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segunda-feira, 20 de fevereiro de 2017

Neurociência e como se formam os valores religiosos em nosso cérebro

Palavras-chave: Neurociência, Religião, Cérebro, Sentimento, Relativismo religioso

Um valor se forma quando uma ou mais informações, chegando à sua mente, são memorizadas e têm a capacidade de, quando estimulada por algum fato futuro qualquer, gerar um sentimento que o levará a agir. É uma memória de emoção, em relação a algo material ou abstrato pelo qual nós seres humanos temos consideração, apreço, sentimento.


Simples assim? Não! Por trás de uma frase desta existe mais ciência do que você possa imaginar. Existem centenas de anos de pesquisas e descobrimentos, cientistas dando suas vidas pela verdade e nem sempre tendo sucesso, mas, não entrarei no assunto da história da ciência.


Quero esclarecer neste artigo algo que sempre digo, mas que não expliquei usando os conceitos acima: "a partir da infância uma criança terá os seus sentimentos 'canalizados' a acreditarem nos valores religiosos". Valores passados pelos pais, amigos, parentes, a religião local, as escolas, etc., enfim, do meio ambiente social. E por esses valores as pessoas se unem, fazem bem ao próximo, mas, também se matam!


Como é possível existir comportamentos tão antagônicos? Não é tão simples responder, mas entra aí a intolerância com os valores das outras religiões, o fato de cada uma achar os seus valores absolutos, de serem verdades absolutas e competirem diretamente uma com as outras de forma muitas vezes desastrosa. Ainda que no Brasil exista muita tolerância, reconhecida por outros países, lá fora é muito diferente.


Em meu texto "O paradoxo dos gêmeos religiosos" <http://orelativismodasreligioes.blogspot.com.br/search?updated-min=2008-01-01T00:00:00-02:00&updated-max=2009-01-01T00:00:00-02:00&max-results=2>, digo da diferença de dois irmãos criados separadamente em meios sociais diversos onde as suas religiões são diferentes. Irão estranhar as crenças um do outro, os valores religiosos.


Veja, educados em culturas onde as informações que receberam não eram iguais, formarão muitos valores incompatíveis entre si. E é aí que entrarão em conflito se não houver tolerância. No texto falo, sendo um cristão e outro muçulmano... O cristão: "Deus é pai de Cristo e este veio ao mundo para nos salvar. A Bíblia é o seu livro sagrado onde existem ensinamentos dos Dois. O muçulmano dirá que acredita em Cristo, mas que ele fora apenas - e aqui já começa a briga - um profeta em nível terreno e humano. Maomé, inclusive não citado na Bíblia, é o profeta que escreveu um livro sobre tudo o que o deus Alá queria para o povo na Terra. O livro é o Corão e nem queira dizer a eles que o que está escrito lá não tem nada a ver com a nossa realidade neste mundo!".


Receberam informações diferentes que, memorizadas, possuiram a capacidade de gerarem ações diferentes ou, no mínimo, com muita incompatibilidade porque os sentimentos são diferentes. E nem preciso dizer o quanto os sentimentos são poderosos em nossas vidas.


Mas no primeiro parágrafo temos conceitos científicos relacionados com valor. São eles: informação, mente, memória e sentimento. Estes conceitos foram um a um compreendidos pela neurociência como manifestações das atividades neurônicas em nosso cérebro que descrevo aqui:


1 - Informação: os neurônios transmitem informações entre eles sendo as unidades básicas no cérebro, responsáveis por esse fenômeno. E esse fenômeno já é conhecido há muito tempo desde a década de, pasmem, 1890, quando o neuroanatomista espanhol Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) descreveu o que se chamou de "a teoria do neurônio", a teoria da organização neural, com quatro princípios:
1a. Existe uma célula, que Cajal chamou de neurônio, que é a unidade de sinalização elementar do sistema nervoso;
2a. O prolongamento de um neurônio, o axônio (transmissão), se comunica com os dendritos (recepção) de outros neurônios em uma região chamada fenda sináptica. Mais tarde os cientistas descobriram que o impulso só passa de um neurônio para outro com a presença de substâncias químicas, os   neurotransmissores, se acumulando nessa região que é vazia, fenômeno esse conhecido como sinapse;
3a. Um neurônio se comunicará somente com células específicas e não com outras;
4a. Dentro de um neurônio o sinal viaja somente em uma direção e sentido. Com isto é possível rastrear como o sinal se comunica com as outras células nervosas.


Feito isto, Cajal, recebendo o Nobel de 1906 de fisiologia ou medicina, estabeleceu as bases do funcionamento cerebral em termos simples que são os neurônios.


2 - Memória: existe uma base química para a memória descoberta pelo cientista americano Eric R. Kandel, Nobel de fisiologia ou medicina em 2000, em que ele brilhantemente explica no livro "Em Busca da Memória" (Kandel, 2009).


