A primeira década do Hubble

No dia 24 de abril de 1990 a astronomia ganhou um dos maiores presentes de sua história: o telescópio orbital Hubble, um projeto da agência espacial norte-americana Nasa, cujo preço ficou em torno de US$ 3 bilhões.

Foram duas décadas de planejamento, de revisões técnicas, de adiamentos de lançamentos, de dramas e expectativas, de sonhos e especulações. Hoje, podemos dizer que, desde que Galileu ergueu seu pequeno telescópio aos céus em 1609, nenhum outro instrumento astronômico revolucionou tão profundamente nossa visão cósmica em tão pouco tempo. Acho que a primeira década do Hubble merece ser festejada por todos nós. O Universo hoje é muito diferente do Universo de dez anos atrás.
Foram dez anos movimentados: com 12 toneladas e o tamanho de um ônibus, o Hubble já circulou a Terra mais de 58,4 mil vezes, viajando mais de 2,5 bilhões de quilômetros, enfocando 14 mil objetos e gerando um total de 273 mil observações. Tudo isso remotamente, seus instrumentos controlados da Terra.

Os primeiros anos não foram fáceis. O espelho principal do telescópio teve sérios problemas de fabricação, que não foram detectados em terra, pois a administração da Nasa resolveu economizar testes de alta precisão. O telescópio entrou em órbita míope, para constrangimento da Nasa e de centenas de astrônomos que contavam com observações livres das distorções da atmosfera.

Passaram-se três anos até que uma solução brilhante foi desenvolvida, baseada em um jogo de lentes corretoras que mais do que compensaram a miopia do telescópio. Em uma missão que emocionou milhões de pessoas, um time de astronautas usou o ônibus espacial para ir ao encontro do telescópio e instalar as novas lentes. Desde então duas outras missões consertaram várias outras peças defeituosas e modernizaram partes já obsoletas do equipamento.
Segundo seus últimos visitantes, a fuselagem do telescópio está repleta de pequenos buracos, resultados do impacto de vários meteoros do tamanho de grãos de areia. Apesar desse tiroteio cósmico, estima-se que o Hubble continuará em funcionamento por mais uma década, cinco anos a mais do que o plano inicial.

Devido à sua precisão, certas imagens obtidas pelo Hubble já se tornaram parte da galeria que representa os símbolos da nossa era. Quem pode se esquecer das dramáticas imagens do cometa Shoemaker-Levy-9 chocando-se com Júpiter em 1994? Ou das vastas colunas de gás participando da dança de criação de estrelas? Ou das inúmeras imagens de planetas, galáxias, nebulosas e até galáxias em colisão? E o mais incrível é que podemos acessar essas imagens de casa, o Universo nas telas de nossos computadores.

Alguns resultados obtidos pelo Hubble estão causando uma verdadeira revolução na cosmologia moderna. Eis aqui três exemplos: astrônomos encontraram, em meio ao turbilhão de estrelas em galáxias distantes, certas estrelas que são usadas como marcos de distância. A partir desses marcos, é possível estimar a idade do Universo desde o evento que inaugurou sua expansão, o Big Bang, em torno de 14 bilhões de anos atrás, com erro de uns 2 bilhões. Parece muito, mas antes do Hubble o erro era de 10 bilhões.

Usando a precisão do telescópio para distinguir a estrutura de galáxias distantes, foi possível demonstrar que as misteriosas "explosões de raios gama", os eventos mais energéticos do cosmo, não são interiores à nossa galáxia, mas marcam períodos de formação de estrelas em galáxias muito ativas. Mesmo que o mecanismo gerador de tanta energia em tão pouco tempo permaneça misterioso, as pistas dadas pelo Hubble têm sido cruciais nesse estudo.

Finalmente, chegamos à observação mais controversa, que indica que o Universo está em um período de expansão acelerada. Se isso for verdade, em torno de 70% da energia do Universo é composta por uma espécie de fluido antigravitacional, cuja natureza no momento é um completo mistério. Como todo grande instrumento científico, o Hubble não se limita a responder perguntas. Aliado à nossa infinita curiosidade, ele nos ajuda a criar novas realidades, estendendo nossos olhos aos confins do Universo.

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O que seria do mundo sem as bolhas?

Ahhh! Nada como uma cerveja bem gelada após o trabalho, o colarinho de espuma branca, as bolhas subindo continuamente, numa coreografia dourada entre gases e líquido. Imagine o que seria do mundo sem bolhas! Uma cerveja ou um refrigerante chocos são intragáveis. E isso sem falar no champanhe, com suas bolhas rápidas, descrevendo elegantes trajetórias ascendentes.
Por incrível que pareça, a cerveja foi inventada entre 5.000 e 10 mil anos atrás, mas só em torno de 1600 d.C. descobriu-se que, se a fermentação ocorrer em um recipiente fechado, bolhas de gás são dissolvidas no líquido. As bolhas são principalmente gás carbônico, aparecendo em geral junto à parede do copo; normalmente uma bolha aparece devido a alguma "impureza", como um grão de poeira. Essas impurezas atuam como sementes, ou sítios de nucleação de bolhas, incitando o gás a concentrar-se ao seu redor. Quando a bolha atinge um certo tamanho, ela se desprende da parede do copo e começa a subir, já que seu interior tem menor densidade do que o líquido. Enquanto a bolha sobe ela também cresce, devido à diferença de pressão entre o gás no seu interior e aquele dissolvido no líquido.

Falando em bolhas de cerveja e champanhe, elas têm várias diferenças: a cerveja tem em torno de 30 vezes mais proteínas que o champanhe, e isso afeta a dinâmica das bolhas; em particular, essas moléculas aderem à sua superfície, aumentando sua viscosidade com o líquido ao redor. Por isso que bolhas de cerveja sobem bem mais devagar que as de champanhe. Mais ainda, as bolhas de champanhe crescem mais rapidamente, em parte devido a uma pressão três vezes maior. Ou seja, champanhe é uma mistura entre líquido e gás bem mais dinâmica que a cerveja. Existe uma cerveja escura irlandesa chamada Guinness, que, de acordo com seus fãs, é tão viscosa que algumas bolhas descem em vez de subir! Simulações em supercomputadores usando as equações da mecânica dos fluidos, com os parâmetros caracterizando o "fluido" Guinness, comprovaram o fenômeno, que é resultado de uma circulação do fluido a partir de sua região central, como um repuxo. Essas mesmas simulações são usadas para estudar a estabilidade de outros objetos, como aviões no ar. Isso é que é versatilidade!

Até agora, falamos de bolhas de gases em líquidos. E o oposto? Podemos falar também de "bolhas" de líquidos em gases. Um exemplo disso é a condensação, quando moléculas de um gás se juntam para formar um líquido. Em física, falamos de transformações (ou transições) de fase, quando uma substância vai de uma fase, por exemplo, gasosa, a outra, líquida. Há vários meios para forçar uma substância a mudar sua fase. O mais comum é mudar a temperatura: se resfriarmos vapor d'água, ele se transforma em líquido; se resfriarmos um líquido, ele se transforma em sólido (gelo). Claro, o processo vai nas duas direções. Tal como com as bolhas de cerveja e champanhe, essas transições também podem ser induzidas por impurezas misturadas. Sem impurezas, a condensação toma muito mais tempo, o que demonstra a importância da sujeira na vida cotidiana.

Outro exemplo importante da função da sujeira na transformação das substâncias é a chuva. Devido à menor temperatura a altas altitudes, o vapor que ascende condensa-se em minúsculas gotículas d'água. Essas gotículas, devido às suas pequenas massas e à fricção do ar, caem tão devagar que praticamente ficam em suspensão, formando as nuvens. Essas gotas agregam-se em torno de pequenos núcleos sólidos, grãos de sujeira, até atingir um tamanho grande o suficiente para se precipitar -é a chuva.

Portanto, caro leitor, a próxima vez que você tomar uma cerveja ou champanhe ou, se de menor idade, refrigerante, lembre-se que a física que causa o aparecimento das bolhas na sua bebida é, a grosso modo, relacionada com a que explica a chuva -uma, gotas de gás no líquido; a outra, gotas de líquido no gás.

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Miniaturização versus eficiência

Todos nós queremos computadores cada vez mais rápidos, com memórias cada vez maiores, imagens perfeitas em sua definição digital e, claro, preços cada vez mais baixos. Essa demanda tem desafiado a criatividade dos cientistas que enfrentam os inúmeros problemas que vão surgindo no caminho. Até agora, tudo tem andado às mil maravilhas, como todo consumidor de apetite voraz pode constatar. Eis alguns números: a capacidade de armazenamento de dados, ou a memória, dos discos rígidos aumentou numa taxa de 25% a 30% nos anos 80 e nos anos 90 em torno de 60%. Só no final do ano passado, o aumento na capacidade de armazenamento foi de 130%! Hoje, ela dobra a cada nove meses, mais rápido que a taxa de crescimento na capacidade dos microchips, que também é espantosa. Essa segue uma fórmula empírica chamada Lei de Moore, dobrando a velocidade de processamento -relacionada com a frequência do microchip- a cada 18 meses.

Esse progresso ultra-rápido está por trás da grande revolução tecnológica que estamos vivendo agora, a terceira revolução industrial (a primeira, na Alta Idade Média, com o desenvolvimento da indústria têxtil, e a segunda, com a máquina a vapor). Tudo isso graças ao sucesso com que a física quântica e a eletrônica permitiram uma miniaturização contínua no tamanho dos elementos que compõem esses instrumentos, sem comprometer sua eficiência. Muito pelo contrário. O preço por megabyte (milhões de bytes) de memória, que em 1988 era US$ 11,54, caiu para US$ 0,04 em 1998. A estimativa para 2002 é de US$ 0,003.

