Posts Tagged ‘gravitação’

Um pouco mais sobre ondas gravitacionais

fevereiro 24, 2016

Dada a importância do assunto resolvi indicar mais alguns vídeos que abordam o assunto e que explicam de forma simplificada como funcionam os detectores das ondas gravitacionais.

Vários vídeos estão disponíveis no youtube e vários alunos estão me indicando o canal Nerdologia. (https://www.youtube.com/user/nerdologia). Eu assisti ao vídeo desse canal sobre ondas gravitacionais, porém não recomendo. Além de alguns errinhos conceituais, ele fala muito rápido e acaba reforçando aquela ideia de que Física é algo impossível de se entender.

Gostei muito desse vídeo que me foi apresentado por um aluno (valeu Danilo Salgado):

Ele aborda de forma tranquila e numa linguagem acessível o que são as ondas gravitacionais e como os aparelhos puderam detectar sua presença (além disso está legendado em português).

O segundo vídeo é muito legal, pois foi produzido pelo próprio laboratório LIGO, responsável pela descoberta e apresenta imagens reais do laboratório e com os principais pesquisadores envolvidos no projeto:

Infelizmente ele não tem legendas em português.

Esse terceiro vídeo também não possui legendas em português, mas as imagens são muito interessantes e representa como a onda gravitacional foi gerada quando os dois buracos negros colidiram, além disso ele também explica com um pouco mais de detalhe como os detectores funcionam:

Esse último vídeo acaba sendo redundante, mas estou indicando porque é apresentado pelo Brian Greene, autor do livro: “O universo elegante” (disponível também em vídeo no youtube), na minha opinião o melhor livro para se entender a Teoria da Relatividade e A mecânica quântica. Diferentemente de Stephen Hawking , Greene sabe escrever para leigos e usa analogias muito interessantes e ao mesmo tempo é extremamente rigoroso.

Espero que os vídeos ajudem a entender o que são essas ondas. Para entender o porque da importância da descoberta não deixe de ler o post anterior:

https://12dimensao.wordpress.com/2016/02/15/ondas-gravitacionais-einstein-estava-certo-mais-uma-vez/

Aguardo comentários com dúvidas e críticas sobre os vídeos.

 

Ondas Gravitacionais – Einstein estava certo (mais uma vez)

fevereiro 15, 2016
Representação da colisão de dois buracos negros e as ondas gravitacionais geradas pela colisão. (Imagem obtida em:  http://zap.aeiou.pt/wp-content/uploads/2016/01/5473656dd269b9b39e084fcf99c19ce4-783×450.jpg)

Quando pergunto aos meus alunos: Como Aristóteles explicava a queda de uma pedra?

Vários deles respondem: Gravidade!

Nessa hora da vontade de ser irônico e dizer:  Isso!!!! Aristóteles inventou uma máquina do tempo, viajou quase dois mil anos e ficou sabendo sobre os trabalhos de Sir Isaac Newton.

Lei da Gravitação Universal, talvez uma das leis mais básicas da Física, e tão mal compreendida. Um exemplo disso é o número de vezes que ouvimos na TV mencionarem que os objetos flutuam, na estação espacial, porque lá não existe gravidade. Se fosse verdade a estação espacial estaria perdida no espaço. Ela está em órbita justamente porque existe uma força que a prende a Terra, a força da gravidade.

Engana-se quem acha que a Lei da gravitação de Newton explica porque as coisas caem. Ela nos mostra como a força atua, mas não o porque.

Mas esse não é um post para julgar as pessoas, as leis da física não são assim tão fáceis de serem entendidas (o que é verdade para qualquer grande conceito). O importante é que a grande maioria das pessoas, que estudaram o mínimo de ciência, sabe que não caímos do planeta porque existe uma força que nos mantém presos a ele. Aqueles mais curiosos talvez saibam que essa lei já foi substituída por outra lei mais geral, que aboliu o conceito de força: A Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein.

Nessa “nova” teoria (as aspas se devem ao fato de que ela acaba de completar cem anos) Einstein troca o conceito de força gravitacional pelo conceito de campo gravitacional.  A Terra, por ter uma massa muito grande comparada a de nossos corpos, cria uma deformação no espaço que obriga esses corpos a permanecerem em sua superfície. É uma idéia muito abstrata e de difícil compreensão. Como imaginar que o espaço, sempre considerado como algo vazio, possa ser curvado?

