Atualizando a descrição do blog: Tive a intenção de criar este blog para divulgar conceitos, fatos históricos, curiosidades e outros temas sobre a grande ciência física. Existem muitos outros blogs sobre o assunto, mas a minha intenção principal é tentar escrever sobre assuntos de física vistos na graduação ou de pesquisa física para o público geral. Minhas ideias sobre temas para as colunas surgem de textos e artigos que vou lendo ao longo do meu trabalho acadêmico. Discussões são sempre bem vindas!
Abraço a todos!

domingo, 25 de março de 2012

Apenas alguns pensamentos


Seriam os seres humanos realmente diferentes dos outros animais? Não sou biólogo nem especialista em nenhum assunto ligado ao tema desta coluna. No entanto, venho pensando sobre tal assunto e gostaria de compartilhar com os leitores.
Desde a antiguidade, o homem de um modo ou de outro se considera colocado em um lugar diferenciado no universo. As ideias principais que evidenciam isso foram a teoria criacionista (na qual surge a ideia de um ou mais deuses), a teoria de que a Terra estava no centro do Universo (com todos os planetas conhecidos na época, Lua e Sol orbitando em sua volta). Existe uma outra ideia, que acredito estar implícita em todos os seres humanos (inclusive em mim): a de que o ser humano ocupada um status superior em relação à todos os outros animais. Isso de fato é verdade (a ideia estar implícita), pois se assim não fosse, não capturaríamos animais de seus habitats naturais para trancá-los em zoológicos visando apenas nosso próprio prazer.
Muitas pessoas afirmam tal superioridade dos humanos alegando que nós somos a única espécie que possui a capacidade de alterar o meio em que vivemos. O homo sapiens era o homem que sabia. Nós, como homo sapiens sapiens, somos seres que sabemos que sabemos e por isso temos tal habilidade. O que me pergunto é: será que essa habilidade de modificar o meio não é somente uma característica que faz do ser humano diferente assim como a capacidade da coruja de ter uma visão de quase 360 graus?
É fato que cada tipo de animal possui uma característica que o torna singular, como voar, se camuflar, ser o mais veloz, resistir a temperaturas muito elevadas ou muito mais baixas, resistir a pressões extremas, e muitas outras. Então, por que não podemos ter nossa própria característica que nos torna singular, e assim nos colocar no mesmo status dos outros animais?
Obviamente, o ego do ser humano jamais permitirá isso. De fato, este próprio ego diferencia até mesmo os próprios animais: pise e destrua um formigueiro inteiro e apenas chute um cachorro. A reação das pessoas certamente será muito diferente em relação aos dois eventos. Esse fato se deve apenas à diferença de carinho que o ser humano sente pelos dois tipos de animais. Mas isso não significa necessariamente que são animais de status diferentes.
A conclusão que eu mesmo tiro disso tudo é: por mais que existam pessoas que vangloriem Copérnico por ter “tirado”  a Terra do centro do Universo, por mais que existam pessoas a favor da teoria evolucionista (ou teorias evolucionistas), o ser humano sempre terá um ego que o coloque, muitas vezes até injustamente, em um nível superior em relação aos outros animais. Talvez, pensando agora, não seja a capacidade de modificar o meio a característica singular do ser humano em relação aos outros animais, mas sim seu próprio ego.


quarta-feira, 21 de março de 2012

Simetrias e Física - Parte 2


Vimos que existem dois tipos de simetrias essenciais para os físicos, a simetria de translação e temporal, que nos permitem realizar experimentos e estabelecer valores para constantes fundamentais da natureza que permanecem invariantes independentes da época ou lugar em que fazemos o experimento. Neste texto, iremos continuar nossa discussão sobre simetrias em física, mostrando que uma das consequências de se impor leis de simetria à física foi a construção da Teoria da Relatividade Especial.

Antes de 1905, existiam duas importantes teorias sobre fenômenos físicos: a teoria gravitacional desenvolvida por Isaac Newton, que explicava os movimentos dos corpos, podendo ser aplicada à todo universo e, a teoria eletromagnética desenvolvida por James Clark Maxwell, que explica fenômenos relacionados ao magnetismo e eletricidade, incluindo correntes elétricas, a interação de um imã com algum material metálico, e a velocidade da luz. Em relação à teoria gravitacional, sabia-se que as leis da mecânica eram mantidas inalteradas quando era realizada uma mudança de um referencial inercial para outro. (Por referencial inercial entendemos um observador em repouso ou com velocidade constante em relação a um outro. Essa transformação de coordenadas recebe o nome de Transformação de Galileo). Entretanto, na teoria eletromagnética, suas leis eram alteradas quando a mesma mudança de referencial era feita. Por exemplo, se a velocidade da luz é c em um referencial O, ela não o será em um referencial O' que se move em relação a O. 

