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-MATEMA reA PARAtao perto do sistema solar, eles conseguem medi--las de tres formas, porque elas emitem ondas de radio, radia

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Page 1: -MATEMA reA PARAtao perto do sistema solar, eles conseguem medi--las de tres formas, porque elas emitem ondas de radio, radia

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Alessandro Moises, um jovem alagoano de 31 anos,passou cinco anos medindo a distancia de certas regi6esda nossa galaxia. Ele queria tazer s6 isso, mas no timpas em questao 0 tamanho da galaxia inteira

D ois brasileiros batem papo de pe, seguramuma xfcara de cafe com uma das maos,

comem um biscoito com a outra. Essa hist6riacome<;:ou em 2004 assim: uma conversa rapidano intervalo de um congresso. Nos meses e anosseguintes, um desses brasileiros, Alessandro Pe-reira Moises, mediu a luz de 27 regioes especfficasda galaxia em que vivemos, a Via Lactea, e fezcentenas de calculos com as medi<;:oes.A cadaregiao, os calculos the diziam que a Via Lactea emenor do que a humanidade imaginava.

Cientistas, quando tocam uma pesquisa de-morada, publicam resultados parciais em encon-tros e congressos. Alessandro fez isso; participoude cinco encontros de astronomos e publicouresumos de seu trabalho em do is congressos. Emtodas as vezes, outros astronomos the disseramcom franqueza: ele certamente havia errado emalgum lugar. Em 2011, essa hist6ria chegou aoseguinte ponto: Alessandro acha que a Via Lac-tea dever ter a metade do tamanho que os as-tronomos diziam que tinha. Uns poucos aindalhe dizem que ele errou, mas a maioria de seusprimeiros crlticos se mantem em silencio. Queum sujeito como Alessandro erre uma ou outramedi<;:ao,um ou outro calculo, bem, e posslvel.Mas passar cinco anos fazendo medi<;:oese cal-culos e errar todos eles? Isso e diffcil. No mundointeiro, por cau~a de Alessandro, ha cientistasrevendo medi<;:oese contas.

Alessandro Pereira Moises, 31 anos, nascidoem Palmeira dos Indios (Alagoas), faz parte deuma longa fila de cientistas que nos dizem: nao,nao estamos no centro do universo. No seculo4 antes de Cristo, Arist6teles achava que todosos corpos celestes se moviam em torno da Terra.Mas, com esse modelo de universo, ficava diffcilexplicar 0 movimento do Sol, dos outros plane-tas e de tudo 0 que a humanidade via no ceu anoite. Nicolau Copernico (1473-1543) explicoumais coisas quando colocou a Terra para girar emtorno do Sol. Depois disso, por varios seculos, aTerra girou em torno do Sol, mas 0 Sol ficava nocentro da Via Lactea, e esse modelo de univer-so tambem tornava diffcil explicar varias coisas.Em 1917, 0 americano Harlow Shapley explicoumais ainda quando colocou 0 Sol a 283 quatri-lhoes de quilometros de distancia do centro dagalaxia (ou 30 mil anos-Iuz), mas, como consolo,pelo menos a humanidade vivia numa galaxiacom 100 mil anos-Iuz de comprimento. E agoraAlessandro explica mais ainda ao cor tar 0 com-primento da Via Lactea a metade.

A hist6ria de Alessandro da razao a GalileuGalilei (1564-1642): quem coleciona medi<;:oesfeitas com rigor cedo ou tarde descobre comoa natureza funciona. Isso vale para 0 cientista,para 0 empresario e para a dona de casa, mas 0

metodo e tao simples que, com frequencia, to-dos se esquecem dele.

~

A' ,UM ASTRONOMO E COMO ALGUEM PRES~ TODAA VIDA NUM APARTAMENTO, MAS COM A AMBICAODE DESCOBRIR COMO A CIDADE FUNCIONA

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o her6iEm 2004, Alessandro participava de urn con-

gresso de astronomia na USP, em Sao Paulo,e assistiu a palestra do professor Augusto Da-mineli Neto. "Quando eu era adolescente", dizAlessandro, "eu ja lia textos do Augusto. Ele euma especie de her6i para mim." No intervalopara 0 cafe, Alessandro se aproximou do her6ie puxou conversa. Explicou: vivia no Rio, tinhaacabado 0 mestrado no Observat6rio Nacional,e queria fazer doutorado; sera que 0 professorAugusto nao precisava de urn doutorando?Alessandro deu sorte. 0 professor precisava deurn doutorando em astronomia.

