CIêNCIA

FAMÍLIA

9 DE FEVEREIRO 2021

Há conceitos que nascem connosco. Há vezes até em que somos nós que nascemos com eles. Talvez deva dizer que nascemos neles. Se tivermos sorte, crescemos a saber o que é uma Família ou, pelo menos, a achar que sabemos. (...) Por vezes, crescemos o suficiente e paramos para pensar, questionando-nos se há realmente um tipo certo de Família. E aqueles há entre nós que percebem que não.

(...)

Tentar inventar receitas e fingir que fazem parte do livro é talvez um dos maiores erros que o ser humano comete, uma e outra vez, sem se aperceber do absurdo que é. O que há é um papel e esse podemos pintar com as cores que quisermos.

MAIS

FAMÍLIA

9 de Fevereiro de 2021

“Unus homo familia non est”

— Cícero

Há conceitos que nascem connosco. Há vezes até em que somos nós que nascemos com eles. Talvez deva dizer que nascemos neles. Se tivermos sorte, crescemos a saber o que é uma Família ou, pelo menos, a achar que sabemos. Crescemos com uma noção intuitiva do que é, de para que serve e de quem faz parte dela. E geralmente, crescemos e criamos uma nova, a nossa Família. Não que a que temos deixe de o ser, ou que a nova a substitua. Não. Somamos famílias e elas crescem connosco. Por vezes, crescemos o suficiente e paramos para pensar, questionando-nos se há realmente um tipo certo de Família. E aqueles há entre nós que percebem que não.

A palavra Família deriva do latim Familia, um conjunto de Famulus. Para os romanos, um Famulus era um escravo que servia em casa sob a autoridade de um patriarca e a Familia era o conjunto de escravos que servia na mesma casa, de onde provém a frase de Cícero, “Um [só] homem não é uma família”. Contudo, o termo começou a ser generalizado para incluir também aquilo a que hoje chamamos família, incluindo a esposa e filhos, ou qualquer parente que vivesse sobre o mesmo tecto. A dado momento, passou a incluir a terra, o pasto e os animais que fossem necessários ao correcto funcionamento da casa, juntamente com os originais escravos, e Familia passou a designar todo o núcleo que desempenhava um papel na habitação [1]. Neste sentido, a Familia nada tinha a ver com laços de sangue, mas com o bom funcionamento de uma casa.

Com o tempo, o termo evoluiu para incluir pais e filhos, tios, primos, avós, ascendentes e descendentes, sem os escravos, os animais e as terras. A Família tornou-se assim dependente dos laços de sangue e o termo passou a centrar-se na biologia e na genética. Na linguagem dos tempos correntes, quando falamos de Família pensamos rapidamente numa árvore genealógica e no “sangue do meu sangue”, que não é realmente sobre sangue, mas sobre genes. No último século, ganhámos uma noção de parentesco mais fundamental, em que parentes são indivíduos que partilham genes. Os genes são as peças que compõem o nosso ADN, pequenas unidades que codificam a informação necessária para produzir as proteínas que regulam o nosso organismo. Estas unidades agrupam-se numa enorme sequência, como receitas individuais guardadas num livro de receitas, que constitui o nosso ADN. Este livro de receitas é passado de geração em geração, de pais para filhos, transmitindo a informação ao longo do tempo.

A verdadeira dinâmica está na passagem do livro de pais para filhos. Na prática, cada progenitor passa ao filho metade das suas receitas, de forma aleatória, e são estas duas metades que constituem o livro completo do novo indivíduo. Este novo livro de receitas é uma combinação que pode ser melhor ou pior para os dotes de cozinha do indivíduo. Como todos sabemos, maus dotes culinários prejudicam a vida romântica que, por sua vez, tende a prejudicar a transmissão das receitas (uma vida com pouco romance tende a incluir pouca reprodução). Com o passar do tempo, apenas as melhores receitas sobrevivem, enquanto as más se perdem pelo caminho — os melhores genes passam de geração em geração, enquanto aqueles que impedem o indivíduo de se reproduzir (seja porque não sobrevive tempo suficiente ou porque não é apelativo o suficiente para encontrar parceiro) se perdem pelo caminho. É esta ideia que está na base da Teoria da Evolução, de Darwin.

Apesar da importância da biologia e da genética, uma Família é mais do que genes. Mesmo do ponto de vista evolutivo, houve uma tendência para a criação de laços emocionais e sociais entre estes indivíduos. A cooperação social revelou-se crucial para a sobrevivência e afectou directamente esta selecção genética, incentivando receitas com carácter social (digamos, um cozido para 10) e suprimindo as anti-sociais (talvez um bifinho para 1). Isto não quer dizer que deixámos de seguir as receitas, mas que cada vez mais estas ensinavam-nos a ser sociais e este carácter social foi passando de livro para livro, de geração em geração. Assim, os laços emocionais entre pais e filhos, a preocupação entre irmãos e primos, e a noção de núcleo familiar tornaram-se regra — não uma regra que respeitamos, mas uma que cumprimos naturalmente sem nos apercebermos que existe.

Não só cumprimos, como aprendemos qual era a vantagem desta regra, de tal forma que expandimos o círculo e criámos grupos cada vez maiores, grupos de grupos, Famílias de Famílias, que constituíram uma comunidade. Unimos famílias inteiras através de “casamentos” (ou simples uniões conjugais sem qualquer tipo de conotação legal) e criámos uma interdependência da qual ficou impossível escapar — actualmente, a Família (no sentido mais abrangente de grupo interdependente de indivíduos) é um factor crucial na nossa saúde mental.

Tal como os romanos com a sua Familia pragmática e contractual, o casamento e a família tornaram-se questões cada vez mais legais. Tentámos definir rigorosamente o que era uma família — um homem e uma mulher, e os seus filhos biológicos — e de forma geral a regra era a exclusão. Excluíram-se filhos que não fossem de ambos, excluíram-se casais que não fossem um homem e uma mulher, excluiu-se a possibilidade de encontrar uma nova família, e tantas outras questões que parecem irrelevantes. Roubou-se direitos às mulheres, encheu-se de direitos os homens, deu-se autoridade total ao pai na educação dos seus filhos e tudo isto se escreveu na lei. Com tantas regras, quase se esqueceu a vantagem da Família.

Segundo a Organização Mundial de Saúde, em 1994, “o conceito de família não pode ser limitado a laços de sangue, casamento, parceria sexual ou adopção. Qualquer grupo cujas ligações sejam baseadas na confiança, suporte mútuo e um destino comum, deve ser encarado como família”. Esta ideia é muito mais próxima da origem dos laços familiares do que um contrato e laços de sangue. Permite-nos fugir à “família tradicional” e olhar para outros tipos de famílias, em particular as famosas “famílias que escolhemos”. De forma geral, permite-nos ignorar as leis para o casamento e para a adopção de uma dada época ou região, e pensar num conceito de família em que o importante são os laços afectivos e a dedicação entre um grupo de indivíduos. Não importa se é uma família monoparental, que inclui um casal homossexual, se é biológica ou adoptiva, nem sequer se existem pais — podem ser os avós, os tios, apenas irmãos ou até mesmo amigos.

É claro que há toda uma outra história que a psicologia nos ensina, uma história demasiado longa e complexa para que lhe possa fazer justiça. No famoso modelo bioecológico de Bronfenbrenner, a família faz parte do microssistema, aquele que mais diretamente interage com o desenvolvimento de uma criança. Neste modelo, o ser humano é visto como ser relacional e interage de formas particulares com o ambiente, interacção que é um dos primeiros mecanismos do desenvolvimento humano. Em modelos do desenvolvimento como os de Piaget e Erikson, a criança passa por diversos estágios de desenvolvimento dependentes da estrutura familiar. Numa fase mais precoce da vida, é preciso que haja uma vinculação considerada segura, isto é, uma Família que proporcione o contexto, ambiente e segurança que permitam o desenvolvimento da criança. Seja na disponibilidade e afecto, que promovem o bom desenvolvimento emocional da criança, ou no estímulo e bons exemplos, que promovem um bom desenvolvimento intelectual e moral, a Família é o primeiro contacto da criança com o mundo. Mais tarde, o desenvolvimento continua com uma “segunda família”, que permite que o indivíduo defina a sua identidade como parte de um sistema maior do que o seu núcleo primário. É cada vez mais claro que a estrutura familiar é crucial no desenvolvimento de um indivíduo e que problemas no núcleo familiar facilmente se traduzem em problemas do desenvolvimento intelectual, emocional ou moral.

Se é verdade que muitas destas teorias são generalizáveis à noção mais abrangente de Família, também é verdade que outras houve que tendiam a excluir famílias não-tradicionais. A ausência de uma figura paterna ou materna, que é fulcral em muitas das generalizações de família, incluindo a sua associação com autoridade e afectividade, respectivamente, seria vista como um factor de risco para o desenvolvimento da criança. Talvez esta seja uma boa forma de reavaliar algumas das teorias, a facilidade com que se generalizam às novas noções de família, que tão bem se enquadram com as grandes vantagens de um núcleo de indivíduos, da cooperação, da dedicação e dos laços afectivos.

Para Bowlby, estes laços afectivos, o conceito de vinculação — a tendência que os indivíduos têm para procurar e testar a proximidade de outros indivíduos — é o factor central. A vinculação é uma necessidade primária, vital como a água, o sono e a comida. A psicologia passou a adoptar o termo cuidadores, substituindo o papel de “pais”, uma vez que é o vínculo com um cuidador e não os laços de sangue que promove o desenvolvimento.

Não há um tipo certo de família. Mas há um conceito certo, com base no seu papel na vida de um indivíduo. Uma Família tem uma função, que nasceu com base na cooperação e na força do grupo, que evoluiu para garantir que crescíamos com apoio emocional, intelectual e moral, e que tínhamos o suficiente para sobreviver e explorar o mundo. Cada vez mais tem a função de porto de abrigo e de promover o bem-estar e a felicidade de cada um de nós. Não existe no nosso livro uma receita para a Família. Tentar inventar receitas e fingir que fazem parte do livro é talvez um dos maiores erros que o ser humano comete, uma e outra vez, sem se aperceber do absurdo que é. O que há é um papel e esse podemos pintar com as cores que quisermos.

2020 EM REVISTA

24 de Janeiro de 2021

“A ciência descreve as coisas como são; a arte, como são sentidas, como se sente que são.”

— Fernando Pessoa

2020 foi um ano que acabou. Acabou como o ano anterior e como aquele anterior a esse, e como todos os que ficaram para trás. Porque todos os anos acabam. E todos os anos, os anos acabam sem que nada realmente acabe, sem que nada realmente se perca, sem que nada realmente se esqueça. Raramente damos por isso e facilmente nos deixamos levar pela sensação de recomeço e distanciamento, que mais não são que ilusões agradáveis que tão bem estruturam a nossa memória, a nossa vida e as nossas acções. Mas como todos os anos que acabam, 2020 ainda existe.

É difícil dar um passo atrás e olhá-lo sem as lentes do óbvio. É difícil ignorar uma pandemia global, que tanto parece saída de um filme e que parece tão real e irreal ao mesmo tempo. Houve, no entanto, mais do que COVID em 2020. Houve, em particular, grandes amostras de problemas mais graves e mais duradouros, que devido à sua natureza mais discreta vão passando despercebidos. E, curiosamente, a ciência esteve no centro do palco.

Ainda o vírus ia longe, quando a Austrália ardeu. E ardeu mais do que alguma vez tinha ardido. E os Estados Unidos da América arderam. E tempestades tropicais atacaram a América e a Ásia, e o deserto do Sahara cresceu. Começámos o ano a ver o mundo arder nas televisões e nos telemóveis, e houve quem o visse arder com os próprios olhos. Vimos o fogo comer a terra e já tantas vezes vimos o gelo tornar-se água, e ainda há quem não acredite que a Natureza tem uma mensagem para nós. Cientistas de todo o mundo deixaram bem claro que o clima está a mudar e que em grande parte se deve ao que fazemos, ao que queremos e ao que ignoramos. Está na altura de cuidar do planeta.

Falou-se pouco depois da 3ª Guerra Mundial, quando o conflito entre os Estados Unidos e o Irão subiu de tom. Uma guerra que seria hoje muito diferente do que foram outras guerras no nosso passado, uma guerra em que a tecnologia teria um lugar central, em que a ciência teria provavelmente uma palavra decisiva. A ciência tem, aliás, uma palavra decisiva nesta Guerra que ainda não existe, ou não se tivesse tornando o desenvolvimento da mais mortífera arma alguma vez inventada — a bomba nuclear — motivo de reflexão antes que se comece qualquer Guerra. Afinal, ninguém quer começar uma guerra com a capacidade de destruir de forma irreversível todo o planeta. Armas nucleares são exemplos exímios de como a ciência não tem valores. Não é boa e não é má, porque o bem e o mal não existem sem nós. A física nuclear pode ser aplicada à melhor das causas, da Medicina à Energia limpa, ou ao pior dos casos, como uma arma avassaladora. E como com toda a ciência e tecnologia, a escolha é só nossa.