Essa corrida pelo menor e mais rápido está chegando ao fim. Não porque a demanda está decrescendo; hoje, um número cada vez maior da população mundial tem ou usa diariamente computadores e essa tendência só tende a crescer. O problema é que as tecnologias usadas na construção de discos rígidos e microchips está chegando ao limite entre dois mundos distintos, o mundo clássico e o mundo quântico, o mundo dos átomos, moléculas e partículas subatômicas. O grande desafio encarado pelos cientistas é que o mundo quântico é dominado por flutuações imprevisíveis, algo que vai de encontro à idéia de memória permanente, que deve ser imune a flutuações aleatórias. Vejamos como isso funciona.

A memória em computadores é "esculpida" magneticamente no material que compõe a superfície do disco rígido; cada unidade de informação, ou bit, é composta de centenas de grãos de certos materiais cujos átomos funcionam como mini-ímãs: imagine um disco daqueles pré-CDs, com a superfície semelhante a um tabuleiro de xadrez. A gravação da informação é efetuada por uma "agulha" magnética, que força os pequenos ímãs nos grãos -os quadrados do tabuleiro- a se alinhar em uma (zero) ou outra (um) direção, em um código binário. Uma vez esculpida no disco, a informação pode ser lida, com um dispositivo sensível às variações no campo magnético da superfície. Como aumentar a quantidade de informação em um disco rígido? Fácil. Basta aumentarmos o número de sulcos na superfície do disco e/ ou o tamanho dos grãos magnéticos e/ou a velocidade com que o disco gira. Cada uma dessas soluções está sendo aplicada. Discos giram com velocidades de 3.600 a 10 mil revoluções por minuto. Se girarem mais rápido, a turbulência causada pelo ar sobre a superfície causa erros na gravação e na leitura de informação.

O número de sulcos está hoje em torno de 5.000 por centímetro quadrado. Para aumentarmos esse número é necessário um posicionamento extremamente preciso da agulha magnética para a leitura de cada sulco. Para a gravação, o problema é maior: a informação sendo gravada pode saltar para o sulco vizinho. Já a diminuição do tamanho do grão encontra um problema ainda mais fundamental: em geral, são usados 500 a 1.000 grãos magnéticos para gravar um bit. Se diminuirmos o número de grãos por bit, não só o sinal magnético enfraquece, dificultando sua leitura, mas flutuações na temperatura podem inverter o sinal magnético aleatoriamente.

Várias novas tecnologias estão sendo propostas para resolver esses desafios; leitoras a laser para guiar as agulhas, materiais mais resistentes às flutuações térmicas. Muito provavelmente, o computador do futuro será muito diferente, um híbrido entre o clássico e o quântico.

Medindo a geometria do Universo

Se a Terra é redonda, parece que o Universo é plano. Essa afirmação tem sido feita com cada vez mais firmeza por cosmólogos que se preocupam com a geometria do cosmos, uma questão tão antiga quanto os vários relatos de criação do mundo. Em uma versão científica dessa questão, desavenças iniciais devem ser substituídas por um consenso geral, uma vez que os resultados de observações e análise de dados sejam propriamente interpretados e discutidos. Nos últimos oito anos, uma verdadeira bateria de projetos dedicados ao estudo dessa questão vem sistematicamente coletando dados, avidamente discutidos pela comunidade científica. Semana passada, dados de um experimento chamado Boomerang revelaram, de forma realmente convincente, que os resultados convergem mesmo para um Universo plano. Eis aqui como que um balão flutuando durante dez dias 38 km sobre a Antártica pode nos revelar algo sobre a geometria do Universo.

Segundo o modelo do Big Bang, o Universo primordial era extremamente quente e denso, com as partículas de matéria interagindo furiosamente com as partículas de radiação, os chamados fótons. A energia desses fótons está diretamente relacionada com sua temperatura, que é também a temperatura do Universo. À medida que o Universo se expande, e ele está em expansão desde seus momentos iniciais, sua temperatura cai e os fótons ficam cada vez menos energéticos. Passados em torno de 300 mil anos desde o "bang", os fótons não conseguem mais evitar que elétrons e prótons se juntem para formar átomos de hidrogênio. Durante essa época, o Universo muda de composição, sendo então formado por átomos de hidrogênio e fótons, que passam a se propagar livremente pelo espaço. Com a expansão do Universo, que agora tem em torno de 15 bilhões de anos, esses fótons se resfriaram ainda mais, estando hoje a temperaturas em torno de 3 graus acima do zero absoluto, isto é, -270C. Essa é a famosa radiação de fundo cósmico, prevista pelo modelo do Big Bang e observada pela primeira vez em 1965.

Vamos voltar ao momento em que os fótons passam a ser livres do resto da matéria (os recém-formados átomos de hidrogênio). Nessa época, existiam concentrações de matéria espalhadas pelo cosmo, regiões mais densas que, em alguns milhões de anos, com a força atrativa da gravidade, iriam formar as galáxias e grupos de galáxias que observamos hoje com nossos telescópios. Podemos imaginar uma espécie de sopa de legumes, os fótons formando o líquido e, essas regiões mais densas, os vários pedaços de cenoura, batata etc. Com a atração crescente da gravidade, alguns fótons "caem" dentro dessas regiões, iniciando uma espécie de cabo-de-guerra em que de um lado eles tentam escapar e de outro a gravidade os puxa para dentro da região. Esse vai-e-vem gravitacional produz uma oscilação na energia dos fótons. E, como a energia dos fótons está ligada a sua temperatura, esse processo cria pequenas flutuações de temperatura nos fótons que compõem a radiação de fundo cósmico. Ou seja, ao medir a temperatura dessa radiação, devemos detectar pequenas flutuações, que são os fósseis desse cabo-de-guerra que ocorreu na infância do Universo. O grande desafio é que essas flutuações são da ordem de um milionésimo de grau. Encontrá-las é equivalente a encontrar elevações de 1 metro na superfície da Terra, que tem um raio de 6,4 milhões de metros!

Essas medidas são feitas tanto em satélites quanto em balões. Antenas apontam para ângulos diversos no céu, e a temperatura dos fótons é medida por aparelhos de incrível precisão. As flutuações têm vários tamanhos e temperaturas. Flutuações com ângulo acima de 2 graus são produzidas durante o processo de separação entre fótons e matéria. Flutuações menores revelam algo sobre a distribuição das regiões com excesso de matéria antes desse processo. Essas é que foram medidas por Boomerang. A teoria prevê que a localização das flutuações de maior intensidade nos revela a geometria do Universo; os resultados são consistentes com um Universo de geometria plana, uma versão tridimensional da superfície de uma mesa. Agora, precisamos descobrir que tipos de matéria e energia estão servidos em nossa "mesa cósmica".

A defesa que ataca

Há 55 anos, a primeira bomba atômica foi detonada no deserto de Álamo Gordo, no Estado norte-americano do Novo México. Esse evento causou uma profunda transformação na psique humana e em nossa história coletiva: criamos uma guerra sem vencedores, sendo capazes de nos destruir por completo. Nos alçamos ao nível dos piores deuses, aqueles que destroem cegamente, por capricho mais do que por razão.

Qualquer guerra é, por definição, absurda. Me questiono, de vez em quando, como a mesma espécie animal que é capaz de pôr um homem na Lua e de criar sinfonias e poemas belíssimos não consegue deixar de se matar, ou de planejar meios mais eficientes para se aniquilar.
Desculpem-me o tom pessimista, mas negar essa problemática apenas ajuda a mantê-la viva.
Quando Ronald Reagan era presidente dos EUA, um grupo de cientistas liderado por Edward Teller, o "pai" da bomba de hidrogênio americana, apresentou um projeto de defesa espacial antimísseis, a chamada Iniciativa Estratégica de Defesa (IED, do inglês SDI). O projeto rapidamente ganhou o apelido de "Guerra nas Estrelas": a idéia era ter plataformas flutuando em órbita terrestre, como as naves-mães dos filmes do George Lucas, que identificariam mísseis inimigos e os destruiriam por meio de canhões de raios laser de altíssima potência. A comunidade científica imediatamente reagiu, dizendo que o projeto era tecnicamente inviável.

Mas em política, uma vez que um projeto extremamente caro mostra a possibilidade de gerar inúmeros empregos para as comunidades dos membros do Congresso e Senado, ele se transforma em uma bola de neve, em que a politicagem aumenta na proporção inversa do conteúdo científico. O governo ignorou as críticas dos cientistas e manteve o projeto vivo. Até hoje! Este ano, o Congresso Norte-Americano aprovou uma verba de US$ 6,6 bilhões para a IED, em um total acumulado de US$ 60 bilhões desde o início dos anos 80.

Por que escrevo sobre essa problemática, que parece à primeira vista tão distante da nossa realidade econômica? Porque ela não está tão distante assim. E por várias razões.
Uma vez, um amigo meu disse que é necessário o mundo inteiro para sustentar uma nação como os EUA. Nós pagamos parte dessa conta, com certeza. Fora isso, a proposta americana de criar novas tecnologias bélicas ameaça o frágil processo de desarmamento nuclear, irritando a Rússia e a China.

