Tal como na Antiga Grécia, onde os filósofos consideravam que tudo já havia sido inventado (roda, mancal, alavanca, espelhos planos, côncavos e convexos, catapultas e outras máquinas de guerra, arietes, polias compostas, engrenagens, cremalheiras, parafuso-sem-fim, diferenciais...), cabendo ao ser humano usufruir do ócio, Arquimedes (c.287-212 AC) desafiava os incautos dizendo "Dê-me um ponto de apoio e eu moverei o mundo!", no século XIX parece que também se acreditava que tudo podia ser conhecido, entendido e reproduzido através da pesquisa científica lógica e racional.
Esse período digamos, materialista, divulgou e sustentou a crença no que é concreto, visível, material e, paralelamente, desenvolveu o bom e essencial método científico, que viria a determinar o que é ou não "verdade científica".A grosso modo, o método científico permite que uma experiência, fenômeno ou demonstração possa ser repetida quantas vezes for necessária.Foi a partir do aprimoramento do método científico que as verdades científicas assumiram a qualificação de provisórias, o que até hoje incomoda a muitos e desmascara charlatões.
A ideia de que a matéria é constituída pela integração de partes muito pequenas e indivisíveis é intuitiva e bem antiga. No séc.V a.C. os filósofos gregos Anaxágoras, Empedocles e Leocipo já consideravam essa concepção para explicar a construção das coisas. Essa ideia foi melhor definida por Demócrito, discípulo de Leocipo. Acreditavam que todo espaço é ocupado de forma sutil por essas partículas indivisíveis – átomos - inclusive a alma das pessoas! É a teoria atomista onde o átomo é considerado a quantidade mínima de matéria que pode existir sem perder suas características próprias.
Essa concepção foi em geral aceita pelos estudiosos, como Galileu no século XVI. O micro e o macro revelam-se ao homem a medida que novos equipamentos lhe propicia um aumento de percepção, que se reflete na evolução das teorias. Basta lembrar a revolução provocada na astronomia pela invenção do telescópio na Idade Média* e na biologia com os microscópios que hoje nos parecem tão rudimentares.
As pesquisas do núcleo básico da matéria tiveram febril desenvolvimento ao final do séc. XIX, após Dalton (1766-1844) e Avogrado (1776-1856) estabelecerem bases científicas para o atomismo. Em 1897 Joseph John Thomson (1856-1940) detectou o elétron, inicialmente chamado de corpúsculo. Planck em 1900 elaborou a teoria dos quanta, onde considera que a emissão ou absorção de energia radiante pela matéria é feita de maneira descontinua através dos quanta (plural latino de quantum). Definiu que a quantidade de energia transferida é igual a freqüência da radiação multiplicada pela constante 6,62 x 10 elevado a -27 ergs/s - constante da natureza descoberta por Planck. Em 1911 Rutherford (1871-1937) propôs o modelo do átomo semelhante ao sistema solar, com núcleo central positivo circulado por elétrons negativos.
Essas pesquisas e descobertas estabeleceram o conceito atual de átomo: núcleo central formado por prótons(+) e nêutrons ao redor do qual elétrons(-) movimentam-se a altíssima velocidade em órbitas elípticas, em diversos planos, e quantidade preestabelecida a cada nível ou órbita. Rutherford confirmou o modelo detectando o próton em 1919 e Chadwick (1891-1974) detectando o nêutron em 1932.
Niels Bohr (1885-1962), autor da teoria do salto quântico em 1913, concluiu que a energia é transferida ou liberada nas diversas órbitas de elétrons, em pacotes mínimos denominados de quanta. Louis Broglie, Nobel de Física em 1929, introduziu a mecânica quântica para explicar os movimentos das partículas cujas quantidades de movimento são pequenas, quando comparadas com o produto da velocidade da luz no vácuo pela respectiva massa. Einstein aplicou a teoria de Planck aos fenômenos fotoelétricos e determinou o quantum da luz: o fóton. Na Teoria da Relatividade igualou a energia da matéria ao dobro da energia cinética que a mesma teria ao deslocar-se na velocidade da luz: E = mc² (massa vezes a velocidade da luz ao quadrado).
Outras partículas foram previstas e descobertas, como o neutrino e o pósitron (um elétron com carga positiva) descoberto por Paul Dirac em 1928, que com o anti-proton (próton com carga negativa) e o nêutron formam os átomos da chamada anti-matéria.
Na década de 50 os primeiros aceleradores de partículas foram construídos, impulsionando as pesquisas nessa área.
