No mesmo espírito do post Sete Mentiras Disfarçadas de Ciência, publicado em 01 de abril de 2009, destaco mais sete ideias físicas erradas (ou mentirosas). E são sete porque, segundo ditado popular, "sete é conta de mentiroso".
Mentira 1:
O LHC pode destruir o mundo
CERN
Minúsculo pedaço do anel de 27km do LHC
As notícias científicas, quando vão para a mídia não especializada, quase sempre recebem uma “maquiagem”. Não é raro, neste retoque, jornalistas aumentarem as coisas. Não gosto disso. Mas há quem defenda que assim “vendem” melhor as notícias.
No caso do LHC - Large Hadron Collider, houve muitas especulações quando ele estava para ser ligado em 2008.
As colisões em energia recorde na história da Física de Partículas vão reproduzir condições semelhantes às que existiam no início do Universo. A ideia é detectar partículas que surgiram logo após o Big Bang(1) e que nos mostram como a matéria se organizou para formar o Universo. Mas isso está muito longe de dizermos que vão fazer um novo Big Bang que poderia dar “boot” no Universo atual! Percebe a diferença?
A energia das colisões de prótons no LHC chegará a 14TeV (14.1012 eV). Atualmente o LHC trabalha a 50% da sua capacidade (7 TeV por colisão). Na natureza já foram detectados raios cósmicos com energia da ordem de 1020 eV, bem maiores do que os 14.1012 eV, um recorde humano mas longe de ser um recorde no Universo. Como é que a própria natureza não se autodestruiu até hoje?
Se o mundo acabar, certamente não será por causa do LHC.
Mentira 2:
A Terra é uma esfera
ESA/HPF/DLR
Geoide da Terra obtido pelo satélite GOCE
A Terra não é perfeitamente esférica. Sabemos que o nosso planeta não é como uma bola de bilhar, uma esfera lisa e perfeita. A Terra é “quase” uma esfera. Mas no “quase” escondem-se sutilezas.
Em primeiro lugar, a Terra tem relevo. Mas vamos além: como gira, nosso planeta tem diâmetro ligeiramente maior no equador onde, com maior velocidade tangencial, a matéria tende a escapar pela tangente, por inércia. Por isso sempre lemos nos livros que a Terra é redonda, mas ligeiramente achatada nos pólos. Na verdade ela é "mais gordinha" no equador pelo efeito da rotação.
Mas a coisa não para por aí. A mais rigorosa maneira de caracterizar a forma de um planeta é fazer uma mapa da sua gravidade, o que leva em conta a distribuição de massa em todo o globoe que, certamente, não é homogênea. Este mapa da gravidade, que diferencia por cores as superfícies equipotenciais(2) gravitacionais, é conhecido como geóide.
Ontem a ESA – Agência Espacial Européia divulgou o resultado de uma pesquisa de dois anos que, através do satélite GOCE, pretendia encontrar o melhor geóide do nosso planeta. A imagem acima é o resultado final deste trabalho. Clique aqui para abrir animação desta geóide direto do site da ESA.
Mas cuidado: não se trata de uma imagem topográfica do planeta! Esta não é a forma da Terra, o que vemos quando a olhamos do espaço, pelo menos com olhos que detectam radiação eletromagnética visível (ou luz). Os “olhos” do satélite que fez este mapa conseguem “ver” a gravidade, ponto a ponto da superfície terrestre.
A Terra não é perfeitamente esférica. Mas nem tão “deformada” quanto o geóide medido pelos cientistas da ESA.
Mentira 3:
A água sempre ferve a exatos 100oC
mundogalmour.com.br
Numa panela de pressão a água ferve acima de 100oC
A água só ferve a 100oC ao nível do mar, onde temos a pressão atmosférica de 1 atm = 1,013.105 Pa(3) = 760 mmHg.
Para entrar em ebulição, ou ferver - como dizemos em linguagem cotidiana, as moléculas de água devem atingir um estado de agitação tal que tenham energia para “decolar”, ou seja, para abandonar a massa de água pela sua superfície e atravessar a fronteira como ar, indo para a atmosfera.