A situação tornou-se ainda mais tensa recentemente, com mais uma proposta de uma tecnologia de "defesa" contra ataques de mísseis de nações hostis aos EUA, conhecida como Sistema Nacional de Defesa Contra Mísseis (SNDM). A idéia é menos ambiciosa do que a da "Guerra nas Estrelas": satélites em órbita e radares em terra com detectores de radiação infravermelha (calor) localizam um míssil que voa em direção aos EUA. Imediatamente, veículos destruidores (outros mísseis) perseguem o atacante, destruindo-o em uma colisão. Parece simples, não? O leitor deve se recordar dos mísseis tipo "Cruise" que os EUA usaram na Guerra do Golfo, que também tentaram interceptar mísseis iraquianos, com uma margem ridícula de sucesso. Mas agora, dizem os proponentes do SNDM, a tecnologia avançou e será possível construir tal proteção. Por mais algumas dezenas de bilhões de dólares nos próximos dez anos, é claro.

O problema, como já argumentaram vários cientistas, é que o SNDM não funciona. Existem duas armas que podem ser transportadas pelos mísseis intercontinentais: biológicas/químicas e nucleares. No caso das biológicas ou químicas, é muito mais eficaz fazer o míssil original distribuir centenas de "submunições", pequenas bombas que espalhariam os agentes químicos e biológicos pela atmosfera. Nesse caso, seria impossível para os mísseis do SNDM destruir todos esses "esporos do mal". No caso nuclear, o míssil original poderia soltar dezenas de balões de alta altitude, com apenas um deles contendo a bomba nuclear. Mais uma vez, essa contramedida neutralizaria a eficiência do sistema de defesa. Mais dinheiro seria gasto inutilmente, mais antagonismo criado contra a Rússia e China e maiores as consequências políticas e econômicas para o resto do mundo.

As verdades e incertezas do processo científico

A ciência é muitas vezes percebida como infalível, as palavras do cientista sempre certas, sem dúvida ou erro nas descobertas. O único outro candidato mortal a essa infalibilidade é, se não me engano, o papa. Deixando questões teológicas de lado, hoje, domingo de Páscoa, um dia após o aniversário dos 500 anos de nossa descoberta -ao menos pelos europeus-, gostaria de abordar a questão da "verdade" em ciência.

Essa questão não é simples e, como toda a questão filosófica, não tem resposta única. Há versões do que seja verdade em áreas diferentes do conhecimento e, às vezes, essas versões entram em choque. Aqui segue a minha versão que, espero, incite a reflexão do leitor. O desenvolvimento da ciência moderna, isto é, dos últimos 400 anos aproximadamente, nos ensinou que a verdade em si não existe: o que há é um ideal de verdade, ou melhor, de perfeição racional. Essa é uma herança dos filósofos pitagóricos da Grécia Antiga, reexpressa por Platão em termos de duas realidades, a das idéias e a da percepção sensorial da realidade física. Para Platão, apenas no mundo das idéias podia-se contemplar o conceito de verdade; o mundo dos sentidos é necessariamente imperfeito, pois a representação concreta de uma idéia jamais será tão perfeita quanto a própria idéia. Um exemplo é a imagem que você faz de um círculo, e a sua representação no papel.

A ciência é uma representação da realidade física e, portanto, imperfeita. O processo científico, a geração de hipóteses que são testadas experimentalmente ou por meio de observações (como na astronomia), é uma busca contínua por uma verdade -uma perfeição- que jamais será alcançada. Uma exceção é a matemática pura, que lida com objetos que existem num mundo de idéias.

O leitor pode pensar que essa imperfeição é uma fraqueza da ciência. Pois é o oposto! O fato de que as representações da realidade, como leis e teorias, são imperfeitas define o processo científico. Eis uma ilustração esquemática de como a coisa funciona. Um cientista observa um novo fenômeno; essa descoberta comprova certas hipóteses feitas por outros cientistas (em geral, os "teóricos"), que precisavam de uma comprovação para ser aceitas. Ou elas são uma completa surpresa. A comunidade científica responde imediatamente: outros grupos tentam replicar a descoberta em seus laboratórios, verificando se os resultados estão corretos ou precisos. Caso a descoberta seja confirmada, ótimo, as hipóteses adiantadas estão comprovadas e aprendemos algo de novo sobre a natureza. Caso contrário, os resultados e as hipóteses devem ser abandonados ou, no mínimo, modificados. Se a descoberta tiver sido uma surpresa, hipóteses e modelos são adiantados para tentar explicá-la por meio de leis simples.

O processo não para aí. Uma vez que ficou claro que o fenômeno realmente existe e as hipóteses funcionam, tenta-se explorar os limites dessas hipóteses. Eventualmente, descobre-se que os modelos nelas baseados deixam de funcionar e novas hipóteses são necessárias.

Recentemente, um grupo na Itália declarou ter observado um novo tipo de partícula elementar da matéria, cuja existência havia sido predita por certas teorias chamadas supersimétricas. Elas são completamente diferentes da matéria que conhecemos, isto é, aquela feita de prótons, nêutrons e elétrons. Possivelmente, elas podem constituir a chamada "matéria escura", que cosmólogos acreditam que possa constituir 90% da matéria no Universo. Imediatamente, outro grupo de físicos na Califórnia, que também procura por essas partículas, criticou os resultados dos italianos: os detectores do grupo californiano (e russo) não assinalaram a existência das partículas. Possivelmente, dizem eles, os sinais vistos pelos italianos são uma contaminação vinda de outras fontes, como a radiatividade natural. Essa polêmica, ainda em aberto, ilustra nossa discussão. Buscamos a "verdade", mas sabendo que ela será sempre temporária: mesmo que as partículas existam, comprovando as teorias atuais, aparecerão outras que forçarão sua revisão, e assim por diante.

A guerra dos sexos, revisitada

É tudo culpa da testosterona, dizem alguns biólogos e médicos. Outro dia, li um artigo no "The New York Times" sobre um jornalista que é HIV positivo e que recebe uma injeção de testosterona a cada duas semanas. O diagnóstico de uma baixa produção desse hormônio veio devido a cansaço e perda de peso. O jornalista declara que suas injeções não só lhe restauraram o peso e o ânimo, mas lhe fornecem uma dose de "masculinidade" que jamais conhecera. Sua musculatura aumentou, seu apetite explodiu, sua disposição mais que dobrou e suas atividades passaram a ser tratadas com uma intensidade quase desmesurada.

A testosterona é produzida tanto por homens quanto por mulheres. Em homens, ela é produzida nos testículos; nas mulheres, boa parte nos ovários.

A grande diferença é a quantidade: mulheres adultas têm, em média, entre 40 e 60 nanogramas (um bilionésimo) em um decilitro de plasma sanguíneo, e homens, entre 300 e mil nanogramas. A coisa começa cedo: na concepção, todo feto é feminino até ser hormonalmente alterado. Após seis semanas, o feto com cromossomo Y recebe uma enorme dose de testosterona, que de certa forma direciona sua definição sexual. A outra grande dose de testosterona ocorre na puberdade, quando vozes engrossam e uma atitude de guerreiro toma conta dos rapazes. (Ei, eu também passei por isso!)

Experimentos em ratos (em humanos eles não podem ser feitos) mostram que os machos recém-nascidos que têm sua testosterona bloqueada se tornam dóceis, seus pênis encolhendo ou desaparecendo (!). Já as fêmeas têm seus clitóris transformados em pênis e se comportam como machos na procriação. Em certas espécies de pássaros, as fêmeas, que são mudas, passam a cantar. Será que as diferenças entre homens e mulheres, não só as físicas, têm uma ligação com a testosterona? (Claro, sempre há variações.)

Essa questão é muito delicada, pois envolve não só biologia, mas a relação social entre os sexos e a estrutura de poder na sociedade. Levando essa argumentação ao extremo, certas características de comportamento, como a agressividade, a combatividade e um insaciável apetite sexual, são consequências dos diferentes níveis de testosterona não só entre os sexos, mas também dentro de cada grupo. Mulheres que têm seu sexo alterado tomam altas doses de testosterona e declaram não só um aumento no seu apetite sexual, mas também o crescimento de pêlos e às vezes até calvície. Soldados em guerra e boxeadores têm níveis mais altos de testosterona. Os pavões machos, com suas plumas exuberantes e uma atitude de "eu sou o melhor", têm níveis altíssimos de testosterona em comparação com outras aves.
Aparentemente, testosterona está relacionada com uma atitude de poder e domínio. A questão complica quando nos perguntamos sobre as dificuldades da mulher profissional em um mundo dominado por uma ética fundamentada em altas doses de testosterona.

Há aqui um claro conflito entre a arte de governar e a realidade da vida política: enquanto as qualidades associadas a baixas doses de testosterona -paciência, aversão ao risco, empatia- são fundamentais na vida de qualquer político (ou deveriam ser!), o dia-a-dia da política é fundado em disputas de poder, qualidades infelizmente relacionadas com altas doses de testosterona. Dentro dessa óptica, a batalha pela igualdade dos sexos está ligada com o controle racional das atitudes ligadas a níveis muito altos ou muito baixos da substância "T".

Isso não altera a importância da promoção dessa igualdade na sociedade, mas adiciona uma nova dimensão ao debate. Não como uma justificativa da diferença entre homens e mulheres, mas como um toque de despertar na missão dos defensores dessa igualdade (eu incluso): que a desigualdade física existe e que os sexos podem aprender um com o outro.