Urn ser humano e mais ou menos como 0 sujei-to que nasceu num apartamento e, durante toda asua vida, nunca saiu do apartamento. Ele nasceu,por exemplo, num apartamento do ultimo andardo Mirante do Vale, 0 predio mais alto de SaoPaulo. Ele nao consegue ver nada da cidade du-rante 0 dia. Mas, a noite, ele ve a luz de outrosapartamentos e de escrit6rios, a luz de postes em

Urn ano-Iuz 'e uma medida de distancia, enao de tempo. Urn ano-Iuz e a distancia

percorrida pela luz ao longo deurn ano. Mas a luz e a coisa

mais nipida do universo: novacuo, ela viaja a 299.792quilometros por segundo.300 mil quilometros nummisero segundo! Urn Boeing777 leva 10 horas e 35minutos para percorrer a rota

Sao Paulo-Paris, de 9.376qUilometros. A luz percorre

essa distancia em 31 milesimosde segundo. Bern, multiplicando a

velocidade da luz por 365,2425dias (0 ana astronomico), 0 dia por

24 horas, as horas por 60 minutos, os minutospor 60 segundos, urn ano-Iuz equivale a 9.460.730.472.581quilometros (para arredondar, 9 trilh6es e 461 bilh6es de qUilometros).

E por que os astronomos medem distancias com 0 ano-Iuz?As distancias no universo SaDgrandes demais para medir emqUilometros. A estrela mais proxima do Sol, Alfa do Centauro, esta a39.735.067.984.839 quilometros de distancia - ou seja, 4,2·anos~l~z.

ruas e avenidas, a luz de pontes e parques, a luzde autom6veis. Quando ele olha para 0 ceu escu-ro, ve as luzes de outras cidades inteiras: de NovaYork num canto do ceu e de Amsterda no outro,do Rio de Janeiro e de Manaus, de Johannesburgoe de T6quio. Urn astronomo, por sua vez, e 0 serhumano com a ambi<;ao de comparar as luzes queIhe chegam a janela do apartamento com as luzesde outras cidades, e, dessa compara<;ao, deduzir 0

formato de Sao Paulo sem sair do apartamento.o primeiro passo e fotografar toda a cidade de

todas as janelas do apartamento. Uma aluna doprofessor Augusto, Elysandra Figueredo, ja tinhafeito isso. Ha anos ela usa telesc6pios modernospara fotografar as regi6es da Via Lactea em queexistem "regi6es HII gigantes", ou seja, as regi6esem que se formam estrelas de grande massa (de-zenas, centenas de vezes a massa do Sol). Quan-do Alessandro e Augusto conversaram no cafe,Augusto precisava de alguem que escolhesse, emcada uma das fotos de Elysandra, as regi6es HIImais importantes para estuda-las melhor.

A escolha dos alvosAstronomos adoram as regi6es HI!. Se elas es-

tao perto do sistema solar, eles conseguem medi--las de tres formas, porque elas emitem ondas deradio, radia<;ao infravermelha, luz vislvel. Se elasestao longe, eles conseguem no mlnimo medir asondas de radio. As regi6es HI! contem estrelas,e estrelas SaGos objetos que os astronomos maisconhecem. E as regi6es HII gigantes tern 600,700 anos-luz de diametro; elas SaG tao grandesque, por conta das leis da gravidade, SaGobriga-das a girar junto com a galaxia de modo maisou menos comportado. "Elas SaGobjetos tra<;a-dores", diz Alessandro. "Elas nos ajudam a tra<;aro formato da Via Lactea." Astronomos usam asregi6es HII para deduzir 0 formato da galaxia as-sim como 0 astronomo trancado no ultimo andardo Mirante do Vale usaria a luz de grandes aveni-das, de pontes e de grandes predios para deduziro formato de Sao Paulo.

Alessandro estudou as fotos de Elysandra eescolheu os "alvos". Depois disso, mandou a lis-ta de alvos para urn telesc6pio no Chile, 0 Soar,com as instru<;6es. 0 pessoal do Soar deveriaapontar 0 telesc6pio para cada uma das regi6esHI! da lista, tirar fotos e fazer varias medi<;6es.

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Por exemplo, deveriausar 0 espectrometropara estudar a radia<;aoinfravermelha de cadaalvo. (0 astronomo doapartamento usaria urnprisma para dispersara luz branca de umalampada ao longe, epara saber que caresaquela lampada emitecom mais far<;a.) Comos resultados da espec-trometria nas maos,Alessandro diz que tipo de estrela esta do outrolado. (0 astronomo do apartamento saberia di-zer quallampada existe do outro lado.) 0 pessoaldo Soar tambem deveria usar outro instrumentopara medir a quantidade de luz que chegou aqui,na Terra. Af Alessandro usa raciocfnio dedutivo- e matematica.