Na prática, se a pressão do ar é grande, uma moléculade água que tenta saltar para fora do líquido pode colidir com uma partícula do ar, ricocheteando e voltando para a massa líquida, não conseguindo migrar para o estado gasoso, ou seja, não conseguindo se libertar do estado líquido. Note que a atmosfera funciona como uma “tampa” natural que dificulta a passagem das moléculas do estado líquido para o gasoso.
Confira na tabela abaixo os valores de temperatura de ebulição da água para diversos valores de pressão (760 mmHg é a pressão atmosférica ao nível do mar).
Vale lembrar que, numa panela de pressão, o próprio vapor d'água que se forma faz a pressão interna crescer. Como consequência, a temperatura de ebulição da água dentro da panela fica maior do que 100oC. E, quanto maior a temperatura, mais fácil amolecer, ou seja, cozinhar os alimentos mais duros.
Mentira 4:
É impossível viajar no tempo
O tempo é relativo e, portanto, depende do observador
Eu diria que viajar no tempo é complicado. Mas não impossível!
Para o futuro é um pouco menos complicado. De acordo com a Teoria da Relatividade Restrita (ou Especial) de Einstein, quando viajamos com velocidades altas em comparação com a velocidade da luz, o tempo passa mais devagar. Pode parecer estranho para nós que vivemos num mundo não relativístico, ou seja, de velocidades muitíssimo menores do que a velocidade da luz. Mas é um fato cientificamente comprovado.
Sendo assim, se eu sair viajando com uma nave à velocidade média V = 0,8c (onde c = 3.108 m/s, a velocidade da luz no vácuo), quando eu voltar, o tempo para mim terá passado mais devagar. No entanto, na Terra o tempo fluiu no ritmo normal, mais depressa do que dentro da nave.
Como efeito desta diferença no fluxo do tempo, uma viagem que durou 10 anos medidos aqui na Terra, no meu relógio (que viajou comigo dentro da nave) duraria apenas 6 anos! Sendo assim, quando eu voltar, estarei quatro anos no futuro! (Os cálculos vou deixar para um outro post, ok?)
Pela Teoria da Relatividade Geral, em tese, também seria possível uma grande quantidade de massa curvar o tecido do espaço-tempo a ponto de criar um atalho tanto no espaço quanto no tempo. Neste caso, o atalho temporal pode ser interpretado como uma possível viagem no tempo. Mas não temos a menor idéia de como fazer isso que, por enquanto, é algo absolutamente teórico.
Mentira 5:
A luz sempre se propaga em linha reta
Lawrence Manning/Corbis
Múltiplos raios de uma fonte laser
Em Óptica clássica dizemos que a luz se propaga em linha reta nos meios homogêneos e transparente. Mas, se o meio não for homogêneo, a luz pode sofrer desvio.
Num cômodo na sua o ar é homogêneo e transparente. Nele, raios de luz certamente se propagam em linha reta, como os múltiplos raios da fonte laser na imagem acima. Mas, toda vez que a luz muda de meio, dependendo do ângulo de incidência, pode mudar também de direção, ou seja, pode sofrer um desvio.
Imagine um meio em que a densidade aumente gradativamente, ou seja, um meio que não é homogêneo. Neste meio a luz pode fazer curva. Na verdade, não é bem uma curva que a luz faz. É que podemos imaginar que este meio de densidade variável é uma justaposição de lâminas discretas de densidades distintas. E, quando passa de uma lâmina para outra, a luz sofre um desvio. Para infinitas lâminas, ou seja, para a densidade do meio que varia continuamente, não vemos mais desvios individuais e temos a sensação de uma curva suave, contínua. Confira na figura abaixo.
É isso o que acontece na atmosfera do nosso planeta que, para grandes altitudes (cerca de 100 km) é bem sutil, bastante rarefeita, mas vai aumentando a sua densidade na medida em que nos aproximamos da superfície terrestre. A luz que, por exemplo, vem de uma estrela distante, propaga-se em linha reta no vácuo interestelar (meio transparente e homogêneo). Mas, ao penetrar na atmosfera, sofre infinitos desvios que produzem o efeito de uma curva contínua, como na ilustração a seguir que de propósito está fora de escala.