No início dos anos 60 do séc. XX, Murray Gell-Mann, Nobel de Física em 1969, propôs a teoria dos quarks: sub-partículas mínimas e indivisíveis de energia estruturada, que se combinam para formar o próton e o nêutron. Na trilha dessa teoria foram sendo descobertas uma grande quantidade de partículas e sub-partículas, mais de 600, que, pela quantidade, acredita-se ser formas diversas de um mesmo fenômeno.
Em fins de abril de 1994, os cientistas que pesquisam no acelerador de partículas FERMILAB - Laboratório Nacional do Acelerador Fermi, em Illinois-USA, conseguiram finalmente detectar evidências do sexto e último componente básico da matéria - o quarks de topo (top = t). A descoberta vem ajustar mais uma peça do quebra-cabeça da teoria cromo dinâmica de formação da matéria.
Estruturada a partir dos anos 60, essa teoria procura explicar a formação dos prótons, nêutrons, suas interações no núcleo do átomo e com as demais partículas, a partir de duas partículas básicas que, com o elétron e o neutrino-elétron, compõem toda a matéria no nosso universo conhecido: o quark para cima (up = u) e o quark para baixo (down = d).
Essas partículas formam a primeira das três famílias de matéria, previstas e comprovadas, da teoria cromo dinâmica, que usa o fenômeno das cores para explicar a formação da matéria, sempre que as combinações das cores básicas e complementares compõem a cor branca.
As substâncias existentes na Terra são formadas pela primeira das três famílias de sub-partículas. A segunda e terceira família não ocorrem no planeta. A teoria considera que elas já existiram na formação do Universo, mas hoje suas sub-partículas só são captadas em ambiente de alta energia, como nos aceleradores de partículas, no núcleo das estrelas e de quasares, de onde algumas escapam e chegam à Terra. Vejam em quadro no final do artigo com o resumo das principais partículas na formação das três famílias de matéria.
O objetivo dos cientistas era, e ainda é, elaborar o modelo padrão: um complexo de equações matemáticas que possa explicar como interagem todos os tipos de matérias e forças conhecidas (eletromagnética, gravitacional, nuclear-fraca e a nuclear-forte), numa teoria única para a formação, movimentação e transformação do Cosmo.
No livro O Tao da Física, pág.168 (CULTRIX – SP 1990), o autor Fritjof Capra conclui o seguinte:
"A teoria de campo na física moderna força-nos a abandonar a distinção clássica entre partículas materiais e o vácuo. A teoria de campo de gravidade, de Einstein, e a teoria quântica dos campos mostram que as partículas não podem ser separadas do espaço que as circunda. Por outro lado, determinam a estrutura daquele espaço, ao passo que não podem ser encaradas como entidades isoladas mas, em vez disso, como condensações de um campo contínuo que se acha presente por todo o espaço."
Logo em seguida o autor cita o livro de J. Neednam “Science and civilisation in China”, Cambridge University Press - 1956:
"O campo existe sempre e por toda parte; jamais pode ser removido. É o portador de todos os fenômenos materiais. É o "vácuo" a partir do qual o próton cria os mésons pi (uma importante sub-partícula de interação do átomo). A existência e o desaparecimento das partículas não passam de formas de movimento do campo."
Na mesma página F. Capra frisa:
"A distinção entre matéria e espaço vazio teve finalmente de ser abandonada quando se tornou evidente que as partículas virtuais podem passar a existir espontaneamente a partir do vácuo e desaparecer neste último, sem que esteja presente qualquer núcleo ou outra partícula que interaja fortemente."
Essa interpretação traz de volta a concepção presente na mitologia greco-romana, no judaísmo, no hinduísmo e no budismo, que consideram que o Universo foi criado do nada.
Hoje o que denominamos de nada pode ser considerado como "todo e qualquer espaço-campo não captado pelos sentidos ou por instrumentos detetores-conversores".*
Na conclusão do capítulo acima mencionado, Capra resume:
"Quando se sabe que o Grande Vácuo está pleno de ch'i (energia vital) compreende-se que não existe coisa alguma que seja nada”.
Podemos concluir que o que conseguimos perceber direta ou indiretamente são apenas as alterações energéticas do espaço-campo. Não seria muito improvável que neste espaço invisível e sem alterações, que denominamos de nada, esteja a origem de todo o Universo conhecido e a resposta a todas as nossas dúvidas!
Consideramos que as descobertas científicas precisam necessariamente converter-se em bem-estar e melhoria de vida, não apenas aos habitantes dos países desenvolvidos – em detrimento dos 1,2 bilhões de humanos que sobrevivem abaixo do limite da fome – mas a todos os habitantes do planeta Terra, em harmonia com tudo o que nela existe.