Se ele sabe que tipo de estrela ha do outrolado, entao sabe quanta luz saiu da estrela. Se elesabe quanta luz chegou aqui, entao enfia essasduas infarma<;oes numa equa<;ao logarftmica eobtem a distancia da estrela. As formulas que ex-plicam como a luz se enfraquece com a distanciasaGbem conhecidas. Se 0 astronomo no Mirantedo Vale sabe que uma lampada de 150 watts emi-te luz com certa intensidade, e se ele mede menosintensidade chegando ao apartamento, entao elesabe que essa lampada esta a, par exemplo, 2 qui-lometros de distancia.

Enquanto 0 povo do Soar trabalhava, Ales-sandro acompanhava as medi<;oes via internet.Mas, em 2007, passou quatro noites no Soar, noCerro Pachon (Cordilheira dos Andes), a 2.700

r Sernpre queAlessandro

- Moisescornparavaseusresultadoscom aquelesobtidospor outroscientistas,os seusindicavarnurnaVial<ictea rnenorI'~NOTELE~c6PIO,A ROTINA

E JANTAR A TARDINHA E FAlERMEDICOES-A NOlTE TODA"

metros de altitude. "Tem um darmitorio la", dizAlessandro. "A rotina e descansar de dia, jantarantes de anoitecer, e apontar 0 telescopio e fazeras medi<;oes a noite inteira, sem parar. Telesco-pios saG sistemas muito caros, entao 0 pe~soal doSoar nao perde tempo."

"Voce errou"Toda vez que Alessandro calculava a distan-

cia de uma regiao HIl, comparava seus calculoscom aqueles feitos par astronomos antes dele, etoda vez seus calculos mostravam distancia me-nor. "E af 0 pessoal do metodo cine matico", dizAlessandro, "me dizia que eu tinha errado emalgum lugar."

E a distancia percorrida par urn F-15, a jato de caga da McDonnell Douglas,ao longo de urn ano, desde que 0 aviao nao pare um unico instante, nempara abastecer, nem para a pilato ir ao banheiro, e desde que a aviao viajea velocidade maxima de 2.600 qUil6metros por hora, au 43 qUil6metrospar minuto, ou 0,72 quil6metro par segundo. Logo, um ano-F-15 equivale a22.791.053 quil6metros, au 0,00024% do ano-Iuz.

Nessa velocidade, para chegar a estrela Alfa do Centauro, um F-15precisaria de 1 milhao e 743 mil anos.

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"EU QUERO DEVOLVER A ISOCIEDADE 0 INVESTIMENTO

QUE ELA FEZ EM MIM"

Em geral, uma regii'io HII esta tao longe (dooutro lado da galaxia) que nao da para medirdireito a luz ou a radiac;ao infravermelha, comoAlessandro fez; a luz e a radiac;ao mal chegama Terra. Mas ondas de radio chegam. Por issoos astronomos empregam 0 metodo cinematico:eles usam radiotelesc6pios (como aquele do fil-me Cantata) para medir a velocidade com quea regiao HII se afasta ou se aproxima da Terra.Se a regiao se afasta, as ondas de radio ficamcada vez maiores. Se a regiao se aproxima, asondas de radio ficam cada vez menores. "E 0

efeito Doppler", diz Alessandro, "que e bem co-nhecido." S6 que as f6rmulas de Doppler-Fizeaudao a velocidade com que 0 objeto se aproximaou se afasta, mas nao a distancia. "Para calculara distancia", explica Alessandro, "a gente temde entrar com a velocidade num modelo de ro-tac;ao da galaxia." Esse modelo (um programade computador, que simula a galaxia) recebe avelocidade, faz contas e fornece a distancia.

Contudo, assim como 0 astronomo do Miran-te do Vale nunca saiu do apartamento em que

nasceu, nenhum humano nunca saiu do sistemasolar, que dira da galaxia. Os astronomos nao sa-bem direito como a Via Lactea e. Para fazer ummodelo de rotac;ao, eles saGobrigados a pressupormuita coisa: se a galaxia e espiral com barra, seela tem dois ou quatro brac;os, se sua massa e Xou Y. Por mais tecnica que seja a pressuposic;ao, euma pressuposic;ao.

o pessoal do metodo cinemarico, contudo, per-guntava: Alessandro, e se a intensidade da luz, quevoce mediu, diminuiu nao por causa da distancia,mas porque existem gas e poeira escuros entre aTerra e a regiao HII? (E como se eles tivessem per-guntado: e se houvesse poluic;ao e fuligem entrevoce e aquela lampada de 150 watts?) "E uma pos-sibilidade", diz Alessandro. "Eles nunca questiona-ram as medic;6es, mas minha interpretac;ao."