Fio, latas e a unificação das forças

Imagine uma formiga fadada a caminhar sobre uma linha de náilon, dessas que usamos para pescar. Ela não pode pular fora da linha, só pode andar para frente ou para trás. A linha tem um comprimento enorme, muito maior do que o da formiga. A coitada anda, anda e não chega jamais ao fim da linha. Seu "universo" tem uma dimensão e é infinito.

Essa formiga infeliz tinha uma prima que também se viu fadada a caminhar para sempre em um universo unidimensional. Só que esse era na forma de um círculo. A formiguinha descobriu isso ao notar que retornava sempre ao mesmo ponto, que ela marcou com um giz de formiga. Ela deu sorte porque o raio de seu "universo" era pequeno o suficiente para que ela cobrisse sua circunferência em tempo hábil. Se o raio fosse muito grande, ela jamais chegaria ao seu ponto de partida. Isso aconteceu, segundo os anais das formigas geômetras, com outra prima, essa a mais esperta de todas. Ela também queria saber se seu universo era infinito. Após usar o giz, andou por um bom tempo e não voltou ao seu ponto de partida. Ela então resolveu apontar um laser na direção da linha. E qual não foi sua surpresa ao ver a luz bater em seu calcanhar (supondo, claro, que formigas tenham calcanhar). Esse universo é fechado e sem fronteiras, já que qualquer ponto sobre o círculo é equivalente.

Já uma família de besouros teve outro destino. Eles tinham de andar na superfície de uma lata de palmitos, tão alta que eles nunca chegariam no topo. Os besouros ficavam na mesma área ocupada pelo rótulo da lata. Esse "universo" é bidimensional: com dois números, a altura e a posição angular na lata, você localiza o besouro. (Esses besouros são achatados como uma ameba). Ele é semelhante ao universo fechado das formigas em uma das suas direções (em torno da lata), mas é infinito na outra (sua altura). Portanto, o universo com duas dimensões dos besouros mistura os dois tipos de universo unidimensional das formigas.

Por incrível que pareça, esse universo bidimensional em forma de "lata de palmito" foi o primeiro modelo geométrico usado por físicos para construir uma teoria unificada dos campos gravitacional e eletromagnético. Em sua teoria da relatividade geral, proposta em 1916, Einstein mostrou que a força gravitacional está ligada à geometria do espaço: a presença de uma massa deforma a geometria à sua volta, causando desvios nos movimentos dos corpos em sua vizinhança. Na época, sabia-se da existência de uma outra força de longo alcance, a eletromagnética, que caía com o quadrado da distância, como a gravidade. Já que a relatividade propunha a geometrização da força gravitacional, por que não incluir o eletromagnetismo nesse esquema?

Em 1921, o físico alemão Theodor Kaluza (e mais tarde também Oskar Klein) propôs uma unificação das duas forças em um universo em cinco dimensões. A teoria da relatividade havia mostrado que a arena dos fenômenos físicos é um espaço quadridimensional (o espaço-tempo). Kaluza adicionou mais uma dimensão, mas com um detalhe: ela tinha de ser perpendicular ao espaço-tempo da relatividade e circular, como o universo fechado das formigas! Esse universo teria uma geometria semelhante ao universo dos besouros, com as quatro dimensões normais se estendendo ao infinito (a altura da lata) e a dimensão extra sendo fechada (como o círculo da lata).

A teoria de Kaluza mostra que o raio da dimensão extra está ligado à carga do elétron, a unidade básica de carga elétrica! A teoria reproduz a gravidade e o eletromagnetismo quando "vista" em quatro dimensões, ou seja, quando o raio da lata é muito menor que sua altura. Para nós, a dimensão extra é invisível, como se a lata afinasse até virar um fio. Essas idéias arrojadas e elegantes estão no coração das teorias modernas de unificação das forças.

A quase-estrela

No teatro, nem todas as estrelas brilham. No céu também. Seria muito conveniente se pudéssemos adotar um critério uniforme para determinar quem são as estrelas no teatro e no céu. Mas acho que as estrelas humanas ficariam muito aborrecidas: no céu, o que determina quem é ou não estrela é a massa do objeto. Mas ao menos uma coisa as estrelas do palco e do céu têm em comum, maciças ou não: elas se autoconsomem para poder brilhar, para produzir a radiação que tanto nos maravilha.

Já os planetas, que fazem corte à estrela, não produzem radiação suficiente para brilhar. Alguma radiação sempre é produzida, mas ela não aparece em frequências visíveis para nós. Qual, então, é o limite entre um planeta e uma estrela? Será que existe uma "quase-estrela", um objeto que é um intermediário entre um planeta gigante e uma pequena estrela, capaz de gerar alguma radiação, mas não de iniciar o processo de fusão nuclear, responsável pela enorme geração de energia de uma estrela comum?

Existe toda uma população de estrelas, de tamanhos e propriedades muito diferentes. Nosso sol, por exemplo, é conhecido como uma "anã amarela", uma estrela de tamanho discreto, porém suficientemente maciça para poder fundir hidrogênio em hélio. Sua superfície tem uma temperatura de 5.800 graus Kelvin (nessas temperaturas, não faz muita diferença qual escala usamos, Celsius, Kelvin etc.). Já uma "gigante vermelha" é muito maior do que o Sol, mas muito mais fria. Quanto mais fria uma estrela, mais vermelha ela é, o contrário do que em geral as pessoas associam com quente. O tom azul é bem mais quente do que o vermelho. Portanto, é de se esperar que, caso existam as tais "quase-estrelas", elas seriam meio avermelhadas. O nome anã vermelha já foi usado para caracterizar estrelas menores do que nosso Sol (em torno de um terço da massa e do raio), frias, mas ainda capazes de iniciar a fusão de hélio. Essas estrelas são centenas de vezes mais maciças do que Júpiter (o Sol é em torno de mil vezes mais maciço do que Júpiter).

Até recentemente, o elo que liga planetas gigantes como Júpiter às anãs vermelhas, as quase-estrelas, era apenas uma especulação. Como os astrônomos acreditam que o processo de formação de uma estrela (mesmo que pequena) é diferente do de um planeta, era razoável supor que não existisse um contínuo de objetos celestes: dos planetas gigantes temos de dar um salto até as menores estrelas. Essa situação mudou nos últimos anos, com a observação de vários objetos que podem ser caracterizados como quase-estrelas. Na verdade, essa classe de objetos ganhou um nome especial (que não deixa de ser bem horrível), as anãs marrons.
O grande desafio em achar esses objetos no céu é justamente a fraqueza de sua radiação. É muito mais fácil identificar um objeto de alta luminosidade do que um objeto que mal brilha no visível. É aí que a criatividade dos astrônomos entra no jogo. Uma série de técnicas observacionais foram desenvolvidas, que oferecem várias opções para a caça às anãs marrons.

Numa delas, usa-se o fato que ao menos metade das estrelas aparecem em pares, os sistemas binários. Basta acharmos uma delas, a mais luminosa, e estudarmos sua órbita para inferir a existência de uma companheira bem mais discreta. A massa que separa planetas das anãs marrons é em torno de 13 vezes a massa de Júpiter. Isso porque objetos mais maciços podem fundir deutério, um átomo de hidrogênio que carrega um nêutron no núcleo (um isótopo). Se a massa da companheira invisível for entre 13 e 200 Júpiteres (as anãs vermelhas), encontramos uma anã marrom. Em 1995, a primeira foi encontrada.

Outro método usa o fato de que o gás metano é encontrado na atmosfera de planetas gigantes, mas não em estrelas comuns, devido às suas altas temperaturas. Portanto, se metano for encontrado em objetos com a massa no intervalo correto, o objeto é uma anã marrom. A candidata de 1995 passou no teste. E muitas outras. Hoje, estima-se que existem ao menos tantas anãs marrons quanto estrelas comuns. Como sempre na ciência, uma descoberta gera sempre mais perguntas. Se existe um contínuo de objetos celestes, o que diferencia planetas de estrelas na formação de sistemas solares? Nessa pergunta se esconde o enigma de nossa própria origem.

A estranha cadeira quântica

O mundo do muito pequeno, dos átomos e seus integrantes, apresenta comportamentos que destoam totalmente do "nosso" mundo, que os físicos chamam de mundo clássico. Essas diferenças de comportamento entre sistemas quânticos e clássicos deu, e ainda dá, muita dor de cabeça aos físicos que se preocupam com o que podemos chamar de definição da nossa "realidade".

Eis aqui a questão essencial: definimos realidade, ou o mundo em que vivemos, por meio de nossas interações sensoriais com esse mundo. Daí que, ao vermos uma cadeira, estamos "interagindo" com essa estrutura de madeira. A luz ambiente -na forma de suas partículas conhecidas como fótons- é refletida por essa estrutura e vem de encontro aos nossos olhos. O estímulo é então levado pelo nervo ótico à parte (ou partes) do cérebro responsável pela decodificação desse impulso e pela sua reconstrução interna: nossa mente reinventa o mundo exterior. Mas essa é uma outra história.
O ponto é que, para vermos uma cadeira, recebemos uma informação que nos permitiu identificar esse objeto como tal. Se estivéssemos no escuro, teríamos de tatear a estrutura de madeira para identificá-la como uma cadeira. O que acontece se, em vez de uma cadeira, queremos identificar um átomo de hidrogênio?

Usando a mesma analogia da cadeira e da luz, para "vermos" um átomo, temos de interagir com ele. Claro, como nosso olho é cerca de dez bilhões de vezes maior que o átomo, não dá para acender a luz e enxergá-lo diretamente. Vamos então ao caso intermediário de uma bactéria, uma ameba com um milionésimo de metro. Precisamos usar um microscópio, que, com uma pequena lâmpada, ilumina nossa ameba e amplia sua imagem de forma que possamos enxergá-la.