Existe a memória de curto prazo e a memória de longo prazo, onde a primeira é um fortalecimento das sinapses com uma maior liberação de neurotransmissores. Já na segunda acontecem dois fenômenos: substâncias estimulando um gene do neurônio a produzir novos prolongamentos do axônio para haver mais sinapses e também se aumentando a produção de neurotransmissores do que na memória de curto prazo. Uma observação tem que ser feita aqui: nas duas ocorrem interações de diversas substâncias químicas não sendo viável descrevê-las em um texto simples e pequeno como este.


3 - Sentimento: sensação devido a estímulo (s) externo (s) ou interno (s) fazendo com que haja ou não a liberação de neurotransmissores em neurônios de diversas áreas cerebrais em conjunto, ocorrendo ou não a liberação de hormônios e/ou neurotransmissores pelo nosso corpo. É bom salientar que nós percebemos uma sensação ou um sentimento não só em nossos cérebros, mas também pelo corpo. Por exemplo, o alívio de uma angústia com o alívio de uma sensação ruim em nosso peito acompanhada do desaparecimento também de pensamentos negativos. Quando você está feliz, sua mente está equilibrada no sentido de pensamentos positivos acompanhada de uma ótima sensação pelo corpo devido às substâncias químicas nele liberadas.


4 - Mente: estado produzido pelo funcionamento de várias regiões do cérebro. Cuidado com a palavra "estado"; ela se aplica a (quase) todos os ramos da ciência, mas é estudada de forma geral na teoria dos sistemas e em sistemas complexos. Uma definição para o leigo seria a de como o sistema, em nosso caso as várias regiões cerebrais, subsistemas do cérebro, estão produzindo a nossa mente, de como ele está no momento. Você está concentrado em uma tarefa? Está pensando em como realizar aquela viagem na próxima semana? Preocupado com o aluguel? Veja que a mente é algo muito dinâmico porque enquanto você pensa em algo, seus olhos podem reparar um carro na rua enquanto seus ouvidos estão captando um barulho de uma reforma em um prédio que te perturba.


O eminente neurocientista português António R. Damásio diz em seu livro, "E o Cérebro Criou o Homem" (Damásio, 2011), que a mente não é só produzida inteiramente no córtex cerebral. Ela é a porção mais recente do cérebro evolutivamente falando, responsável principalmente pela nossa lógica, o raciocínio lógico e maior que nos outros animais em relação ao tamanho cerebral.


Damásio fala também do tronco cerebral, de suas duas divisões, o núcleo do trato solitário e o núcleo parabraquial, e o terceiro seria o colículo superior como produtores da mente. Ele é a maior autoridade mundial no assunto de sentimentos, emoções e consciência no momento, tendo escrito vários livros sobre estes assuntos.


Veja os valores religiosos: informações chegam a uma criança, no próprio meio ambiente social, às dezenas, centenas, sempre, como fatos absolutos da religião local e, quando ela as memoriza e passa a senti-las, levando-a a uma ação ao receber um estímulo, elas estarão definitivamente concretizadas em sua mente. Na verdade os valores ficam com a criança como memórias de emoção. No decorrer da vida alguns poderão mudar ou não, podem se intensificar, etc. 


Padres da igreja católica não casam; bispos evangélicos, cristãos como os padres, casam. Você coloca santos em sua sala mas para outros cristãos isto é absolutamente inadmissível. Mulheres islâmicas escondem todo o corpo nas "burkas" enquanto no Brasil se mostra quase tudo do corpo. Valores... Islâmicos rezam em direção e sentido à cidade de Meca e os cristãos rezam em qualquer lugar. Hindus e xintoístas adoram muitos deuses e os cristãos a só um. Valores...


Mas o que mais interessa aqui é como esses valores se formam em nossos cérebros.


Dei explicações em parágrafos anteriores de como entender quatro fatos científicos,  a  informação, mente, memória e sentimento. Então como se forma um valor a partir destes fatos neurocientíficos?


Agora entra um conceito da teoria dos sistemas e da ciência da complexidade um tanto difícil de explicar ao leigo, o de propriedades emergentes.


Dois ou mais fenômenos juntos produzem outro que, sozinhos, os primeiros, não conseguiriam realizar. É como ver o novo fenômeno de um plano acima, olhando para aqueles embaixo que o forma.


Darei um exemplo simples: um próton possui características, propriedades como carga e massa. Carga positiva. O elétron possui carga negativa e uma massa muito menor que a do próton. O nêutron possui massa, quase igual a do próton, mas sem carga. Agora imagine uma quantidade infindável deles em um recipiente. Talvez se comportem como um gás, mas, se eles, por algum motivo, se configurarem em átomos de hidrogênio, oxigênio, e produzirem água, terão novas propriedades físico-químicas diferentes das partículas e átomos em separado. Veja que a propriedade emergente - água com propriedades novas -  só apareceu depois que eles se reuniram de maneira especial.


Então, quando eu disse as quatro primeiras palavras deste artigo, "um valor se forma", eu estava me referindo a isto, mas precisei explicar aqueles quatro fatos: informação, mente, memória e sentimento, para até chegar aqui. O valor pode ser considerado como uma propriedade emergente das interações físico-químicas, dos neurônios, em regiões específicas do cérebro.