A imagem abaixo talvez ajude a visualizar essa curvatura, mas ela é apenas uma representação, uma vez que nessa figura o espaço seria bidimensional e a curvatura ocorre na terceira dimensão. Considerando o espaço real com três dimensões, a curvatura teria que ocorrer numa outra dimensão que é impossível para nós se quer imaginar.

Imagem que tenta representar a deformação do espaço-tempo que dá origem a gravidade, segundo o modelo de Einstein. O satélite (evidentemente fora de escala) está preso ao campo gravitacional por conta dessa deformação e não por ação de uma força que parte do planeta. Imagem disponível em: https://imgnzn-a.akamaized.net/2013/10/07/07115551610.jpg

Einstein teve essa idéia de espaço curvo em 1907 na tentativa de incluir a gravitação em sua Teoria da Relatividade Restrita, publicada em 1905.  Mas o que torna uma idéia uma teoria é seu poder de previsão e verificação experimental, e na física isso é feito através de um modelo matemático que sustente a teoria. Einstein sabia disso e levou oito anos para construir e terminar seu arcabouço matemático, que concluiu em 1915.

Apesar da dificuldade matemática dessa teoria mais geral, a idéia inicial de espaço curvo podia ser testada experimentalmente e isso foi feito em 1919, aqui no Brasil, por uma equipe inglesa. Nesse experimento, a luz de uma estrela foi desviada ao passar próxima ao Sol e o desvio entre a posição real da estrela e a posição observada durante um eclipse pode ser comparada. O valor desse desvio coincidia quase que exatamente com o calculado pela Teoria da Relatividade, tornando Einstein o cientista mais famoso do século XX e talvez da história.

Ao longo desses cem anos, diferentes experimentos foram pensados e testados e todos eles comprovaram as idéias de Einstein, no entanto uma importante previsão, feita por ele antes mesmo de concluir sua Teoria Geral da Relatividade, aguardava uma comprovação experimental, a previsão de que corpos maciços movendo-se através do espaço gerariam ondas gravitacionais.

A curvatura do espaço-tempo é provocada por qualquer porção de matéria, mas como a gravidade é uma força extremamente fraca (se comparada, por exemplo, com a força eletromagnética), faz-se necessário uma massa enorme para que a deformação seja perceptível. A atração gravitacional entre você e a parede mais próxima existe, mas ela é bilhões de vezes mais fraca do que a gravidade que o planeta exerce sobre você.

Quando massas enormes se movem através do espaço ondulações são criadas. Assim como quando você perturba a superfície de uma piscina. Essas perturbações do espaço são as ondas gravitacionais, previstas por Einstein e detectadas em setembro de 2015 e anunciadas em 11 de fevereiro de 2016.

Representação computacional da colisão de dois buracos negros produzindo intensas ondas gravitacionais

Uma semana antes do anuncio eu comecei a escrever esse post e era justamente para falar sobre a gravidade. O motivo veio de outra notícia: a possibilidade teórica de se controlar a gravidade. No dia 10/02/2016  vi um chamado de que no dia seguinte seria anunciada uma grande descoberta, a provável detecção das ondas gravitacionais, isso me fez mudar o enfoque do tema.

Mas por que a detecção dessas tais ondas é tão importante?

A comprovação de que a Teoria da Relatividade esta certa é uma boa notícia para a Física, mas isso já vem ocorrendo a quase cem anos, de diferentes maneiras. A importância da descoberta esta na incrível possibilidade de investigar o espaço sideral de um jeito totalmente novo.

Durante milhares de anos os seres humanos olharam para o céu a olho nu.

Com a invenção do telescópio novas descobertas foram feitas, como a percepção de que a Via Lactea é apenas uma dentre mais de trilhões de galáxias e que o universo está em expansão.

Depois vieram os radiotelescópios, a possibilidade de observar o céu em outras freqüências não visíveis aos olhos humanos, o raio-X, a radiação infravermelho, radiação gama e ondas de radio.  A luz visível é apenas uma das muitas radiações do espectro eletromagnético (vide figura ).

