Apresenta as descobertas revolucionárias, tais como a radioatividade, a Bomba Atômica e o Big Bang, e tenta responder à maior de todas as perguntas – por que estamos aqui, e como fomos criados?
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quarta-feira, 21 de dezembro de 2011
domingo, 11 de dezembro de 2011
Atom - Clash the Titans - part 1
Relata as batalhas intelectuais, travadas entre os grandes cientistas, desde a descoberta do átomo até o desenvolvimento da mecânica quântica.
Atom - The Ilusion of Reality - part 3
Al-Khalili descobre que podem existir universos paralelos, onde diferentes versões de nós existem, e conclui que o espaço vazio não é tão vazio…
A Sinfonia Inacabada de Einstein
A Sinfonia Inacabada de Einstein Part. 1 de 4
A Sinfonia Inacabada de Einstein Part. 2 de 4
A Sinfonia Inacabada de Einstein Part. 3 de 4
A Sinfonia Inacabada de Einstein Part. 4 de 4
quinta-feira, 17 de novembro de 2011
O que é energia eólica?
O
que é energia eólica?
A
necessidade de buscar alternativas energéticas menos poluentes,
renováveis e que causem menor impacto ambiental possível está
diretamente relacionada com a preservação das condições de vida
no Brasil e no mundo.
O
uso da energia do vento não é novidade. O ser humano já se
beneficia dela há muito tempo ao usar velas para movimentar
embarcações, cata-ventos para movimentar moinhos e acionar bombas
hidráulicas, por exemplo. Atualmente essa fonte de energia tem
recebido mais atenção e investimentos para sua exploração em
larga escala, principalmente em função da escassez de fontes de
energia não renováveis e do alto custo da implantação de usinas
hidrelétricas.
Origem
dos ventos
A
energia do Sol é responsável pelo movimento das águas e dos ventos
na Natureza. O sol aquece algumas regiões do nosso planeta, enquanto
outras esfriam, causando o deslocamento de ar que dá origem aos
ventos. O movimento dos ventos transporta calor e vapor de água,
influenciando o clima.
Energia
eólica transformada em elétrica
As
hélices do cata-vento em movimento giram um eixo ligado a uma caixa
de mudança. A velocidade do eixo é aumentada por meio de
engrenagens, e esse eixo é ligado a um gerador, que transforma a
energia mecânica em elétrica. Dependendo do tipo de gerador, a
energia pode ser armazenada em baterias (gerador de corrente
alternada) ou pode ser usada diretamente (gerador de corrente
contínua).
Uso
atual e projeções
Há
cerca de 30 mil turbinas eólicas de grande porte no mundo. Os países
com maior aproveitamento dos ventos são a Alemanha, a Dinamarca, os
Estados Unidos, a Índia e a Espanha.
No
Brasil, o Ceará foi o primeiro estado a ter um programa de
levantamento do potencial eólico. Hoje, muitas áreas com grande
potencial eólico têm sido identificadas, não apenas na costa do
Nordeste. Além disso, turbinas de pequeno porte estão espalhadas
principalmente por lugares onde a rede convencional de distribuição
de energia não chega, favorecendo especialmente a eletrificação
rural, as telecomunicações e o bombeamento de água.