O valor, seja ele qual for, inclusive o religioso, não precisa de uma alma ou espírito, ou de um deus para existir. Digo deus em "d" minúsculo porque me refiro aos deuses de todas as seitas e religiões que o ser humano inventou. Afinal, matéria e energia comuns já estavam presentes em todas as formas de vida que, em algumas delas, chegaram até nós.



Bibliografia:
CASTRO, A. M. O. Sentindo e agindo. Um novo homem para um novo milênio. Rio de Janeiro: Papel Virtual, 1999.

DAMÁSIO, António R. E o Cérebro Criou o Homem. São Paulo: Companhia das Letras, 2011. 439 p.


KANDEL, Eric R. Em Busca da Memória: o nascimento de uma nova ciência da mente. São Paulo: Companhia das Letras, 2009. pp. 76-84.

sábado, 11 de fevereiro de 2017

Ciência versus Religião: uma discussão inútil

Resumo

A ciência possui o seu modo próprio de trabalhar que, em primeira instância com  algo não comentado muito por aí, ou nunca, é a sua forma rígida de ver o universo como materialista, não admitindo a hipótese de fatos sobrenaturais a explicar e/ou ajudar a explicar os fenômenos da natureza. Já a religião cristã, em algumas passagens, principalmente no surgimento do universo e no criacionismo, coloca a mão de algo muito superior a nós comandando o desenrolar dos acontecimentos científicos. Acontece que a ciência não descobriria nada, não produziria tecnologia, se deixasse levar por fatos oriundos de intervenções sobrenaturais nos fenômenos da natureza. Ciência e religião entram em conflito constantemente porque uma quer explicar pelas suas crenças (ou descobertas), o que considera errado na outra. É nesse conflito que escrevo este artigo porque acho um desperdício de tempo e energia querer confrontar duas formas de conceber o que existe no universo, com duas maneiras diferentes de abordagem, tendo apenas alguns assuntos em comum.

Palavras-chave: ciência, religião, materialismo, evolução, criacionismo, big-bang.
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Eu, como um apaixonado pelas ciências desde a minha infância, passei várias vezes por uma mesma situação quando queria trocar ideias com amigos, colegas, pessoas em geral: ao mencionar o Big-Bang, várias delas me perguntaram se eu acreditava em Deus. Mesma pergunta ao falar da evolução. Estes são os dois maiores casos onde ciência e religião, em termos de assuntos importantes, se convergem em discussões como mencionei no resumo.

De uma região altamente densa de matéria, inchando ou explodindo, à crença de Deus criando o universo, existe muita diferença e intolerância.

O físico e matemático Isaac Newton ( 1642 / 4 - 1727 / 31 ) descobriu a principal fórmula da gravidade responsável pelo movimento da Terra ao redor do Sol, da Lua em torno da Terra, de todos os planetas ao redor do Sol e, como um primeiro exemplo, de nossos satélites artificiais enviando mensagens, imagens, dados computacionais, etc., a laboratórios terrestres. Mas se Newton, há quase 400 anos atrás, trabalhasse pensando em algo sobrenatural influindo na gravidade, ao invés só de fórmulas, números e desenhos, hoje não teríamos transmissões de televisão ao vivo, sinais de internet e telefonia, não teríamos o google maps e nem o google earth, observações e previsão de tempestades, previsões de nuvens, observar a poluição de cidades, nem enxergar territórios à noite ou através das nuvens; não poderíamos melhor observar o universo com faz o telescópio Hubble.

Mas a ciência não é realizada e nem produz tecnologia só com a gravidade e, talvez o melhor exemplo que eu poderia dar, seria sobre a medicina. Uma empresa fabrica um remédio para curar a gripe, doença uma, dentre tantas, fatais há décadas e/ou poucas centenas de anos… Os responsáveis ficaram atrás de algum poder, força ou ente sobrenatural para descobrir a fórmula e quantidade exata dele? Veja que só o fato de mencionar uma verdade desta, presente  em nosso dia a dia, revela o quão ridículo é a mistura, a discussão de ciência com a religião.

Pensando bem, a discussão do surgimento da Terra e do Universo, e a criação da vida com uma posterior evolução, são exceções em um número imenso de fatos que acharíamos ridículos. Olhe à sua volta e tente imaginar quanto trabalho, pesquisas, ideias, etc., foram necessários para se chegar aos materiais e objetos, com seus componentes, levando em consideração ainda o tempo muitas vezes amplo de, em um componente antigo ser modificado,  adaptado com outro e se formar um objeto dezenas ou centenas de anos depois. Por exemplo, de um fio que transmite eletricidade, já conhecido há mais ou menos 200 anos, até o fio do carregador do seu celular. Quer dizer, ninguém fica discutindo estes fatos; se prendem na origem do universo, na evolução e no criacionismo.

