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Nov 01

O Universo Quântico

Reli este livro, que é uma excelente introdução à fascinante Teoria Quântica.
O livro é acessível e tem pouca matemática.
As ilustrações são óptimas.

Na página 3, os autores dão a famosa frase de Sherlock Holmes, para introduzir a estranheza da Quântica: “When you have excluded the impossible, whatever remains, however improbable, must be the truth.” – se excluirmos o impossível, o que sobra, mesmo bastante improvável, deve ser verdade.

É um livro excelente para se perceber não só a história da Quântica, mas também as suas inúmeras consequências e aplicações: supercondutividade, lasers, buracos negros, aceleradores de partículas, transístores, microscópios, etc.
A quântica está à nossa volta, e nem nos apercebemos do quanto ela é utilizada em várias aplicações e nos afecta na vida diária (p. v).

Na página 2, os autores comparam mesmo com a Gravidade. Dizem os autores que não é preciso sabermos em detalhe a Teoria da Gravidade quer de Newton quer as melhorias feitas por Einstein, para sabermos que a Gravidade funciona e está à nossa volta. O mesmo se passa com a Quântica.

Nas páginas 163 e 164, dão umas tabelas interessantes sobre escalas, quer de tamanho quer de tempo.

Para mim, o capítulo mais interessante foi o 5º, relativo a Quantum Tunnellingefeito túnel.

Foi pena não falarem do Quantum EntanglementEntrelaçamento Quântico.

Muito interessante é esta citação de Hendrick Casimir (p. vi):
“I have heard statements that the role of academic research in innovation is slight. It is about the most blatant piece of nonsense it has been my fortune to stumble upon.
Certainly, one might speculate idly whether transistors might have been discovered by people who had not been trained in and had not contributed to wave mechanics or the quantum theory of solids. It so happened that the inventors of transistors were versed in and contributed to the quantum theory of solids.
One might ask whether basic circuits in computers might have been found by people who wanted to build computers. As it happens, they were discovered in the thirties by physicists dealing with the counting of nuclear particles because they were interested in nuclear physics.
One might ask whether there would be nuclear power because people wanted new power sources or whether the urges to have new power would have led to the discovered of the nucleus. Perhaps – only it didn’t happen that way.
One might ask whether an electronic industry could exist without the previous discovery of electrons by people like Thomson and H. A. Lorentz. Again it didn’t happen that way.
One might ask even whether induction coils in motor cars might have been made by enterprises which wanted to make motor transport and whether then they would have stumbled on the laws of induction. But the laws of induction had been found by Faraday many decades before that.
Or whether, in an urge to provide better communication, one might have found electromagnetic waves. They weren’t found that way. They were found by Hertz who emphasised the beauty of physics and who based his work on the theoretical considerations of Maxwell.
I think there is hardly an example of twentieth century innovation which is not indebted in this way to basic scientific thought.”

Conclusão: sem cientistas, toda a gente vivia em cavernas sem sequer saber fazer fogo.
No entanto, parece-me que pouca gente tem noção de que o nosso mundo tecnológico (com internet, electricidade, automóveis, telemóveis, etc) só existe porque cientistas aumentaram o conhecimento da humanidade, descobriram leis da natureza, e criaram teorias científicas.

Outra citação que me parece importante é de Richard Feynman no prólogo do livro:
“Poets say science takes away from the beauty of the stars — mere globs of gas atoms. Nothing is “mere”. I too can see the stars on a desert night, and feel them. But do I see less or more? The vastness of the heavens stretches my imagination — stuck on this carousel my little eye can catch one-million-year-old light. A vast pattern — of which I am a part… What is the pattern or the meaning or the why? It does not do harm to the mystery to know a little more about it. For far more marvelous is the truth than any artists of the past imagined it. Why do the poets of the present not speak of it? What men are poets who can speak of Jupiter if he were a man, but if he is an immense spinning sphere of methane and ammonia must be silent?”

Realmente, porque os poetas não falam mais das maravilhas da ciência em geral e da astronomia em particular? :)

O livro que reli já tem 25 anos.
Entretanto os autores escreveram um novo livro, actualizado com que se passou sobre a quântica nas últimas décadas.
Neste novo livro fala-se por exemplo das novas aplicações, quer em termos de teoria, como o Multiverso, quer na prática, como a revolução da nanotecnologia, a teleportação, os computadores, etc.

No entanto, este livro também já tem 8 anos… por isso, não devem faltar muitos anos para sair um outro livro com as novidades da última década :)

Acerca do autor(a)

Carlos Oliveira

Carlos F. Oliveira é astrónomo e educador científico.
Licenciatura em Gestão de Empresas.
Licenciatura em Astronomia, Ficção Científica e Comunicação Científica.
Doutoramento em Educação Científica com especialização em Astrobiologia, na Universidade do Texas.
Criou e leccionou durante vários anos um inovador curso de Astrobiologia na Universidade do Texas.
É actualmente Research Affiliate-Fellow em Astrobiology Education na Universidade do Texas em Austin, EUA.
Trabalhou no Maryland Science Center, EUA, e no Astronomy Outreach Project, UK, recebeu dois prémios da ESA, e realizou várias palestras e entrevistas nos media.