Portanto, o mecanismo que usamos para enxergar a ameba no microscópio é semelhante ao que usamos para enxergar uma cadeira. Ambos são objetos clássicos. Já com o átomo a coisa é bem diferente. Não dá para enxergá-lo com um microscópio comum. Na verdade, jamais podemos "ver" um átomo. Isso (entre outras coisas) porque a luz é uma onda, e como tal tem uma certa distância associada a ela, seu "comprimento de onda" ou a distância entre duas cristas consecutivas. O ponto é que a luz visível tem comprimentos de onda entre 4 e 7 centésimos de milésimo de centímetro, ou seja, 10 mil vezes maior que um átomo: o átomo passa despercebido. Para contornar esse problema, temos de "ajeitar" nosso foco, o que significa diminuir o comprimento da onda da luz. O problema é que, ao diminuir o comprimento da onda da luz, aumentamos sua energia: a luz violeta tem comprimento de onda menor do que a luz vermelha e é mais energética. Para chegarmos em comprimentos de onda de escalas atômicas, temos de usar os raios X ou gama, as radiações mais energéticas que existem.

O problema agora complica bastante. Como sabemos, ondas transportam energia e momento: basta ficar na frente de uma onda do mar para conferir tal fenômeno. Ao "focar" nossa luz, diminuímos seu comprimento de onda, aumentando sua energia. O resultado é que, agora, a radiação é tão energética que, ao rebater no átomo, lhe dá um empurrão, mudando sua posição. Conclusão: no mundo quântico, o ato de medir interfere com o que está sendo medido. No caso do átomo, ao tentar "vê-lo", isto é, medir sua posição, acabamos empurrando-o para outra posição, devido à transferência de momento da radiação. Ou seja, jamais conseguiremos medir exatamente a posição e velocidade do átomo. Todas as nossas medidas vêm com um limite intrínseco devido à interferência do próprio ato de medida. Esse é o famoso "princípio de incerteza", que Werner Heisenberg propôs em 1925.

Se nossa cadeira fosse um objeto quântico, ela não pararia no mesmo lugar jamais, mudando de posição de forma aleatória. Felizmente, vivemos em um mundo clássico, onde a energia e o momento transferidos pela luz a uma cadeira são desprezíveis. Ainda bem, pois, senão, estaríamos todos nós, cadeira, eu e você, nessa perpétua dança quântica.

Matéria às escuras

Copérnico, ao proclamar que o Sol era o centro do cosmos, e não a Terra, desferiu um duro golpe em nossa dignidade. Afinal, fomos rebaixados do centro para a periferia, dividida com um bando de outros planetas. De reis passamos a ser corte, fadada a rodear o "astro-rei" por toda a eternidade, ou pelo menos por um bom tempo. Claro, a idéia não foi de Copérnico, mas de um astrônomo grego do século 3 a.C., o grande Aristarco de Samos. Mas a redescoberta de Copérnico foi apenas o início. Logo, descobrimos que o Sol é uma mera estrela, como bilhões de outras na Via Láctea, nossa galáxia. Mas pelo menos nossa galáxia era especial, a única no cosmos, uma ilha de estrelas cercada de imensidão por todos os lados.

Mas nem esse tênue resquício de dignidade durou muito. Em 1924, o astrônomo americano Edwin Hubble provou que a Via Láctea é apenas um dos bilhões de "universos-ilha", isto é, outras galáxias, que existem no Universo. Fora o fato de nós estarmos aqui, nossa galáxia não tem nada de muito especial. Ao menos, nos resta o consolo de que somos parte do Universo, dividindo com ele sua composição material. Nós somos, como dizem os poetas astrofísicos, poeira das estrelas, feitos dos mesmos prótons, nêutrons e elétrons que o Sol e seus primos. Isso está garantido. Poetas e cientistas, ou poetas-cientistas, podem ficar sossegados. Só que a matéria da qual somos compostos é praticamente insignificante quando comparada com o material que realmente domina a dinâmica cósmica. Ou seja, somos poeirinha cósmica.

Eu explico. Nos anos 30, Fritz Zwicky, um grande iconoclasta da astronomia, descobriu que as velocidades das galáxias quando em grupos era muito maior do que a resultante da força gravitacional que elas exercem entre si. Zwicky argumentou que em torno de 90% da massa no "aglomerado" era invisível, isto é, algo que não gera sua própria luz. Várias soluções foram propostas para explicar essa "matéria escura": nuvens de gás interestelar, estrelas que não têm massa suficiente para iniciar o processo de fusão, planetas como Júpiter etc. Na última década, ficou claro que todas essas "soluções" não contribuem em quantidade suficiente para a matéria escura. Na verdade, a coisa é bem mais exótica: aparentemente, a matéria escura não é o que nós chamamos de matéria, isto é, prótons, nêutrons ou elétrons. A matéria normal constitui apenas cerca de 10% a 30% da matéria cósmica. E o resto?

Claro, se o assunto é a composição material do cosmos, o macro se mistura com o micro; físicos de partículas examinam a possibilidade de que esse outro tipo de matéria seja composto pelas chamadas partículas supersimétricas, pares das partículas normais de matéria. Segundo essa teoria, cada partícula de matéria tem sua parceria supersimétrica: o elétron tem o selétron, o quark tem o squark, o fóton tem o fotino etc. Ainda não as descobrimos porque elas interagem tão fracamente com a matéria ordinária que passam completamente despercebidas, ou quase.

Aproximadamente 10 trilhões dessas partículas passam por um quilograma de matéria por segundo! Não adianta querer escapar, pois elas vêm de todos os lados. Mas nem todas as partículas supersimétricas são estáveis; apenas a mais leve delas sobrevive. As outras se desintegram em partículas mais leves, até chegar na peso-pena. É essa que se transformou na menina dos olhos dos caçadores de matéria escura.

Um grupo de físicos italianos e chineses, em um laboratório sob a montanha Gran Sasso, na Itália, declarou em fevereiro ter detectado sinais dessa partícula: seus detectores acusaram colisões entre as superpartículas e núcleos atômicos. Já outro grupo em Berkeley não viu nenhuma colisão em seus detectores, questionando o resultado italiano.

Durante essa década, detectores mais sensíveis irão decidir a questão. No meio tempo, temos de ficar às escuras, juntamente com a maior parte do Universo.

Perguntar é preciso

Existem três questões abertas em ciência que dividem uma temática única: a questão das origens. Eu costumo chamar essas questões de "o problema das três origens": a origem do Universo, a origem da vida e a origem da mente. Leitores mais fiéis desta coluna certamente já se depararam com textos que discutem os desafios e progressos relacionados a essas questões. O que as torna tão fascinantes é que elas não são apenas de interesse científico, mas questões que volta e meia qualquer um se pergunta. Aliás, essa é a razão pela qual elas são tão interessantes para os cientistas: de certa forma, o questionamento sobre nossas origens é o que define a humanidade, é o que nos permite conviver com o fato que pensamos, existimos e morremos.

Não é à toa que as primeiras respostas às três perguntas foram criadas pelas várias religiões que pontuam nossa história. As respostas têm a dupla função de nos trazer a paz de espírito, para que possamos aceitar nossas limitações perante o acaso, ou aquilo que não podemos controlar -uma morte súbita, uma tempestade cataclísmica -, e nos permitir funcionar moralmente em uma sociedade em que todos dividem ao menos parte de uma história: seu início.

As narrativas das várias religiões para as três perguntas criam uma cultura em comum, que funciona como um indicador do grupo; outros grupos têm outras histórias, outras culturas, outras origens. Infelizmente, essas disparidades em geral geram intolerância e desrespeito. Muitas das guerras religiosas que tingem de sangue a história da humanidade foram disputas de origens, de uma origem mais "nobre" (para os membros daquela cultura, claro) ou de um "direito" divino sobre a hegemonia de uma história. Em geral, os deuses não aparecem nas batalhas para defender seus defensores, se bem que, às vezes, eles "mandam" sinais cósmicos: eclipses, arco-íris, cometas etc.

No século 17, a ciência entra e começa a se perguntar as mesmas questões "sacras". Qual a origem do Universo? Será que podemos, pela razão, compreender a origem de "tudo"? E a origem da vida? Será que ela foi um acaso bioquímico, um acidente local em um insignificante planeta orbitando uma estrela em uma galáxia comum, ou será que a vida tem um "plano", se estendendo pelo Universo afora com o objetivo de povoá-lo como um vírus povoa o corpo de um doente? Ou será que ela existe, mas sem plano nenhum? E a mente? Como é possível que processos bioeletroquímicos no cérebro possam gerar nossa consciência, nosso senso de saber que existimos? Ou será que a mente é algo diferente, que necessita de uma ciência que não podemos ainda nem contemplar? Como dizia o grande escritor de ficção científica Arthur C. Clarke, a tecnologia do futuro longínquo aparecerá sempre como mágica no presente. Exemplo: Galileu "surfando" na Internet, imagine que absurdo para uma mente do século 17 (mas talvez não para Galileu).