Um assunto ainda muito tímido, pelo menos aqui no Brasil, diz respeito àquilo que a neurociência, com suas descobertas estranhas para muitas pessoas, onde os nossos sentimentos e emoções existem devido a reações físico-químicas no cérebro. O cristianismo diz que elas são produtos de uma alma imortal, não sendo física mas algo divino além da matéria dentro de nós. (1)

A neurociência é uma ciência nova onde cuida especificamente do sistema nervoso como um todo, incluindo sua porção principal, o cérebro. Como ciência deve investigar fenômenos psíquicos, que seriam frutos da alma e/ou do espírito, como produtos estritamente da matéria e energia comuns, mas, mesmo assim, alguns cientistas tentam colocá-los em regiões cerebrais.

Sou pela investigação materialista e no meu artigo “A base material dos sentimentos” eu digo o seguinte:

‘“‘Nosso cérebro é composto de um número de combinações sinápticas que ultrapassa o número de átomos do universo conhecido. O número de estados mentais, então, é muito grande, mas é evidente que não somos afetados por todos eles. Mesmo assim o restante é considerável a ponto do cérebro entrar em estados riquíssimos em complexidade e singularidade, tornando-o fonte daquelas situações ora negativas, ora positivas, às quais chamamos de emoções e sentimentos.
Para muitos isso soa como puro materialismo, entretanto, os filósofos cristãos e teólogos, entre outros, e em épocas nada adiantadas em tecnologia, medicina, química, e ciências afins, atribuíram a causas sobrenaturais o que essas disciplinas estão descobrindo agora em termos de química cerebral. E os resultados dessas atribuições foram passadas de geração a geração até nós como fatos incontestáveis e intocáveis.
Se algumas substâncias químicas alteram profundamente os nossos sentimentos, então tudo aquilo que é sobrenatural, principalmente os nossos conceitos de alma e espírito, deverá sofrer com o tempo algumas modificações com respeito às suas influências sobre a nossa mente e nosso corpo. O futuro da ciência será em descobrir até que ponto eles são afetados por tudo que não é sobrenatural.’’’’ (Cérebro & Mente, 2001).

Em “A base material dos sentimentos - II:

‘“‘Sentimentos produzem comportamentos e possuem uma forte base material onde, desde há muito tempo, se atribui a algo imaterial, uma alma ou espírito, como aquilo que gera sentimento. A ciência está revelando um outro aspecto da realidade onde os sentimentos, e mais que isto, o que somos e pensamos, são produtos de reações ou conjuntos de reações físico-químicas. Ela pode chegar a um ponto onde se descobre que algo, longe do alcance de qualquer instrumento ou conhecimento, influi em uma ou mais áreas do cérebro, afetando todo ou parte de seu funcionamento. Mas, se perceberem uma certa circularidade, um fechamento na origem dos processos cerebrais, como se as reações fossem sustentadas sem algo incompreensível, imaterial, atuando nos cérebros das pessoas, então aí começaria uma revolução a qual menciono no meu primeiro artigo.’’’’ (Cérebro & Mente, 2001).


Digamos que realmente os cientistas descubram esse fechamento nos processos cerebrais. Muitas pessoas ainda irão acreditar em algo imaterial comandando a vida emocional do ser humano. O acreditar é livre: você acredita no que quiser mas como aconteceu com a teoria da evolução, muitas brigas irão começar. Infelizmente a separação entre a religião e a ciência, como descrevo neste artigo, é algo muito difícil!


Notas:

1 - Na verdade há muitas definições ou atribuições que fazem com respeito à alma e também com o espírito. Falarei aqui somente da alma e do espírito como “geradores” dos nossos emoções e sentimentos.

Bibliografia:

A base material dos sentimentos. Argos (de) Arruda Pinto. Disponível em: http://www.cerebromente.org.br/n12/opiniao/sentimentos.html. Acesso em: 11 fev. 2017.

A base material dos sentimentos - II. Argos (de) Arruda Pinto. Disponível em:

terça-feira, 7 de fevereiro de 2017

A poesia da consciência

É impressionante a sabedoria, a consciência desse poeta brasileiro porque, em um trecho ele se refere ao fato da consciência ter consciência de si própria. É a frase: "... E vejo-o ainda, igual a um olho, Circularmente sobre a minha rede". A autoconsciência...


O morcego

Meia noite. Ao meu quarto me recolho.
Meu Deus! E este morcego! E, agora, vêde:
Na bruta ardência orgânica da sede,
Morde-me a goela ígneo e escaldante molho.

"Vou mandar levantar outra parede..."
— Digo. Ergo-me a tremer. Fecho o ferrolho
E olho o tecto. E vejo-o ainda, igual a um olho,
Circularmente sobre a minha rede!

Pego de um pau. Esforços faço. Chego
A tocá-lo. Minh'alma se concentra.
Que ventre produziu tão feio parto?!

A Consciência Humana é este morcego!
Por mais que a gente faça, à noite, ele entra

Imperceptivelmente em nosso quarto!



sexta-feira, 3 de fevereiro de 2017

A Teoria da Relatividade não é difícil de entender - A relatividade da massa

 


 
Se você viajar a uma velocidade próxima a da luz, 300.000 km/s, sua massa, seu peso, aumentará muito e tenderá ao infinito quanto mais próximo chegar a esta velocidade! Ou seja, você nunca chegará!

Ficção científica? Não, realidade! Como no caso do tempo!