E meses mais tarde o mundo gritou pelos direitos humanos. Manifestação atrás de manifestação, protesto atrás de protesto, discurso atrás de discurso, e as notícias encheram-se de histórias e de aliados e de força. E, ainda assim, foi preciso voltar a explicar que, sendo todos diferentes, somos todos iguais — Homo Sapiens. Vivemos uma era em que não resta qualquer tipo de dúvida, desde a Genética à Psicologia, da História à Antropologia, da escola ao telemóvel que levam no bolso; todos são capazes de deixar isto bem claro — somos todos humanos. Há quem diga que já não há distinção, que não há discriminação e que o racismo é uma coisa do passado. Contudo, a discriminação é mais subtil que um insulto, porque a história (tal como 2020) não fica no passado, faz parte do Hoje e fará parte do Amanhã, e cabe-nos a nós descobrir de que forma influenciou o sistema e as próprias tecnologias que aprendem a discriminar connosco — sem sequer saber que os estão a fazer.

E no meio de tudo isto vivemos a maior pandemia global das nossas vidas, com o aparecimento do vírus SARS COV-2, que está na origem da COVID-19. Uma pandemia que virou do avesso as nossas vidas, que nos mandou a todos para casa e que nos isolou, que conseguiu parar o mundo e mudar-nos a rotina de uma forma que pensávamos impossível. Uma pandemia que nos ensinou bastante. Mostrou-nos melhor do que nunca porque é que somos animais sociais; mostrou-nos o poder da tecnologia que nos permitiu manter um contacto sem precedentes com amigos e família, e nos fez companhia em tempo de isolamento; mostrou-nos o poder das fake news sobre conspirações, 5G e a própria veracidade da pandemia; talvez ainda mais importante, vimos em tempo real e a uma velocidade que é rara, a forma como a ciência influencia a política e, consequentemente, as nossas vidas (no sentido mais literal!). Todos vimos, novamente através de televisões e telemóveis, governos ignorarem a ciência enquanto outros a usavam para actuar, os mesmos que a põem em causa sempre que a resposta não lhes agrada. Mais uma vez, a ciência não tem valores, não é boa nem má, é real.

Habituámo-nos tanto a duvidar da política, que houve quem duvidasse da ciência quando esta influenciava a política. Duvidando dos números e da estatística, dos modelos e previsões, das recomendações e estratégias baseadas no que se sabia e se estudava, e do próprio perigo do novo vírus. Viu-se uma tecnologia revolucionária e extremamente recente ser posta em prática e uma vacina ser desenvolvida em tempo recorde, e então questionou-se a sua eficácia por ter sido “demasiado rápido”. Mas isto é o que acontece na ciência quando cientistas se unem e o investimento aparece: milagres. Claro que sem a pandemia não teria sido tão rápido. Claro que há outras doenças que continuam à espera. Claro que tudo foi feito em tempo recorde. A questão é que, quando o problema afecta o mundo inteiro e todos são obrigados a preocupar-se, a focar-se e a unir-se, tudo é diferente.

2020 acabou, mas não faz parte do passado. Faz parte do presente. Mais do que nunca, vimos como é importante confiar na ciência, investir na investigação científica e deixar que ela nos guie nas decisões políticas e até mesmo individuais. A própria vacina é a prova de que informação é poder e a força mais capaz de nos proteger. Em 2021 e para o resto das vossas vidas, acreditem na ciência, porque se 2020 nos mostrou alguma coisa, é que é esta a nossa maior arma contra os problemas do mundo e que, estes sim, seguem a ciência rigorosa e metodicamente.

—— SOBRE O VÍRUS E A VACINA ——

O COVID-19 é causado por um vírus, o SARS-COV-2. Os vírus são organismos que possuem material genético, mas que são incapazes de se reproduzir de forma independente. Como tal, os vírus utilizam os recursos de células de outros seres vivos para ultrapassar este obstáculo. Todas as células do nosso corpo possuem material genético no seu núcleo, bem como um conjunto de recursos que garantem a sua reprodução, manutenção e a execução das suas funções.

O material genético (ADN, DNA em inglês) não é mais do que uma longa lista de receitas que as células usam para criar as proteínas de que precisamos. A célula é capaz de ler cada uma destas receitas (porção de ADN) e de a transcrever para um mensageiro (mARN, ou mRNA em inglês) que a transporta para fora do núcleo até à “fábrica de proteínas”, os ribossomas. Os ribossomas lêem a mensagem, o mARN, e constroem uma série de ingredientes, os aminoácidos, que se envolvem para criar a proteína, que desempenhará uma função no nosso organismo.

É deste processo que o vírus tira partido, enviando mensagens falsas (o seu próprio material genético) para as nossas fábricas de proteínas, que começam a produzir proteínas que ajudam o vírus a reproduzir-se, o que significa mais vírus no nosso organismo e mais células a serem sabotadas. Geralmente, as vacinas contêm o próprio vírus, inactivo ou enfraquecido, para que o nosso sistema imunitário tenha contacto com o vírus e desenvolva os anticorpos necessários para combater a versão real e perigosa desse vírus no futuro.

No entanto, as vacinas para o SARS COV-2 (vacinas de mARN) são diferentes. Estas vacinas não introduzem o vírus no nosso organismo. Em vez disso, as novas vacinas introduzem pequenas porções de mARN do vírus (pequenas partes da mensagem) que apenas contêm a receita para os famosos “picos” do coronavírus, que sozinhos são inofensivos. Os ribossomas recebem esta mensagem, produzindo os picos, e o nosso sistema imunitário encontra-os e reconhece-os como estranhos ao organismo. Assim, o sistema imunitário prepara-se para combater o vírus, sem nunca precisar de estar em contacto com a verdadeira ameaça.

Estas vacinas são seguras e testadas rigorosamente, como aconteceria em qualquer outra situação. Podem consultar mais informação no site da DGS, da OMS ou, de forma mais abreviada e didática, neste pequeno vídeo do canal AsapSCIENCE.

GRANDES ESTREIAS

16 de Novembro de 2020

“This is the website of Scott Melville, the Scottish theoretical physicist.” [1]

Tentando esmiuçar a essência dos Grandes Mestres e perceber como se constrói a torre de gigantes aos ombros de gigantes, levantei uma questão importante para a qual a resposta não passou de especulação.

Qual será o próximo grande gigante? É difícil dizer. Não porque não existam ou porque já não se encontrem grandes contribuições, mas porque a história seria longa. (...) É o que se diz sobre bruxas: até podem não acreditar nelas, mas que as há, há.

Argumentei também, de forma algo abstrata e superficial, que para se ser um gigante não basta ser mais esperto, melhor cientista ou descobrir o que nunca ninguém foi capaz de descobrir. Argumentei que para se ser um gigante é preciso ser conhecido, reconhecido e admirado. Argumentei que mais do que fazer ciência, um gigante tem de saber comunicá-la e fazê-lo de forma eficaz. Tive, contudo, a oportunidade de discutir este argumento nas semanas que se passaram e acredito que talvez devesse ser mais claro num ponto crucial: sempre que falei de gigantes, pensei em Grandes Mestres.

Acredito hoje que é possível falar-se de Gigantes que não são Grandes Mestres e de Grandes Mestres que talvez não sejam Gigantes. Em particular, porque a minha concepção de Mestre foca-se, não só na construção, mas também na transmissão de conhecimento para as novas gerações, na instrução de toda e qualquer pessoa com a curiosidade para aprender e na comunicação eficaz de temas importantes, interessantes mas complicados. E embora se possa falar de Grandes Mestres focando na construção de conhecimento (ou arte) capaz de gerar revoluções, independentemente do seu papel na instrução do comum mortal, os Gigantes, hoje voltarei a focar-me na comunicação e na educação. A razão é simples: considero a educação da ciência mais importante do que a sua construção, pelo menos através das lentes dos dias de hoje.

Portanto, as Grandes Estreias de que falo são Estreias de hoje que se tornarão os Mestres de amanhã. Em particular, as Grandes Estreias de que falo pertencem à comunidade científica a que pertenço, a da Física Teórica. Embora tenha a desvantagem de me focar (uma vez mais) em apenas uma pequena área da Ciência, tem a grande vantagem de me permitir falar sabendo (pelo menos um pouco) melhor do que falo. Dito isto, vamos ao que interessa.

O primeiro nome de que me lembrei, de forma bastante automática, é mundialmente conhecido entre alunos de Física precisamente pelas suas qualidades de Mestre: David Tong. O David Tong é um professor e investigador de Física Teórica da Universidade de Cambridge, mas para milhões de estudantes é o autor das notas que os seus professores recomendam e que eles próprios adoram. O David tem uma enorme colecção de notas (as portuguesas sebentas) de diversas disciplinas de Física [2], extremamente claras e escritas de forma casual e até mesmo engraçada. Este tom de leveza com que discute temas complicados e a qualidade das suas explicações, tornaram-no famoso pela sua capacidade de ensinar, não só por escrito mas também em aulas e palestras, tanto para alunos de Física como para o público em geral [3]. Depois de assistir presencialmente a uma das suas aulas e de uma breve conversa, admiro ainda mais este Grande Estreia-quase-Mestre. Porquê Grande Estreia-quase-Mestre? Porque como o João Melo tão bem colocou (ele que mais contacto teve com este Mestre)

“ele já é catedrático, de momento é das pessoas mais séniores do departamento (...) se quisesses fazer a conexão de "grande mestre do futuro" daria, mas ele já é um "grande mestre" tipo, todo o mundo usa as notas dele, não é uma pessoa promissora que ainda vai ser fixe no futuro, ele já é fixe”

Correctíssimo, o David Tong já é fixe. Mas é um nome que não podia deixar de mencionar, porque é o melhor exemplo da minha concepção de Mestre, alguém que é mais conhecido pela educação da Física do que pela sua construção (o que não significa, de longe, que não seja um Gigante — é até um dos Físicos mais versáteis e bem sucedidos que conheço).

Dito isto, apresento-vos o Scott, o físico teórico escocês [1]. O Scott Melville estudou em Oxford, licenciatura e mestrado em Física Teórica, ganhou uma bolsa (Michael von Clemm Fellowship) de 1 ano como investigador em Harvard e regressou ao Reino Unido para um doutoramento no Imperial College em Londres (onde tive o prazer de o conhecer pessoalmente). O Scott completou o doutoramento em 2 anos (o que normalmente requer cerca de 4) e partiu imediatamente para Cambridge, onde está a concluir um pós-doutoramento de 2 anos e já assegurou uma bolsa a começar em 2021, a UKRI Stephen Hawking Fellowship. O Scott está a preparar-se para ser um Gigante, com 19 artigos científicos 2 anos depois de concluir o doutoramento [4], um capítulo num livro de Física, 27 palestras, 15 seminários e diversas contribuições para a divulgação científica.

Mas será isto apenas números? Será o nascer de um novo Gigante? Será o nascer de um Grande Mestre? Há uma parte do Scott que não consigo transmitir por palavras. É preciso interagir com ele para conhecer o seu entusiasmo e fascínio pela Física, o seu talento para pensar e falar de Física, para fazer Física e para a ensinar. O Scott não gosta apenas de estudar Física, ele adora ensinar e comunicar [5][6]. A bolsa garantida para 2021 tem o seguinte objectivo

“Stephen Hawking fellowships support a new generation of visionary scientists working in theoretical physics (...) will enable you to undertake high-quality research and learn skills that will allow you to communicate complex scientific ideas through a programme of public engagement.”

É uma bolsa para os futuros Gigantes que querem ser Grandes Mestres. Na sua curta carreira, o Scott deu aulas práticas de diversas cadeiras, criou recursos para fins educativos e foi reconhecido pela HEA* (“recognition of commitment for outstanding teaching”) e nomeado para o Student Academic Choice award. Mais interessante, do meu ponto de vista, são os seus focos de desenvolvimento profissional, apresentados no CV — 5 dos 7 são de comunicação ou ensino da ciência.

O Scott trabalha em cosmologia, gravitação e física de partículas. Curiosamente, durante o seu doutoramento de 2 anos, teve a supervisão de outra Grande Estreia da Física, Claudia de Rham. A Claudia completou o doutoramento em 2006 e em 2010 publicou um artigo (hoje com mais de 1000 citações) que resolveu um problema que estava em aberto há 40 anos, construindo uma teoria de gravidade massiva que ganhou o seu nome (e dos seus co-autores), a Teoria dRGT [7][8]. 10 anos depois, a Claudia conta com mais de 90 artigos científicos e quase 10.000 citações, sendo reconhecida internacionalmente e tendo ganho por duas vezes o Blavatnik Awards for Young Scientists, entre outros prémios. Tal como com o Scott e o David, podemos encontrar algumas das suas palestras no YouTube [9], vestindo o uniforme de Grande Mestre do futuro.

Tive a sorte de conhecer pessoalmente estas 3 figuras, que dão passos largos no seu caminho para se tornarem Grandes Mestres, cada um à sua maneira e cada um numa fase diferente desse percurso. São pessoas que me dão esperança nesta geração de cientistas e que me fazem acreditar que há efectivamente bruxas, mesmo que nem todos acreditem nelas. Que me fazem acreditar num futuro de sociedades instruídas e interessadas, que me mostram formas eficazes de atingir essas sociedades e de combater a ignorância e a falsa ciência. Que, tal como eu, acreditam no poder e na importância da educação científica.