Espectro eletromagnético. Reparem que a luz visível ocupa uma estreita faixa de todo o espectro de radiação

A detecção de ondas gravitacionais permitirá a observação de regiões que não são “visíveis” pela radiação eletromagnética. O cientista Odylio Aguiar, um dos pesquisadores brasileiros que participa do projeto LIGO (sigla de Observatório de ondas gravitacionais por interferômetro Laser), laboratório responsável pela detecção do sinal, fez uma declaração que está confundindo algumas pessoas, segundo ele:

“São frequências em ondas gravitacionais que, jogadas em um alto-falante, são possíveis de escutar. As ondas gravitacionais permitem que nós possamos ouvir o universo. Vamos conseguir ouvir coisas que a gente não consegue ver”1.

Alguns alunos me perguntaram se estamos ouvindo as ondas gravitacionais.

Vou tentar explicar onde está a confusão:

A definição clássica de onda é: uma perturbação que se propaga sem transporte de matéria. Ainda segundo a física classica elas são divididas em ondas mecânicas e eletromagnéticas. As ondas mecânicas são provocadas por perturbações mecânicas (movimento), como o som. A vibração das cordas vocais provoca uma perturbação no ar que se propaga até nossos ouvidos. Assim podemos ouvir a voz de uma pessoa que está falando. Toda onda mecânica precisa de um meio de propagação, pois são as moléculas desse meio que estão vibrando quando ocorre a passagem da onda.

Já uma onda eletromagnética não precisa de um meio de propagação, elas são oscilações do próprio espaço-tempo, causadas pela vibração de campos elétricos e magnéticos (cargas elétricas ou imãs em movimento).

Agora já podemos afirmar que outro tipo de onda existe. As ondas gravitacionais, que assim como as eletromagnéticas são oscilações do próprio espaço-tempo, porém causadas pela vibração de campos gravitacionais (corpos de grandes massas em movimento).

As ondas gravitacionais não podem ser ouvidas diretamente, elas não são o som (lembrem-se que no espaço há vácuo, logo o som não pode se propagar ali). Mas assim como podemos converter um sinal eletromagnético da antena de um celular para um som que sai por seu alto-falante , podemos converter as ondas gravitacionais em som. Isso realmente foi feito, mas não tem nenhum significado, não é realmente o “som” do universo.

A confusão está ocorrendo porque ao noticiarem a descoberta os cientistas do projeto converteram as ondas detectadas em um som audível e também porque estão usando uma analogia para explicar a importância da descoberta:

Assim como nós usamos os diferentes sentidos para conhecermos o mundo, a astronomia estava baseada até hoje somente na “visão” (uso de ondas eletromagnéticas). Agora temos outro tipo de onda, como se fosse um outro sentido, a audição ou o tato. As ondas gravitacionais, junto com as ondas eletromagnéticas vão permitir uma compreensão melhor do universo e avançar os estudos da astronomia. Quando o cientista diz “até agora estávamos surdos para o universo e agora passamos a ouvi-lo”, ele está querendo dizer que uma nova forma de investigação está sendo aberta. Não posso visualizar meu vizinho no andar de cima, mas posso ouvi-lo. Da mesma forma, uma onda gravitacional pode atravessar barreiras que as ondas eletromagnéticas não atravessam, como por exemplo, os buracos negros.

A importância da descoberta pode ser verificada também pelos números: o projeto inclui 15 países e foi orçado em cerca de 620 milhões de dólares. Demorou mais de quarenta anos desde a concepção até a detecção. Não vou entrar em detalhes técnicos de como a descoberta foi feita, posso explicar nos comentários, se alguém desejar (o vídeo abaixo também ajuda a entender). Só para se ter uma base de como ele é delicado, são na verdade dois laboratórios quase idênticos, separados por mais de 3.000 km de distância, e cada laboratório possui 4 km de tubos. Além do LIGO outros projetos parecidos estão em etapa de conclusão em outros lugares do mundo.