Para começar a explicar mais este fenômeno intrigante da Teoria da Relatividade de Albert Einstein, ( 1879 - 1955 ), direi algo importante sobre isto: sua massa aumenta não porque a quantidade de átomos ou moléculas aumentará em seu corpo. Ela aumenta devido à medida de como é realizada. Quando é realizada em uma balança comum você está em repouso em relação a ela.

É algo perturbador tentar intuir como tudo isto acontece mas podemos utilizar para este propósito a equação da relatividade formulada por Einstein:  E = m.c2.

Ela relaciona diretamente massa com energia e é uma das mais famosas equações, senão a mais, da Física.

Energia é igual à massa multiplicada pela velocidade da luz ao quadrado.

A luz possui uma velocidade constante em um mesmo meio e, como eu disse no outro artigo, “A relatividade do tempo”, neste blog, esta propriedade é fundamental na relatividade, nos fenômenos relativísticos. Não fosse assim a Teoria da Relatividade não existiria.  

O quadrado da velocidade da luz, c2, é também constante, um número, um invariante. Grande mas invariante.

Realizando uma pequena mudança dos termos da equação E = m.c2, passando a massa para o lado esquerdo temos:

E / m  =  c2  ou  c² = E / m       (1)

Isto quer dizer que a divisão entre a energia pela massa, em qualquer evento, é constante. A energia se apresenta de uma forma geral, podendo ser eletromagnética, nuclear, cinética, etc. Em termos de qualidade ou natureza, a massa também, mostrando a força desta equação na compreensão dos fenômenos do universo.

Estou falando de uma viagem espacial, ou seja, de energia de movimento ou cinética. Aumentando a velocidade da nave, a energia E aumenta e, para  a equação (1)  se manter constante, m deverá aumentar também.

Fazendo uma comparação com algo muito simples para você entender, pegue o resultado de uma fração qualquer, como 10/2 = 5. Se o valor 10 aumentar para 15 e se o resultado da fração tiver que continuar 5, constante, o denominador 2 deverá aumentar também, neste caso, para 3.

Mais uma vez vemos que a velocidade da luz é sempre uma constante em um mesmo meio. Se não fosse assim a massa m poderia se manter constante... Da equação (1), E variando com c, e consequentemente c ao quadrado também variando, a massa poderia ficar constante, mas não é o caso.

Uma conclusão também surpreendente que podemos obter neste artigo, estando de acordo com a Teoria da Relatividade, é que por mais energia colocada em ação para aumentar a velocidade de qualquer corpo, ele nunca chegará a velocidade da luz!

Como a massa aumenta com a velocidade, pela equação (1) você percebe que ela tende ao infinito colocando energia também tendendo ao infinito para c ficar constante!

Nos laboratórios, a partir dos chamados aceleradores de partículas, os cientistas comprovam a relatividade da massa colocando cada vez mais energia no movimento dessas partículas atômicas e subatômicas, como prótons, elétrons, etc., e não se consegue chegar aos 300.000 km/s como eu disse no primeiro parágrafo. Os próprios aceleradores são construídos levando-se em conta esses efeitos. Se não, nem funcionariam…

A velocidade da luz é então uma velocidade limite para qualquer objeto no universo. Nada pode chegar a ela!

A Teoria da Relatividade não é difícil de entender - A relatividade do tempo




Primeiro coloco aqui um texto teórico (A) e depois um exemplo (B) de  cálculos simples onde se vê claramente em números a chamada dilatação temporal ou a relatividade do tempo. 

E procure ler com atenção a observação (2) no final deste texto.

A - Se você entrar em uma nave e viajar a uma velocidade muito próxima a da luz, durante, por exemplo, um ano, e depois retornar, verá que aqui na Terra se passaram milhares de anos. O quanto de tempo passará no planeta, em qualquer viagem, dependerá do quanto você estiver mais próximo da velocidade da luz que é de 300.000 km/s. Poderá ser de até milhões de anos!

E outro fato: quem observar a sua nave daqui verá que é mais curta em comprimento do que quando ela estava no momento da decolagem, parada - em repouso!

Ficção científica? Não, realidade!

Tenho certeza que mais de 99% das pessoas por aí não sabem disso e se você disser um número maior ainda não acreditará.

Pois os dois fatos acima descritos por mim são a relatividade do tempo e a relatividade do espaço que explicarei neste blog.

Porque tudo ocorre da maneira quase inconcebível na relatividade, irei primeiro e brevemente falar da natureza do tempo. Veja, ao observar a oscilação de um pêndulo, você sente "que algo se passou" nessa oscilação. Este "algo" ou "alguma coisa" é o próprio tempo e todas as pessoas sentem o mesmo. E se o pêndulo ficar parado - em repouso - em relação a você, o próprio fato de observá-lo irá fazê-lo raciocinar ou perceber este fato, e isto também contribuirá para que você sinta a passagem do tempo. E por último, se você se desprender deste mundo, fechar os olhos e começar a imaginar cenas, pensar, sentirá também a passagem "de algo" que é o tempo, enquanto a sua mente troca de cenas. Acontecerá também se você se fixar em uma imagem.