Passados quase 400 anos desde que Galileu apontou um telescópio para a Lua, as três questões estão completamente integradas dentro da pesquisa científica. Respostas ainda não temos, alguns acham que jamais as teremos. Mas tentar sem dúvida devemos, e dessas tentativas descobertas maravilhosas têm sido feitas sobre o Universo, sobre a base biológica da vida e sobre a estrutura neurológica do cérebro. O Universo está em expansão, bilhões de galáxias com bilhões de estrelas cada, muitas cercadas de pequenos mundos como o nosso; a multiplicidade biológica da vida tem uma base genética comum, que está sendo mapeada em detalhe, abrindo possibilidades fantásticas e aterrorizantes; as complexas atividades do cérebro são compostas de bandos de neurônios que, individualmente ou em grupo, trabalham para construir nosso senso de realidade. Tudo isso, e o que nem podemos ainda imaginar, devido às perguntas que fazemos.

Rumo a Marte, mas devagar!

O planeta vermelho! Quantos filmes e livros de ficção cientifica já foram escritos, especulando sobre as estranhas formas de vida que habitam Marte. Infelizmente, até agora as sondas que lá pousaram trouxeram apenas notícias um tanto desanimadoras; Marte é aparentemente um vasto e frígido deserto, cheio de rochas e poeira avermelhadas.

Alguns canais foram encontrados, talvez leitos ressecados de antigos rios que cruzavam sua superfície há milhões de anos. É possível que Marte tenha tido água em abundância. E onde tem água, possivelmente tem vida, o que significa que formas de vida podem ter existido em Marte no passado. Ou quem sabe ainda existem e foram responsáveis pelo misterioso desaparecimento da sonda enviada pela Nasa recentemente? (Caro leitor, só para evitar alguma confusão, estou apenas brincando!)

O jeito é irmos até lá diretamente. Missões tripuladas a Marte fazem parte de uma espécie de desejo coletivo da humanidade; nós somos exploradores por natureza, e o próximo grande passo a ser dado é chegar a Marte.

O problema é que a visão romântica de uma viagem interplanetária se esvanece em segundos quando encaramos as enormes dificuldades técnicas de uma tal missão. A Nasa está planejando uma missão tripulada a Marte para o ano 2020. E, por incrível que pareça, os maiores desafios não são o desenho de naves e combustíveis, mas nossa biologia. Como que seres humanos irão suportar uma missão a Marte com duração de três anos (incluindo seis meses de ida e seis de volta) em um ambiente sem gravidade, alta exposição a radiação cósmica e sérias privações psicológicas?
Nossos corpos e sua fisiologia evoluíram em um ambiente extremamente controlado, com poucas variações de temperatura, gravidade constante e baixos níveis de radiação.
O movimento dos fluidos em nossos corpos e a densidade dos ossos dependem dessa constância. Em um ambiente sem gravidade, como o que ocorre em viagens espaciais, nossa fisiologia entra em pane total.

Astronautas sofrem sérios problemas de adaptação, incluindo vários dias com náusea (o vômito flutua na cabine, o que torna sua "captação" extremamente desagradável...), desidratação e tonteiras. Quando astronautas retornam de suas missões, eles mal conseguem distinguir os pés da cabeça. Repare que a Nasa sempre cobre as passarelas de desembarque, para que o público não veja o estado indigno de seus heróis. Períodos de quarentena têm a dupla função de isolar uma possível contaminação de "germes espaciais" e restituir a fisiologia dos tripulantes ao normal.

Veja o que acontece com o sistema circulatório: normalmente, o sangue se acumula na parte inferior de seu corpo, atraído pela gravidade. Em gravidade próxima de zero, esse sangue sobe como um vulcão; você pensa que sua cabeça irá explodir com a pressão, enquanto seu coração bate mais rápido, tentando expelir o excesso de sangue. Seu corpo calcula que existe um excesso de fluido, e você elimina mais de um litro de água a cada dois dias. A desidratação aumenta a densidade do seu sangue e, em resposta, o corpo diminui a produção de células vermelhas. Conclusão: você termina anêmico e desidratado, se não sofrer um ataque cardíaco ou um derrame antes. E isso em missões de curta duração.

Imagine passar seis meses no espaço sob essas condições e então chegar em um planeta cuja gravidade é metade da terrestre e onde não há uma equipe médica à espera. E isso sem falar nos raios cósmicos, que aumentam a incidência de câncer, o envenenamento por ferro e as mutações em bactérias que existem em nossos corpos. Sabe-se lá que novas doenças serão criadas no espaço!

Ciente desses problemas, a Nasa está buscando soluções, incluindo ambientes com gravidade simulada a bordo, espaçonaves giratórias como uma centrífuga, proteções contra radiação cósmica e técnicas cirúrgicas na ausência de gravidade: o sangue se transforma em aerossol, se espalhando pela cabine, enquanto os instrumentos não têm peso na mão do cirurgião.
Esses desafios devem ser vencidos por qualquer forma de vida que queira viajar no espaço. Quem sabe os homenzinhos verdes de Marte não podem nos passar umas dicas?

Buscando a liberdade no interior do núcleo

O núcleo atômico, essa concentração de massa com diâmetro da ordem de um milésimo de bilionésimo de centímetro, tem uma personalidade bastante ambivalente na sociedade moderna. Por um lado, a energia liberada nos processos de fissão nuclear vem contribuindo cada vez mais na produção mundial de energia; avanços na medicina nuclear são extremamente importantes na luta contra várias formas de câncer. Por outro lado, o lixo nuclear, materiais radioativos altamente tóxicos produzidos tanto durante a geração de energia quanto no uso em medicina, apresenta um sério problema ambiental. Isso sem falar no lado realmente pesado do uso do núcleo atômico, nas bombas de fissão e de fusão (bomba "H") nuclear. Com toda essa carga emocional, minha escolha de título para essa Micro/Macro deve parecer paradoxal. Afinal, como que liberdade pode coabitar com física nuclear? Em contrapartida, há quem defenda a posição de que a paz mundial se deve a existência de bombas nucleares.

Para responder a essa pergunta, devemos nos esquecer, por algumas linhas, das repercussões mais nefastas da energia nuclear e nos concentrarmos na belíssima física nuclear moderna. Antes de mais nada, uma breve revisão: o núcleo atômico é composto de prótons e nêutrons, os prótons com carga elétrica positiva e os nêutrons...adivinhe! Imediatamente, surge uma questão óbvia. Se os prótons tem carga positiva e cargas iguais se repelem, o que mantém o núcleo colado? Existe uma outra força no núcleo, a força nuclear forte, que é em torno de 100 vezes mais forte do que a repulsão elétrica. Essa força "gruda" os prótons e nêutrons juntos e só age dentro de distâncias nucleares. Isso já sabíamos desde a década de 30. Já nos anos 60, descobriu-se que os prótons e nêutrons, e centenas de outras partículas observadas em experimentos de altas energias, são feitos de uma outra partícula, o quark. Na verdade, existem seis quarks, conforme descobrimos nos anos 90.

Os quarks são partículas muito tímidas. Sua propriedade mais misteriosa é chamada de confinamento: não podemos observar um quark livre, como observamos um elétron ou um próton. Quarks sempre aparecem em pares ou triplas. Se tentarmos separar um par de quarks de forma a isolar um deles, acabamos criando dois pares! O mesmo acontece com ímãs; se você tentar "isolar" um polo magnético quebrando o ímã, você acaba com dois ímãs. A imagem que usamos para representar tal fenômeno é a de um par de quarks ligados por uma mola.

Se expandirmos a mola até ela quebrar, a energia usada cria um novo par de quarks, e ficamos com duas molas e dois pares de quarks na mão; como dizia Einstein, E=mc2, a energia pode criar matéria. Mas nem tudo está perdido.

A mesma teoria que descreve quarks descreve como eles interagem entre si, também por meio de uma força forte. Eles trocam partículas chamadas glúons, que mantém os quarks unidos nos prótons, nêutrons, etc. Essa teoria prevê que a timidez dos quarks desaparece a distâncias bem íntimas. Ou seja, a distâncias muito pequenas e energias muito altas, os quarks se comportam como partículas livres, num processo chamado de liberdade assintótica. Essas distâncias só podem ser atingidas de dois modos: a frações de segundo após o Big-Bang, a fase de altíssimas temperatura e densidade que marca o início da historia do universo, ou em colisões entre núcleos atômicos a altíssimas energias. Nessas condições dramáticas, as partículas que contém os quarks e os glúons sofrem uma metamorfose, transformando-se em uma sopa de quarks e glúons, ou um plasma de quark-glúons, como ovos mutantes que se quebram revelando suas duas ou três gemas (os quarks) e a clara em torno delas (os glúons).

No início de fevereiro, um time com mais de 600 físicos no Cern, laboratório europeu de física de altas energias, declarou ter identificado a presença do plasma de quark-glúons em colisões de núcleos de chumbo e ouro. Para tal, as colisões criaram temperaturas 100 mil vezes maiores que no centro do Sol, que ocorreram quando o Universo tinha menos de um milésimo de segundo de existência. Certos tipos de timidez são extremamente persistentes.

Mapeando a Terra do céu

Os proprietários de terra egípcios anualmente enfrentavam um sério problema: as cheias do Nilo submergiam as demarcações das terras, causando muita briga e confusão: os coletores de impostos do faraó não sabiam o que cobrar de quem. Como a necessidade é a melhor escola, o uso de mapas passou a ser extremamente importante para o governo. Mas o desenvolvimento de mapas não foi apenas causado por interesses econômicos. Mapas antigos revelavam toda a visão de mundo da cultura que os produziu, toda a cosmologia da época. Mapas tentavam encapsular não só o reconhecimento geográfico da Terra, mas seu lugar nos céus.