O projeto entrou em operação em 2002 e só após uma reforma, para melhorar sua precisão, foi possível a detecção do primeiro evento em setembro de 2015. Para evitar um alarme falso os cientistas aguardaram as revisões e confirmação da pesquisa até o dia 11 de fevereiro de 2016 quando finalmente foi anunciada a descoberta.

Entre os idealizadores do projeto está Kip Thorne, físico que ficou famoso depois do filme Interestelar, em que foi consultor científico e produtor, além de escritor do livro “A ciência de interestelar” (veja o post: Interestelar, há muito tempo não víamos um filme assim.

link para post sobre o filme

Sobre a outra notícia que iniciou originalmente o post vou falar rapidamente, Um físico da universidade de Namur na Bélgica publicou em dezembro do ano passado2 um artigo onde demonstra com vários cálculos matemáticos a possibilidade teórica de manipularmos a gravidade, algo até então só visto nos filmes e na literatura de ficção científica.

Imagine apertar um botão e desligar a gravidade de um automóvel, ele passaria então a flutuar. Ou então criar artificialmente gravidade em estações espaciais ou naves tripuladas. Isso tudo ainda está no campo da ficção mas Andre Fuzfa mostrou, usando a Teoria da Relatividade de Einstein que é possível construir uma máquina que cria e controla a gravidade, usando  para isso fortes campos eletromagnéticos.

Mais do que novas formas de transporte, se o campo gravitacional realmente puder ser controlado as aplicações tecnológicas são inimagináveis, poderíamos usar ondas gravitacionais (do mesmo tipo que acabaram de detectar no LIGO) para transmitir informações, assim como hoje usamos as ondas eletromagnéticas como as do rádio e dos celulares. As vantagens são muitas, mas as dificuldades são maiores ainda. Como já mencionado acima, a força gravitacional é extremamente fraca e por isso seria necessário campos eletromagnéticos muito intensos para criar fraquíssimos campos gravitacionais.

Por enquanto o artigo abre a possibilidade de possíveis aplicações em laboratório, testando as leis da física e ajudando a entender melhor esses modelos teóricos.

O ano de 2016 começa brilhante para a Física, uma nova janela se abre para o céu. Uma nova área tecnológica surgirá. A história nos mostra que previsões, principalmente no campo da ciência e tecnologia costumam errar e muito. Mas é impossível não imaginar que estamos diante de um marco, que será lembrado por muito tempo e fará parte dos futuros livros de física do ensino médio.

Referencias bibliográficas:

1 – Ondas gravitacionais podem permitir viagem no tempo, diz pesquisador  – Página do G1  Disponível em : http://g1.globo.com/sp/vale-do-paraiba-regiao/noticia/2016/02/ondas-gravitacionais-podem-permitir-viagem-no-tempo-diz-pesquisador.html Acesso em 14/02/2016

2 –  Fuzfa,  Andre  – How Current Loops and Solenoids Curve Space-time – Physical Review D Vol.: 93, 024014– Disponível em : http://arxiv.org/pdf/1504.00333v3.pdf

3 – http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=aparelho-pratico-controlar-gravidade&id=010130160122&ebol=sim#.VsEQh1QrKM9 acesso em 14/02/20164 –

4 – http://phys.org/news/2016-01-paper-method-gravitational-fields.html acesso em 14/02/2016

5 – http://super.abril.com.br/ciencia/matematico-propoe-maneira-de-criar-e-manipular-a-gravidade acesso em 1/02/2016

 

 

 

 

Cientistas brasileiros questionam modelo cosmológico mais aceito.

agosto 22, 2011

O modelo do Big Bang é o modelo que tenta explicar a formação do universo. Este modelo foi desenvolvido a partir das equações da Teoria da Relatividade Geral de Einstein.

A idéia básica do modelo é de 1927, mas a base matemática do modelo atual foi desenvolvida pelo grupo do físico russo George Gamow, nos idos de 1940.

Como todo modelo científico, o Big Bang, não é uma “verdade absoluta”, mas sim uma tentativa de entender como o universo se formou a partir de observações feitas hoje, mesmo que muitas delas correspondam a eventos que aconteceram há muito tempo.