Agora peço a você prestar atenção no pêndulo acima. Para você observá-lo faz-se necessário que a luz reflita nele e venha até aos seus olhos, se não, não enxergaria nada e ninguém também não veria nada em nosso mundo: pessoas, objetos, céu, ruas, tudo!

Dois americanos, Michelson e Morley, descobriram algo muito estranho em relação à luz, no final do século XIX: a velocidade dela não pode, literalmente, ser adicionada e nem subtraída da velocidade do emissor. E se você tiver sempre isto em mente, entenderá toda a relatividade do tempo e do espaço. Eles ganharam o Nobel em 1907, sendo os primeiros estadunidenses a receberem esse prêmio.

Se você está em um carro a 100 km/h, e alguém nele atira um objeto no sentido do movimento, para frente, a velocidade desse objeto, para alguém que esteja parado - em repouso - será a soma da velocidade do carro mais a velocidade do objeto. Se este for lançado a 20 km/h em relação ao carro, sua velocidade em relação à pessoa em repouso - utilizarei este termo de agora em diante -, será de 120 km/h, ou seja, a soma das duas velocidades. Por outro lado, se a pessoa no seu carro atirar o objeto para trás, a velocidade dele, em relação a quem estiver em repouso, será de 80 km/h, a subtração das velocidades. Isto se aplica a objetos comuns, mas não com a luz e somente ela (e todas as  outras ondas eletromagnéticas).

Então pensemos em uma experiência com um emissor de luz, no laboratório de uma nave que viaja ao longe, com uma velocidade próxima a da luz, da esquerda para a direita, estando você em repouso em relação a ela e com um instrumento preciso - um ótimo telescópio - para  ver uma experiência.  O emissor se encontra na mesma distância entre as paredes opostas, uma a sua direita no sentido do movimento e outra à esquerda. Existem dois pêndulos prestes a serem colocados em movimento. O emissor de luz, gerando dois sinais em sentidos opostos,  um para a direita e outro à esquerda, colocará os pêndulos em movimento assim que chegarem a dois dispositivos para acioná-los. Um observador, uma pessoa, dentro da nave, e por estarem as duas paredes na mesma distância do emissor, verá os dois pêndulos iniciarem os seus movimentos ao mesmo tempo, digamos, às doze horas. Mas para você,  o feixe para  a direita, a 300.000 km/s, não podendo ser adicionado à velocidade da nave, estaria perseguindo o mecanismo que está na parede à direita, no mesmo sentido do movimento da nave. Mas o feixe para à esquerda não podendo ser subtraído da velocidade da nave, iria ao encontro do mecanismo! Resultado: o pêndulo de trás começa a oscilar primeiro que o da frente! Um antes das doze  horas e o outro depois.

Você observa dois fenômenos físicos ocorrendo de uma forma bem distinta daquela da pessoa da nave. Como isto é possível? São os mesmos fenômenos!

Se a velocidade da luz pudesse ser adicionada à do emissor, o feixe para a  direita seria  "arremessado" para frente e o da esquerda subtraído, tendo uma compensação e os dois acionariam os dispositivos ao mesmo tempo. Mas a luz não segue a lei de adição e subtração de velocidades com os emissores.

Ilusão de ótica? Não. As coisas são assim, o universo é assim porque a luz é assim... Todos os fenômenos físicos, e, generalizando, químicos, biológicos etc., tudo o que observamos e com isto construímos a tecnologia,  as ciências, etc., são dependentes dessas características dos fenômenos eletromagnéticos ou, se você quiser também, se considerar a luz como constituída de fótons.

E a sensação do "passar" o tempo (ver no final a observação "3") para o observador da nave e você? Seriam diferentes sim! Digamos que o emissor de luz seja acionado manualmente, por um botão, pela pessoa da nave. Ela terá a sensação de passar o tempo do seguinte modo: após apertar o botão se passa um tempo; depois os pêndulos começam a se mover e daí para frente ela sente esse passar do tempo observando o movimento oscilante dos dois. E você primeiro também espera o tempo decorrer, mas até que o pêndulo da esquerda passa a se mover; depois sente o tempo passar até o segundo se mover, para depois sentir, ver, observar, os dois oscilando. Diferente não?

Em nosso mundo cotidiano, com objetos se movendo com velocidades bem inferiores a da luz, fica difícil, se não impossível, perceber essas diferenças, mesmo se se observar os veículos mais rápidos em que um ser humano já esteve: as naves Atlantis, Endeavour, etc. ou os foguetes Apollo para a Lua, que viajavam a +/- 30.000 km/h, correspondendo a 8,33 km/s. Você na Terra não perceberia a diferença de tempo entre os movimentos iniciais dos pêndulos, ou seja, eles começariam a oscilar como  o sujeito na nave estaria sempre os vendo: ao mesmo tempo.

A velocidade da luz é constante em um mesmo meio. Ela é menor na água, em nossa atmosfera, enfim, em meios onde há matéria e que ela possa atravessar, mas no vácuo é de 300.000 km/s. Por isto, a Física consagrou a sua representação algébrica como c, uma constante.