Finalmente, quero deixar um quarto nome no ar. Geoff Penington [10] terminou o doutoramento este ano, 2020, e já está a revolucionar o mundo com os seus artigos (juntamente com colaboradores) sobre o Paradoxo da Informação dos buracos negros e uma nova abordagem para o resolver com wormholes (peço desculpa, mas buraco de minhoca não funciona…) [11]. Por um lado, é um excelente exemplo, extremamente actual, do que poderemos chamar “o nascimento de um Gigante”. Por outro, é tão actual que é impossível saber se nasceu um Gigante ou um Grande Mestre, e confesso que estou curioso para saber o que o futuro trará. Resta-me esperar para ver se aos ombros de Gigantes, se tornará ele próprio um Gigante cujos ombros serão a base das Grandes Estreias de amanhã e será ele próprio o seu Grande Mestre.

* Associação de Ensino Superior do Reino Unido

GRANDES MESTRES

9 de Setembro de 2020

"Se eu vi mais longe, foi por estar sobre ombros de gigantes."

Gigantes que sobre ombros de gigantes estiveram. Há na história da ciência esta brilhante recorrência de gigantes em cima de gigantes. Tal como acontecia com as tartarugas, “são só gigantes por aí abaixo”. Foi o que pensou Isaac Newton ao escrever a Robert Hooke em 1676, tornando famosa esta célebre frase, mas é também a melhor forma de descrever a progressão da ciência. Não só pelos gigantes, mas em particular por serem infinitos gigantes por aí abaixo (onde o matemático mais rigoroso deverá ler “para N suficientemente grande”).

Há certamente figuras na história da ciência que conquistaram o título de Mestres, cujas contribuições foram de tal forma importantes que vieram mudar o mundo e influenciar a ciência que lhes sucedeu. Há nomes que se tornaram do conhecimento geral, por uma razão ou por outra, e que são os Grandes Mestres da ciência aos olhos do “mundo lá fora”. Aristóteles, Pitágoras, Galileu, Newton, Darwin, Freud, Einstein, Hawking. Com alguma educação científica, juntam-se à lista nomes como Kepler, Avogadro, Mendeleiev, Lavoisier, Faraday, Planck. Com ainda mais instrução, muitos são os nomes que teremos de acrescentar e, ainda assim, ficamos longe dos infinitos gigantes (lembre-se o matemático de ler “para N suficientemente grande”). Onde estão então todos os outros?

Talvez seja importante perguntar como se passa de anão a gigante. O que distingue um Mestre de um cientista vulgar? Para nomes como Pitágoras ou Newton, a ubiquidade das suas contribuições. Quem nunca ouviu falar do Teorema de Pitágoras ou das Leis de Newton (saiba ou não o que são na realidade)? Para outros como Darwin e Planck, a controvérsia das suas teorias. Há ainda alguns que o fazem através da sua história de vida e comunicação com o público, como é o caso de Hawking. Embora menos conhecido para o público afastado da Física, Richard Feynman é um bom exemplo da excelência na comunicação. Há até prémios, como o Nobel, que reconhecem estes gigantes, dando-lhe um selo de aprovação por parte da comunidade científica.

Muitos são os casos, no entanto, em que este reconhecimento não existe. Excelentes exemplos disso partilham um factor comum interessante. Nettie Maria Stevens descobriu os famosos cromossomas sexuais X e Y, mas durante muito tempo foram Morgan e Wilson os reconhecidos com prémios e convites para palestras. Mary Anning fez contribuições importantes para o desenvolvimento da famosa Teoria da Evolução de Charles Darwin. Henrietta Leavitt fez medições cruciais para que Edwin Hubble demonstrasse a expansão do Universo, provocando uma revolução na cosmologia, através do que ficou conhecido como Lei de Hubble. Lise Meitner não foi incluída na atribuição do prémio Nobel da Química de 1944, atribuído exclusivamente a Otto Hahn, pela descoberta da fissão nuclear. Também o prémio Nobel da Fisiologia ou Medicina de 1962 foi atribuído exclusivamente a Francis Crick, James Watson e Maurice Wilkins, pela descoberta da estrutura da molécula de ADN, ficando o papel de Rosalind Franklin na obtenção da imagem que levou à descoberta perdido nas entrelinhas. Marie Curie apenas ganhou o prémio Nobel pela descoberta dos raios-X porque o marido, Pierre Curie, se recusou a recebê-lo sem ela (Marie veio a tornar-se a única mulher e uma de apenas três cientistas a receber dois prémios Nobel). O próprio Albert Einstein terá tido uma contribuição crucial da sua primeira mulher, Mileva Marić, em particular no seu artigo sobre Movimento Browniano, que nunca foi reconhecida (embora a veracidade deste assunto seja fortemente debatida). É igualmente muito provável que alguém se lembre de Neil Armstrong e Buzz Aldrin, mas poucos se lembram de Margaret Hamilton, responsável pelo desenvolvimento do programa de vôo usado a bordo da missão Apolo 11.

Por outro lado, a ciência tem evoluído de forma exponencial. Nunca houve tantos cientistas como hoje, não só por razões económicas mas também culturais. O conhecimento científico médio de um adolescente do século XXI (pelo menos em países desenvolvidos ou em desenvolvimento), excede largamente o conhecimento científico da grande maioria da população do século XV (claro que é possível discutir se o conhecimento prático da grande maioria da população do XV não excede largamente o conhecimento prático de um adolescente do século XXI). Portanto, cada vez mais gente é exposta às maravilhas da ciência e cada vez mais gente se dedica ao seu desenvolvimento. Uma sociedade mais desenvolvida do ponto de vista tecnológico incentiva por sua vez a criação de oportunidades e empregos relacionados com ciência, que tornarão a sociedade mais tecnologicamente desenvolvida. É com esta pescadinha de rabo na boca que a ciência continua a crescer a um ritmo nunca antes visto. Talvez por isso seja cada vez mais difícil reconhecer cada contribuição, quando diariamente são dados passos cruciais em milhares de áreas científicas e milhões de grupos especializados. É possível que a criação de prémios como o Nobel, a Medalha de Dirac, a Medalha Fields e centenas de outros, tenha partido desta necessidade de reconhecer todas as contribuições que de outra forma ficariam esquecidas, apenas lembradas pelos especialistas que se pusessem em cima daqueles ombros específicos. Claro que podemos questionar-nos até que ponto isto é positivo: não serão excessivos reconhecimentos tão eficazes como a falta de reconhecimento? E quanto exactamente é excessivo?

Numa altura em que a ciência é tão especializada que seria praticamente impossível assistir a um Annus Mirabilis como em 1905, em que Albert Einstein publicou quatro artigos bastante distintos, é comum pensar que estes gigantes vivem exclusivamente no passado. Onde estão os Einsteins do século XXI? Quem serão os revolucionários depois de Darwin? Qual será o próximo grande gigante? É difícil dizer. Não porque não existam ou porque já não se encontrem grandes contribuições, mas porque a história seria longa. É pouco provável que a pessoa comum reconheça Lagrange, Bernoulli, Laplace, Heisenberg, Dirac, Weinberg, Feynman, Gell-Mann, Polchinski, Witten e tantos outros. Não podemos dizer que os gigantes de hoje não existem, mas é certamente mais difícil reconhecê-los porque a própria ciência se faz de forma diferente. É o que se diz sobre bruxas: até podem não acreditar nelas, mas que as há, há.

No fim de contas, há duas grande formas de ser um Grande Mestre na ciência: ser (por vezes mal) conhecido pelo público por algum pormenor peculiar (como desafiar uma crença religiosa, estar associado à bomba atómica ou estudar cosmologia durante 50 anos sem conseguir mexer um músculo) ou dando grandes passos cujo verdadeiro valor apenas uma comunidade especializa mais reduzida conseguirá reconhecer como revolucionários. Tenho esperança de que estejamos a entrar numa era em que estas formas se cruzam, em que a comunicação científica se cruza cada vez mais com a ciência especializada e em que partilhar conhecimento com o mundo seja tão importante quanto gerá-lo. No fundo, uma era em que os Grandes Mestres se mostram ao mundo, mesmo que aos ombros de gigantes.

VIAGEM

7 de Agosto de 2020

"Não sei por onde vou,
Não sei para onde vou
Sei que não vou por aí!"
— José Régio

Diz-nos o dicionário da língua portuguesa que Viagem é “o acto de transportar-se de um ponto a outro distante”. Cabe-nos a nós, no entanto, entender estes pontos distantes da forma que mais nos aprouver, e se é certo que o mais imediato é pegar na interpretação geográfica e seguir caminho, este caminho pode tornar-se longo se nos debruçarmos seriamente sobre o assunto.

Há 70.000 anos, esta espécie de hominídeo a que tão convenientemente demos o nome Sapiens, deixou a África oriental e deu início à maior viagem da história da humanidade, uma viagem que espalharia por todo o globo esta nova espécie de exploradores. É fácil nos dias de hoje, de certa forma até instintivo, falar em exploradores e pensar em cientistas, esses Sapiens peculiares que diariamente exploram a natureza em busca de um recurso bem especial: conhecimento (ciência). Não é tão comum, porém, associar a exploração destes primeiros Sapiens à ciência, embora tenha sido precisamente a ciência o motor e o destino desta grande viagem. Era importante conhecer o território, o que comer, onde comer, quando comer, o que esperar da natureza em dias de Inverno e o que fazer em dias de Verão. Que animal é comida e que animal é um perigo. Que ervas curam e que ervas matam. Ou que Sapiens no meu grupo me vai proteger quando outro Sapiens me atacar. Tudo isto é conhecimento. Tudo é ciência. A própria busca pelo conhecimento é uma viagem: começa com “o quê”, passa por “como” e eventualmente arrasta-se pelo “porquê”.

O conhecimento foi desde cedo a nossa maior arma e foi crucial no momento em que decidimos sair de África e explorar o mundo. É estranho pensar que uma viagem que hoje fazemos em 10h, demorou milhares de anos para os nossos antepassados, numa altura em que o único transporte eram as nossas pernas e em que o destino era totalmente desconhecido. É difícil imaginar nos dias de hoje este tipo de limitação: mais do que não saber o que há para lá do horizonte, não saber se há algo para lá do horizonte. Podemos até nunca ter ido a Nova Iorque ou a Pequim, quase nunca ter visto a Sibéria ou a Gronelândia, ou não saber os nomes de todas as ilhas do oceano Pacífico. Mas sabemos que tudo isto existe e sabemos onde ir procurar. Há 70.000 anos atrás, um Sapiens pisou a Europa como quem pisa a Lua pela primeira vez, sem saber o que viria a seguir.

Com o despertar da tecnologia, o mundo e o céu à distância de um clique, após as primeiras pegadas na Lua e com sondas nos limites do sistema solar, o destino é mais ambicioso do que nunca. O ponto distante a que queremos chegar já não é acessível com as pernas de um Sapiens. A própria noção de distante ganha um novo significado quando falamos do espaço: a luz, que conseguiria dar a volta à Terra mais de 7 vezes num segundo, demora mais de 4 anos a chegar à estrela mais próxima de nós. Para lá desta estrela há milhões de outras estrelas, em milhões de outras galáxias. Costuma dizer-se que “o céu é o limite”, mas nada poderia ser menos correcto: o céu não pode ser o limite porque o céu não existe (é uma daquelas coisas incríveis que existe sem realmente existir).

Há, contudo, outro tipo de viagens. Viagens cuja distância se mede em tempo em vez de espaço, viagens cujos pontos distantes reflectem estados diferentes em vez de locais diferentes, viagens cujo o destino é tão ou mais desconhecido que o destino daqueles Sapiens há 70.000 anos atrás. A evolução da ciência é uma destas viagens (tal como a evolução da sociedade, da cultura ou de um único Sapiens ao longo da sua vida), uma viagem interessante pelo facto de construir o próprio caminho. Das plantas e animais, da agricultura e da política, à descoberta dos primeiros astros e dos primeiros micróbios, da invenção da roda à invenção da bomba atómica, da carroça à nave espacial, cada descoberta ou invenção pavimentou o caminho para todas as que se seguiram. Uma viagem que nos levou a destinos que, para além de desconhecidos, seriam inimagináveis pouco tempo antes de os alcançarmos. O sistema solar e a atracção gravítica, os microorganismos e os elementos químicos, o espaço-tempo e o átomo, os buracos negros e as partículas elementares. A viagem científica é uma viagem no tempo e uma viagem de escalas com dois destinos, um deles o mais pequeno de todos e o outro o maior que possamos imaginar.

Por vezes, estas viagens no tempo misturam-se com viagens no espaço. A Teoria da Evolução, de Charles Darwin, nasceu de uma viagem à América do Sul. Esta viagem, embora assumidamente exploratória, não tinha o objectivo de apresentar a Darwin vida selvagem suficiente para lhe permitir tirar conclusões sobre o que viria a ser identificado como selecção natural, pretendia antes explorar uma região menos conhecida do globo com o comércio e as guerras navais em mente. Foi uma viagem imperialista, em parte, que proporcionou os meios para uma das viagens científicas mais importantes de sempre. Por outro lado, a viagem à Lua teve como principal objectivo a exploração científica (a par do desafio tecnológico e da prova de que era possível viajar para o espaço), mas também ela beneficiou de uma corrida tecnológica entre nações. É fácil pensar que a exploração espacial que se manteve incorpora objectivos económicos e práticos, para além de científicos (seja pela exploração de recursos ou pela suspeita de que um dia, por muito distante que seja, precisaremos de abandonar este nosso cantinho do Universo de forma permanente).

