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Do nada, nada se tira?


Olá, pessoas!
Levando em consideração nossos estudos acerca da origem do Universo para nos localizarmos no estudo da Química Orgânica, encontrei este texto na Revista Brasileira de Ensino de Física (http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172006000400017), por sinal INTERESSANTÍSSIMO, e achei por bem anexar aqui para vocês!!
DIVIRTAM-SE!
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Os princípios ao longo da história da Física

"Apesar da carência de instrumentos e meios observacionais, os antigos filósofos se valiam de princípios que os guiavam na elaboração de suas teorias sobre o mundo, principalmente o mundo físico.
Do ponto de vista prático estes princípios funcionam como um critério que permite identificar o modo como a natureza funciona, como um critério de separabilidade visando isolar, entre os processos imagináveis que possam ocorrer na natureza, aqueles considerados como cientificamente viáveis. São, poderíamos dizer, condições restritivas.
A construção do saber ao longo da História proporcionou várias ocasiões onde o homem tomou contacto com condições restritivas que disciplinam seu esboço da estrutura teórica da natureza. Estas condições restritivas têm origem em épocas bastante remotas da história do pensamento científico, como exprime o aforisma formulado na aurora daqueles tempos,
Do nada, nada se tira.
e a sua validade perdura no espírito humano, mesmo nos tempos atuais em que a ciência atinge um alto grau de sofisticação.
Na cosmogonia religiosa ocidental, existem duas grandes correntes conflitantes e tais que, uma confirma o aforisma, enquanto que a outra o rejeita.
A cosmogonia que rejeita esta proposição é a cosmogonia originária do pensamento judaico-cristão. Sob esta perspectiva, o universo foi criado do nada. E assim, do nada se tirou tudo! Do nada fez-se a luz, as águas, as terras, as estrelas e todos os astros do universo. O próprio tempo, segundo Santo Agostinho, foi criado nessa ocasião.
A outra corrente é formada por todas as seitas que derivam, direta ou indiretamente, do neo-platonismo. Nestas, coerentemente com a filosofia de Platão, Deus, partindo da matéria primordial, já existente, deu-lhe forma e função, e construiu o universo. O próprio tempo já existia segundo esta filosofia, porém Deus criou os astros para que seus movimentos em torno do centro do mundo pudessem servir para preservar o número do tempo.(Timeu de Platão, [2]).
Nesta filosofia de Platão o universo é eterno, incorruptível, e todo seu conteúdo material corresponde exatamente à medida da quantidade total da matéria primordial usada na sua formação. A idéia central é a transformação, onde se exclui a criação e a destruição de matéria
Uma teoria, não religiosa e com estas características, apareceu na formulação da cosmogonia de Anaximandro de Mileto (séc.VI a.C.), [3]. A substância primordial de sua teoria, o Ápeiron, sofrendo a ação de algum processo, gera, a partir dele próprio, toda a matéria do universo bem como sua organização. Com o passar do tempo este universo se corrompe, e recompõe a matéria primordial, reintegrando o Ápeiron. Em outras palavras "tudo provém do Ápeiron e tudo retorna ao Ápeiron". Nada é destruído, mas transformado.
Esta restrição, imposta às transformações que ocorrem envolvendo a matéria do universo, gerou um dispositivo teórico de valor essencial para a ciência moderna, em especial para a Física. Trata-se das Leis ou Princípios de Conservação, como veremos mais adiante.
Podemos constatar que todos os filósofos que elaboraram teorias cosmogônicas propondo a descrição da formação do universo respeitaram rigorosamente ao princípio de que do nada, nada se tira. Encontramos explicitamente nas teorias de Tales, Anaxímenes, Demócrito, Empédocles, Anaxágoras, para mencionar só os chamados pré-socráticos [3].
Destes, Anaxágoras teve um papel especial por que queria adotar como matéria primordial um corpo infinito formado pelas sementes que continham todas as propriedades da matéria que hoje encontramos no mundo. E para isso ele teria que comprovar a inexistência do vácuo, este grande vazio que existe entre as coisas, entre o Sol, a Lua e a Terra etc., que se acreditava ser ar, na concepção então vigente. Anaxágoras tomou uma vasilha, um vaso e mergulhou na água com a boca para baixo e notou que a água não preenchia todo o espaço do interior da vasilha. Fez um orifício no fundo do vaso e quando o mesmo foi emborcado na água retirou a tampa do orifício e a água tomou todo o interior do vaso. E com isto ele provou que o ar é corpóreo e que a água antes não penetrava porque corpos diferentes não podem ocupar o mesmo lugar no espaço ao mesmo tempo.
Ou seja, a aplicação de um singelo princípio da Física permitiu ao filósofo descobrir o importantíssimo fato revelando a natureza do ar.
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Do nada, nada se tira
 
Uma das mais extraordinárias conquistas da Física feita através da teoria da relatividade geral, foi a descrição do nosso Universo, na recém criada disciplina moderna: a cosmologia. Segundo esta teoria o modelo de universo adotado se apresenta como uma esfera de matéria descrita no espaço com quatro dimensões em expansão14 contínua e com uma densidade média atual muito pequena, da ordem de 10 - 29 gramas por centímetro cúbico.
Este modelo sugere que houve um tempo no passado em que a matéria toda do Universo se encontrava concentrada praticamente num ponto, quando ocorreu a explosão que provocou esta expansão, ainda hoje em ação.
Esta esfera se expande, sua temperatura média diminui, sua densidade de matéria também diminui. Se imaginarmos o universo como uma esfera isolada, todo o processo que ela está sendo submetida é uma transformação adiabática, então a primeira lei da termodinâmica estabelece a conservação da energia e, como não há troca de calor com o "meio exterior"15,
DU + W = 0,
ou seja, o trabalho de expansão do Universo é igual à diminuição da sua energia interna.
Se, por outro lado aplicarmos um raciocínio semelhante ao que foi feito com a equação da continuidade, escolhemos uma esfera que envolve o Universo, e como o fluxo de partículas através desta esfera é nulo, e tendo em vista que a quantidade de matéria e energia contida no interior da esfera não é nulo, concluímos que a matéria total contida na esfera é invariável, constante no tempo.
A expansão deste Universo é cada vez mais lenta, desacelerada pela gravitação que tende a aglutinar as partes materiais do universo. Quando a energia interna se anular o universo cessará de se expandir, e, dependendo das condições sob as quais ele evoluiu, poderá passar a se contrair.
Entretanto em 1981, um jovem cientista americano lançou uma teoria muito interessante sobre a expansão do universo16.
Supõe-se que o universo, no início de sua expansão, tenha sofrido um "super-resfriamento" atingindo temperaturas muito baixas sem ser submetido a transformações de fases apropriadas para estas temperaturas17. Resultando que seu conteúdo material, prótons, nêutrons, neutrinos, elétrons, pósitrons e mésons, entre outros, sofreu uma rarefação tão pronunciada que o conteúdo energético do Universo neste período se reduziu quase que exclusivamente à energia do vácuo. A energia do vácuo, já descrita pela mecânica quântica, figura nos modelos saídos da relatividade geral como uma energia repulsiva, por conseguinte, neste instante, o Universo passa por uma mudança de estado acompanhada de uma violenta explosão com eventos simultâneos de criação de partículas. É a teoria da inflação. Esta segunda e violenta explosão viria fornecer possibilidades de explicações para alguns problemas que preocupam bastante os que se dedicam ao estudo da cosmologia, que sem esta explosão suplementar, parecem não ter soluções.
Considerando a ocorrência deste fenômeno, a inflação, a quantidade de matéria do Universo não se conserva. Isto é: a matéria é criada a partir do nada!
Entretanto temos que levar em conta que no balanço total das energias envolvidas na evolução do Universo é necessário que seja incluída a energia do vácuo. E assim a expressão clássica do princípio da conservação da energia é mantida em sua forma18 mais pura.
Finalmente uma descoberta recente permitiu supor com certa segurança que o Universo se expande, mas não se desacelera! Se esta teoria se confirmar vemos que a energia do vácuo ainda está presente, isto é ainda não foi totalmente exaurida, fornecendo combustível para a manutenção da aceleração da expansão cósmica, a energia do vácuo continua sendo usada!"

OBSERVAÇÕES:
14 Este modelo cosmológico foi elaborado depois da descoberta, em 1920 do fenômeno de recessão das galáxias por E. Hubble e sua equipe.
15 Neste modelo o "meio exterior" não existe.
16 A teoria do universo inflacionário de Alan Guth [10].
17 Este fenômeno é semelhante ao que ocorre quando se congela lentamente uma garrafa de cerveja, levando sua temperatura abaixo do ponto de congelamento do líquido. Ao ser retirada do refrigerador vemos que a cerveja está ainda no estado líquido, porém, à menor perturbacão, ela muda de estado. Comeca a congelar.
18 Entretanto a questão não se resolve assim tão facilmente pois ao incluirmos a energia do vácuo introduzimos neste cenário interacões quânticas, com suas peculiaridades que dificultam interpretacões clássicas, como por exemplo, o efeito túnel.
 

 

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