Através da primeira versão do modelo foi possível calcular a idade do universo. O valor encontrado estava na casa de milhões de anos. Nessa época, já se conhecia a idade da Terra com boa precisão (graças à datação radioativa), e a mesma se encontrava em torno de 4 bilhões e meio de anos. Como a Terra poderia ser mais velha que o universo?

A estimativa para a idade do universo estava errada, óbvio! Isso aconteceu porque o modelo não estava pronto. Precisou ser aprimorado. Foi então desenvolvida uma correção para o modelo, o chamado modelo inflacionário, que afirma que o universo sofreu uma brutal expansão em um tempo muito pequeno. Após essa correção, um novo cálculo foi realizado e a idade do universo ficou entre 13 e 15 bilhões de anos. Bem mais coerente.

Esse exemplo mostra o que estou querendo dizer, um modelo científico vai sendo aperfeiçoado à medida que novas observações, experiências, ou modelos matemáticos são feitos.

Existem várias evidências que comprovam o modelo do Big Bang, dentre eles destaca-se a expansão do universo, observada pela primeira vez pelo astrônomo Edwin Hubble, em 1929. Há cerca de 11 anos medidas astronômicas indicaram que a taxa de expansão do universo é positiva isto é, sua aceleração está aumentando ao invés de diminuir. O que poderia estar acelerando o universo?

Postulou-se a existência de uma energia escura que seria a responsável por essa aceleração. Desde então a maioria das teorias cosmológicas fazem uso da energia escura em seus modelos.

É a existência dessa aceleração positiva que está sendo questionada por dois brasileiros, Antônio Cândido de Camargo Guimarães e José Ademir Sales de Lima, ambos pertencente ao Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP). Os pesquisadores brasileiros analisaram vários dados utilizando um modelo que não faz uso do modelo tradicional da energia escura. O resultado desse trabalho indica que realmente houve uma expansão acelerada, mas que atualmente ela é incerta, pode até estar acelerada, mas diminuindo.

É assim que se faz ciência, colhendo dados e aperfeiçoando os modelos. Isso não significa que tudo que foi feito nesses últimos dez anos estava errado.

Para uma explicação mais didática podemos comparar a precisão de uma teoria científica com a precisão de uma arma. Vejam as imagens abaixo:


 

 

 

 

 

 

As figuras representam alvos e os pontos amarelos os locais onde os tiros (ou flechas) acertaram. A analogia com um modelo científico pode ser feito da seguinte forma. O ponto central (vermelho) representaria o valor verdadeiro, ou “verdade absoluta” (a existência ou não dessa verdade dá uma discussão filosófica interessante, mas fica para outra vez). Os pontos amarelos são os dados experimentais, usados para testar o modelo.

Na figura 1 temos um exemplo do que seria um modelo científico sem muita precisão. Vejam que há diferença entre precisão e acuidade. Há acuidade, pois alguns dados acertam o alvo (no caso do modelo científico, isso significa que o modelo permite interpretar corretamente alguns fenômenos, e fazer boas previsões. Mas alguns dados estão bem longe do alvo, mostrando que o modelo não é muito preciso, precisando ser melhorado. Alguns modelos podem parecer bons no começo, mas depois de várias medidas, ou de dados mais precisos, mostram falhas.

Melhorando-se o modelo, chegamos a uma teoria científica mais precisa, representada pela figura 2, Os dados se encaixam mais próximo do alvo, mas não é possível garantir que todos sejam certeiros (principalmente porque diferentemente de um alvo, no caso de uma teoria científica não sabemos qual é a verdade).

Na figura 3 temos o exemplo de um modelo que é preciso, mas que está baseado em premissas erradas, dessa forma leva a previsões falhas. Esse sim seria exemplo de uma teoria científica errada.

Espero que com essa analogia tenha deixado mais ou menos claro como a ciência trabalha.

É por isso que não ficamos decepcionados quando uma teoria científica é questionada, ou derrubada. Faz parte do processo. Newton reinou soberano por quase 300 anos, mas no começo do século XX, seu modelo apresentou falhas e teve que ser substituído por outros dois: A teoria da relatividade e a mecânica quântica. Assim como uma arma não tão precisa pode ser usada, se não desejamos uma medalha olímpica, a teoria de Newton continua válida para muitos casos.

