Você sabe mais sobre o universo do que os sábios antigos?
Publicado em 27.02.2013
Os sábios antigos, principalmente os gregos, como Platão e Aristóteles, eram muito inteligentes e deram imensas contribuições para a filosofia e para a filha da filosofia, a ciência. No entanto, hoje, qualquer pessoa que tenha conhecimento básico sobre o funcionamento do universo sabe muito mais do que eles.
A lista abaixo elenca o conhecimento científico básico ao alcance do cidadão comum, resultado dos últimos 400 anos de desenvolvimento científico. Ela foi montada pelo cientista e escritor James Trefil, em seu livro “Why Science?” (“Por que a ciência?”, em tradução livre), e representa o mínimo necessário que você deve conhecer para não ser considerado um analfabeto científico. Confira:
Natureza
O universo é regular e previsível – Esta é uma ideia que faz parte do núcleo da ciência experimental moderna e, apesar de ser tão importante, não pode ser provada verdadeira. Por outro lado, ela é comprovada todos os dias de outras formas, através do comportamento consistente que observamos: a Terra gira, fazendo o ciclo regular de dias e noites, e a gravidade continua a funcionar.
Quando o universo nos surpreende, a surpresa geralmente é resultado ou de informações incompletas, ou de uma interpretação imprecisa da informação disponível, e não de uma natureza caótica do próprio universo. Como a natureza racional de nossa investigação da natureza é construída sobre esta ideia, se ela não for compreendida, consequentemente haverá dificuldades na compreensão das descobertas científicas.
A energia em um sistema fechado é conservada – Este é o princípio conhecido como a primeira lei da termodinâmica, e é fundamental para compreender o fluxo da energia no universo. Ela fornece a base para a lei da conservação da energia, que afirma que a energia não pode ser criada ou destruída, apenas transformada.
O calor não flui espontaneamente de um corpo frio para um quente – Esta ideia, também conhecida como a segunda lei da termodinâmica, se relaciona com o conceito de entropia, ou a medida da desordem em um sistema.
Em sua forma mais simples, significa que, com o tempo, qualquer processo termodinâmico irá perder energia (frequentemente na forma de desperdício) e, portanto, uma máquina perfeita ou um “moto perpétuo” não pode ser criado.
As equações de Maxwell governam a eletricidade e o magnetismo – O cientista James Clerk Maxwell, do século XIX, descobriu uma peça chave na natureza do universo: a de que a eletricidade e o magnetismo são manifestações do mesmo fenômeno, que veio a ser chamado de eletromagnetismo.
Por exemplo, uma partícula com carga elétrica, quando em movimento, produz (ou induz) um campo magnético. Este e outros conceitos foram codificados em uma série de equações chamadas equações de Maxwell e, mais de um século depois, são fundamentais para a nossa compreensão do eletromagnetismo.
Matéria
A matéria é feita de átomos – Um conceito criado pelos antigos gregos, o atomismo afirmava que a matéria com a qual interagimos é composta de coisas menores que não podemos ver.Enquanto o conceito grego era que os átomos seriam os menores constituintes da matéria, a física de partículas moderna tem demonstrado que o próprio átomo é constituído de elementos menores.
As propriedades dos materiais são determinadas pela identidade e arranjo dos átomos – As propriedades dos materiais depende da identidade, arranjo e ligação dos átomos que os constituem. A estrutura nuclear do átomo determina qual é o elemento químico, e a estrutura dos elétrons mais externos determina como os átomos podem ser ligados. Esta é a base da química, químico-física, e outras áreas de estudo relacionadas.
No mundo quântico, não é possível medir um objeto sem modificá-lo – Esta foi uma das descobertas mais inesperadas da história da ciência, de que no minúsculo reino da física quântica a linha que separa observador de objeto observado é muito tênue, ao ponto de ser não existente.
As leis da natureza são as mesmas em todos os referenciais – Esta foi uma das grandes sacadas de Albert Einstein, que levou ao desenvolvimento da Teoria da Relatividade. Basicamente, se as leis da natureza são as mesmas, independente da velocidade dos diferentes observadores, o cientista determinou que deve haver uma forma de traduzir as observações de um observador para outro de forma a serem consistentes. Ao fazê-lo, ele descobriu que algumas propriedades da realidade parecem inconsistentes dependendo de como dois observadores estão se movendo.
