quinta-feira, 9 de junho de 2011

Matéria escura confirmada... talvez

Para quem gosta de debater filosofia da ciência em botequim, a matéria escura representa um prato cheio: suja existência foi sugerida, originalmente, para dar conta de uma discrepância em observações astronômicas: basicamente, as equações da física previam que, girando na velocidade que estavam, as galáxias que vemos aqui da Terra deveriam se despedaçar, como uma massa de pizza girando no dedo de um pizzaiolo louco.

A gravidade das estrelas observadas simplesmente não era suficiente para manter as galáxias coesas, como a viscosidade da massa de pizza terrestre não seria páreo para um pizzaiolo kryptoniano. Postulou-se, então, que o que mantém as galáxias coesas é uma massa não observada.

Mas essa matéria não poderia estar sob a forma de poeira, planetas e outros astros que não emitem luz? Cálculos cuidadosos a respeito da abundância dos átomos criados no Big Bang mostraram que não, essa matéria escura não podia ser feita do mesmo material que eu, você, a Lua ou o planeta Saturno.

Aqui entra a questão filosófica: você tem um fato observado (as galáxias giram depressa e são coesas) que entra em conflito com duas postulações teóricas: as leis do movimento de Newton e o Big Bang. De acordo com os manuais mais genéricos a respeito de como o método científico funciona, a saída é óbvia: quando um fato nega uma teoria, joga-se a teoria fora.

Embora essa saída esteja perfeitamente correta em espírito, porém, tanto a física newtoniana quanto o Big Bang funcionam que é uma maravilha para prever e explicar inúmeros outros fatos. Seria uma pena descartá-los, assim, de primeira. A forma encontrada de salvá-los -- ainda que provisoriamente -- foi postulando a existência da matéria escura, um tipo de partícula que ninguém sabe o que é.

Agora, esse é um tipo de manobra que, no mundo científco, chama atenção e atrai críticas. Invocar coisas que ninguém nunca viu para tapar buracos em  teorias é algo que cheira a religião. Tanto que alguns pesquisadores realmente preferiram ir atrás do pescoço de Newton em vez de engolir a história da matéria escura.

No entanto, e aqui a conversa de botequim fica mais animada, é interessante chamar a atenção para a distinção que o filósofo Imre Lakatos fazia entre ciência degenerada e ciência progressiva.

O que ele dizia, em resumo, era, óquei, cientistas, em princípio, não deveriam ficar inventando desculpas para salvar teorias negadas pelos fatos.

Porém, nem todas as violações desse princípio são necessariamente ruins. Às vezes, as desculpas que surgem são progressivas -- isto é, propõem novas experiências, novos desafios, trazem previsões testáveis e sugerem que os cientistas façam perguntas que nunca tinham sido feitas antes.

No campo oposto, estão as desculpas degeneradas: que não propõem nada de novo, mas apenas tentam oferecer um argumento para pacificar as consciências enquanto se varre o fato anômalo para debaixo do tapete. Os epiciclos de Ptolomeu são o exemplo clássico de ajuste degenerado, assim como as tentativas de se redefinir o éter luminífero às vésperas do surgimento da Relatividade  Restrita.

A proposta da matéria escura, por sua vez, logo revelou um forte caráter progressivo, lançando cientistas em experimentos nunca antes imaginados. Um deles é o DAMA/LIBRA, realizado na Itália. E, embora a esmagadora maioria dos pesquisadores considere que a matéria escura continua "elusiva", que os melhores sinais de sua existência são observações astronômicas, o pessoal do DAMA/LIBRA insiste, há anos, ter encontrado sinais de matéria escura aqui mesmo, na Terra.

Eles têm um cristal, mantido no fundo de uma mina, e afirmam ter provas de colisões entre esse cristal e partículas de matéria escura. As colisões com matéria escura distinguem-se, em tese, das colisões com partículas "comuns" porque teriam um ciclo sazonal, correspondente ao movimento do Sistema Solar pelo interior do mar de matéria escura que, teoricamente, existe na galáxia.