Os cientistas brasileiros citados acima fizeram uso de outro modelo, que não incluía a energia escura. Resta aguardarmos novos dados para sabermos se eles descobriram um modelo mais preciso, ou se foi apenas um “tiro certeiro” conseguido na sorte.

Referências Bibliográficas:

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=brasileiros-questionam-aceleracao-expansao-universo&id=010130110815&ebol=sim

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=universo-nao-estar-ritmo-acelerado-expansao&id=010830110603

Could the cosmic acceleration be transient? A cosmographic evaluation.
Antonio Guimarães, José Ademir Sales de Lima
Classical and Quantum Gravity
27 Maio 2011
Vol.: 28, Number 12, p. 125026
DOI: 10.1088/0264-9381/28/12/125026

Viagem no tempo – parte I

março 27, 2011

Gosto muito de falar sobre viagem no tempo, mas sempre evitei escrever aqui sobre isso. O motivo principal é que já é difícil falar disso em um curso inteiro de um semestre. Mais ainda numa palestra de uma hora e meia. Imagina então em poucas linhas. Mas duas coisas me fizeram mudar de ideia. A notícia veiculada no site Inovação tecnológica, cujo título é:

LHC pode se tornar a primeira máquina do tempo do mundo

(http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=lhc-maquina-do-tempo&id=010130110316&ebol=sim – Capturado em 21/03/2011)

Imagem do interior do LHC (maior acelerador de partículas do mundo)

e um curta metragem que me foi enviado na semana passada, cujo link estará logo abaixo, que aborda um cientista que fica preso num loop de tempo, como o Phil do filme Feitiço do tempo (Groundhog Day, 1993, Direção: Harold Ramis, roteiro: Danny Rubin), mas diferente da comédia americana, a história do curta brasileiro não é nada divertida, pois o cientista não tem tempo para aprender nada.

Decidi então começar uma série de post abordando o assunto Viagem no tempo, tema esse abordado em meu curso de Física e Tecnologia Moderna do 2º. ano do Ensino médio do Oswald de Andrade e no curso do 3º. ano na disciplina de física.

O Tema viagem no tempo aparece primeiramente na ficção científica, o grande clássico é A máquina do tempo de 1895, escrito por H.G. Wells. Dez anos depois a ciência chega junto da ficção. Uma teoria científica abala os alicerces da física e coloca a viagem no tempo para o futuro como uma possibilidade teórica, ainda que de uma forma “sem graça”. Estou falando da Teoria da Relatividade Restrita de Albert Einstein, que afirma que observadores em referenciais diferentes, irão medir diferentes unidades de tempo. Dessa forma dois irmãos gêmeos poderão, desde que tenhamos tecnologia para isso, ter idades bem diferentes.

Em 1916 Einstein publica a Teoria da Relatividade Geral. Nessa teoria, muitas ordens de grandeza mais complexa que a Restrita, viagens no tempo para o passado são possibilidades matemáticas, mas consideradas impossíveis por vários físicos, inclusive pelo próprio Einstein. Mas uma teoria científica não é como uma obra de arte, cujo autor tem plenos poderes sobre ela, ele decide quando ela está pronta ou não. Uma teoria científica é um modelo criado por alguém, ou por um grupo de pessoas, mas que ao ser publicado cai em domínio público. Os autores perdem o direito sobre sua teoria e novas opiniões e contribuições são feitas.

Vários cientistas estão fazendo trabalhos sérios sobre a possibilidade de viagens no tempo, não apenas para o futuro, mas também para o passado. Artigos publicados em revistas científicas e livros abordando possibilidades, ainda que somente teóricas, estão disponíveis e alguns viraram até Best Sellers, como Uma breve história do tempo e O universo numa casca de noz de Stephen Hawking. Mas nos próximos posts eu indicarei livros melhores do que esses, como por exemplo: O enigma do tempo de Paul Davies (confesso que não gosto de como Stephen Hawking  escreve).

Aguardem: Viagem no tempo parte II, enquanto isso leiam o artigo sobre o LHC e assistam ao curta Loop (são apenas 6 minutos).

Em busca do Espaço – Aula para os nonos anos –

maio 25, 2010

Hoje entrei mais uma vez nas salas dos nonos anos, não para mais uma palestra, mas para uma aula de física.