Cada vez mais a viagem científica se aproxima de ser perigosa para o próprio Sapiens. A cada destino desta viagem, o Sapiens ganha poder, que pode ser tão útil quanto destrutivo. Temos hoje em dia a capacidade de destruir o planeta com uma única guerra e a única coisa que nos protege é a consciência de que a destruição pode ser total. Temos como efeito secundário do nosso conforto e desleixo a poluição de todo o ecossistema que nos sustenta. Temos no bolso e nas mãos a possibilidade de odiar sem conhecer, de roubar e ceder privacidade, de controlar directa e indirectamente a viagem diária de milhares de milhões de Sapiens. Temos tanta informação disponível, que é fácil interpretá-la de forma errada ou usá-la com segundas intenções. Estamos hoje tão perto de tudo, que a noção de distância começa a perder sentido e o que era antes mais próximo parece estar à maior das distâncias.

A primeira grande viagem do Sapiens (que de certa forma nunca terminou) foi responsável pela extinção da grande maioria das espécies que habitavam o mundo, da América do Sul à Austrália. A simples vontade de explorar, de procurar algo melhor e de sobreviver com o maior conforto possível, foi suficiente para destruir ecossistemas inteiros. É inevitável pensar que as ambições e os meios cresceram de forma tão desmedida, que da próxima vez uma das espécies destruídas será o próprio Sapiens. No entanto, esta viagem deu-nos ferramentas para sermos melhores e meios para procurar um destino melhor. Talvez mais importante que o destino, conhecemos a própria viagem. Podemos até não saber por onde vamos ou para onde vamos, mas temos a opção de não ir por aí.

[1] "Sapiens — A Brief History Of Humankind", Yuval Noah Harari

TECNOLOGIA

8 de Julho de 2020

O interrogatório decorreu numa segunda-feira, às 18h00, na famosa cidade de Liverpool, não muito longe do rio Mersey. Numa das muitas casas ao estilo Victoriano que decoram as ruas deste país, juntou-se um grupo de cientistas e um inspector do IST (Investigação de Suspeitas Tecnológicas). O inspector interrogou 6 suspeitos do desaparecimento de um navio que transportava o CU (Conselho Universal), composto por sete figuras desconhecidas responsáveis por governar o Universo. O navio desapareceu no dia 30 Junho de 2020, às 20h10*, e durante uma semana o IST reuniu um grupo de suspeitos ligados ao desaparecimento pelo seu envolvimento numa das tecnologias mais conhecidas da população: o GPS.

* No dia 30 Junho de 2020, às 20h10, foi lançado o mais recente satélite de GPS.

O IST acredita que foi um erro no sistema de GPS que permitiu aos raptores organizar o rapto mais importante da história da humanidade. No entendimento do IST, apenas com a ajuda dos cientistas responsáveis pelo sistema de GPS seria possível criar este erro e levar a cabo o plano de sequestro. Isto levou o IST a identificar e interrogar os seguintes suspeitos: a Dr. Scarlett, o Dr. Green, o Professor Plum, o Eng. Mostarda, a Professora Peacock e a Eng. White.

— TESTEMUNHOS —

Dr.Scarlett (na sala-de-jantar, com a geometria): O inspector sabe como funciona o GPS? Não faz mal, eu explico. É essencialmente um sistema de triangulação, que tem mais a ver com círculos do que com triângulos. Se estiver completamente perdido numa cidade qualquer e perguntar a um local onde está, e se o local estiver com pressa e não for muito específico, pode obter uma resposta como “Está a 100km de Ababwa”. O problema desta resposta é que existem inúmeros locais a 100km de Ababwa, na verdade um círculo de locais em torno dessa cidade. Se tentar a sua sorte com outro local e tiver a mesma sorte, pode ser que lhe digam “Está a 200km da Terra do Nunca”. Claro que agora tem um segundo círculo, mas já não tem inúmeras possibilidades, porque só os dois pontos que estiverem também a 100km de Ababwa é que interessam. Para tirar as teimas, vai precisar de uma terceira resposta, digamos “Está a 300km de Corona”, para desenhar um terceiro círculo. Se ninguém o enganou, existe agora um único ponto que pode corresponder à sua localização. No caso do GPS, são os satélites que servem de referência em vez de cidades, e a informação que obtém é a distância entre si e os satélites [1].

Também é desta forma que a polícia rastreia chamadas telefónicas, usando as torres de telecomunicações como referência. Tudo graças à geometria. Basta pensar na invenção da roda, esse momento histórico no desenvolvimento tecnológico, na forma das velas de navegação ou na estrutura de um simples edifício, para encontrar aplicações da geometria.

Ah, é verdade, sim. Tem toda a razão. Na prática, utilizamos um quarto satélite no sistema de GPS. Embora a triangulação apenas precise de três satélites, o quarto é utilizado para sincronizar os relógios de forma a que não precise de ter um relógio atómico de alta precisão no seu telemóvel. Portanto existem pelo menos 4 satélites sempre acessíveis em qualquer parte do mundo, que orbitam a Terra duas vezes por dia, numa de 6 órbitas distintas. O primeiro satélite foi lançado a 22 de Fevereiro de 1978 e actualmente existem 31 satélites operacionais.

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Prof. Peacock (no jardim de Inverno, com a radiação electromagnética): A Scarlett não lhe explicou essa parte? Sim, claro que posso explicar. Ora bem… Com um satélite de GPS não é tão simples medir a distância, não é verdade? Não pode simplesmente ir lá com uma régua… Mas enfim. O que podemos fazer é usar radiação electromagnética como alternativa, ondas de “luz” [2]. Desde o trabalho extraordinário de Maxwell que sabemos que a velocidade de propagação de uma onda electromagnética, diga-se da luz, só depende do meio em que se propaga. Por norma pensamos em medir velocidades, sabendo a distância percorrida e o tempo que demora, mas podemos fazer o contrário: usar a velocidade e o tempo para determinar a distância! Desculpe, fico entusiasmada com estas coisas… Mas bem, é isto que o satélite de GPS faz. Portanto, o...hmmm...o CU só teria de emitir uma onda electromagnética e esperar que esta fosse devolvida pelos satélites, contando o tempo que demorava cada um deles a responder, e seria capaz de determinar a sua localização.

Mas não foi só no caso do GPS que a radiação electromagnética mudou o mundo, não, longe disso… Basta pensar no rádio, nos telemóveis, na internet ou no microondas lá de casa, até a segurança do aeroporto é essencialmente radiação, ou o sistema de alarme de uma loja comum. E claro, é assim que funciona a energia solar, transformando a radiação que nos chega do sol em energia eléctrica que podemos utilizar no dia a dia!

Sim, claro...Desculpe. Eu entusiasmo-me… O sistema é bastante rigoroso, mas devia perguntar isso ao Dr.Green, ele explica-lhe isso muito bem.

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Dr.Green (na biblioteca, com a teoria da Relatividade): A Prof. Peacock disse-lhe para falar comigo? Diga lá então, inspector. Ah, sim, exacto. É mesmo isso.

É simples, não se enerve. Já sabe que usamos a velocidade da luz e o tempo para determinar a distância. Mas eu também sei que fazer sopa é só cozer um monte de legumes e mesmo assim não fica igual à da minha avó… É preciso ter algum rigor e saber como os vários ingredientes se combinam. Na nossa sopa de GPS, é preciso saber que a distância a que os satélites estão da terra e a velocidade da sua órbita fazem com que o tempo medido num satélite seja ligeiramente diferente do tempo medido na Terra. É uma diferença minúscula, mas poderia corresponder a um erro de várias centenas de metros na prática. Por isso, quando fazemos as contas para determinar a distância, temos de ter em conta estes efeitos, que são explicados pela Teoria da Relatividade. Pode parecer que esta teoria só é útil para ficção científica, quando queremos falar de buracos negros ou viagens no tempo, mas na verdade tem implicações extremamente importantes para a tecnologia dos dias de hoje [3][4].

Claro, é preciso medir o tempo de forma extremamente precisa. Acho que o melhor que tem a fazer é falar com o Eng.Mostarda, ele explica-lhe como funciona o relógio atómico.

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Eng. Mostarda (na sala-de-estar, com o relógio atómico): Importante?! Medir o tempo de forma precisa é o mais importante num sistema de GPS. Um erro de microssegundos coloca-o a centenas de metros do local que procura. Não podemos usar um simples relógio de avô num satélite… Um relógio pode ser algo muito simples, mas talvez dizer que mede o tempo seja um pouco ingénuo. Nós sabemos lá o que é o tempo… O que sabemos é que a única percepção que temos dele é a mudança e, portanto, se quisermos “medir” o tempo precisamos de seguir algum tipo de movimento, em particular movimentos periódicos. Contamos os anos com um movimento periódico — verão, inverno, verão, inverno. Contamos os dias com um movimento periódico — dia, noite, dia, noite. Depois criámos movimentos periódicos artificiais, como o pêndulo. Um pêndulo que oscile 86400 vezes num dia, oscila uma vez por segundo.

Mas a oscilação de um pêndulo é fácil de estragar, por exemplo com a oscilação de um navio no mar. Foi para isso que se inventaram relógios mecânicos: o pêndulo é substituído por uma mola que também oscila de forma periódica. Contudo, o grande passo de precisão foram os relógios de quartz, que utilizam a frequência de ressonância de um cristal de quartz e o efeito piezoeléctrico para criar a oscilação periódica de que um relógio precisa. Um material piezoeléctrico produz uma corrente eléctrica como resposta a uma deformação, como por exemplo a deformação causada pelas vibrações do cristal quando é sujeito a uma corrente eléctrica externa. Como a frequência de ressonância é extremamente específica, os impulsos eléctricos marcam o período de forma muito precisa: 32 768 oscilações por segundo. [5]

Este sistema é utilizado em inúmeras aplicações actualmente, como os óbvios relógios de pulso, os telemóveis e computadores, e até mesmo pacemakers. Os relógios atómicos utilizados no sistema de GPS são ainda mais precisos, o que faz com o que o GPS também seja usado para sincronizar os relógios em diversos pontos da Terra, algo crucial por exemplo para a bolsa de valores e os sistemas bancários a nível internacional. O próprio efeito piezoeléctrico tem inúmeras aplicações, desde altifalantes a impressoras, máquinas de ressonância magnética e até nalgumas cirurgias em que a precisão é importante.

Ah, o Prof.Plum é a melhor pessoa para lhe explicar como tornar estes relógios ainda mais precisos. Fale com ele.

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Prof. Plum (no escritório, com a Mecânica Quântica): O que tem de perceber, Sr. Inspector, é a origem da palavra “Quântica” em Mecânica Quântica. O que é realmente contado não é o número de partículas, mas os níveis de energia. Depois de percebermos que os átomos continham um núcleo e uma nuvem de electrões em seu redor, compreendemos que estes electrões não podiam ter a energia que queriam, tinham a energia que a natureza quer. Um átomo contém níveis de energia bem definidos em que os electrões se podem encontrar e o que a natureza quer é que os electrões ocupem os níveis de energia mais baixos. No entanto, se fornecermos energia ao átomo, podemos excitar esses electrões e obrigá-los a saltar para um nível de energia superior, mas temos de fornecer a energia certa, precisamente a diferença entre os níveis de energia. Se usarmos radiação de uma dada frequência, a precisão em energia traduz-se numa precisão em frequência.

No caso de um relógio de quartzo, a frequência de oscilação do cristal! O problema de imprecisão dos relógios de quartz deve-se à variação da frequência de oscilação do cristal devido a diversos factores. Mas se conseguirmos garantir que essa frequência se mantém, o relógio é excelente! Para isso utilizamos átomos de césio, que só passam a um estado excitado se a frequência da radiação a que são sujeitos for a correcta. Caso contrário, os átomos mantêm-se no estado de energia mais baixo e isto pode ser detectado e usado para ajustar a oscilação do cristal de quartz e repôr a frequência correcta. [6]

Na verdade, este método é tão preciso que foi usado para definir o próprio segundo. Se alguma vez lhe perguntarem o que é um segundo, responda que são 9 192 631 770 oscilações de um átomo de césio.

Essa parte não domino tão bem. Se quer saber como é que isto se traduz para a prática é melhor falar com a engenheira White.

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Eng.White (na cozinha, com o transistor): Já sabe essa teoria toda e ainda não percebe como funciona na prática? Estava capaz de dizer que o inspector é Físico… Mas bem. Claro que um ponto crucial desta história toda é o hardware necessário para pôr isto tudo a funcionar. As ideias estão todas lá, mas falta construir o bicho. Podíamos falar de imensas partes que entram na construção de um satélite, mas diria que o mais importante é falar-lhe do transístor, que é a base de todo o processamento electrónico de que precisamos.