No entanto, o resultado dos italianos não era levado muito a sério. Até agora, quando foi reproduzido por um detector semelhante mantido nos Estados Unidos.

Isso prova que a matéria escura está entre nós? Ainda não. Outras tentativas de reproduzir o resultado falharam. Mas, junto com os resultados astronômicos, a concordância entre italianos e americanos sugere que a decisão de esperar mais um pouco antes de jogar a teoria fora foi, nesse caso, correta -- e frutífera.

(A imagem no alto da postagem mostra um dos detectores de gemânio usados no experimento americano)

quarta-feira, 8 de junho de 2011

A ciência do suborno

Na pré-história de minha carreira jornalística, certa vez atendi a uma denúncia anônima: alguém ligara ao jornal à noite dizendo que, naquele instante, uma secretaria inteira da prefeitura -- acho que a de Finanças -- estava jantando de graça num restaurante chique, por conta de uma empreiteira.

Bandeei-me, acompanhado de uma fotógrafa, lá para o restaurante e, de fato, encontrei não só o secretário, como boa parte do segundo escalão comendo, felizes, junto a representantes da empresa.

Com a ousadia da juventude, perguntei ao secretário, um notório casca-grossa da política interiorana, se ele achava conveniente aquela situação. Ele me deu uma resposta surpreendentemente educada: "Isto aqui é pouca coisa. Não paga nenhum tipo de corrupção". Inexperiente, perdi a oportunidade de perguntar qual era, então, a tabela oficial.

O gerente do restaurante depois ligou para o dono do jornal pra reclamar da minha "impertinência", mas ninguém nunca me repreendeu formalmente.

De qualqur forma, a resposta do secretário ficou comigo todos esses anos. Certo, nenhum funcionário público vai pôr a carreira em risco por conta de uns R$ 200 em filé malpassado e vinho chileno, mas e quanto ao efeito indireto do jantar? Ele talvez não comprasse corrupção, mas muito provavelmente comprava boa-vontade -- o que pode ser até mais importante, dado caráter personalista e patrimonialista do Estado brasileiro.

Agora, um estudo, publicado na PNAS, me ajuda a pôr a coisa toda em perspectiva. O protocolo é meio convoluto, mas creio que dá para resumir assim:

1. Cientistas encomendaram a estudantes de uma escola de Belas Artes uma série de obras originais;

2. Cientistas reuniram dois grupos, um de críticos de arte e um de leigos, para avaliar as obras;

3. Os dois grupos foram informados de que a corporação "X" estava pagando US$ 300 a cada um deles, avaliadores;

4. Algumas obras de arte foram apresentadas ao lado do logo da corporação "X", enquanto que outras, ao lado do logo de uma outra corporação não relacionada, "Y".

Resultado: os leigos consideraram, consistentemente, as obras apresentadas ao lado do logo "X" como melhores do que as obras ao lado do logo "Y". Já os críticos profissionais não mostraram nenhum viés -- isso é, seus julgamentos não tiveream nenhuma correlação significante com os logos.

A conclusão dos pesquisadores é de que os especialistas, de alguma forma, foram capazes de neutralizar a "boa-vontade" inconsciente gerada pelo logo do suposto patrocinador do estudo, enquanto que os leigos não souberam fazer isso.

Usando ressonância magnética funcional, os cientistas viram que a área do cérebro ligada ao controle das emoções, o córtex dorsolatral pré-frontal, estava mais ativo nos especialistas, e aparentemente foi capaz de neutralizar o efeito do dinheiro no centro formador de preferências, o córtex ventromedial pré-frontal.

Isso indica que "comprar", por vias indiretas, a boa-vontade de um especialista a ponto de afetar seu julgamento em sua área de expertise pode ser especialmente difícil. Melhor, portanto, deixar a sutileza de lado -- e levar todo mundo para jantar.

Correlação = causação, num comercial de cerveja

Óquei, esta postagem foi descaradamente kibada do blog Improbable Research, mas não pude resistir:


terça-feira, 7 de junho de 2011

Super-duper-ultra-mega explosão no Sol!



