades eclesiásticas sabem que a empolgação da fé, a emoção do momento, pode iludir as pessoas

A Igreja Católica também tem o seu comitê investigativo, a Congregação do Vaticano sobre as Causas dos Santos, dedicada aos candidatos à santidade. A situação é delicada. Por um lado, ela não pode ofender a crença de seus membros: alguns milagres persistem desde tempos medievais. Por outro, a igreja tem que se proteger contra impostores. Se todas as relíquias que se espalharam pela Europa durante a Idade Média fossem reais, por exemplo, ossos de santos e papas, restos do sangue de Cristo ou de sua cruz, esses santos e papas teriam esqueletos de gigantes, e Cristo, rios de sangue e uma cruz do tamanho de um arranha-céu. A Congregação muitas vezes utiliza a opinião de médicos e cientistas em seu processo de certificação de milagres, uma posição muito louvável. Conforme afirmou um de seus membros, Peter Gumpel, "não pedimos que médicos declarem um milagre, apenas se existe alguma explicação cientificamente plausível para, por exemplo, uma cura. Muitas vezes, o que pode parecer um milagre hoje, poderá não sê-lo em cem anos, dado o avanço da ciência".

Um exemplo interessante é o do sangue de são Januário, um bispo que foi decapitado em 305 por um imperador romano. O milagre de são Januário vem sendo celebrado em Nápoles desde o século 14. O arcebispo exibe um frasco supostamente com o sangue do santo. Se o sangue estiver liquefeito, a população pode estar certa de que o futuro será benigno, um alívio para quem vive sob o monte Vesúvio, o vulcão que destruiu Pompéia. Caso o sangue permaneça sólido, o futuro não é nada promissor. Multidões assistem ao ritual em um estado de absoluto desespero. A Congregação do Vaticano evita interferir nesse tipo de situação.

Mas não a Comissão Italiana de Investigação de Fenômenos Paranormais, que tem dois Prêmios Nobel entre seus membros. Novamente, a intenção não é atacar a fé, mas desmascarar aqueles que se aproveitam dela para benefício próprio. O químico Luigi Garlaschelli, da Universidade de Pavia, investigou o milagre de são Januário. Estudos da substância no frasco não conseguiram demonstrar conclusivamente que ele contém sangue, embora acusasse traços de hemoglobina. Garlaschelli pesquisou que materiais seriam disponíveis em Nápoles no século 14 e preparou uma mistura que pode duplicar o milagre. Seu preparado, consistindo de pedra calcária, ferro e certos pigmentos, é sólido quando não sacudido e líquido quando sacudido, mais ou menos como ketchup. Há coisas que a ciência não explica. Mas por que não usá-la para as que explica, reservando o mistério para aquilo que realmente é misterioso?