No século 3 a.C., Eratóstenes de Cirena mediu pela primeira vez a circunferência da Terra. Juntamente com o grande astrônomo grego Hiparco, Eratóstenes desenvolveu a linguagem da cartografia em termos do globo terrestre e do sistema de latitude e longitude, usada até hoje.
Depois de um intervalo de 15 séculos durante a Idade Média, a cartografia passou por um período de grande renovação com a expansão das viagens exploratórias dos portugueses e espanhóis. O desenvolvimento da cartografia aliava interesses econômicos aos de sobrevivência das tripulações dos navios, assim como estratégias bélicas: para conquistar o território do inimigo ou para explorar as riquezas de uma colônia, nada mais básico do que conhecer seus detalhes geográficos.

Passados 500 anos, nós entramos em uma nova fase de cartografia terrestre. Com a ajuda do ônibus espacial Endeavour, cientistas da Nasa, a agência espacial dos EUA, deverão criar um mapa praticamente completo da superfície terrestre, não só em latitude e longitude, mas também em altitude, isto é, um mapa tridimensional de nosso planeta.

A resolução do mapa será de 30 metros, contra a resolução dos mapas atuais, que é de 90 metros, e a precisão das medidas de altitude será entre 6 metros e 18 metros.

A quantidade absurda de dados gerada pelos radares da Endeavour encherá o equivalente a 13.500 CDs. A missão reflete uma tendência cada vez maior na pesquisa de ponta, que é a criação de colaborações internacionais, no caso com as agências espaciais italiana e alemã.
Claro, esse tipo de empreendimento não foge à regra geral dos mapas do século 16: existem interesses econômicos e militares em jogo, se bem que a propaganda vai para o lado dos benefícios que o novo mapa trará para a sociedade. Por exemplo, os dados sobre as variações em altitude ajudarão os estudos sobre erosão em diversos terrenos, terremotos, enchentes, vulcões e mudanças climáticas. Os mapas ajudarão também na manutenção das florestas e na identificação de áreas propícias à implantação de antenas e outros dispositivos usados em telecomunicação. É curioso: hoje nós temos mapas topográficos mais precisos das superfícies de Vênus e de Marte do que da Terra.

Um dos maiores interessados no projeto é o Departamento de Defesa Norte-Americano, que entrou com US$ 200 milhões no financiamento. Detalhes da ordem de 30 metros são suficientes para localizar fábricas e depósitos clandestinos de armamentos, sejam eles nucleares ou bioquímicos.

Com isso, apenas dados com resolução de 90 metros serão liberados ao público em geral. Acesso a dados com maior precisão tem de ser autorizado individualmente. Imagino que o Departamento de Defesa também esteja planejando usar os dados não só para defender, mas para atacar; caso uma fábrica clandestina de enriquecimento de materiais nucleares seja encontrada, seria fácil destruí-la remotamente, usando mísseis balísticos. Com o final da Guerra Fria, o inimigo tornou-se invisível, um grupo terrorista isolado, em vez de uma nação.

Para produzir esse mapa, o ônibus espacial usará duas antenas, uma na nave e outra na extremidade de um mastro de 60 metros, o maior já usado no espaço. As duas antenas captarão as ondas emitidas pela nave, após elas serem refletidas pela superfície da Terra. A pequena diferença de distância entre as antenas gerará dois mapas que, quando comparados, produzirão informação sobre a altitude. Do céu, nada se esconde.

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.

A escura e estranha matéria do Universo

Do nosso ponto de vista terrestre, humilde e limitado, o Universo é simples, alguns milhares de estrelas que vemos em noites bem claras, um planeta ou outro, às vezes um cometa ou estrela cadente. Mas claro, o que nós vemos a olho nu é pouco, muito pouco do que realmente está lá fora. Daí que inventamos novos "olhos", instrumentos capazes de ver além do curto alcance da nossa visão ou mesmo capazes de medir radiações invisíveis aos olhos, como os raios X, ultravioleta, infravermelho e ondas de rádio.

A imagem que emerge da combinação de todas essas observações é a de um Universo de dimensões absolutamente inconcebíveis, de um Universo dinâmico, em expansão, povoado por inúmeros objetos também sempre em transformação. O astrônomo extragalático, ou seja, que faz observações além da nossa galáxia, tem, hoje, dois grandes desafios: estudar como as galáxias estão distribuídas no cosmos e qual a sua composição material. Aparentemente, as respostas mais óbvias a essas duas perguntas estão longe de corresponder à realidade: a composição material das galáxias não se limita a estrelas e nuvens de gás interestelar, mas é dominada por um outro tipo de matéria, a chamada matéria escura, que não emite luz por si própria. Observações indicam que mais de 90% da massa total de uma galáxia não está em estrelas ou gases, mas nessa matéria escura, cuja composição permanece até hoje misteriosa. Assim, surge uma questão: qual é a distribuição dessa matéria escura nas galáxias? Ela está concentrada no centro, espalhada junto com a matéria visível (estrelas etc.), ou se alastrando além das estrelas?

E a distribuição das galáxias no Universo? A expectativa seria que as galáxias fossem como grãos de areia espalhados aleatoriamente sobre uma mesa, sem uma geometria especial. Mas o que vemos é o oposto, um Universo filamentoso, onde vastas estruturas materiais, contendo milhares de galáxias, criam uma espécie de rede luminosa, cercando volumes onde praticamente não encontramos nada; um Universo com uma geometria semelhante ao que vemos em espumas de sabão em banhos de banheira.
A grande força escultora dessa obra cósmica é a gravidade. E, segundo as observações mais recentes, esses dois aspectos do Universo, sua composição material e sua estrutura geométrica, estão profundamente interligados. Vários astrônomos acreditavam que havia dois "tipos" de matéria escura: uma que atuava em cada galáxia e outra que se espalhava pelo Universo afora. Mas até que ponto a matéria escura se alastra além do que observamos no visível? A imagem é um pouco como uma ilha no oceano: nós vemos a ilha, mas sabemos que ela se estende além de sua parte visível, até "desaparecer" no fundo do oceano. A questão é até onde a ilha se estende.

Como medir algo invisível? O único jeito é explorar o efeito gravitacional da matéria escura. Isso está sendo feito agora por dois grupos que exploram métodos diferentes. Ambos usam o fato de que galáxias podem funcionar como lentes, distorcendo a luz que vem de galáxias mais distantes. Sabemos que, ao colocar uma lente de aumento entre nosso olho e um objeto, alteramos a imagem do objeto. Essa alteração ocorre de dois modos, deformando a imagem e amplificando (ou suprimindo) sua luminosidade. Essas são as técnicas de cada grupo: um estuda a alteração na imagem de galáxias distantes devido a galáxias mais próximas, enquanto o outro estuda as mudanças no seu brilho.

Ambos os grupos argumentam que o véu escuro das galáxias se estende muito além de sua parte visível. Um afirma que ele se estende no mínimo por 1,5 milhões de anos-luz, enquanto o outro diz que essa distância pode chegar a 15 milhões de anos-luz. A Via Láctea tem diâmetro de 100 mil anos-luz e Andrômeda, nossa galáxia vizinha, está a 2 milhões de anos-luz. Ou seja, se essas observações forem confirmadas, podemos visualizar o Universo como um vasto oceano de matéria escura, com as galáxias sendo pequenos recifes feitos de estrelas.

Buscando a liberdade no interior do núcleo

O núcleo atômico, essa concentração de massa com diâmetro da ordem de um milésimo de bilionésimo de centímetro, tem uma personalidade bastante ambivalente na sociedade moderna. Por um lado, a energia liberada nos processos de fissão nuclear vem contribuindo cada vez mais na produção mundial de energia; avanços na medicina nuclear são extremamente importantes na luta contra várias formas de câncer. Por outro lado, o lixo nuclear, materiais radioativos altamente tóxicos produzidos tanto durante a geração de energia quanto no uso em medicina, apresenta um sério problema ambiental. Isso sem falar no lado realmente pesado do uso do núcleo atômico, nas bombas de fissão e de fusão (bomba "H") nuclear. Com toda essa carga emocional, minha escolha de título para essa Micro/Macro deve parecer paradoxal. Afinal, como que liberdade pode coabitar com física nuclear? Em contrapartida, há quem defenda a posição de que a paz mundial se deve a existência de bombas nucleares.

Para responder a essa pergunta, devemos nos esquecer, por algumas linhas, das repercussões mais nefastas da energia nuclear e nos concentrarmos na belíssima física nuclear moderna. Antes de mais nada, uma breve revisão: o núcleo atômico é composto de prótons e nêutrons, os prótons com carga elétrica positiva e os nêutrons...adivinhe! Imediatamente, surge uma questão óbvia. Se os prótons tem carga positiva e cargas iguais se repelem, o que mantém o núcleo colado? Existe uma outra força no núcleo, a força nuclear forte, que é em torno de 100 vezes mais forte do que a repulsão elétrica. Essa força "gruda" os prótons e nêutrons juntos e só age dentro de distâncias nucleares. Isso já sabíamos desde a década de 30. Já nos anos 60, descobriu-se que os prótons e nêutrons, e centenas de outras partículas observadas em experimentos de altas energias, são feitos de uma outra partícula, o quark. Na verdade, existem seis quarks, conforme descobrimos nos anos 90.