Alessandro, Augusto e Elysandra ate se reuni-ram para decidir 0 que fazer. Bem, ha cientistasque vivem s6 de definir quanta materia escuraexiste na Via Lactea, ou seja, ate que ponto ela etrans parente ou opaca. Alessandro foi atras dosartigos desses cientistas, e escolheu 0 pior casode todos (0 meio interestelar e mais opaco) e 0

melhor caso (0 meio interestelar e mais transpa-rente). A partir dar, a cada regiao HIl, Alessan-dro fez todos os calculos para 0 pior e 0 melhorcaso. Em cinco anos, ele mediu 27 regi6es HII eestudou outras 54, ate publicar a tese de douto-

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rado. Em cada um dos 81 casas, a regiao HII es-tava mais perto do que se acreditava antes, 0 quesugere uma Via Lictea menor, talvez com 50 milanos-luz de comprimento. ''Agora'', diz Alessan-dro, "0 pessoal do metoda cinematico ja ace itaque existe alguma coisa errada a ser investigada."

Missao: frac;oesDaqui para a frente, Alessandro pretende con-

tinuar a fazer 0 que vinha fazendo: medir as re-gioes HII gigantes mais perto da Terra. Existem100, ele ja mediu 27, faltam 73. "E trabalho paramais uns dez anos", diz Alessandro. "Isso porqueo Brasil nao tem tanto tempo assim nos telesco-pios. Temos de entrar na fila." Ele ja fez a lista deobjetos que pretende fotografar e medir em 2011,e ja mandou a lista para 0 povo do Soar.

Vai fazer esse trabalho ao mesmo tempo emque toca seu novo emprego: ele virou professorde matematica e de ffsica da Univasf, em SaoRaimundo Nonato (Piau!). Dara aulas para osalunos do curso de ciencias da natureza, que de-po is vao se transformar em professores de cien-cias nas escolas do ensino fundamental (l ° ao 9°ano). Para Alessandro, tudo 0 que ele sabe, sabegrayas ao povo brasileiro. Nas primeiras paginas

PARA A LUZ, TUDO ESTA QUASE PARADO ••••

Uma pessoa anda a uns seis quil6metros por hora.Ese a luz, em vez de viajar a 300.000 qUil6metros porsegundo, viajasse a 80 quil6metros por hora? Mantendo aproporcao, qual seria a velocidade de uma pessoa ape?

Essa e uma regra de tres simples, em que x e avelocidade da pessoa nesse mundo de luz mais lenta.

80·km__ h_x

300.000. kms

p.kmh

Vamos padronizar as unidades de medida em qUil6metrospor segundo:

0022. km, sx

300.000. kms

o 00167· km, s

Alessandro Moises diz que todos os seus dados"apontam para uma galaxia menor", mas, comobom cientista, ele prefere esperar uns anos ate fazerafirmacoes categ6ricas. "Talvez alguem proponhauma explicacao melhor para minhas medicoes.Se alguem propuser, serei 0 primeiro a aceita-Ia."

da tese de doutorado, escreveu: "Ao povo brasi-leiro, que financiou 0 meu trabalho por meio doCNPq, sob a projeto n° 141420/2005-7." Par issoele prestou concurso publico e se mudou paraSao Raimundo Nonato. "Eu quero devolver a so-ciedade 0 investimento que ela fez em mim."

Em fevereiro, ele ainda nao conhecia seus alu-nos direito. Dava um curs a de verao, para quemfoi mal nos semestres anteriores. "Eles precisamde aulas sabre coisas muito basicas mesmo: sa-mar frayoes, resolver equayoes de segundo grau.E uma lastima." Ao dizer isso, Alessandro avisa:"Nao estou reclamando. Eles carregam defici-encias desde a primeiro ana do primeiro grau.Entao, tenho de arregayar as mangas e explicartudo direitinho."

0,022·0,00167. km .x = 300.000 s

x = 0,00000000122467. km :.s

x = 0,00000044088. k;;Em outras palavras (faca as contas), se a luz viajassea 80 qUil6metros por hora, uma pessoa levaria 259 anospara andar um quil6metro.

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