Sugestões
para consulta:
sábado, 29 de outubro de 2011
Massa
terça-feira, 25 de outubro de 2011
segunda-feira, 24 de outubro de 2011
O TEMPO NA FÍSICA - Henrique Fleming
O
TEMPO NA FÍSICA
Henrique Fleming
Neste artigo,
destinado a leitores não-especialistas, mas afeitos ao pensamento teórico,
pretendemos descrever as contribuições da física, em especial da física deste
século, à elucidação da natureza do tempo e de suas relações com outros
conceitos fundamentais usados na ciência. O tempo de que vamos falar não é
nenhuma construção especial da física moderna, mas é o tempo mesmo, de domínio
público, e sobre o qual se manifestaram muitos filósofos importantes, dois dos
quais, Santo Agostinho e Kant, exerceram e exercem grande influência sobre os
físicos mais indagadores. Kant, por sua origem, nos está mais próximo, em suas
considerações sobre o tempo (nas Antinomias, por exemplo). Mas mesmo filósofos
deliberadamente distantes da ciência, como Benedetto Croce, influem sobre a
conceituação do tempo na física, ou iluminam a interpretação daquilo que a
estrutura formal das teorias nos propõe ou impõe. Pois o que é um resultado
importante na física? A resposta esperada, de que importante é o resultado que
encontra aplicação na vida prática, é correta, mas aborda só um lado da questão
e nem mesmo o mais importante. Em 1957, Chen Ning Yang e Tsung Dao Lee
receberam o prêmio Nobel de física pela descoberta de que a natureza permite
que se defina a mão esquerda de maneira absoluta (ou seja, sem ser por
comparação com uma mão direita). Nenhum prêmio Nobel de física foi considerado
tão importante quanto este, desde então. As aplicações práticas (dentro da
física) da descoberta de Yang e Lee foram surgindo com o tempo, na teoria dos
neutrinos, nas modernas teorias de grande unificação, etc. Mas o seu grande
impacto se deve ao fato de que ensinou algo sobre um problema de antiga
tradição na filosofia, tema dos debates Leibnitz-Clarke, e que ainda não se
esgotou até hoje. Vale dizer, um problema que está na raiz mesma do nosso conhecimento
do Universo, ou do conhecimento tout court. Enfim, um resultado é tanto mais
importante na física quanto mais nobre o pedigree do problema ao qual ele se
refere. Uma ocasião, foi perguntado a Einstein por que, tendo ele estudado em
uma escola mais forte em matemática do que em física, tinha escolhido esta
última como carreira. "Porque, respondeu, na física sou capaz de discernir
os problemas importantes, enquanto que na matemática não." Não há duvida
de que ele se referia ao critério de importância a que nos referimos acima.
Pois bem, a física moderna obteve resultados que nos parecem importantes sobre
o conceito de tempo e suas relações, algumas totalmente inesperadas, com outros
conceitos fundamentais na descrição da realidade. Apresentaremos uma descrição
das relações entre tempo e espaço (teoria da relatividade restrita) e entre
tempo, espaço e massa (teoria da relatividade geral) que transcendem a
província da física e são do interesse de todos.
Existe um único
conceito de tempo, ou uma profusão de homônimos pouco aparentados espalhados
pelas várias áreas do conhecimento teórico e prático? O tempo que, conquanto
idéia clara, não cabia nas palavras de Santo Agostinho, tem algo a ver com o
conceito para cujo estudo Einstein lançou as bases em 1916? Até que ponto as
propostas da física moderna satisfariam o grande pensador de Tegesta? É difícil
dizer. Às vezes o que para um físico é um grande progresso pode, para um
filósofo, parecer um detalhe irrelevante. Contudo, há descobertas novas sobre temas
que já preocupavam antigos pensadores. Muito do que se fez pode ser pensado
como formalização de idéias desses filósofos proféticos, mas não tudo. O alto
grau de abstração da física teórica moderna permitiu a escalada de patamares
dificilmente concebíveis para mentes desaparelhadas do instrumental matemático
adequado.