Conclusão: o tempo se passa diferentemente para objetos, animais, pessoas etc., dependendo da velocidade de uns em relação aos outros. E existem equações relacionando, para cada velocidade entre dois observadores, ou mais, a diferença de tempo entre eles.


Observações:

1) Em qualquer livro da Teoria da Relatividade você irá ver que ela está apoiada no fato da luz ser uma constante universal, como eu disse aqui, e que as leis da Física são as mesmas para quaisquer referenciais inerciais, onde se movem  em velocidade constante em relação a outro. É o mesmo que dizer que qualquer experimento feito em um referencial desses poderá ser realizado também em outro. Inclusive a própria Terra pode ser considerada como tal se desprezarmos a gravidade e a rotação em torno do seu próprio eixo.

2) Quer compreender de uma vez só o relativismo temporal?
Ninguém precisou lhe falar quando criança sobre o modo como o tempo se passava. Se sim foi com respeito a ele ser igual em todos os lugares e em todos os corpos (carros, ônibus, etc.) de igual maneira, em repouso ou não, mas, intuitivamente, você sempre pensou assim. É a maneira com que Newton disse…
Ninguém chegou a você e disse que o tempo dependia da velocidade e da velocidade constante da luz (em um mesmo meio) para todos os objetos; que nossas observações de qualquer evento, físico ou não, estão limitadas a essa constante. Essas velocidades terão que ser são muito grandes, dos objetos em relação aos outros, porque senão não perceberíamos os efeitos relativísticos. Se dissessem, mencionando que estavam nos livros da escola, você acreditaria e no futuro estudaria a relatividade e confirmaria este fato. 
A relatividade só a partir de alguns anos para cá entrou na física do ensino médio e, resultado, um dia os pais, que são alunos hoje, começarão a falar a verdade, o que está no parágrafo anterior. Ou seja, estamos até hoje presos ao que Newton disse e à nossa intuição...

3) Já disse Nietzsche (1844-1900), filósofo alemão, em "O Livro do Filósofo" (compilação de escritos de 1870-1879): "O tempo em si é um absurdo: só existe tempo para um ser que sente."  



B - O exemplo com cálculos:


Digamos que você observa a espaçonave em que eu mencionei em (A) com um instrumento apropriado; um telescópio potente, por exemplo.


Para facilitar as contas e você visualizar melhor os fenômenos relativísticos, essa espaçonave hipotética teria 600.000 km de comprimento (você verá  logo no primeiro cálculo que é vantajoso colocar este número muito grande. A nave poderia ter qualquer comprimento que os efeitos da relatividade seriam sempre os mesmos).


Analisarei os dois casos da parte (A), ou seja, do ponto de vista da pessoa em repouso em relação à nave, dentro dela, e você fora da nave com ela em movimento pelo seu referencial que é a Terra.


1 - A pessoa no meio da espaçonave:


Assim que a luz é emitida, ela percorre 300.000 km até o primeiro pêndulo, na frente da nave, e o aciona. Chamarei esta distância de x.


A velocidade da luz, sempre representada por c, é de 300.000 km/s. Então ela chega ao pêndulo em t = x/c = 300.000/300.000 = 1s.


Se eu considerasse uma nave de, por exemplo, 60 m ( = 0,06 km), x seria 0,03 km e o denominador acima, dividindo 300.000 km/s, daria um intervalo de tempo muito menor que um segundo. É mais fácil para qualquer um imaginar, sentir a passagem de tempo assim do que um valor muito pequeno.


O feixe que viaja para trás da nave também irá demorar 1s para ir até ao pêndulo  porque a distância é a mesma acima. Lembre-se que a velocidade da luz continua sendo c. Ou seja, para essa pessoa, os dois pêndulos iniciam seus movimentos ao mesmo tempo, simultaneamente!


Nota: não preciso relatar o fato aqui do feixe de luz demorar mais um segundo, da frente e de trás para chegar à pessoa da nave, isto porque não mencionarei para o seu caso. Isto evitará mais contas e desnecessárias.


2 - Para você, observador em repouso em relação à nave, aqui na Terra, os fatos serão diferentes e você terá uma grande surpresa.


Seja v a velocidade da nave, em, digamos, 150.000 km/s.


O que acontece para você é que a luz caminha, com 300.000 km/s perseguindo o pêndulo viajando em com v = 150.000 km/s. O fato de c não se somar à velocidade do emissor, v, é algo intrínseco à natureza da luz como mencionei na parte (A).


Nesta altura entra aqui um tópico da Física de Velocidades Relativas, soma e subtração de velocidades, onde não se deve confundir com a velocidade constante da luz. Então c - v é a velocidade em que o feixe de luz persegue o pêndulo da frente mas em relação só a você! Se v fosse 0, a velocidade seria c somente.


Seja t’ o tempo medido em Terra para o feixe de luz alcançar o pêndulo da frente. Então, t’ = x/(c - v) = 300.000/ (300.000 - 150.000) = 300.000/150.000 = 2s!


Para o observador na nave a luz chegou ao pêndulo em 1s e a você em 2s! O que eu falei em (A) sobre a sensação de passagem do tempo já se torna diferente para os dois observadores!