Calma, gente, o mundo não vai acabar. Mas nesta manhã, o Sol emitiu uma labareda que foi capturada em vídeo de forma espetacular. O vídeo acima traz uma explicação (em inglês, sorry) do fenômeno e o abaixo, uma visão em close-up. O material foi divulgado originalmente no blog Geeked at Goddard, e depois pelo Universe Today.


Vamos estudar a Bíblia?

Foi tão traumático que me lembro disso até hoje: a única vez, no meu tempo de estudante da USP, em que uma jovem bonita e desconhecida tomou a iniciativa de puxar conversa comigo foi para me convidar para um grupo de estudo bíblico. Em minha defesa, digo que resisti bravamente.

Não que a Bíblia não possa ser um objeto de estudo fascinante -- como, por exemplo, a Ilíada ou o Épico de Gilgamesh. O problema é que, quando o livro é abordado com um viés religioso, o resultado é um raciocínio circular: cada leitor encontra lá exatamente o que já trazia consigo, ou seja, seu próprio sabor peculiar de cristianismo. 

Isso não significa, no entanto, que não existam estudos sobre a Bíblia que se valem das mesmas ferramentas filológicas, históricas e arqueológicas a que outros grandes textos da Antiguidade são submetidos. Só o que significa é que esses estudos têm muito pouca divulgação.

Por exemplo, desde o século XVIII que estudiosos reconhecem que os Evangelhos de Mateus e Lucas são expansões do texto de Marcos. Não, veja bem, narrativas da mesma história com outras palavras (como reportagens de diferentes jornais sobre um mesmo evento), mas expansões do texto: cópias ampliadas de um núcleo único original. Esse núcleo seria formado por dois documentos: o Evangelho de Marcos e uma hipotética antologia de sermões e máximas de Jesus, hoje perdida, mas chamada de "Q" (de Quelle, ou "Fonte", em alemão).

O argumento para a derivação de Mateus e Lucas de Marcos é bem simples e direto: abundam os casos de "copy-paste"; Mateus e Lucas praticamente nunca concordam entre si contra Marcos, mas há vários casos de Mateus e Marcos concordando contra Lucas e de Marcos e Lucas concordando contra Mateus -- o que sugere que alguns episódios do original de Marcos foram copiados mais fielmente por um ou outro evangelista. Em conjunto, Mateus e Lucas reproduzem todos os versículos de Marcos, menos 31; Mateus inclui 92% do texto de Marcos. Não os mesmos episódios narrados de modo diferente, mas os mesmos versos.

Já a existência de Q é deduzida por um raciocínio um pouco diferente: há trechos em que Lucas e Mateus parecem ter bebido numa fonte comum, mas que não aparecem em Marcos. Esses trechos raramente são narrativos -- geralmente contêm parábolas, frases de efeito, sermões. Além disso, eles aparecem nos dois evangelhos na mesma ordem: se, em Mateus, Jesus conta a parábola X e, só mais tarde, faz o sermão Y, em Lucas X também vem antes de Y, ainda que os episódios intermediários possam ser diferentes. A dedução que a maioria dos especialistas tira disso é de que os dois estavam copiando o material de uma fonte comum, e que a ordem foi herdada dessa fonte.

O mais interessante é que comparações entre Lucas e Mateus permitem reconstituir, até certo ponto, o conteúdo de Q. Por exemplo, nas beatitudes ("bem-aventurados os...", etc.), Mateus mostra Jesus abençoando pessoas que sofrem de dores morais: os pobres de espírito; os que têm fome e sede de justiça. Já em Lucas, Jesus abençoa os pobres e os famintos. Ponto.

Isso deixa em aberto, claro, a questão de quem, ora bolas, Jesus queria mesmo abençoar. Uma opinião é a de que Lucas -- dado o tipo de teologia que ele parecia preferir -- não teria deixado as expressões "de espírito" e "de justiça" de fora, se soubesse delas. Se não sabia, é porque não estavam em sua fonte. Logo, provavelmente foram embelezamentos acrescentados por Mateus. Logo, não constam de Q, e provavelmente não foram ditas por Jesus.