O objetivo era mostrar aos futuros alunos do ensino médio, como é uma aula de física do segundo ano do ensino médio.

O tema escolhido foi energia mecânica (que é o mesmo tema abordado no segundo ano atualmente). Para fazer uma ligação com a palestra dada por mim no começo do ano (modelo do big bang) coloquei o seguinte problema a ser resolvido:

Como vencer a gravidade terrestre para alcançarmos a Lua?

Dentro disso foi desenvolvido o conceito de velocidade de escape (velocidade necessária para que um corpo entre em órbita). Para deduzir a fórmula, ainda que aproximada, dessa velocidade foram usadas as equações de energia potencial gravitacional e energia cinética. Com uma abordagem simples e passagens matemáticas detalhadas, foi possível deduzir a fórmula usando-se apenas os conceitos do ensino fundamental.

Com a fórmula pronta calculamos qual seria a velocidade de escape para o planeta Terra, para a Lua e para o Sol, usando para isso os dados astronômicos conhecidos.

Segui-se então um pequeno histórico sobre a chegada do homem à Lua e a importância da tecnologia dos satélites.

Como a velocidade de escape depende do raio e da massa do planeta, foi discutido o conceito de buraco negro: um astro que possui muita massa em um raio muito pequeno.

A aula foi finalizada discutindo-se a importância da conquista do espaço, e de como olhar a Terra de fora foi um marco importante para aumentar a consciência global, sobre a  necessidade de preservação do nosso planeta, nossa única morada.

Como da outra vez a participação dos alunos foi muito boa, com perguntas variadas e inteligentes.

Espero poder rever em breve esses rostinhos curiosos no dia a dia, como meus alunos no ensino médio, e que nesses dois anos que virão, eles não percam o interesse por temas tão instigantes.

O link abaixo permite baixar os slides da aula.

 Em busca do espaço

Palestra sobre modelos científicos para os nonos anos

abril 17, 2010

Nos dias 4 e 5 de março entrei nas salas dos nonos anos para uma palestra sobre o modelo científico de criação do universo mais conhecido como Big Bang.

Essa palestra já vem sendo ministrada por mim há vários anos e foi um pedido da ex professora de ciências Magda para que as oitavas séries tivessem uma visão científica de como a física tenta explicar a criação do universo. O atual professor de Ciências, Murilo, deu continuidade ao projeto e mais uma vez a palestra aconteceu no início do ano.

A idéia não era apenas falar sobre o Big Bang, e sim sobre como a nossa visão de mundo veio mudando ao longo da história, desde os gregos antigos até hoje, passando pela visão geocêntrica e heliocêntrica.

Claro que falar sobre Aristóteles, Ptolomeu, Copérnico, Galileu, Kepler, Newton, Kant, Laplace, Einstein e Gamow em menos de uma hora é uma tarefa quase que impossível, trata-se, portanto de uma noção bem geral de como os modelos foram concebidos,  de qual a diferença entre um mito, um modelo filosófico e um modelo científico.

A participação dos alunos sempre foi muito boa, mas neste ano em especial foi surpreendente. Nas duas salas não foi possível terminar a palestra dado a imensa quantidade de perguntas. As questões versavam sobre os mais variados temas e tinham ligação com o que estava sendo exposto. Claro que lidar com a ansiedade de alunos de 14 anos não é fácil, mas uma classe assim é o que todo professor deseja, era nítido o interesse deles pelo assunto. Perguntas como: “ Mas o universo está se expandindo pra onde?” “O que tem depois do universo?” “O que tem no centro da galáxia?” foram algumas das perguntas que mais instigaram os alunos. A falta de uma certeza para as respostas, deixava-os ainda mais intrigados (e tenho que  confessar, deixava-os também decepcionados). Mesmo quando uma resposta era dada o prazer durava pouco, pois outras dúvidas surgiam junto com a resposta, deixando claro que a ciência não é um compartimento onde se vai buscar uma resposta pronta. Trata-se de uma construção cheia de percalços e tropeços.

Os slides da palestra estão disponíveis aqui:     big bang  

Espero que assim um canal para mais perguntas e sugestões esteja  aberto.