Um transistor não passa de uma sanduíche de semicondutores que pode ou não passar corrente. O pão é composto por um semicondutor que é dopado para ter electrões a mais e o fiambre é um semicondutor que é dopado para ter electrões a menos (uma torrada com manteiga seria o caso mais simples de uma junção PN, em que não há segunda fatia). Só assim não é possível passar corrente através da sandes, mas se fechar um segundo circuito entre uma fatia e o fiambre, esta situação pode mudar. Esta segunda corrente é capaz de controlar quando é que a corrente original passa através da sandes, ligando e desligando o circuito. Se pensarmos nos clássicos zeros e uns da electrónica, eles não passam de dois estados diferentes do circuito — passa corrente, não passa corrente. Isto permite-nos criar uma infinidade de circuitos lógicos diferentes, que estão na base de toda a electrónica. Por exemplo, um simples processador de computador contém milhares de milhões de transístores responsáveis por processar todas as operações lógicas necessárias. Isto inclui qualquer tipo de cálculo que o computador efectue. [7][8]

Na prática, os transistores estão presentes nos diferentes circuitos electrónicos que regulam os satélites, os seus relógios atómicos, o processamento de informação nos satélites e nos receptores que se encontram na Terra. Computadores, telemóveis, televisões e um monte de outros dispositivos baseiam-se no transístor. O transístor foi provavelmente a invenção mais importante na corrida tecnológica em que nos encontramos e é responsável por uma das maiores revoluções na história da humanidade. E quando olhamos com atenção, é um produto da Mecânica Quântica, uma disciplina que tantos consideram ficção científica.

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Depois de ouvir os 6 testemunhos, a situação do inspector parecia ainda pior do que estava anteriormente. Com tantos pormenores, tantos factores, tantos contributos diferentes, um sistema tão complexo, como é que seria possível identificar o suspeito associado ao rapto? O inspector reflectia na entrada da casa, quando viu através do canto do olho o Prof. Plum entrar na adega e fechar a porta de forma extremamente suspeita. Afinal nem tudo estava perdido! Apressou-se a segui-lo, abriu a porta da adega e desceu as escadas o mais depressa que pôde. Ninguém o podia ter preparado para o que os seus olhos viam. A adega enchia-se de físicos, químicos, matemáticos, engenheiros e especialistas que o inspector nem conseguia identificar. Homens, mulheres, jovens, séniores, americanos, europeus, asiáticos, africanos, vestidos de acordo com inúmeras épocas diferentes. Em tudo diferentes. Apenas uma coisa os unia: todos eles eram, de uma forma ou de outra, responsáveis pelo sistema de GPS. Todos eles eram, de uma forma ou de outra, suspeitos.

Nessa noite, o inspector não prendeu ninguém. Nem na semana seguinte, no mês seguinte ou no ano seguinte. Talvez tivesse sido fácil culpar e prender um único cientista, mas era impossível, como o inspector veio a descobrir, prender toda uma comunidade científica.

[1] "How Does GPS Work?", sciBRIGHT

https://www.youtube.com/watch?v=FU_pY2sTwTA

[2] "What Is Light?", Kurzgesagt – In a Nutshell

https://www.youtube.com/watch?v=IXxZRZxafEQ

[3] "GPS, relativity, and nuclear detection", minutephysics

https://www.youtube.com/watch?v=ky4RgRvVDoA

[4] "GPS Satelllites Are Time Traveling Right Now!", Science Plus

https://www.youtube.com/watch?v=qbyxQiMpkio

[5] "How a quartz watch works - its heart beats 32,768 times a second", Steve Mould

https://www.youtube.com/watch?v=_2By2ane2I4

[6] "How Do Atomic Clocks Work?", Every Think

https://www.youtube.com/watch?v=l8CI3bs9rvY

[7] "How Does a Transistor Work?", Veritasium

https://www.youtube.com/watch?v=IcrBqCFLHIY

[8] "Transistors, How do they work?", Learn Engineering

https://www.youtube.com/watch?v=7ukDKVHnac4

SONHOS

6 de Junho de 2020

Um dia destes estava a ver o filme Waking Life… (Sim, já sei o que vais dizer. “David, este não é um texto sobre cinema, eu vim aqui para ler sobre ciência.”. Ao que eu respondo, “Deixa-me acabar, a ciência vem já a seguir”). Continuando, estava a ver o Waking Life, (para quem não sabe, este é um filme de animação surreal que explora a duplicidade entre sonho e vida real) e uma das passagens despertou novamente o meu interesse em sonhos lúcidos.

Um sonho lúcido é um sonho em que o sonhador está consciente de que está a experienciar um sonho. Mas o que torna estes sonhos particularmente interessantes é que neles o sonhador consegue tomar controlo do que se passa à sua volta e consegue tornar qualquer coisa imaginável em realidade. Desde voar até uma conversa com Albert Einstein, qualquer coisa é possível. Sonhos lúcidos são reportados por pessoas por todo o mundo e estima-se que cerca de metade das pessoas já teve sonhos lúcidos e que cerca de uma em cada cinco pessoas têm sonhos lúcidos regularmente. [2]

Estes fenómenos, até há relativamente pouco tempo, eram impossíveis de avaliar sem recorrer a relatos pessoais. A primeira medição em laboratório de sonhos lúcidos foi feita em 1978 e utilizou um padrão de movimento ocular que os sonhadores, tendo acesso ao movimento dos seus olhos bem como às memórias anteriores, reproduziram durante o sono dando assim indicação de que estavam de facto a sonhar, usando um eletrooculograma. No entanto, recorrendo à medição da atividade cerebral usando um eletroencefalograma, investigadores no instituto Max Plank de Psiquiatria em Munique e do instituto de Ciências Humanas Cognitivas e do Cérebro, conseguiram distinguir diferenças entre as áreas do cérebro ativas durante um sonho lúcido e durante um sonho normal. Provando diferenças mensuráveis entre os dois tipos de sonhos, não dependentes do testemunho das pessoas. [1]

Mas será que toda a gente consegue ter este tipo de sonhos? Uma rápida busca na internet diz-nos imediatamente que sim, dando-nos uma lista infindável de tutoriais, com as mais variadas técnicas. No entanto, estes tutoriais são pouco científicos e dão pouca evidência para aquilo que afirmam. Será que há alguma evidência científica sólida para além da experiência pessoal?

Entre as técnicas mais comuns está a técnica MILD que envolve o ensaio do sonho antes de adormecer, visualizando a transição para o sonho lúcido. Uma outra técnica comum são os testes de realidade, que consiste em criar o hábito de perguntar se estamos num sonho. No entanto, como vim a descobrir, há uma impressionante falta de estudos em condições controladas sobre sonhos lúcidos, e os que existem têm amostras muito pequenas. Grande parte dos dados que existem, tanto para a técnica MILD como a técnica de testes de realidade, vêm então de experiência pessoal reportada, que parecem indicar a utilidade das técnicas. No entanto, estes dados carecem de condições controladas de laboratório. Para além disso, estas técnicas requerem trabalho e se fores como eu passas demasiado tempo no YouTube para ter tempo para estas coisas. [2]

Mas há boas notícias, um artigo de 2014 publicado na revista Nature encontrou evidência de indução de sonhos lúcidos através da aplicação de corrente alternada com frequências de 25 de 40 Hz no cérebro [3]. Isto significa que é possível a construção de um aparelho comercial, para a indução de sonhos lúcidos, que elimine o trabalho de treinar essa capacidade. Este aparelho poderia perfeitamente servir de ponto de partida para uma novela de ficção científica em que todos têm acesso a um mundo em que podem ser, ter e fazer tudo aquilo que quiserem. Geraria isto um mundo melhor em que as pessoas usam os sonhos construtivamente para aprender e treinar novas capacidades? Ou usariam elas estes sonhos para satisfazer prazeres obscuros e refugiarem-se do mundo real?

Por muito que este tipo de coisas agrade ao meu lado preguiçoso, eu gostava de ver um bocado mais de evidência científica antes de comprar uma máquina que faz passar corrente eléctrica pela minha cabeça. Talvez um pouco de dedicação não seja tão mau afinal.

[1] Dresler, Martin, et al. "Neural correlates of dream lucidity obtained from contrasting lucid versus non-lucid REM sleep: a combined EEG/fMRI case study." Sleep 35.7 (2012): 1017-1020. (https://academic.oup.com/sleep/article/35/7/1017/2558845)

[2] Stumbrys, Tadas, et al. "Induction of lucid dreams: A systematic review of evidence." Consciousness and Cognition 21.3 (2012): 1456-1475.

(https://doi.org/10.1016/j.concog.2012.07.003)

[3] Voss, Ursula, et al. "Induction of self awareness in dreams through frontal low current stimulation of gamma activity." Nature neuroscience 17.6 (2014): 810.

(https://www.nature.com/articles/nn.3719)

[4] Dresler, Martin, et al. "Dreamed movement elicits activation in the sensorimotor cortex." Current Biology 21.21 (2011): 1833-1837.

(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982211010311)

TEMPO (CONVIDADOS)

TEMPO

“Há um tempo em que é preciso abandonar as roupas usadas ...

Que já têm a forma do nosso corpo ...

E esquecer os nossos caminhos que nos levam sempre aos

mesmos lugares ...

É o tempo da travessia ...

E se não ousarmos fazê-la ...

Teremos ficado ... para sempre ...

À margem de nós mesmos...”

- Fernando Pessoa

Começo por me afirmar como alguém crente e praticante (se é que algum “Deus” me permite usar a gíria da religiosidade) das Ciências Sociais, mas é com imparcialidade que hoje vos trago o Tempo. O tempo aos olhos da Ciência, pois é uma fórmula que permanece imutável: a Ciência do Tempo e o Tempo da Ciência.

A minha primeira aula na faculdade foi dada por um Psiquiatra e Psicoterapeuta de Cognitivo-Comportamental e começou com a pergunta: “O que é o tempo, meus caros? Quem não souber o que é o tempo, está perdido na Psicologia porque não irá conseguir entender o outro no tempo certo”. Visto está que lançou o desafio de não iniciar a aula seguinte sem uma resposta e o que fizeram as pessoas de Ciências Sociais? Lá tiveram de ir à terminologia e tentar entender o tempo e porque é tão importante na compreensão do Ser.

Eis que a primeira coisa que aparece é a terminologia:

“Do latim tempus, a palavra tempo é a grandeza física que permite medir a duração ou a separação das coisas mutáveis/sujeitas a alterações (…).

Esta grandeza, cuja unidade básica é o segundo, permite ordenar os sucessos em sequências, estabelecendo assim um passado, um presente e um futuro. O tempo dá lugar ao princípio de causalidade, que é um dos axiomas do método científico (Anónimo, Wikipédia)”.

As Ciências, chamadas de Ciências Exatas, ajudaram-me a perceber que a questão do tempo está dependente da perspetiva do observador. Então, mas o que dizem as Ciências Sociais sobre Compreensão do Ser numa perspetiva temporal?

O tempo é considerado uma das propriedades gerais da exterioridade relativamente ao pensamento. O tempo é para o ser humano passível de ser dividido em três dimensões lineares: o passado, o presente e o futuro. A medida do tempo torna-se subjetiva quando cada um a pode percecionar de forma diferente, consoante a situação. O Homem, pela sua condição mortal, é afetado pelo tempo de uma maneira diferente da do espaço. Este é irreversível, o que pode causar angústia pelo fim inexorável.

Para Platão, existe o mito do eterno retorno, onde o tempo era um movimento cíclico e assim tudo aquilo que acontecia no passado era repetido e retornava novamente. Já para Aristóteles, o tempo não poderia existir, já que nenhuma das suas partes existe: o instante presente, por não ter duração precisa; o passado por já ter acontecido; e o futuro por ainda não o ser.

O tempo é imprescindível e condição necessária para o Ser Humano no sentido de entender as suas experiências e a sua própria condição e conceção do Mundo. Na verdade, a maioria dos filósofos foca no Tempo como algo Passado, Presente e Futuro e isso vai de encontro às várias vertentes da Psicologia. A Psicologia tenta ajudar o Ser Humano na sua autodescoberta, garantindo a sua dignidade e integridade enquanto ser dotado de Racionalidade, podendo conceder-lhe maior autonomia para a tomada de decisão, por exemplo:

A Psicanálise é a ciência que investiga a interação dos processos conscientes e inconscientes, e tem como fim a descoberta e a formulação das leis sobre a função do sistema mental. É muito conhecida pela Terapia do Divã e remete muitas vezes para os assuntos mal resolvidos e que são inconscientes. É uma terapia que vai muitas vezes ao Passado.

A terapia Gestalt é um modelo psicoterapêutico com ênfase na experiência individual do momento atual (chamado também de aqui e agora), levando em conta sempre o meio ambiente e o contexto social, que constituem o ser de um modo geral. É uma terapia que se foca no Presente.

Terapia Cognitivo Comportamental ou TCC é uma abordagem que entende a forma como o ser humano interpreta os acontecimentos como aquilo que nos afeta, e não os acontecimentos em si. De certa forma, é uma terapia que olha para o Futuro.

O que têm estas terapias em comum? Para além do instrumento de trabalho da Psicologia, que é a Relação Terapêutica, procuram trabalhar a perspetiva do Tempo enquanto uma das condições necessárias para compreender o Ser Humano.

Através das diferentes terapias, conseguimos compreender como o Tempo afeta o Ser Humano na sua autodescoberta. No entanto, existe algo muito importante na Psicologia que é inerente ao Tempo: o Desenvolvimento. A Psicologia estuda o indivíduo desde que nasce até que morre e isto engloba todas as suas etapas de Desenvolvimento e como cada uma é importante na construção do Ser Humano e, como diria o meu professor, na sua compreensão no tempo certo.

Erikson propôs uma conceção de desenvolvimento humano em 8 fases (ou estágios) psicossociais, perspetivados, por sua vez, em oito idades que decorrem do nascimento até à morte. Cada estágio é atravessado por uma crise psicossocial, com uma vertente positiva e uma negativa, e cada uma contribui para a formação da personalidade. O núcleo de cada fase/estágio é uma crise básica que, não existindo apenas durante um estágio específico, será mais proeminente na sua fase correspondente, trazendo raízes prévias dos estágios anteriores e com consequências para os estágios posteriores. As 8 fases são:

Confiança vs. Desconfiança (1 ano) - O amadurecimento ocorrerá de forma equilibrada se a criança sentir que tem segurança e afeto, adquirindo confiança nas pessoas e no mundo.
Autonomia vs. Vergonha e Dúvida (2 e 3 anos) – a criança passa a ter controlo das suas necessidades fisiológicas, o que lhe concede grande autonomia. Se, no entanto, for criticada ou ridicularizada desenvolverá vergonha, provocando uma volta ao estágio anterior, ou seja, a dependência.
Iniciativa vs. Culpa (4 e 5 anos) - passa a perceber as diferenças sexuais (órgãos genitais femininos e masculinos). Se a sua curiosidade “sexual” for reprimida poderá desenvolver sentimento de culpa e diminuir a sua iniciativa de explorar novas situações/conhecimentos.
Construtividade vs. Inferioridade (6-11 anos) – período que exigirá maior sociabilização (para além dos familiares). Caso tenha dificuldades, o próprio grupo irá criticá-la, passando a viver a inferioridade.
Identidade vs. Confusão de Papéis (12-18 anos) – Dá-se uma crise Psicossocial na construção da sua própria identidade e o papel que tem na sociedade.
Identidade vs. Isolamento (jovem adulto) - o interesse gira em torno da construção de relações profundas e duradouras, podendo vivenciar momentos de grande intimidade e entrega afetiva. Caso ocorra uma deceção, a tendência será o isolamento temporário ou duradouro.
Produtividade vs. Estagnação (meia idade) - Pode aparecer uma dedicação à sociedade à sua volta e realização de valiosas contribuições, ou grande preocupação com o conforto físico e material.
Integridade vs. Desesperança (velhice) - Se o envelhecimento ocorre com sentimento de produtividade e valorização do que foi vivido, sem arrependimentos, haverá integridade e ganhos, ao contrário, um sentimento de tempo perdido e a impossibilidade de começar de novo trará tristeza e desesperança.

Esta teoria do Desenvolvimento Humano vem afirmar que compreender o outro no tempo certo é também entender que todo o indivíduo tem um ritmo e tempo diferente. Nem todos passam pelo mesmo estágio na mesma fase e o resolvem da mesma maneira. Para cada pessoa existe um tempo diferente e um desenvolvimento gradual, que depende das capacidades que a pessoa adquire ao longo da sua vida. Compreendermos que o tempo é diferente e percecionado de forma diferente faz parte de compreender a pessoa no seu todo e em cada fase do seu desenvolvimento.

Hoje a minha resposta seria certamente bem diferente do que quando iniciei. O Tempo é um conceito inerente à Ciência que precisa de ser compreendido nas suas várias vertentes, mas sobretudo é importante entender que o Tempo influencia aquilo em que o Ser Humano se torna, no que vai construindo. Seja qual for a especialidade, o tipo de terapia, a faixa etária em que se encontra ou o seu desenvolvimento pessoal, a sua compreensão plena passa por compreender quem é no tempo certo. Sem isso a Psicologia não consegue prever, estudar ou sequer promover alterações no comportamento e no bem-estar da Pessoa, tente o Tempo que tentar.

6 de Maio de 2020

CONVIDADA

INÊS ESTEVES

REVOLUÇÃO

6 de Abril de 2020

"Nasci sujeito como os outros a erros e a defeitos,

Mas nunca ao erro de querer compreender só com a inteligência,

Nunca ao defeito de exigir do Mundo

Que fosse qualquer cousa que não fosse o Mundo."

Alberto Caeiro

O século XX trouxe consigo uma das maiores revoluções da história da ciência, uma revolução que para muitos continua envolta num misto de cepticismo e incompreensão. A Mecânica Quântica veio pôr em causa tudo o que conhecíamos sobre o Universo e a realidade, e tornou-se a base de grande parte da civilização actual. Talvez pelo salto gigante que representa, a maior parte das pessoas não confia nesta ciência e associa a palavra “quântica” a ficção científica.

O século XVI trouxe consigo uma das maiores revoluções da história da ciência, uma revolução que para muitos continuava envolta num misto de cepticismo e incompreensão. O Heliocentrismo veio pôr em causa tudo o que conhecíamos sobre o Universo e a realidade, e tornou-se a base de grande parte da civilização actual. Talvez pelo salto gigante que representa, a maior parte das pessoas não confiava nesta ciência e associava a palavra “heliocentrismo” a heresia.

O facto curioso de uma destas histórias ser para nós tão óbvia enquanto a outra nos parece absurda é uma característica das revoluções científicas: na ciência, é natural rejeitar uma revolução que já aconteceu e considerar óbvia uma que já foi aceite. Quando pensamos em revoluções, imaginamos guerras, exércitos, um vencedor e um vencido, um desfecho definitivo. É fácil perceber quando se deu a revolução, quem a concretizou e até mesmo o que ela implica. Na ciência, as revoluções são extremamente mais subtis e desenrolam-se nos bastidores das universidades, longe do conhecimento do resto da população. Mais importante ainda, é fácil rejeitar uma revolução científica que já aconteceu porque estas revoluções são apenas ideias.

Na história do Heliocentrismo, a ideia hoje óbvia de que o Sol é o centro em torno do qual os planetas como a Terra orbitam, Nicolau Copérnico é considerado por muitos o cientista a despoletar a chamada Revolução Científica, propondo uma ideia que contrariava veementemente os ensinamentos da Igreja. Até então, a ciência era “refém” da Igreja e todas as ideias científicas que viam a luz do dia eram obrigadas a respeitar as ideias religiosas da época: em particular, a ideia de que a Terra era o centro do Universo. Esta limitação impossibilitou durante muito tempo uma revolução.

De facto, Nicole Oresme propôs muitas das ideias de Copérnico mais de um século antes sem despoletar qualquer revolução. Mais impressionante ainda, 17 séculos antes, Aristarco de Samos foi o primeiro a propor que a Terra girava em torno do Sol, que girava em torno do seu eixo central e que as estrelas não passavam de cópias do Sol muito mais distantes da Terra. 17 séculos de negação.

É certo que nem todas as revoluções científicas demoram tanto tempo a ser aceites, mas esta história levanta uma questão importante: quantas revoluções científicas já aconteceram que ainda não foram aceites? Ou quantas revoluções eram desconhecidas numa altura em que a grande maioria considerava a alternativa um facto óbvio?

Contudo, parte do problema é semântico. O que entendemos por revolução determina em parte o momento em que a revolução teve lugar. Uma revolução política (vista como o evento que derrubou um regime político) tem por definição efeitos imediatos: consideramos que a revolução teve lugar no momento em a população tem acesso a um estado diferente (composto por direitos, deveres, obrigações e liberdades). Parte desta revolução foi também o nascimento da nova ideologia, o crescimento da comunidade que suporta esta ideologia e a criação de um movimento suficientemente forte para derrubar o antigo regime. Se nos focarmos no nascimento da ideia em vez do evento com efeitos imediatos, a Revolução dos Cravos deu-se 25 séculos antes com o nascimento da democracia na Grécia antiga enquanto ideologia. Claro que a história da democracia é muito mais complexa do que isto.

Há diversas razões pelas quais uma nova ideia pode ser rejeitada durante tanto tempo. Durante grande parte da história, uma das principais era que muitos tinham ideias e a ciência não passava disso, ideias. O cientista olhava para o mundo e acreditava que a melhor explicação para o que via era a sua nova ideia. A ciência era um monte de ideias e ganhava aquela com mais poder, viesse esse poder da capacidade do cientista ou do seu poder político (como era o caso da Igreja). A grande Revolução Científica não foi necessariamente um conjunto de teorias, mas uma ideia que se aplicava a todas as ciências: a ciência que quer explicar os fenómenos naturais deve ser demonstrada com provas da natureza. O experimentalismo e o empirismo, a ideia de que uma teoria científica tem tanto valor quanto a sua capacidade de prever e explicar a experiência, veio criar um campo de batalha mais justo para as ideias científicas e acelerar o processo de aceitação de uma nova ideia. O tempo médio de aceitação estava agora relacionado com o tempo que demorava a demonstrar experimentalmente a teoria (razão pela qual o prémio Nobel é atribuído a descobertas experimentais e não teóricas).

Qual é então a razão para a Mecânica Quântica ser tão pouco aceite e o Heliocentrismo tão óbvio? São duas: o tempo que passou e o número de experiências que as pessoas atribuem a cada uma delas. Este pormenor é importante: não é preciso apenas ter acesso à experiência, é preciso saber que é uma experiência para uma dada teoria. Usar o GPS é uma demonstração da Relatividade Geral. Usar o computador é uma demonstração da Mecânica Quântica. Usar o carro é uma demonstração da Termodinâmica (esta rapidamente aceite devido à aplicação imediata à Revolução Industrial - uma revolução com efeitos imediatos).

Talvez mais interessante ainda é pensar que nenhuma destas demonstrações, as revoluções para a população como o GPS, o computador e o carro, era o objectivo do cientista que criou a teoria original. Einstein imaginava como seria viajar num raio de luz e o que isso implicava para o conceito de simultaneidade. Schrödinger queria perceber o comportamento de um electrão. Boltzmann via um gás como um conjunto enorme de pequenas particulas em movimento. Nenhum deles fez ciência pela sua aplicação.

Outros exemplos incluem o aparecimento das vacinas, descobertas por Louis Pasteur, que se interessou por microorganismos após estudar o porquê do vinho e a cerveja azedarem; o aparecimento da internet (pelo menos o famoso www.), que começou com o CERN (onde se estuda física de partículas); o raio-X, uma consequência do estudo de radiação; a ressonância magnética, uma consequência do electromagnetismo; as energias renováveis, baseadas em motores de indução que funcionam de acordo com a Lei de indução de Faraday; e a lista podia continuar.

O que faz das revoluções científicas mais subtis que outro tipo de revoluções é que estas dependem do esforço da população. Perceber uma revolução científica implica tentar perceber a ciência. Infelizmente, é mais fácil aceitar revoluções sem origem do que perceber a origem das revoluções e as grandes revoluções científicas são consideradas óbvias ou ficção, imediatas ou inúteis. A comunicação científica é talvez a arma mais importante destas revoluções: é importante falar de ciência de uma forma acessível e interessante, divertida até. É importante equipar a população com as ferramentas e conhecimentos necessários para perceber as revoluções, até mesmo incentivá-las a participar. Muitas vezes é como “enganar” a criança que gosta da comida se não souber o que está a comer e no fim dizer que era ciência desde o início.

“Porque é que cansas a cabeça a estudar buracos negros?” Porque essa revolução vai demorar tanto tempo, que é melhor começar já. Mas já te contaram a história do astronauta que atravessou uma parede invisível e nunca mais pôde voltar?

ESPECIAL ABRIL

1 de Abril de 2020

"Tem muito papagaio a repetir o que não sabe

Tem muito sábio que não sabe nem metade

Mentiras bem contadas que até passam por verdades”

Plutónio

Envolta no mesmo mistério, precisamente por estas razões, está a chamada Medicina Quântica. Baseada nos poderosos conceitos que a Mecânica Quântica introduziu, esta forma moderna de medicina aplica um grande número de fenómenos, que antes eram desconhecidos, ao bem mais importante da humanidade: a saúde. Não só a saúde do indivíduo, mas mais importante ainda, a saúde da sociedade.

Comecemos pelo princípio. A mecânica quântica introduziu um conceito extremamente importante: a função de onda. Associada à ideia de dualidade onda-partícula, a função de onda constitui a essência verdadeira de tudo o que existe, desde pequenas partículas como os electrões a grandes corpos celestes como o Sol. Com o desenvolvimento mais recente da Teoria Quântica de Campo, esta ideia concretizou-se na forma de campos associados a cada uma das partículas elementares. São estes campos que interagem entre si, criando os fenómenos que conseguimos observar.