Desvio (exagerado) sofrido pela luz ao atravessar a atmosfera
Por isso mesmo um observador O na Terra não vê a estrela na sua posição correta (E) mas ligeiramente deslocada para outro ponto (E’).
E não podemos esquecer de que, segundo a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, a luz também pode fazer curva por causa da presença de massa. Para Einstein, a massa deforma o espaço-tempo. E a luz segue esta deformação, fazendo curva.
Massa produz deformação do espaço tempo que pode curvar a luz
Mentira 6:
Tudo o que é aquecido sofre dilatação térmica
mercury pictures
Num termômetro o mercúrio dilata e "sobe" pelo tubo
Para a maioria das substâncias isso é verdade. Mas não dá para generalizar esta afirmação.
A água, por exemplo, tem um curioso comportamento anômalo. Entre 0oC e 4oC seu volume diminui mesmo com o aumento de temperatura.
Essa sutileza no comportamento da dilatação térmica da água é fundamental para que num lago, por exemplo, a água nunca congele em bloco. Quando a água está próxima de 0oC, seu volume aumenta e, portanto, sua densidade dimimui. Por causa do empuxo, essa camada de água quase solidificando sobe e congela superficialmente no lago. A camada de gelo superficial iisola termicamente o restante da água do lago que, portanto, não mais congela, permanecendo líquida. Isso permite aos seres dentro do lago manterem-se vivos na camada líquida da qual retiram gases vitais. Se a água não se comportasse assim, de forma anômala, certamente não haveria vida no planeta! Esse é só um dos detalhes que permitiram a vida na Terra! Incrível, não?
Mentira 7:
Corpos mais pesados sempre caem mais rápido
Vídeo: queda do martelo e da pena na Lua (homenagem a Galileu)
“Mentirinha” clássica! Mas muito difundida como se fosse verdade! Cuidado!
Durante a queda, há duas forças que devem atuar num corpo: Peso (P) para baixo, que corresponde ao puxão gravitacional da Terra, e atrito aerodinâmico (Aar) para cima que representa a dificuldade do corpo atravessar uma camada de ar. Geralmente idealizamos o problema, em especial no ensino médio, considerando desprezível o atrito aerodinâmico que depende do tamanho e da forma do corpo além da velocidade que ele vai atingir.
Para corpos pequenos e que vão cair de alturas pequenas, o Aar pode ser descartado sem prejuízos ao resultado final. Sendo assim, a única força que atua no corpo é o peso dado por P = m.g.
Em outras palavras, o peso é a força resultante R sobre o corpo. Pelo Princípio Fundamental da Dinâmica (ou Segunda Lei de Newton) teremos:
R = m.a
Mas R = P = m.g
Portanto, m.a = m.g.
Dividindo os dois lados da expressão acima por “m”, temos: a = g. Concluímos que, independente da massa m (e portanto do peso P), em condições ideais, diferentes corpos caem sempre com a mesma aceleração que corresponde à aceleração da gravidade local.
Na Lua, onde a atmosfera é imperceptível, não temos atrito com o ar. Dois corpos, um mais pesado e outro mais leve, se forem abandonados da mesma altura e ao mesmo tempo, sempre cairão lado a lado, com a mesma aceleração. E portanto chegarão junto ao chão. Veja acima o vídeo que mostra o astronauta Dave Scott da Apollo 15 homenageando Galileu que já tinha intuído essa idéia e afirmado que “se soltarmos no vácuo, no mesmo instante e na mesma altura, um martelo e uma pena, ambos chegarão juntos ao chão”. O experimento na Lua confirmou esta idéia!
(1) Big Bang é nome que se dá ao processo que deu origem ao nosso Universo.
(2) Superfícies equipotenciais, como o nome sugere, são superfícies que agregam pontos de mesmo potencial. No caso o potencial é gravitacional. No ensino médio é mais comum os alunos construírem superfícies equipotenciais elétricas.
(3) Pa (pascal) é a unidade de medida de pressão no S.I. (Sistema Internacional de Unidades). Pa = N/m² (pascal equivale a newton por metro quadrado lembrando que no S.I. N é unidade de força enquanto m² é unidade de área).
(4) Na verdade, com a altitude, a atmosfera fica mais rarefeita. Neste sentido, com o aumento da altitude, há menos ar.
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