É fundamental considerar sempre que toda verdade científica é incompleta e provisória.
* Em 24 de abril de 2015 o telescópio espacial Hubble, completou 25 anos de lançado, ainda em plena atividade. Orbita a uma altura de 559 km, fora da interferência da atmosfera terrestre, na velocidade de 7,5 km/s. Ao custo estimado em 2,5 bilhões de dólares, precisou sofrer reparos manuais por astronautas. É capaz de detectar luz visível e infravermelho para conseguir a excelente nitidez alcance que impressiona a todos.
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QUADRO: FAMÍLIAS DE MATÉRIA
1ª. Família 2ª. Família 3ª. Família
BÁRIONS: próton (não existe (não existe
(pesados) carga = +1 na Terra) na Terra)
nêutron (idem, idem) (idem, idem)
carga = 0
QUARKS: para cima (u) charme (c) topo (t)
carga = +2/3 carga = +2/3 carga = +2/3
para baixo (d) estranho (s) fundo (b)
carga = -1/3
carga = -1/3 carga
= -1/3
ANTIQUARKS: (vide notas)
LEPTONS: elétron múon (elétron verde) táuon
(leves) carga =
-1 carga = -1 carga = -1
neutrino elétron neutrino
múon neutrino táuon
carga
= zero carga = zero carga = zero
ANTILÉPTONS: (vide notas)
BÓSONS:
fóton
partícula W partícula X
glúon partícula Z partícula
Y
NOTAS:
1. O próton é formado por 2 quarks para cima e 1 quark para
baixo, somando massa 1836 vezes a do
elétron, carga igual mas de sinal contrário.
2. O nêutron é composto por 2 quark para baixo e um quark para cima, somando massa 1839 vezes a do elétron e carga elétrica nula.
3. O méson é formado por um quark mais um antiquark.
2. O nêutron é composto por 2 quark para baixo e um quark para cima, somando massa 1839 vezes a do elétron e carga elétrica nula.
3. O méson é formado por um quark mais um antiquark.
4. O neutrino elétron, detectado após 1930, têm massa 100 mil vezes menor que a do elétron, a ponto de atravessar a Terra como se nada houvesse no caminho. É a menor das partículas conhecidas. Alguns pesquisadores o consideram sem massa!
5. Os quarks da 2ª família têm massa bem maior do que os da 1ª., e os quarks da 3ª. família bem maior do que os da 2ª família.
6. Ainda não há explicação do porquê das 3 famílias de matéria, que contém átomos de
pesos
diferentes, mas o quark estranho (s) explica as pesadas partículas detectadas
nos
raios
cósmicos.
7. O quark topo tinha sua existência praticamente definida por medições indiretas de sua massa e carga. Em abril/94 foram detectadas fortes evidências diretas de sua existência no acelerador de partículas FERMILAB, Illinois - USA.
8. Quando o nêutron emite uma partícula W, provoca a transformação de um quark para
baixo (down)
em um quark para cima (up). Com essa transformação o nêutron vira próton e a
partícula W decompõe-se em um elétron e em um antineutrino!
9. Na colisão de um lépton (elétron) com um antilépton (pósitron) surgem dois fótons!
* Atualmente, a Ciência considera que apenas 5% de toda massa e energia existentes no universo é possível de serem observadas e estudadas satisfatoriamente. Os cerca de 95% restante são chamadas de matéria escura e energia escura, só percebidas ou inferidas devido a elevada velocidade de rotação das galáxias, muito acima daquela que a massa e energia detectadas nelas poderiam proporcionar.
Algo semelhante ocorre com nossos sentidos do olfato, paladar, audição e, principalmente, no sentido da visão, muito valorizado por nós. O que nossos olhos podem perceber ou ver é uma pequena faixa de frequência do imenso espectro das ondas eletromagnéticas. Desse modo, não enxergamos espectro da luz infravermelha, luz ultravioleta, ondas de rádio, de TV, micro ondas, raio X, raios alfa, gama, raios cósmicos... Entretanto, esses espectros são detectáveis, controlados e utilizados por aparelhos específicos de captação, tais como nossos aparelhos de rádio e TV.
# Se você também fascinado por Ciência sugiro ler o texto Uma questão de tempo postado neste blog em 1º de janeiro de 2015. Copie e cole no navegador o endereço:
< http://cidadanialerta.blogspot.com.br/2015/01/uma-questao-de-tempo.html >
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O autor, José Renato M. de Almeida,
engenheiro mecânico pela UFPA-1970, pesquisa, estuda e analisa a evolução do
conhecimento técnico-científico versus
humano-social ao longo da história da humanidade.