Este é um dos pontos fundamentais da Medicina Quântica: tudo é constituído por campos, incluindo o ser humano. A matéria não é mais do que excitações nestes campos, na prática energia, e o ser humano é o resultado de um conjunto inimaginável destas excitações. A Medicina Quântica explora estas mesmas excitações nos campos que nos envolvem para conseguir influenciar de forma precisa os problemas que nos afectam.

E é aí que está o poder da Medicina Quântica: como tudo é feito dos mesmo campos, tudo pode ser tratado de forma semelhante. Quando tentamos influenciar o estado de um dado órgão (imaginemos que é este o foco do problema que queremos tratar), estamos a recorrer a outro conceito importante: o entrelaçamento quântico. Em Mecânica Quântica, duas partículas dizem-se entrelaçadas quando o seu estado depende de ambas as partículas, o que acontece a uma delas determina inevitavelmente o que acontece à outra, independentemente da distância a que se encontrem. Num tratamento quântico, este entrelaçamento é usado para influenciar à distância o estado de um órgão, tecido ou até mesmo o humor de um indivíduo.

O verdadeiro poder da Medicina Quântica só se percebe realmente quando pensamos na sua aplicação à psicologia e neurociência. Durante muito tempo manteve-se um debate importante: será a consciência apenas o resultado da maquinaria do corpo ou algo intangível que transcende o mundo material? A existência dos campos quânticos dá-nos uma resposta interessante: um pouco de ambos. Embora seja intangível para o “olho” humano, é real no sentido quântico. Podemos pensar na consciência como um destes campos quânticos repletos de energia, capaz de interagir com o que nos rodeia. Isto porque a Mecânica Quântica diz-nos que nunca temos acesso à verdadeira função de onda (de que é feita a consciência), mas apenas ao resultado do seu colapso perante uma medição (o resultado prático da consciência). Esta ideia ficou conhecida como interpretação de Copenhaga e está na origem do famoso gato de Schrödinger.

O próprio pensamento pode ser visto de forma semelhante. Há muito que se sabe que o cérebro funciona à base de descargas eléctricas. E é precisamente o comportamento quântico dos electrões que nos permite interagir com essencialmente tudo o que nos rodeia. Um modelo conhecido como ligação apertada (tight binding model), em Física do Estado Sólido, descreve o comportamento de um grande conjunto de electrões através da sobreposição de todas as suas funções de onda: uma mega função de onda. Embora tenha começado por descrever superfícies metálicas, este modelo pode ser estendido para explicar a conexão intrínseca entre cada um de nós e a sociedade, o material utilizado em Medicina Quântica e o próprio universo.

Esta pode ser precisamente a explicação da espiritualidade que durante milénios fugiu ao domínio da ciência. Através das funções de onda de cada uma das partículas que nos constitui, estamos todos ligados naquela que é a maior de todas as funções de onda: a função de onda do Universo. Dessa forma, o meu estado influencia o teu, o teu influencia o meu. Pode ser que desta forma os meus pensamentos positivos sejam responsáveis pela sorte na tua vida e os teus pensamentos negativos sejam responsáveis pelo azar na minha. Pode ser que desta forma, estejamos todos ligados entre nós e com o Universo infinito.

O que nos leva a outra ciência incompreendida: a astrologia. Estamos agora numa posição de perceber de que forma o comportamento dos astros pode influenciar a nossa vida. Através da mega função de onda, a função de onda do Universo, todos os astros que vemos no céu fazem parte da nossa história e podem influenciar o nosso estado. O alinhamento particular dos astros, numa sobreposição específica das suas funções de onda com a nossa, pode criar o entrelaçamento quântico necessário para codificar o nosso futuro. Poderemos assim explicar a forma sistemática como eventos celestes se correlacionam com eventos históricos e até mesmo personalidades individuais. Não é coincidência, é o poder da Mecânica Quântica.

Independentemente de tudo isto, é importante confiar na ciência e continuar a apostar em descobertas científicas. Não podemos ficar presos à pseudociência e a ideias sem pés nem cabeça construídas com jargão inapropriado. Não podemos acreditar em tudo o que lemos. Não podemos achar que conhecer os números é equivalente a perceber o que significam. Há alturas em que é importante confiar em quem sabe e acreditar nas suas capacidades e intenções. Em que o melhor que temos a fazer é descansar na certeza de que há muito conhecimento a lutar do nosso lado e que não devemos preocupar-nos com um número sem perceber o que ele nos diz. São estas as alturas em que devemos cuidar da nossa função de onda e do entrelaçamento que existe entre nós, e empurrar esta grande sobreposição para um futuro melhor. Porque, de facto, isto está tudo ligado.

“Todas as coisas que dizes

Afinal não são verdade.

Mas, se nos fazem felizes,

Isso é a felicidade.”

- Fernando Pessoa

CAOS

07 de Março de 2020

"Se em certa altura

Tivesse voltado para a esquerda em vez da direita;

Se em certo momento

Tivesse dito sim em vez de não ou não em vez de sim;

Se em certa conversa

Tivesse dito as frases que só agora, no meio do sono elaboro –

Se tudo isso tivesse sido assim,

Seria outro hoje, e talvez o universo inteiro

Seria insensivelmente outro também.”

Álvaro de Campos

Na mitologia grega, Caos era o vazio que precedeu o Universo, o nada que deu origem a tudo o que hoje existe. Do caos nasceram as primeiras divindades que mais tarde deram origem aos Titãs e aos Deuses do Olimpo, os mais famosos da mitologia grega. Só por comparação com a ordem de todas as coisas, da Terra, do Céu, dos Mares, do Submundo, é que o Caos é considerado desordem [1]. No entanto, o que pode ter mais ordem que nada?

O que hoje conhecemos como Caos surgiu bastante mais tarde num contexto científico muito diferente. Com as Leis de Newton e a Lei da Gravitação do Universal, tudo fazia crer que o universo era determinístico, que tudo pode ser descrito dada a teoria certa e previsível dadas as condições iniciais. Não era, contudo, assim tão simples. O próprio Newton desesperou com um problema demasiado complicado para as suas equações. Embora fosse capaz de descrever na perfeição a trajectória de um planeta em torno do Sol ou da Lua em torno da Terra, bastava adicionar um único corpo ao sistema para tornar o problema impossível. Surpreendentemente, 3 era um número demasiado grande para a física determinística.

Mais tarde, Henri Poincaré analisou este problema (conhecido como problema dos 3 corpos) e chegou a uma conclusão interessante: o problema não eram as equações que descreviam a física, mas a expectativa que Newton tinha do resultado. Poincaré concluiu que existem órbitas que não são periódicas, que um corpo podia descrever uma trajectória aparentemente aleatória e satisfazer as equações em simultâneo.

Outros matemáticos encontraram problemas semelhantes, em particular na análise de equações diferenciais, mas faltava um ingrediente importante para o nascimento do que mais tarde se tornou a Teoria do Caos: poder de computação. Por muito inteligentes e eficientes que estes matemáticos fossem, o cérebro humano não é suficiente para fazer frente ao Caos.

Em 1961, Yoshisuke Ueda encontrou um comportamento inesperado nos seus dados enquanto utilizava um computador a que chamou “fenómeno de transição aleatória”. Contudo, o seu orientador não achou os seus resultados interessantes o suficiente e não o deixou publicá-los até 1970. Precisamente no mesmo ano de 1961, Edward Lorenz encontrou um comportamento semelhante enquanto estudava fenómenos meteorológicos. Lorenz criou um modelo muito simples de uma partícula numa atmosfera a duas dimensões, com correntes de convecção, e utilizou um computador para simular a sua evolução. Curiosamente, a responsável por programar este computador foi, nem mais nem menos, que Margaret Hamilton, conhecida por programar o sistema que possibilitou a aterragem da missão Apolo 11 na Lua, em 1969.

Em 1961, Lorenz deparou-se com o comportamento caótico da sua atmosfera. Após correr o programa com um conjunto de condições iniciais (como a posição e a velocidade inicial da partícula), Lorenz voltou a correr o programa, mas desta vez começando a meio caminho. Usando como condições iniciais resultados que tinha obtido para um dado momento da evolução, Lorenz esperou encontrar uma atmosfera essencialmente igual no final do processo. Não foi isso que aconteceu.

Este segundo conjunto de resultados era completamente diferente do original. Lorenz suspeitou que houvesse um problema no computador, mas acabou por perceber que o problema estava nas condições iniciais que utilizou. Embora o computador fizesse todos os cálculos com 6 casas decimais (por exemplo, 0.506123), os resultados que imprimia eram arredondados à terceira casa decimal (i.e. 0.506) e foram estes valores que Lorenz utilizou na segunda evolução. Esta pequena diferença nas condições iniciais (de menos de 0.1%) propagava-se nos cálculos de tal forma que era suficiente para que o resultado final fosse completamente diferente do original. [2,3,4]

Esta é a ideia essencial da Teoria do Caos. Embora os sistemas caóticos sejam por vezes vistos como aleatórios, ou como desordem à semelhança da mitologia grega, a verdade é que não o são. Sistemas caóticos são por definição determinísticos (as equações descrevem totalmente o comportamento do sistema), mas são extremamente sensíveis às condições iniciais. Não são as equações que são incapazes de prever o futuro do sistema, somos nós que somos incapazes de fazer a pergunta certa de forma completamente precisa. Nas palavras de Lorenz, “Caos é quando o presente determina o futuro, mas o presente aproximado não representa aproximadamente o futuro”.

Existe, contudo, alguma ordem no Caos. Apesar da extrema sensibilidade destes sistemas às condições iniciais, é possível encontrar padrões na imprevisibilidade. Mesmo sendo impossível prever exactamente o estado do sistema, um grande conjunto de condições iniciais pode tender para um comportamento muito semelhante – esta é a noção de atractor. Um atractor é um conjunto de condições que tende para o mesmo comportamento. O mais famoso atractor da história é provavelmente o atractor de Lorenz, a ilustração do comportamento caótico do seu modelo meteorológico: a borboleta.

O efeito borboleta é o conceito mais conhecido da teoria do caos. Existem 68 resultados de filmes e séries no IMDB para “efeito borboleta”. Ainda assim, este conceito é muitas vezes interpretado de forma errada. “O bater de asas de uma borboleta pode causar um furacão no outro lado do mundo” não significa que tudo tem uma causa, por mais pequena que seja, e que encontrar a causa é como encontrar a borboleta que bateu as asas. Significa que uma perturbação tão insignificante como uma borboleta pode propagar-se de forma imprevisível e ter consequências surpreendentes. É tentador aplicar esta ideia à nossa vida e pensar no que poderia ser diferente neste momento se tivéssemos tomado uma de tantas decisões insignificantes de forma diferente, em particular, como diz Álvaro de Campos, se em certo momento tivesse dito sim em vez de não ou não vez de sim.

Algumas aplicações da Teoria do Caos incluem ciência de computadores, robótica, biologia, meteorologia, diversas áreas da física, mas também áreas como economia, política e filosofia. Talvez seja fácil imaginar como podemos utilizar o Caos para discutir temas filosóficos como o “livre arbítrio”, um contexto em que o Caos é utilizado como aleatoriedade, mais do que imprevisibilidade (que agora sabemos que não está correcto). Exemplos particularmente interessantes incluem a dinâmica de populações, muitas vezes descrita como um sistema caótico [5] e mesmo a psicologia, em funções como o reconhecimento de padrões, a codificação de memórias e a coordenação.

Provavelmente, o exemplo mais flagrante do Caos é mesmo a meteorologia. É extremamente difícil prever o clima com muita antecedência (uma previsão com mais de uma semana já está sujeita a um grande erro, apesar dos métodos e equipamentos sofisticados utilizados actualmente em meteorologia – na verdade, é quase o mesmo que prever o clima com base na média para aquele dia em particular). Por essa razão, os meteorologistas fazem várias previsões diferentes, com condições iniciais ligeiramente diferentes, para tentar ter em conta as várias possibilidades.

Uma última questão que se impõe: Se mesmo com modelos determinísticos, não somos capazes de fazer previsões precisas do futuro, será que percebemos realmente o universo? De certa forma, podemos saber perfeitamente como funciona um universo e não ser capazes de prever o futuro do nosso universo. A existência de sistemas caóticos é um dos dois grandes desafios da previsão de sistemas físicos. O segundo é, como não podia deixar de ser, a mecânica quântica. Há, no entanto, uma grande diferença entre as duas: a mecânica quântica põe em causa o próprio determinismo. Neste caso, estamos mesmo a falar de aleatoriedade, (certamente uma aleatoriedade com regras bastante precisas, mas aleatoriedade). Curiosamente, a mecânica quântica parece funcionar ao contrário de um sistema caótico: é impossível prever com certeza o que vai acontecer a um electrão, mas há tantos electrões na vida real que falar num comportamento estatístico é uma forma extremamente eficaz de fazer previsões.

No fim de contas, o que sabemos realmente sobre o universo? Muito. Quão capazes somos de prever o futuro? Assim assim. Talvez o futuro não tenha sido feito para ser previsto. Talvez a seta do tempo seja mais forte do que queremos que seja. Talvez a diferença entre o passado e o futuro seja maior do que parece. O que sabemos realmente sobre presente? Em comparação com tudo o que não sabemos ou não conseguimos prever, nada. Como na mitologia grega, tudo o que há é Caos.