Três problemas
O tempo flui em um
sentido bem definido, cuja manifestação mais dramática é o nosso envelhecimento
biológico. Surpreendentemente, a inclusão deste dado da realidade (a "flecha
do tempo") no ideário da física teórica constituiu um dos grandes
problemas dos últimos cem anos. Se deixarmos de lado as ínfimas forças ligadas
ao decaimento beta dos núcleos, as teorias fundamentais da física colocam
passado e futuro em situações simétricas: se uma sucessão de fenômenos ocorre,
a sucessão inversa, como um filme passado ao contrário, também ocorre. De
acordo com as leis da física, um ancião pode, com o passar dos anos, evoluir
para uma criança! Ludwig Boltzmann, numa das maiores realizações da história da
física, mostrou que a flecha do tempo é um fenômeno estatístico. A
probabilidade de o ancião rejuvenescer é essencialmente zero, enquanto que a de
um jovem envelhecer é essencialmente 1. Mas, levando o reducionismo físico ao
extremo, ambos os processos são permitidos pelas leis. Debates furiosos
subsistem até hoje sobre isso, mas, em minha opinião, há só alguns detalhes a
acrescentar à obra de Boltzmann. O primeiro problema dos três que vou citar
consiste em digerir esse surpreendente resultado, cabendo aos físicos
recuperar, dentro do seu formalismo, a naturalidade das concepções intuitivas
de passado e futuro. É uma tarefa muito técnica e por isso não será tratada
aqui, bastando esta menção: só para sistemas com um grande número de constituintes
existe, nítido (mas probabilístico), o sentido do tempo. Para sistemas
constituídos por um pequeno número de elementos, perde-se a sua flecha.
O segundo problema
diz respeito à individualidade (e objetividade) do conceito de tempo. Em 1908,
após ter estudado a teoria da relatividade, o grande matemático Hermann
Minkowski iniciou sua célebre conferência dizendo: "As visões do espaço e
do tempo que eu desejo expor diante dos senhores brotaram do solo da física
experimental, e aí está a sua forca. São radicais. De agora em diante o espaço
em si mesmo, e o tempo em si mesmo, estão designados a dissolver-se em meras
sombras, e somente em uma espécie de união dos dois subsistirá uma realidade
independente". Esta união é o espaço-tempo, e aprendemos com a teoria da
relatividade que a sua decomposição em espaço e tempo separados depende do
observador, isto é, é subjetiva. Eis o segundo problema. Mais surpreendente
ainda é o terceiro, fruto da relatividade geral, lançada por Einstein em 1916.
Aqui aprenderemos que é possível agir sobre o espaço-tempo, e, portanto, sobre
o tempo. Deixa o espaço-tempo seu papel passivo de palco dos acontecimentos
para tornar-se, ele mesmo, um sistema físico, e atinge-se, finalmente, a
possibilidade de estudar o sistema físico por excelência: o Universo como um
todo. A história do Universo é a história do tempo, como bem a designou S. W.
Hawking, grande físico teórico inglês contemporâneo.
A relatividade
restrita
Como foi dito
acima, o conceito objetivo, independente do observador, é o de espaço-tempo, e
se trata de uma "superfície" quadridimensional. Como não somos
capazes de visualizar um objeto assim, temos que nos valer, nos nossos
trabalhos acadêmicos, dos métodos da matemática, para a qual essa extensão
dimensional é simples e bem conhecida. O leitor poderá usar a imagem de uma
superfície usual, bidimensional, considerando que uma dessas duas dimensões é o
tempo. O espaço-tempo e o conjunto de todos os pontos e todos os instantes. O
movimento de um corpo puntiforme é nele representado por uma curva chamada de
linha de universo da partícula. Uma propriedade básica dessa curva é que,
conhecido um de seus pontos e a velocidade do móvel naquele ponto, todo o resto
da curva está determinado, ou seja, para um ser hipotético que vivesse além do
espaço e do tempo e contemplasse o espaço-tempo, a linha de universo de cada
partícula estaria completamente desenhada, representando o movimento em sua
totalidade (passado, presente e futuro). Em imagens simples, a inclusão do
tempo na geometria do movimento transforma o filme do movimento numa fotografia
estática de idêntico conteúdo. O ingrediente revolucionário que injeta física
nessa representação (até aqui) formal é a descoberta de Einstein de que existe
uma distância bem definida nesse espaço-tempo. As consequências disso têm
direito ao adjetivo extraordinárias. Cito aqui só duas, as duas de interesse
mais geral. A simultaneidade de dois acontecimentos é relativa, depende de quem
está observando os fenômenos. Diante de mim, e em repouso em relação a mim,
duas luzes piscam "simultaneamente". Por essa ocasião, passava por
mim a grande velocidade outro observador. Ele as verá como não-simultâneas, e,
se não estiver familiarizado com a teoria da relatividade, se surpreenderá com a
minha insistência na simultaneidade. A diferença só é perceptível quando a
velocidade relativa entre os observadores for enorme, próxima da velocidade da
luz, o que explica que esse fato seja antiintuitivo. Por fim, teremos alguma
novidade sobre a independência da ordenação temporal dos acontecimentos em
relação a quem os observa. Este é um problema caro a Hume. A causa deve
preceder o efeito, e a discriminação do que é causa e do que é efeito deve ser,
se serve para alguma coisa, independente do observador. Informa a teoria da
relatividade o seguinte: suponhamos que, para um determinado par de
acontecimentos, exista um observador para o qual eles são simultâneos. Então
haverá um observador que os verá numa certa ordem causal, e outro que os verá
na ordem inversa. Consequentemente, acontecimentos que são simultâneos para
alguém não podem ter qualquer relação causal um com o outro. Ao contrário,
consideremos agora dois pares de acontecimentos que, para um observador,
acontecem em um mesmo lugar, e um depois do outro. Mostra a teoria da
relatividade que a ordenação temporal determinada por esse observador
privilegiado (seu privilégio está em ver os dois acontecimentos no mesmo ponto
espacial) se mantém para qualquer outro observador. Para essa classe de
acontecimentos, então, existe uma ordenação que pode ser chamada de causal.
Várias outras manifestações da relatividade da simultaneidade, de caráter mais
ou menos circense, existem, como a dilatação do tempo, e o exemplo associado a
ela denominado "paradoxo dos gêmeos". Mas são bem conhecidos e
amplamente tratados.
Relatividade geral
A ideia de
espaço-tempo só desenvolve sua potencialidade nos trabalhos de Einstein de 1916
e 1917, sobre a Relatividade Geral e a aplicação desta à descrição do Universo
como um todo, isto é, à Cosmologia. Já na relatividade restrita o conceito de
tempo sofrera modificações profundas, advindas da descoberta de seu caráter
subjetivo. A simultaneidade passou a depender do observador; qualquer relógio
tem o seu ritmo modificado, para um observador que se move em relação a ele.
Com o advento da relatividade geral as surpresas serão ainda maiores: o tempo,
amalgamado ao espaço no espaço-tempo, passa a ser um fenômeno. Não flui mais de
maneira uniforme, indiferente aos fenômenos, que se limitava a ordenar. Passa a
ser possível agir sobre ele. A evolução da matéria do Universo não se limita a
exibir a ordem no tempo, mas atua sobre o tempo e estabelece, dentro de certas
condições, que o tempo tem um começo e pode ter um fim.
A relatividade
geral é a teoria do espaço-tempo. Segundo ela, as forças gravitacionais
resultam da curvatura do espaço-tempo. Onde não há forças gravitacionais o
espaço-tempo é plano, e um corpo se move em linha reta. As forças
gravitacionais são conseqüências do encurvamento do espaço-tempo devido à
presença de massas. Os corpos continuam a percorrer, entre dois pontos desse
espaço-tempo curvo, o caminho mais curto, mas numa superfície curva o caminho
mais curto entre dois pontos não é uma reta, e sim uma curva que depende dos detalhes
do espaço-tempo. Por causa dos nossos hábitos tridimensionais, preferimos
interpretar essa trajetória como causada por forças, no caso gravitacionais.
A relatividade
geral abriu o caminho para a cosmologia quantitativa, pois as equações de
Einstein podem ser aplicadas ao Universo como um todo. O tecido do Universo é o
espaço-tempo: onde o espaço-tempo acaba, acaba o Universo, e acaba o tempo.
As equações de
Einstein não possuem uma solução única para o Universo: apresentam um catálogo
de possibilidades, e cabe às observações experimentais determinar qual delas
descreve o Universo que efetivamente se realizou. No nosso estágio atual de
conhecimento a escolha se resume a três possibilidades, que são os universos de
Friedmann aberto, chato e fechado. O preferido de Einstein, e também o mais
fácil de descrever para não-especialistas, é o fechado. Todos são universos em
expansão, no sentido de que, para a imensa maioria das galáxias, a distância
entre duas galáxias cresce continuamente. Um modelo que descreve bem as
principais propriedades do Universo de Friedmann fechado é o de uma bexiga de
borracha que, inflada, expande-se mantendo a forma esférica. A superfície da
bexiga, que está ela mesma crescendo, seria o espaço em expansão. O espaço é
finito e se fecha sobre si mesmo (forma esférica), mas é ilimitado, já que
nunca se chega ao seu fim, como descobriu, em outras circunstâncias, Fernão de
Magalhães. A descrição dinâmica deste universo é a seguinte: no estado inicial
está concentrado em um ponto, e expandindo-se vertiginosamente. A taxa de
expansão diminui gradualmente e chega um momento em que o Universo cessa de se
expandir para, depois, começar a se contrair, refazendo, ao contrário, a
primeira parte da evolução, e retornando ao ponto singular inicial. Nesta
descrição temos, então, o início do tempo, quando se inicia a expansão, e o seu
fim, quando se conclui a contração. Fora deste intervalo não existe Universo,
ou espaço, ou tempo. Como disse acima, esta não é a única possibilidade. As
duas outras, os universos de Friedmann aberto e chato, são, neste nível de
descrição, muito semelhantes e podem ser tratados simultaneamente. Ambos
possuem uma singularidade inicial (reduzem-se, no início, a um ponto), como o
modelo descrito anteriormente, ou seja, possuem um início do tempo. Mas, à
diferença dele, não possuem um fim do tempo. São universos de vida infinita e
são infinitos também espacialmente, ou seja, não são circunavegáveis. Na
presente situação experimental o candidato mais forte é o modelo de Friedmann
aberto, mas não é possível, com segurança, excluir os outros dois.
Resumindo, a
aplicação da relatividade geral ao Universo sugere fortemente a existência de
um início para o tempo, e abre a possibilidade para que também exista um fim
para ele. Uma belíssima crônica da evolução do Universo é apresentada por S.W.
Hawking em seu famoso livro, apropriadamente intitulado Uma breve história do
tempo.
Como era de se
esperar, não há nenhuma luz lançada sobre a antinomia de Kant relativa à
duração do Universo na Crítica da razão pura. O dilema ali apontado,
alegadamente inerente ao pensamento humano, não pode ser resolvido "por
uma conta". Há sempre uma sensação de perda, quando a física apresenta um
tratamento quantitativo de um problema que anteriormente era abordado sob outra
forma, com ênfase nos "porquês", e não nos "comos". Mesmo
que, inequivocamente, se chegue a saber que o tempo teve um começo, não se
poderá eliminar a pergunta "e antes?". Como disse Ezra Pound no Guide
to Kulchur, "In our time Al Einstein scandalized the professing
philosophists by saying, with truth, that his theories of relativity had no
philosophic bearing".
REFERÊNCIAS
BIBLIOGRÁFICAS
KANT, I.
"Crítica da razão pura' tradução de Valério Rohden", São Paulo, 1981.
HAWKING, S.W. "Uma breve história do tempo", Rio de Janeiro, 1988.
POUND, E. "Guide to Kulchur" 3rd impression, London, 1960.
HAWKING, S.W. "Uma breve história do tempo", Rio de Janeiro, 1988.
POUND, E. "Guide to Kulchur" 3rd impression, London, 1960.
HENRIQUE FLEMING é
professor do Instituto de Física da USP, no departamento de Física Matemática.
quarta-feira, 19 de outubro de 2011
terça-feira, 18 de outubro de 2011
Isaac Newton - Pai da Ciência era Ocultista e Alquimista
Isaac Newton - [1 de 2] - Pai da Ciência era Ocultista e Alquimista
Isaac Newton - [2 de 2] - Pai da Ciência era Ocultista e Alquimista
Isaac Newton, conhecido como o Pai da ciência moderna era ocultista, estudioso de alquimia e do código da bíblia.
Vale a pena assistir.
6/6 A vida no campo
Série com 6 partes sobre Eletromagnetismo.
VALE A PENA ASSISTIR. (by TV Ontario)
VALE A PENA ASSISTIR. (by TV Ontario)
5/6 Indução eletromagnética
Série com 6 partes sobre Eletromagnetismo.
VALE A PENA ASSISTIR. (by TV Ontario).
VALE A PENA ASSISTIR. (by TV Ontario).
4/6 O princípio do motor
Série com 6 partes sobre Eletromagnetismo.
VALE A PENA ASSISTIR. (by TV Ontario)3/6 Teoria dos domínios
Série com 6 partes sobre Eletromagnetismo.
VALE A PENA ASSISTIR. (by TV Ontario)2/6 Magnetismo e movimento de elétrons
VALE A PENA ASSISTIR. (by TV Ontario).
1/6 O campo magnético da Terra
Série com 6 partes sobre Eletromagnetismo.
VALE A PENA ASSISTIR. (by TV Ontario).
segunda-feira, 17 de outubro de 2011
Associação de espelhos planos
Energia potencial
Uma rocha à beira de um precipício é usada neste episódio para mostrar como um corpo adquire energia potencial - a energia de posição.
Pêndulo de Newton
Pêndulo waves
Quinze pêndulos simples desacoplado de comprimentos monotonicamente crescente, "dançam" em conjunto para produzir ondas visuais viajantes, ondas estacionárias, batimento, e (aparentemente) um movimento aleatório.
Filme Into Eternity
Todos os dias, em todo o mundo, grandes quantidades de resíduos de alto nível radioativo criado por usinas de energia nuclear são colocados em armazenagem provisória, que é vulnerável a desastres naturais, catástrofes provocadas pelo homem, e às mudanças da sociedade. Na Finlândia, primeiro repositório permanente do mundo está sendo cavado em rocha sólida - um enorme sistema de túneis subterrâneos - que deve durar 100 mil anos, pois isso é quanto tempo o lixo permanece perigoso.
Quem quiser baixar o filme, entra nesse site http://www.bestdocs.com.br/
A imagem é ótima.
Albert Einstein
Albert Einstein foi um físico e humanista alemão (14 de março 1879 a 18 de abril 1955), autor da teoria da relatividade e de importantes estudos em ondulatória. Vídeo completo sem cortes e dublado em português.
Principais conceitos da teoria da relatividade
Principais Conceitos da Teoria da Relatividade de Einstein. Dilatação do Tempo; Contração do Espaço; Simultaneidade; Energia relativa à massa: E=mc². Vídeo em inglês com legendas em português.
Teste da primeira bomba de hidrogênio
Teste que consistiu na primeira detonação da bomba de Hidrogênio nas Ilhas Marshall em 1 de Março de 1954.
Palestra: "A Teoria da Relatividade e o Tempo: de Stonehenge a Einstein".
Ao longo de quase quatro mil anos, o homem criou diversas formas de medir o tempo. Tudo começou com o calendário baseado nas estrelas. Séculos depois nasce uma revolução no conceito de tempo, com os pensamentos revolucionários de Einstein. Toda essa trajetória está presente na palestra: "A Teoria da Relatividade e o Tempo: de Stonehenge a Einstein".
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