Os quarks são partículas muito tímidas. Sua propriedade mais misteriosa é chamada de confinamento: não podemos observar um quark livre, como observamos um elétron ou um próton. Quarks sempre aparecem em pares ou triplas. Se tentarmos separar um par de quarks de forma a isolar um deles, acabamos criando dois pares! O mesmo acontece com ímãs; se você tentar "isolar" um polo magnético quebrando o ímã, você acaba com dois ímãs. A imagem que usamos para representar tal fenômeno é a de um par de quarks ligados por uma mola.

Se expandirmos a mola até ela quebrar, a energia usada cria um novo par de quarks, e ficamos com duas molas e dois pares de quarks na mão; como dizia Einstein, E=mc2, a energia pode criar matéria. Mas nem tudo está perdido.

A mesma teoria que descreve quarks descreve como eles interagem entre si, também por meio de uma força forte. Eles trocam partículas chamadas glúons, que mantém os quarks unidos nos prótons, nêutrons, etc. Essa teoria prevê que a timidez dos quarks desaparece a distâncias bem íntimas. Ou seja, a distâncias muito pequenas e energias muito altas, os quarks se comportam como partículas livres, num processo chamado de liberdade assintótica. Essas distâncias só podem ser atingidas de dois modos: a frações de segundo após o Big-Bang, a fase de altíssimas temperatura e densidade que marca o início da historia do universo, ou em colisões entre núcleos atômicos a altíssimas energias. Nessas condições dramáticas, as partículas que contém os quarks e os glúons sofrem uma metamorfose, transformando-se em uma sopa de quarks e glúons, ou um plasma de quark-glúons, como ovos mutantes que se quebram revelando suas duas ou três gemas (os quarks) e a clara em torno delas (os glúons).

No início de fevereiro, um time com mais de 600 físicos no Cern, laboratório europeu de física de altas energias, declarou ter identificado a presença do plasma de quark-glúons em colisões de núcleos de chumbo e ouro. Para tal, as colisões criaram temperaturas 100 mil vezes maiores que no centro do Sol, que ocorreram quando o Universo tinha menos de um milésimo de segundo de existência. Certos tipos de timidez são extremamente persistentes.

Brasileiros buscam pistas sobre a estrutura da matéria

Quando físicos contam para seus amigos que eles estudam a estrutura fundamental da matéria, num bate-papo durante uma festa ou num barzinho, eles podem querer dizer coisas bem diferentes, dependendo de sua área de especialização; um físico pesquisando as propriedades de materiais, como cristais de germânio ou silício, e outro estudando o interior do núcleo atômico, usam metodologias experimentais completamente diferentes, desenhadas para responder questões também diferentes.

Na corrida pela compreensão do muito pequeno, estamos realizando experiências que investigam a estrutura da matéria a distâncias muito menores do que um próton, o integrante do núcleo atômico com carga positiva e um diâmetro aproximado de um milionésimo de bilionésimo de metro (ou 10-15 metros)!Para tal, usamos máquinas conhecidas como aceleradores de partículas, que aceleram dois feixes de partículas em direções contrárias em um túnel subterrâneo de quilômetros de circunferência.

Em certos pontos, esses dois feixes colidem e os cientistas estudam os detritos dessas colisões, que aparecem na forma de novas partículas. Nos pontos das colisões, físicos posicionam os detectores de partículas, que são como máquinas fotográficas desenhadas exclusivamente para captar tipos específicos de partículas que surgem durante as colisões.

Alguns fatores são essenciais para o sucesso da experiência: 1) quanto maior a energia do acelerador, mais profunda nossa cirurgia no interior das partículas subatômicas; 2) quanto mais "focado" for o feixe de partículas, maior a probabilidade de várias colisões ocorrerem nos pontos de encontro dentro dos detectores: isso é o que os físicos chamam de maior "luminosidade"; 3) quanto mais preciso o detector, maior nossa probabilidade de detectar eventos interessantes, possivelmente até novas espécies de partículas.

Atualmente, o acelerador recordista mundial de energia é o "Tevatron", que se encontra a oeste de Chicago, no laboratório conhecido como Fermilab. O Tevatron tem dois detectores, o "CDF" e o "D0". É no D0, um gigante com altura de cinco andares e pesando centenas de toneladas, que encontramos um grupo de físicos e engenheiros brasileiros, parte de uma colaboração envolvendo 50 instituições de pesquisa em 16 países.

A participação brasileira também representa um consórcio de instituições e universidades que inclui, no Rio, o Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas e as Universidades Federal e Estadual; em São Paulo, a Universidade Estadual de Campinas e o Instituto de Física Teórica da Unesp; e a Universidade Federal da Bahia.Alguns membros do grupo brasileiro, como Alberto Santoro e outros, já têm uma relação antiga com o Fermilab, havendo participado de vários experimentos na última década.

A novidade é que o D0 está sendo reformado e uma parte importante dessa reforma se deve à contribuição dos cientistas brasileiros. Essa reforma é necessária devido a um futuro aumento na luminosidade do Tevatron, que exigirá um nível de precisão bem mais elevado do detector. O grupo está envolvido no chamado "Detector de Prótons Espalhados", criando dispositivos chamados de "potes romanos", em homenagem ao físico italiano (e romano) Giorgio Mathiae, que desenvolveu os primeiros potes.

Esses potes alojam sofisticados detectores de posição que são então acoplados ao corpo do D0. Com eles, os cientistas esperam seguir o processo de colisão das partículas desde seus momentos iniciais, que passavam despercebidos no passado. A esperança é que esses momentos iniciais incluam fenômenos que abrirão novas direções em nossos estudos da física subatômica.É importante exaltar o aspecto tecnológico do projeto; os detectores de posição usam fibras ópticas acopladas a amplificadores de alta precisão, puxando os limites dessas tecnologias. Isso só pode acontecer nas mãos de um time de altíssima qualidade, um exemplo da ciência de alta qualidade realizada por aqui.

A recriação da infância do Universo em laboratório

Nem sempre o dito popular "falem mal, mas falem de mim" é bem-vindo. Um exemplo recente diz respeito a um experimento de extrema importância que será realizado no Laboratório Nacional de Brookhaven, no Estado de Nova York, nos EUA. Um acelerador de partículas, com o nome pouco romântico de Colisor Relativístico de Íons Pesados (do inglês RHIC), andou recebendo manchetes em vários jornais e revistas do mundo inteiro.

Em princípio, essa atenção da mídia é de grande relevância para divulgar a ciência ao público não-especializado: como a ciência pura é, em sua maior parte, financiada pelo governo por meio de bolsas tiradas do orçamento da União -que, por sua vez, vem de impostos-, a população tem o direito de saber para onde está indo esse dinheiro. Mais ainda, a ciência faz parte da cultura gerada pela sociedade e deve, portanto, ser apresentada a essa, do mesmo modo que a música, a pintura ou o cinema. Em um brado bem populista, pode-se até dizer que "a ciência vem do povo e é para o povo".

Voltando ao laboratório de Brookhaven, os jornais anunciaram que a máquina lá construída poderia provocar o fim do mundo: o apocalipse causado por nossas próprias mãos, e não por obra divina. O prestigioso jornal britânico "Sunday Times" alertou que "máquina do Big Bang pode destruir a Terra". Claro, várias pessoas ficaram muito preocupadas com essas notícias que, caso fossem verdadeiras, seriam mesmo assustadoras.

Eis então um ótimo exemplo da mídia dando cobertura à ciência de forma histérica e irresponsável. Esse tipo de atenção da mídia só contribui para aumentar ainda mais as suspeitas que as pessoas têm com relação a pesquisas científicas de altas energias.O RHIC é uma máquina capaz de acelerar íons pesados -núcleos de átomos de elementos como o ouro- até velocidades próximas à velocidade da luz. Esses íons são acelerados em sentido contrário e colidem uns com os outros dentro de detectores, usados para estudar os resultados dessas colisões. O acelerador é um anel subterrâneo, com 3,8 km de circunferência, e sua operação conta com mais de 800 físicos e técnicos do mundo inteiro.

A missão do projeto é recriar as condições de energia e temperatura existentes no Universo, centésimos de milésimos de segundos após o Big Bang.A histeria começou na sessão de "Cartas dos Leitores" da revista americana "Scientific American". Alguns leitores levantaram a possibilidade de as colisões entre íons pesados poderem criar um miniburaco negro que imediatamente afundaria até o centro da Terra, devorando-a em minutos. Em astrofísica, buracos negros são os restos mortais de estrelas bem mais maciças do que o Sol.Mas, em princípio, qualquer concentração de matéria, caso ela seja comprimida a altíssimas densidades, pode ser transformada em um buraco negro.

Para converter um ser humano em um buraco negro, basta comprimi-lo em uma bola com o diâmetro de um bilionésimo de um próton! Essa operação requer energias absolutamente impossíveis para nossos laboratórios. O mesmo com íons de ouro.Outra possibilidade levantada foi a formação de objetos exóticos chamados "strangelets", formados por uma combinação de três tipos de quarks: "up", "down" e "strange". Os quarks "up" e "down" formam o próton e o nêutron, sendo, junto ao elétron, as partículas fundamentais da matéria. Há quatro outros tipos de quarks, incluindo o strange, que são criados e destruídos durante colisões de altas energias.

Caso um strangelet de longa vida e carga negativa fosse criado, ele teria o mesmo efeito de um buraco negro. Um grupo de físicos mostrou que strangelets só podem aparecer no interior de estrelas de nêutrons, objetos astrofísicos com densidades milhões de bilhões de vezes maiores do que o ouro. As descobertas que poderão ser feitas no RHIC são muito promissoras. Mas, certamente, não são apocalípticas.