O exemplo evidencia os perigos desse tipo de análise para quem prefere a abordagem religiosa, mas também as vantagens para quem está interessado em reconstituir um momento muito importante da história da humanidade, e seus personagens. Esta abordagem não é nova: há tentativas de reconstituir Q desde a década de 1830, mas a gatinha do estudo bíblico provavelmente não sabia disso.

Ah, sim: um bom ponto de partida para quem quiser estudar a Bíblia são os livros de 
Randel Helms e também  Q, the Earliest Gospel: An Introduction to the Original Stories and Sayings of Jesus, de onde vem muito da informação desta postagem.



segunda-feira, 6 de junho de 2011

Santo Cristal de Dilítio, capitão!

Temo que os puristas da cultura pop torçam o nariz para o título desta postagem, que mistura dois seriados igualmente populares da década de 60, mas foi inevitável: cientistas anunciam, na revista Nature Physics, terem conseguido manter átomos de antimatéria "vivos" por 1.000 segundos. Isso dá 16,666... minutos, se alguém quiser fazer a conta.

(Aliás, uma dica sobre administração de tempo: 15 minutos são aproximadamente 1% do dia. Pense nisso da próxima vez que alguém lhe pedir para esperar "só uns 15 minutinhos").

Como todo leitor de Marvel, DC ou Dan Brown sabe, partículas de antimatéria aniquilam-se ao entrar em contato com a matéria comum. Isso torna extremamente difícil estudar a antimatéria, que acaba sendo uma versão concreta do paradoxo do solvente universal dos alquimistas: se esse negócio dissolve tudo, em que vasilhame vamos guardá-lo?

No caso da antimatéria, pesquisadores costumam usar armadilhas magnéticas -- campos magnéticos que confinam as partículas num ambiente de vácuo.

O estudo divulgado na Nature Physics dá conta do aprisionamento de 300 átomos de anti-hidrogênio por mais de 16 minutos, um avanço enorme em relação ao último resultado do tipo, que dava conta do aprisionamento de poucas dezenas de átomos por frações de segundo.

O tempo e a quantidade obtidos agora permitirão, dizem os autores do trabalho, estudar a antimatéria com calma e determinar, por exemplo, em que as propriedades do anti-hidrogênio diferem das do hidrogênio.

(Se você está se perguntando, anti-hidrogênio é feito de um pósitron -- uma partícula idêntica ao elétron, mas de carga elétrica positiva -- em órbita de um antipróton, o primo negativo do próton).


Esse estudo, por sua vez, deve trazer algumas respostas sobre o porquê de o Universo conter quantidades de matéria tão enormemente maiores que as de antimatéria. Por algum motivo ainda desconhecido, a matéria comum de que somos feitos parece ser mais estável que sua "irmã gêmea malvada".

Além disso, técnicas cada vez mais refinadas de captura de antimatéria talvez, quem sabe, um dia levem a um método eficiente de usar essas partículas -- e sua interação violenta com a matéria comum -- como fonte de energia ou, ao menos, de propulsão para naves espaciais. Ficam faltando só os cristais de dilítio do título.

Caso mais alguém esteja se perguntando, a aniquilação de antimatéria já foi proposta, seriamente, como um meio de propulsão espacial, na década de 50, pelo alemão Eugen Sänger. Ele propôs um foguete que usasse a aniquilação de elétrons e pósitrons para gerar raios gama, que seriam expelidos da nave, gerando impulso.

O problema desse design, questões de custo e tecnologia à parte, é que seria impossível controlar a direção dos raios gama -- seria como ter um foguete que você não pode apontar na direção oposta à que se deseja ir.

Antiprótons, curiosamente, permitem contornar o problema: a aniquilação próton-antipróton produz partículas dotadas de carga elétrica e que podem, portanto, ser direcionadas por um campo magnético. A ideia de um foguete de antipróton com "bocal supercondutor" foi proposta pelo físico Robert L. Forward ainda na década de 80.

De volta à realidade, assista abaixo um vídeo sobre o experimento: