"E... assim surgiu a luz"

Painel Universo em Evolução. Concepção de Augusto Damineli e
 ilustração de Paulo R. F. Santiago.

Estamos no Ano Internacional da Luz. A 68ª Sessão da Assembleia Geral das Nações Unidas, ocorrida no dia 20 de dezembro de 2013, proclamou o ano de 2015 como o Ano Internacional da Luz e das tecnologias baseadas em luz. Em quase todos os países do mundo estão sendo realizadas milhares de atividades tais como: exposições, palestras, experimentos, seminários, cursos, congressos, publicações para difusão e vários outros eventos alusivos à luz. A abertura ocorreu em Paris nos dias 19 e 20 de janeiro deste ano e o encerramento será no México entre os dias 4 e 6 de fevereiro de 2016, com solenidade a ser realizada na cidade de Mérida, que fica próxima a um dos mais antigos observatórios astronômicos conhecidos – El Caracol. 

Os anos internacionais são definidos pela Assembleia Geral da ONU que convoca sua vinculada, Unesco, para implementá-los entre os países que concordam em participar. Eles ocorrem desde o ano de 1957, que foi definido como sendo o Ano Internacional da Geofísica. O ano de 2005 foi proclamado como Ano Internacional da Física, em comemoração aos 100 anos em que Albert Einstein publicou seus artigos sobre a Teoria da Relatividade. Em 2009, tivemos o Ano Internacional da Astronomia, onde celebramos os 400 anos que Galileu Galilei apontou pela primeira vez um telescópio para o Céu.

O Ano Internacional da Luz tem como objetivos a celebração de alguns fatos importantes relacionados à luz na história da ciência. São eles: Os 1.000 anos da óptica árabe, com os trabalhos de Ibn Al-Haytham no ano de 1015; Os 200 anos do comportamento ondulatório da luz proposto pelo físico francês Augustin-Jean Fresnel (1788-1827); 150 anos da Teoria Eletromagnética da Luz do físico britânico James Clerk Maxwell (1831-1879); 110 anos da Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein e também os 100 anos dos seus trabalhos sobre o Efeito Fotoelétrico; 50 anos da descoberta da Radiação Cósmica de Fundo feita pelos físicos norte-americanos Arno Allan Penzias e Robert Woodrow Wilson; e ainda os 50 anos dos trabalhos do físico chinês Charles Kuen Kao sobre o uso das fibras ópticas nas comunicações.

Na coluna de hoje, resolvi participar das celebrações do Ano Internacional da Luz escrevendo algo sobre a luz no contexto do Universo. Afinal, o nosso Universo é constituído por estrelas que são a principal fonte de luz. Para tanto, não encontrei algo mais didático do que o impressionante painel Universo em Evolução, desenvolvido pelo astrofísico brasileiro professor doutor Augusto Damineli com ilustração de Paulo R. F. Santiago.

O painel mostra a evolução do Universo desde o Big Bang, passando pela evolução da vida na Terra, até o futuro do nosso Sistema Solar, com a morte do nosso Sol. Mas, como nossa coluna está se referindo à luz, fiz um corte no painel para salientar apenas o surgimento da luz. O painel completo está em exposição permanente no Planetário Rubens de Azevedo, com visitação gratuita, fixado no teto do Espaço Mix do Centro Dragão do Mar de Arte e Cultura.

A figura acima ilustra duas fases: a fase dominada por luz e partículas, que durou cerca de 400 mil anos, e a fase da formação dos astros e evolução química, que durou cerca de 5 bilhões de anos.

Na descrição do painel Evolução do Universo, na fase dominada por luz e partículas, Augusto Damineli escreve:

“É possível que existam outros universos. O nosso nasceu há 13,7 bilhões de anos, numa grande explosão, o Big Bang. Uma gotícula de energia pura, infinitamente quente e densa, entrou em expansão e esfriamento. Eras inteiras se sucederam em frações de segundos. As quatro forças se desacoplaram uma após outra e a expansão acelerou-se de forma inflacionária. A matéria e a antimatéria criavam-se e aniquilavam-se mutuamente em forma de luz, restando apenas 1 bilionésimo da matéria que existia. À idade de 3 minutos, 10% do hidrogênio havia se transformado em hélio. O universo era uma espécie de sopa uniforme, luminosa e “intransparente” (como uma lâmpada de gás). A luz não permitia a aglutinação da matéria. Aos 400 mil anos, a temperatura baixou para 3 mil graus e o plasma ficou neutro, em forma de átomos. O céu tornou-se transparente e escuro, como ainda é hoje.”

Na fase da formação dos astros e evolução química, o autor do painel explica:

“Comandadas pela gravidade da ‘matéria escura’, as tênues nuvens de gás condensam-se em ‘rios’ de matéria. Após 200 milhões de anos de escuridão (idade das trevas), formou-se a primeira geração de estrelas que reiluminaram o universo e aglutinaram-se em galáxias. O coração quente das estrelas passou a fundir os átomos menores em maiores. As grandes estrelas formaram o oxigênio, e as médias formaram o carbono e o nitrogênio. Aos 2 bilhões de anos, o universo já estava repleto desses átomos biogênicos. Aos 5 bilhões de anos, a tabela dos elementos químicos estava completa. Átomos começavam a ligar-se formando moléculas, sendo a água uma das mais abundantes e mais antigas. Há 4,56 bilhões de anos, na periferia da galáxia da Via Láctea, uma nuvem de gás e poeira condensou-se, formando uma pequena estrela, o Sol, rodeado por um carrossel de planetas. Entre eles, um (pequeno) planeta rochoso situado na zona de água líquida, a Terra.”

Vou encerrar nossa coluna com um texto do doutor Damineli, que faz parte das descrições do painel Evolução do Universo.

“Num universo em que os próprios astros são transitórios, a humanidade não é mais que um brevíssimo capítulo. Embora microscópica no tempo e no espaço, é ela, entretanto, quem conta esta grande história. Nós contemos o universo que nos contém.”

FONTE: JORNAL O POVO

Cientistas dizem que o Universo está morrendo

O Universo está morrendo pouco a pouco, segundo uma equipe internacional de cientistas, concluindo que a energia produzida atualmente por 200 mil galáxias é duas vezes menor que há dois bilhões de anos. Os pesquisadores realizaram as medições mais precisas da energia já realizadas até agora numa ampla zona do espaço sideral. A energia emitida se dividiu em dois nos mais recentes dois bilhões de anos e não para de cair, concluíram.

“A partir de agora, o Universo está fadado ao declínio”, explicou na cidade de Crawley, Simon Driver, integrante do Centro Internacional de Pesquisas Radioastronômicas (Icrar) da Austrália, que participou do projeto. “O Universo estirou-se no sofá, cobriu-se com uma manta e se prepara para um sono eterno”, diz.

Os pesquisadores utilizaram sete dos radiotelescópios mais potentes do mundo para observar durante oito anos galáxias em 21 longitudes de onda diferentes, como as infravermelhas ou as ultravioletas, no âmbito do estudo Gama. O estudo é resultado da colaboração de uma centena de cientistas de mais de 30 universidades australianas, europeias e norte-americanas.

Grande parte da energia que circula através do Universo foi gerada depois do Bigue-Bangue, a explosão criadora do Cosmo. Mas, também há liberação constante da energia nova graças à fusão termonuclear das estrelas. “Esta energia nova ou é absorvida pela poeira ou viaja até que se choca em algo como uma estrela, um planeta”, afirmou Driver. Os pesquisadores sabem há tempos que o ritmo de criação de estrelas no Universo está em declínio.

FONTE: JORNAL O POVO

As várias aplicações da energia nuclear

Você já imaginou comer uma fruta esterilizada por irradiação? Parou para pensar nos exames rotineiros do check-up, que também fazem uso de produtos radioativos? Dificilmente você acharia que a energia nuclear pode ser uma aliada no meio ambiente. Os elementos nucleares utilizados na área da indústria, agricultura e medicina são os radioisótopos, ou seja, isótopos (variantes dos elementos químicos), que emitem três tipos de radiação: partículas alfa e beta, e onda eletromagnética gama. Elas podem até atravessar a matéria ou serem absorvidas por ela, o que possibilita múltiplas aplicações.

Dependendo da energia que possuam, as radiações emitidas podem ser detectadas onde estiverem, através de aparelhos apropriados, denominados detectores de radiação. Dessa forma, o deslocamento de um radioisótopo pode ser acompanhado e seu percurso ou “caminho” ser “traçado” em um mapa local, que são os traçadores radioativos. “Ser radioativo não significa necessariamente que você tenha uma reação em cadeia (como acontece nos reatores nucleares). São processos que, em princípio, não estão ligados ao núcleo do átomo”, explica o coordenador do curso de Física da UFC, Carlos Alberto Santos.

Medicina

Na Medicina, a radiação pode ser usada na forma diagnóstica ou de tratamento. As radiografias (Raio X), mamografias e tomografias, por exemplo, utilizam material radioativo no equipamento. “São geradas ondas eletromagnéticas e cada onda tem uma velocidade, que é gerada pelo equipamento para fins específicos. Na tomografia, por exemplo, o paciente deita e a energia elétrica passa e joga raio no paciente. A máquina faz a imagem de como as estruturas do corpo absorvem mais aquela substância”, explica o presidente da Sociedade Cearense de Radiologia, Pablo Picasso. 

Mas há ainda exames onde o material radioativo (chamado de radiofármaco) é ingerido pelo paciente. “Nesse caso, a gente faz a imagem com o que esse material emite de radiação para a máquina”, destaca o especialista em Medicina Nuclear, Régis Nogueira. A diferença é que nesses tipos de exames (os mais comuns são as cintilografias óssea e do miocárdio) são estudadas as funções do corpo, quando na tomografia, por exemplo, o foco é a anatomia do corpo. O radiofármaco é dado por via oral ou venosa ao paciente, se distribui pelo corpo e a imagem é feita. Conforme Régis, a eliminação desse material se dá através da urina ou fezes. A energia gama é usada neste tipo de diagnóstico.

No tratamento de radioterapia, o princípio de utilização do radiofármaco é o mesmo da imagem, mas muda o radioisótopo. “As partículas têm mais poder de ionização. Na radioterapia, procura-se minimizar a radiação, usando-a apenas na área onde precisa atuar”, explica o especialista. Para que os efeitos sejam centralizados, cada paciente passa por um planejamento radioterápico, que evita a emissão de radiação para outros órgãos. O tratamento é possível através de aceleradores lineares, equipamentos que fornecem energia a feixes de partículas e possibilitam a concentração de energia em pequeno volume e em posições controladas da forma que precisa. 

SAIBA MAIS

Meia vida é o tempo que uma fonte radioativa leva para se apagar, que pode variar entre segundos ou bilhões de anos.

Em 1987, dois jovens catadores de materiais recicláveis abriram um aparelho de radioterapia em um prédio público abandonado no centro de Goiânia. A intenção era vender o chumbo e o metal, mas eles ignoraram que dentro do equipamento havia uma cápsula contendo césio-137, um metal radioativo. Em um ferro velho, a cápsula foi aberta e o material azul intenso que surgia contaminou quem ia ver o aparelho. O Cenen monitorou níveis de radioatividade em 112 mil pessoas.

Braquiterapia é um tipo de radioterapia que consiste na colocação de uma fonte de radiação dentro da área que necessita de tratamento.

Um terremoto de 8,9 pontos da escala Richter, em março de 2011, abalou a região de Tohoku, no Japão, e provocou uma tsunami. Os fenômenos danificaram a estrutura da Central Nuclear de Fukushima I, na cidade de Okuma, e provocaram o derretimento de três reatores nucleares. Foi o maior desastre nuclear desde o acidente de Chernobil, em 1986, na Ucrânia, quando uma explosão e um incêndio lançaram grande quantidade de partículas radiativas na atmosfera, provocando a morte de 31 pessoas e outros efeitos, como câncer e deformidades.

FONTE: JORNAL O POVO