A mudança de referencial, então, funcionava apenas para a mecânica. Vale lembrar que a termodinâmica era outra parte da física, mas suas leis eram fundamentadas basicamente em observação experimental, de modo que não eram alteradas por modificações do tipo como estamos discutindo. Maxwell e outros tentaram resolver o problema da teoria eletromagnética. Entretanto, nenhuma solução era análoga ao caso da mecânica.

Uma solução apenas pôde ser obtida através de argumentos de simetria. Einstein impôs que não somente as leis da mecânica, mas as leis de toda a física deveriam se manter inalteradas quando uma mudança de um referencial inercial para outro era feito. Com isso, alguns problemas na física da época foram solucionados, como o conceito de éter. Esse modo de raciocinar levou a consequências graves em alguns conceitos da física, como tempo e espaço. Além disso, foi descoberto que as transformações de Galileo não são exatamente corretas, e sim existe um conjunto de equações, denominadas Transformações de Lorentz, na qual tanto as leis da mecânica quanto do eletromagnetismo se mantém inalterada. As transformações de Galileo são na verdade um caso limite das transformações de Lorentz.

De fato, quando pensamos em  teorias que possam unir várias partes aparentemente desconexas da física, a aplicação de conceitos de simetria pode nos ser muito útil, como foi no caso descrito. Uma vez, vi um artigo dizendo que pessoas com maior nível de simetria em relação às partes direita e esquerda do rosto são mais atraentes. Não sei se minha simetria é alta ou baixa, mas sei que os conceitos de simetria são muito importantes, não apenas para os físicos, mas para quase todas as coisas.

Nota: Apenas como um exercício tente mostrar que a segunda lei de Newton se mantém inalterada quando passamos de um observador O para um observador O' com velocidade v em relação à O.

quinta-feira, 15 de março de 2012

Simetrias e Física – Parte 1



Atualmente, o público em geral tem ouvido muito falar de teorias físicas supersimétricas, que tais teorias são o caminho para uma teoria unificada das forças em física e muito mais coisas. De fato, este é o tema do momento em física teórica e o que mais chama atenção em revistas de divulgação cientifica. Sendo assim, iremos ver nesta coluna alguns conceitos básicos sobre simetrias. Não sou especialista e nem trabalho na área, motivo pelo qual não irei me aprofundar em detalhes de teorias modernas que se dizem supersimétricas.

            O conceito de simetria é muito utilizado em física desde seus primórdios. Sem tal conceito, certamente não teríamos avançado tanto quanto avançamos no desenvolvimento da física e da ciência em geral. O exemplo mais simples para se entender tal conceito é uma esfera sem nenhum desenho na superfície. Olhando de qualquer direção, de qualquer ângulo, ou em qualquer parte da esfera, veremos sempre as mesmas características deste objeto. Por isso dizemos que uma bola possui uma simetria perfeita, ou simetria esférica.

            As simetrias da física, entretanto, dizem respeito às suas leis e suas aplicações em nosso mundo. As mais simples de todas e também as duas mais importantes são as simetrias de translação e temporal. A característica fundamental da física é poder reproduzir seus experimentos em qualquer lugar do universo ou em qualquer época de sua história. Imagine como seria se fizéssemos um experimento em 1500 e então em 2000 o mesmo experimento mostrasse resultados totalmente diferentes daquele primeiro. Ou se um experimento na Rússia fornecesse resultados distintos do mesmo experimento realizado nos Estados unidos. A física deveria nestes casos reproduzir experimentos constantemente, além de modificar as mesmas leis para descrever os mesmos fenômenos. De fato, se assim fosse, nunca iriamos avançar na ciência, pois constantes físicas fundamentais seriam periodicamente modificadas.

            Por isso as simetrias no espaço e no tempo são tão importantes para os físicos. Isso nem sempre foi assim. Como sabemos, Galileo e Newton foram os primeiros a inferir que as leis da física eram as mesmas na Terra e no espaço. Galileo qualificou, enquanto Newton quantificou tais leis. Isso nos garante, por exemplo, que a carga do elétron tenha o mesmo valor aqui na Terra e na galáxia mais distante, pois o mesmo experimento realizado aqui para medir a carga do elétron pode, em princípio, ser realizado em tal galáxia.

            Os princípios de simetria são realmente muito importantes na física. Eles não só mostram como devemos atacar determinados problemas, mas sim ditam como a ciência física deve evoluir. Além disso, para resolver determinados problemas de física, podemos usar argumentos de simetria para simplificar em muito o problema matematicamente. Iremos ver na próxima coluna que a própria relatividade especial surgiu da necessidade de se impor simetria às leis da física. Talvez isto seja um dos resultados mais relevantes na física quanto ao uso de princípios de simetria no século passado.

sábado, 10 de março de 2012

Contato por e-mail

Olá,

Peço a todos que entrarem no blog e tiverem interesse em receber as colunas por e-mail, que deixem seus e-mails como comentários neste texto que irei enviar periodicamente. Para quem não é possível ver as colunas no facebook, orkut ou algo parecido, mas por algum motivo acessou o blog e se interessou, por favor deixe o e-mail que irei enviar sempre que publicar um novo texto.
Acredito que seja uma maneira mais pratica das pessoas terem acesso e paralelamente de eu publicar meus textos.
Muito obrigado a todos e um grande abraço!

quinta-feira, 8 de março de 2012

Dia da Mulher

Olá!!!
Gostaria de escrever um post especial para todas as mulheres que de uma forma ou outra dão suas contribuições à todas as ciências, em especial a física. Como um nome que me vem na cabeça neste momento, cito Emmy Noether, uma grande matemática que deu uma enorme contribuição no cálculo variacional em matemática e também na física. 

Parabéns também à todas as mulheres que fazem desse país ser um lugar melhor, educando todas as crianças, adolescentes e adultos desse Brasil. Parabéns para todas as mulheres que fazem a física avançar neste país onde "ensinar" e "pesquisar" são coisas tão difíceis e complicadas.

Em especial, parabéns à minha namorada, que me atura e que sempre mostra otimismo quanto ao futuro da educação desse país.

Parabéns à todas as mulheres que se esforçam em fazer deste país um lugar melhor e com perspectivas futuras!!!

domingo, 4 de março de 2012

Dois livros que recomendo


Uma das áreas da física que mais servem de estímulo à curiosidade das pessoas que não estão diretamente ligadas à física certamente é a cosmologia. Todos nós quando pequenos já nos perguntamos de onde surgiu o universo e para onde ele seguirá com sua evolução. E um dos papeis da cosmologia é justamente este. Tendo em vista isso, achei interessante citar aqui dois livros de divulgação científica que a meu ver são interessantes e fogem daquele aspecto "fantasioso" de outras obras de divulgação. Digo isso, pois o autor dos dois livros que irei me referir aqui é nada menos que um ganhador do premio Nobel de física e um físico espetacular, chamado Steven Weinberg.


Os primeiros três minutos (The first three minutes)





Este livro é um clássico para quem trabalha com cosmologia ou aprecia seus diversos aspectos. O livro conta os primeiros três minutos da história do universo a partir do Big Bang. É uma descrição apenas em palavras, sem equações e, se não me engano, contem apenas um gráfico. Apesar disso, com todo conhecimento e experiência que o físico Weinberg possui, é uma obra fascinante que mostra fatos e observações que combinam perfeitamente com as ideias do modelo padrão de cosmologia atual. É um livro relativamente pequeno, mas seus capítulos levam o leitor, da área ou leigo, a um entendimento substancial de uma maneira simples e totalmente lógico. Resumindo, para aqueles que querem saber como foram os momentos iniciais de vida do universo após o Big Bang, é uma leitura totalmente indicada.


Sonhos de uma teoria final (Dreams of a final theory)





Este é um livro que conheci há pouco tempo, por acaso. Sendo do mesmo autor que o livro acima, suas qualidades nos detalhes físicos e históricos era de se imaginar. O livro tem como objetivo reunir aspectos de teorias físicas em busca de uma teoria final, em que todas as partes da física possam ser organizadas em um conjunto completo de leis. O autor faz uma abordagem histórica muito boa, sempre recorrendo a conceitos e explicando-os da melhor forma possível. É uma leitura muito agradável, e também não é um livro volumoso. Para as pessoas que buscam entender a criação, as consequências e as quedas das teorias físicas que já estiveram e algumas que ainda estão no auge, é uma ótima indicação de livro.

Para quem se interessa por cosmologia, e digo principalmente para pessoas leias em física, que tem aquela curiosidade de perguntar, de saber, mas não sabem exatamente onde buscar tais informações, creio que estes dois livros serão de grande interesse e proporcionarão uma leitura muito prazerosa.