Para o feixe de luz caminhando para trás, você nota que o pêndulo caminha com velocidade de 150.000 km/s em direção à luz. Aqui, sendo duas  velocidades na mesma direção e sentido contrários, continuando c constante, a velocidade de encontro dos dois será de c + v.


O tempo desse encontro, chamando de t’’, será de x/(c + v) = 300.000/(300.000 + 150.000) = 300.000/450.000 = 0,666… ≃ 0,67s!
 
Conclusão: o observador na nave vê os dois pêndulos iniciarem seus movimentos ao mesmo tempo e você vê o pêndulo da esquerda, parte de trás da nave, iniciar seu movimento primeiro que o da frente.


Como em (A) eu falei das doze horas sendo o momento dos dois pêndulos começarem a se moverem. Você vê o de trás 1 - 0,67 s = 0,33 s se mover antes do meio-dia e o da frente / 1 - 2 s / = 1 s, se mover após o meio-dia.  


Como dois fenômenos acontecem ao mesmo tempo para alguém, enquanto acontecem com um intervalo de tempo diferente para outro? Não são os mesmos? Os relógios estão com defeito? Não, e aqui reside, na minha opinião, a beleza que é a Teoria da Relatividade.


Acontece que na parte (A) eu disse da descoberta desconcertante que a velocidade da luz é sempre a mesma, em um mesmo meio, para qualquer observador, em movimento ou repouso uns em relação aos outros.


Agora farei novos cálculos em que a luz é como aquele objeto do parágrafo dez, em (A), onde ela ora se soma e ora se subtrai com a velocidade do emissor.


Em direção ao primeiro pêndulo na frente, você observa a luz se somando com a velocidade do emissor, da nave, c’ = c + v  = 300.000 + 150.000 = 450.000 km/s. E ela chegará ao pêndulo em, digamos, T (= x/(c’ - v)), igual a 300.000/(450.000 - 150.000) = 300.000/300.000 = 1s!!! Exatamente igual ao resultado do observador dentro da nave.


E, com respeito ao pêndulo de trás, ele vai de encontro ao feixe de luz mas, neste caso, como no exemplo em (A), a velocidade da luz é subtraída da velocidade do emissor.  Então c’’ = / v - c / = ⎜150.000 - 300.000 ⎜  = 150.000 km/s.


O tempo de encontro, denominando-se T’, será de x/( c’’ + v ) = 300.000/(150.000 + 150.000) = 300.000/300.000 = 1s!!! Também exatamente igual ao resultado do observador dentro da nave.


Se o valor de c mudasse com a fonte emissora para c’ e c’’, somando-se e  subtraindo-se do emissor, os valores encontrados nas observações de quem está na nave e quem estiver fora dela seriam iguais, e a relatividade do tempo desapareceria, desaparecendo também a Teoria da Relatividade!


Isaac Newton (1643 - 1727) disse certa vez que: o tempo, absoluto, transcorre por si próprio, de modo absoluto, sem nenhuma influência, igual para todos e em todos os lugares. Ele não sabia desse estranho comportamento da luz, não tinha aparelhos como Michelson e Morley, etc. A Física ainda não estava desenvolvida para tanto.


Considerações finais:


a) A Teoria da Relatividade Restrita de Albert Einstein (1879 - 1955), publicada em 1905, possui dois postulados:
a.1 - As leis da Física são as mesmas para todos os sistemas referenciais inerciais.


Esses sistemas estão em repouso ou se movimentando com velocidade constante uns em relação aos outros. Em nosso caso v é constante. Assim, as mesmas leis que regem os movimentos dos pêndulos dentro da espaçonave e para você são as mesmas.


a.2 - A velocidade da luz é constante no vácuo.


Também dentro de outros meios como o ar e a água. Ela não depende do emissor ou do receptor. Possui valor constante para todos os sistemas referenciais inerciais.


b) Vivemos em um mundo com velocidades desprezíveis em relação à luz e por isto os efeitos da relatividade não são percebidos em nosso dia a dia. Se v for muito menor que c,  c + v  e  c - v  serão quase iguais a c. Indica-se por v << c.


Retire v como se fosse igual a zero nos cálculos onde aparecem c + v  e  c - v que os resultados das observações serão os mesmos.


c) Alguém vê dois pêndulos começarem a se movimentar ao mesmo tempo. Outra vê um primeiro e depois o outro… Mas são dois fenômenos, os mesmos! Pode parecer ficção-científica!


Acontece que crescemos desde crianças formando uma noção de tempo, de sua duração para quaisquer fenômenos, como Newton dizia, sem que ninguém nos falasse dele. É a partir de fenômenos com velocidades próximas a da luz é que percebemos o que ele é realmente.


Dependemos em todas as ciências, não só da Física, de observações onde a luz chega aos nossos olhos e é processada em nossas mentes. Pelo fato dela ser constante é que percebemos o tempo como algo nunca pensado antes por nós!


Obs.: nenhuma referência didática. Tudo concebido por mim.

Contato: argos.arruda.pinto@gmail.com