Há muita energia no núcleo dos átomos – Enquanto desenvolvia sua teoria da relatividade, Einstein percebeu que havia uma conexão íntima entre massa e energia. Mais além, a massa era apenas uma outra forma de energia e era possível escrever uma equação, a famosa
E=mc², relacionando massa (m) à energia (E), que é baseada na velocidade da luz (c) ao quadrado.A velocidade da luz é um número bem grande, então a energia contida em um núcleo atômico também é correspondentemente grande (mesmo que a massa em si seja pequena).
O núcleo atômico é feito de partículas, que são feitas de quarks – Apesar de acreditarmos, por um tempo, que os átomos eram os menores elementos constituintes da matéria, há praticamente um século já se sabe que não é bem assim.
Os átomos são compostos de um núcleo, cercado de partículas carregadas negativamente. O núcleo contém prótons (partículas com carga positiva) e nêutrons (partículas com carga neutra), e os prótons e os nêutrons aparentemente são compostos de partículas ainda menores, chamadas quarks.
Cosmos
As estrelas vivem e morrem como tudo o mais – Durante um bom tempo acreditou-se que os céus eram eternos e imutáveis, embora esta noção tenha sido destruída por Galileu (e com ampla evidência anterior a ele).
Hoje sabemos que as estrelas se formam quando nuvens de hidrogênio se compactam pela ação da gravidade e começam a realizar a fusão nuclear. De forma semelhante, quando o combustível nuclear começa a acabar, a estrela morre, possivelmente em uma supernova massiva que resulta em um buraco negro.
O universo começou de uma forma consistente com a descrição dada pela teoria do Big Bang – Ou, em outras palavras, o universo começou em um estado denso e quente, cerca de 14 bilhões de anos atrás, e tem estado em expansão desde então.
Apesar de algumas teorias alternativas, como o modelo cíclico de Steinhard e Turok, também explicarem as mesmas evidências, as linhas gerais do Big Bang já estão bem estabelecidas e é bastante improvável que se revelem falhas.
Terra
A superfície do planeta está em constante mudança – Da mesma forma que se acreditava que o céu era constante e imutável, acreditava-se que a Terra era imutável e constante, exceto por pequenas alterações como as causadas pela erosão. Desde que a teoria das placas tectônicas se firmou, o campo da geologia tem crescido imensamente, com a descoberta de muitas informações sobre como a superfície terrestre muda constantemente.A Terra trabalha em ciclos – Há uma enorme variedade de ciclos no funcionamento do planeta, das centenas de milhões de anos do ciclo das rochas aos ciclos mais curtos dos padrões meteorológicos (ciclo atmosférico), bem como o ciclo do nitrogênio, das terras úmidas, e assim por diante.
Vida
A vida é baseada na química – Do nascimento à morte, a vida é toda ditada por processos químicos. A reprodução é um processo químico e, na outra ponta da vida, o envelhecimento e morte são resultados da química que sustenta as células se desfazendo. Todos os estágios intermediários também são governados, de forma semelhante, pelos processos bioquímicos que acontecem em nossos corpos.O comportamento de moléculas em organismos vivos depende do seu formato – Esta descoberta nos ajudou a entender por que as enzimas e proteínas são importantes na química da vida. Elas permitem que as moléculas do corpo assumam formatos que são mais apropriados para certas tarefas, executando-as mais prontamente. Sem a química correta, não desempenhariam bem suas tarefas (como pode acontecer em casos de falhas).
A química da vida está codificada no DNA – Uma das maiores combinações da química, biologia e física foi a descoberta da estrutura de dupla-hélice da molécula do DNA. O DNA é uma molécula longa, que codifica a informação que é usada por algumas células para produzir substâncias químicas, que por sua vez executam tarefas como a criação de novas células, o combate aos germes, e assim por diante. Sem este código, nossas células nunca teriam qualquer instrução sobre como agir e seriam como um computador sem sistema operacional.
Todos os seres vivos compartilham o mesmo código genético – Esta parece uma descoberta miraculosa, mas é verdadeira. Toda a vida (na Terra, pelo menos) codifica sua informação genética na forma de DNA. Com isto, temos as bases da engenharia genética, que é uma área que cresce à medida que as biotecnologias se tornam mais capazes de manipular o genoma de plantas e animais.
A vida evoluiu através do processo da seleção natural – A evolução biológica é um fato, e cientistas que abraçam outras teorias tem o grande problema de explicar a enorme quantidade de dados que apoiam a evolução. Esse item da lista é o mais carregado de debate (entre evolução e criacionismo) e emoções fortes, mas falar sobre a seleção natural é absolutamente necessário para uma educação científica básica.[About Physics]
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