CAOS

Atractor de Lorenz - a famosa borboleta

[1] The Greek Creation Story | Mythology Explained - Jon Solo

[2] The Science Behind the Butterfly Effect, Veritassium

[3] How Chaos Theory Unravels the Mysteries of Nature, Seeker

[4] Chaos Theory | The Butterfly Effect (ft. Jabrils), Up and Atom

[5] This equation will change how you see the world (the logistic map), Veritassium

AMOR

17 de Fevereiro de 2020

“Amor é fogo que arde sem se ver.”

Fogo que arde sem se ver é talvez uma conversa para outra altura. Desmistificar o Amor é certamente um desafio grande o suficiente para hoje, já que o “O Amor não se define, sente-se.” Efectivamente, grande parte de nós sente Amor diariamente, talvez até de diversas formas distintas, mas teria dificuldade em passá-lo para palavras, em dar uma simples definição. Em parte, porque acreditamos que os sentimentos são pessoais e intransmissíveis, mas também porque não compreendemos os nossos próprios sentimentos e emoções. A ser verdade, parece que o Amor não tem ciência ou que a ciência não abrange o Amor no seu arsenal de explicações.

Talvez um bom ponto de partida seja esse mesmo. Estabelecer categoricamente que, como tudo o que existe, o amor tem ciência (e se o amor existe ou não é uma conversa para outra secção). O amor é apenas um sobrevivente do grupo de coisas que ainda não compreendemos totalmente, mas nem por isso é intocável. A verdade é que muitas são as ciências que têm algo a dizer sobre o amor.

Evolutivamente é fácil perceber as suas vantagens. Neste contexto, o amor não é um sentimento bonito, recheado de romantismo e coberto de drama adolescente, mas nada mais que um mecanismo de sobrevivência. Se o amor do pai pela mãe e pelos filhos, da mãe pelos filhos, até mesmo de outros membros da comunidade pelas crianças, trouxer segurança e qualidade de vida às novas gerações, é mais provável que estas sobrevivam e se reproduzam. Evolutivamente, o grande objectivo é a reprodução, a transmissão dos genes, a sobrevivência do mais forte. O amor pode ser visto como um mecanismo biológico capaz de manter e reforçar uma aliança, uma estrutura, uma família. A longo prazo, o mais forte não é necessariamente o indivíduo, mas a comunidade. A comunidade que sobrevive é a comunidade que se reproduz, e a comunidade que se reproduz é a comunidade que transmite os seus genes à geração seguinte.

Enquanto mecanismo biológico, o amor tem de ter uma origem. Biologicamente, o amor não é um sentimento abstrato e indefinível, mas nada mais que uma reacção química. Isto é, várias reacções químicas. Na prática, o amor tem várias formas e manifesta-se de formas diferentes. Podemos estar a falar de um casal, de uma família, de um grupo de amigos, até mesmo de amor próprio. Talvez o mais interessante para a nossa discussão seja o amor de um casal, uma vez que inclui os outros casos de uma forma ou de outra. É comum dividir-se o amor romântico em três fases distintas: o desejo, a atracção e o apego.

Inicialmente, tudo o que há é desejo. As reacções são mais primárias, mais cruas, mais claras, há uma motivação sexual e de recompensa instantânea, o investimento é de curto prazo. São os genes a fazer de tudo para serem transmitidos. O hipotálamo (responsável por diversas funções regulatórias essenciais como a sede, a fome, o sono, etc.) liberta testosterona e estrogénio, que criam o impulso sexual e o desejo. A segunda fase é a fase da atracção, que embora pareça semelhante ao desejo difere num ponto importante: baseia-se num sistema de recompensas. A atracção só começa com a interacção e é conduzida pelo aumento de dopamina e noradrenalina, e redução de serotonina. A dopamina é conhecida como a hormona da recompensa, que mantém o jogador no casino, e é libertada quando uma acção tem uma consequência agradável e nos faz sentir bem. É parte da razão pela qual ficamos viciados na pessoa que nos atrai. A noradrenalina é responsável pelo estado de alerta em situações de perigo ou de grande ansiedade, estimula a recuperação de memórias e a vigilância, ao mesmo tempo que aumenta o ritmo cardíaco. É esta hormona que justifica a falta de fome e de sono, e o estado de ansiedade de tantos apaixonados. A serotonina regula o intestino (quem disse que o amor não envolvia comida?), o humor, o apetite e o sono. Curiosamente, pessoas com Transtorno Obsessivo-Compulsivo registam valores baixos de serotonina, o que talvez possa explicar o comportamento característico de um recém casal.

Finalmente, a fase característica de relações duradoras é o apego ou vínculo, que pode ser visto como a forma de amor mais pura. É a fase que caracteriza os outros tipos de relação, entre família ou amigos, e é maioritariamente gerida pela oxitocina e vasopressina. A oxitocina é conhecida como a hormona do amor, é libertada durante o sexo, o parto, a amamentação e uma simples troca de carinho, seja ele físico ou psicológico (como um simples “gosto de ti”). Está associada à formação de vínculos, à inibição do medo e ao reconhecimento de expressões faciais como o desgosto e o medo. A presença da oxitocina combate o cortisol, que é responsável pelo stress, diminuindo a ansiedade. A vasopressina tem efeitos semelhantes à oxitocina, funcionando como analgésico.

E se quisermos perceber porque é que às vezes o amor dói, basta reler estes parágrafos imaginando que vamos retirar cada uma das fases a quem já as experienciou.

Esta é a reacção química do amor (de forma extremamente simplificada). Pode ser que esteja incompleta mesmo do ponto de vista químico, mas está certamente incompleta no panorama geral. Estas reacções químicas reflectem-se directamente nas emoções, mas os sentimentos requerem percepção. Os sentimentos são gerados e geram estados emotivos, mas incluem uma outra camada que falta às emoções, uma certa compreensão do que é sentido. Uma vez que os sentimentos são reconhecidos e podem ser analisados, permitem-nos passar à fase mais misteriosa do amor: o que nos leva a Amar e a todas as peculiaridades de uma relação amorosa.

No entanto, a análise que conseguimos fazer conscientemente está longe de ser maior que o mistério do amor. Mesmo a ciência mais inesperada tem algumas respostas para o amor: a matemática. Como tudo na vida, o amor tem padrões e os padrões são as peças do puzzle da matemática. Desde algoritmos para encontrar o amor, à forma ideal de escolher o par perfeito e às relações surpreendentes entre os comportamentos em relações conjugais e conflitos internacionais. No final do dia, o Amor é só mais um mistério e a ciência é o detective ideal.

E mesmo assim, as perguntas são mais que as respostas. Podemos escolher amar alguém? Podemos escolher deixar de amar? Podemos utilizar o conhecimento que temos da motivação evolutiva, das reacções químicas, da relação entre emoções e sentimentos, e das fórmulas matemáticas do amor para evitar um desgosto amoroso? Ou um desgosto amoroso é simplesmente mais um mecanismo biológico que tem como objectivo a sobrevivência do mais forte? Não sei, mas amava saber.

Se falo na Natureza não é porque saiba o que ela é,
Mas porque a amo, e amo-a por isso
Porque quem ama nunca sabe o que ama
Nem sabe por que ama, nem o que é amar...

COMEÇOS

9 DE FEVEREIRO 2020

“No começo Deus criou os céus e a terra.
Era a terra sem forma e vazia (...) A escuridão cobria o mar (...)
Então Deus disse:
– Que haja luz!
E a luz começou a existir.”

Como é que tudo começou? Quando é que tudo começou? A resposta errada: Big Bang.

Esta é provavelmente uma das mais antigas perguntas que continua sem resposta, embora muitas tenham sido as mentes que se debruçaram sobre a questão. Qual é a origem do Universo?

Uma das mais conhecidas respostas a esta pergunta é nada mais nada menos do que o começo do livro mais famoso de todos os tempos: a Bíblia. De acordo com o Genesis, Deus criou os céus e a terra, e tudo o resto que hoje existe, e do nada inimaginável nasceu todo o Universo observável (e não observável, para todos os efeitos). Primeiro a Terra e só depois a luz, para que pudéssemos ver a imensidão do Universo.

Seria de esperar que milhares de anos depois estivéssemos perante uma situação radicalmente diferente, uma em que praticamente toda a gente conhece a resposta cientificamente correcta para a origem do Universo. Continuam, contudo, a existir dois grandes travões nesta corrida pelo conhecimento. O primeiro e mais importante é que a grande maioria das pessoas não sabe nada (pelo menos em comparação com o que há para saber) sobre a origem e a evolução do universo de acordo com a teoria mais aceite pela comunidade científica dos dias de hoje. O segundo é que mesmo os cientistas não fazem a menor ideia de como começou o Universo.

São várias as peças deste grande puzzle: desde a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, às medições de Hubble, passando pelas equações de Friedmann e pelos Teoremas de Hawking e Penrose. Contudo, apenas com estes ingredientes, a moral da história poderia ser resumida da seguinte forma: vivemos num universo em expansão (o espaço ocupa cada vez mais espaço e tudo o que não esteja próximo o suficiente se afasta constantemente de tudo o resto), o que significa que se invertermos o filme, tudo esteve antes mais próximo e o espaço ocupou menos espaço, e quando não era possível ocupar menos espaço tudo o que hoje vemos estava concentrado num ponto. É provável que, juntamente com esta ideia, muita gente tenha ouvido as palavras Big Bang. De facto, esta é uma das ideias associadas ao Big Bang. Contudo, não é o Big Bang do Modelo Padrão da Cosmologia. Não pode ser.

O Big Bang não é o início do Universo. No Modelo Padrão da Cosmologia, o Big Bang corresponde a uma época muito próxima do “início” do Universo, na qual toda a matéria e energia estavam concentradas num espaço extremamente reduzido, muito denso (no limite em que o Big Bang era o início do Universo, isto resulta na famosa singularidade primordial). Com o Big Bang começaram os processos necessários para a formação de (quase) tudo o que hoje observamos, a formação dos primeiros átomos de hidrogénio e hélio, e uma expansão dominada por radiação. Só mais tarde é que a radiação conseguiu escapar a tudo o que a rodeava e propagar-se livremente pelo universo, tendo ficado conhecida como Radiação Cósmica de Fundo (CMB em inglês), que é hoje uma das principais fontes de informação que temos do “começo” do Universo.

Mais interessante e misterioso ainda é o que aconteceu antes do Big Bang. Ironicamente, se esta teoria descreve realmente a evolução do Universo desde o Big Bang, não pode simultaneamente descrever a sua evolução antes do Big Bang: de forma simplificada, o Universo não teria tido tempo para ser tão grande como parece ser à luz dos dados que hoje temos. Para resolver este e outros conflitos entre o modelo e as observações era necessário um período de expansão acelerada antes do Big Bang, com características que parecem até dizer que nunca chegaríamos à singularidade primordial (pelo menos em tempo finito). A esta fase damos o nome de inflação.

E como é que sabemos que isto não é apenas ficção científica? Longe de mim julgar quem quer que receba esta informação pela primeira vez sem uma atitude minimamente céptica (muito pelo contrário, ainda que o ideal seja uma atitude crítica e não tanto céptica). É comum pensar-se que não podemos realmente saber o que se passou há tanto tempo atrás, uma vez que é impossível voltar ao passado e medir o que quer que seja. A verdade é que não é preciso. Se a minha teoria fosse “A minha mãe já está em casa”, eu não precisava de ver ou ouvir a minha mãe para acreditar que era verdade: bastava-me ver o carro parado à porta, as chaves em cima da mesa, a sua mala em cima do sofá, o som de gavetas a abrir vindo do seu quarto. Teria a certeza absoluta de que a minha mãe estava em casa? Não. Mas estava tão próximo que para efeitos práticos, pouca diferença faz. Naquele momento, eu sabia que a minha mãe estava em casa.

Com o início do Universo funciona mais ou menos assim. Vamos alternando entre teorias e observações, tentando explicar o que vemos com novas ideias e testar novas ideias com o que vemos. O Modelo Padrão da Cosmologia tem várias características que podemos escolher de forma a melhor descrever o que observamos e, feita escolha, observamos mais um monte de coisas para verificar que o modelo efectivamente funciona. Temos de saber procurar as chaves do carro e garantir que são sempre da mesma cor.

E quando não são? Quando só uma pessoa entrou em casa, mas o que está na sala são as chaves minha mãe e a mala da minha irmã? Estamos actualmente perante uma crise na cosmologia: duas medições independentes atribuem valores diferentes para a mesma coisa, valores incompatíveis mesmo considerando o erro que pode existir em cada um. Das duas uma: ou observámos mal ou temos o modelo errado. Mas para já, ninguém faz ideia de qual delas é.

E o que tem isto a ver com o começo do Universo? Esta coisa com valores diferentes é o que nos diz a idade do Universo. É verdade que ninguém sabe como tudo começou, mas actualmente também não sabemos quando tudo começou. Foi há 13.8 mil milhões de anos ou há 12.7 mil milhões de anos? Ninguém sabe. Mas o que são mil milhões de anos, depois de saber que nada começou no Big Bang? Pormenores.