14 comentários

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  1. Joao Gregorio

    É simplesmente fantástica a velocidade a que devoras livros…
    lembras-me um savant que conseguia ler a pagina da esquerda com o olho esquerdo e a da direita com o olho direito.
    Estou impressionado pois sou um leitor lento e o ruído do meu cérebro sobrepõe-se ao meu fraco poder de concentração.

    Abraço

    1. Carlos Oliveira

      Este era pequenino :) Só tinha 150 páginas ;)
      O da Relatividade demorei muito mais tempo – cerca de 1 semana :)

      E ainda tenho tempo para ler artigos para o blog, para ler artigos científicos prá minha tese, pra ir ao cinema… enfim… há dias em que acho que o meu dia tem 40 horas :)

      Este semestre tirei para ler livros, para pôr muita coisa em dia :)

      Para o semestre que vem, tenho o convite para dar aulas a várias turmas num total de quase 500 alunos.
      Ainda não aceitei, porque estou a ponderar as decisões ;)
      Mas se aceitar, uma coisa que deixa logo de existir é ter tempo para ler livros, porque já sei (por experiência de semestres anteriores) que todos os dias, mal acordo, tenho logo dezenas de e-mails para responder de alunos a fazerem perguntas sobre tudo e mais alguma coisa :P

      abraços :)

  2. Manel Rosa Martins

    Falará do exemplo do touchscreen, em que por trabalho da gravidade (a pressão do nosso dedo no écran) o efeito de tunelagem quântica permite dar instruções ao aparato computacional (smartphone, écran gigante, pad, etc)? toda a electrónica funciona por efeito de tunelagem dos electrões. É o fenómeno que nos dá um probabilidade de travessarmos as paredes. Essa probabilidade existe, em abstracto e teoricamente, só que demora mais tampo do que a idade do Universo para se concretizar. No muito pequeno existe a cada instante, e nós verificamos isso em todos os electromomésticos, ou no brilho e no calor dos raios do Sol, por exemplo.

    http://www.youtube.com/watch?v=qI5q6OqSo4s

  3. Cavalcanti

    Antes de começar minha jornada diária de estudos para concursos e trabalho mais tarde, estava assistindo no sítio da NASA do Youtube (NASA Lunar Science Institute), alguns videos interessantes e deparei com um em especial, postado dia 21 último. Aproveitando a carona do post acima, que muitos “pesquisadores” e pseudoscientistas inistem em utilizar seus termos e conceitos para misturarem ciência e pseudociência, assistam a declaração do Morisson sobre o hipotético Nibiru (aqui no Astropt também esse assunto também já foi tratado, sob título “Fantasia planetária – Nibiru” e um outro post do qual não me recordo agora):

    http://www.youtube.com/watch?v=1TIy-t48uU0&feature=player_embedded

    Peço atenção especial em um ponto-chave e quatro partes extremamente relevantes:

    Ponto-chave: Antecipando comentários futuros falando em possíveis especulações da parte do Morrison, o mesmo, em algum momento do video, faz o seguinte comentário:

    “(…) Nibiru é um pequeno deus do panteão Babilônico provavelmente associado a Jupiter. Não existe nenhuma evidencia de que eles (Babilônios) viam isso (Nibiru) como um planeta.”

    Ou seja, em nenhum momento houve ESPECULAÇÃO, pois a SUPOSIÇÃO proposta se baseia no fato dos Sumérios conhecerem tão somente 5 planetas e não 12, como defende o Zecharia Sitchin em seu excelente livro “12º Planeta” (não é sarcasmo. O livro é muito bom :) ) e dentre os planetas conhecidos está Jupiter (em tempo: afirmação passível de correção). Ou seja, foi feita uma suposição com base em algo já existente. Como o tema Nibiru está mais relacionado com os sumérios do que qualquer outro povo antigo, acredito que o Morrison quis fazer tal associação.

    Quatro trechos destacados video: 1º) “(…) Mas eu posso dizer especificamente como sabemos que Nibiru ou ‘Planeta X’ não existe e não é uma ameaça à Terra. Primeiro, se existisse um planeta entrando o Sistema Solar Interno (onde estão os planetas rochosos) que fosse chegar próximo à Terra em Dezembro de 2012, ele já estaria dentro da órbita de Marte, seria brilhante e seria facilmente visível a olho nu. (…) Bem, falem com algum astrônomo para (ele) dizer que não há nenhum objeto brilhante lá em cima que apareceu no céu noturno e vêm em direção à Terra.” 2º) “(…) Segundo, se Nibiru fosse real e fosse um planeta de massa substancial, então ele já estaria perturbando as órbitas de Marte e da Terra. Nós veríamos mudanças nessas órbitas devido a esse grande objeto entrando o Sistema Solar Interno. Astrônomos medem as orbitas da Terra e de Marte precisamente e frequentemente e não houve nenhuma mudança qualquer.” 3º) ” (…) Terceiro, e provavelmente o mais importante, se este objeto tivesse entrado no sistema solar antes, e você se lembra que a ideia é que ele está em uma órbita de 3600 anos, se ele tivesse vindo no passado, sua gravidade teria bagunçado as orbitas dos planetas internos. A Terra, Vênus, Marte, provavelmente teria atirado a Lua completamente para fora. Ao contrário, no sistema solar interno vemos planetas com órbitas estáveis, vemos a Lua orbitando a Terra. A própria existência da estabilidade nos planetas interiores prova que nenhum planeta, nenhum objeto que possa interferir, entrou no sistema solar interno em pelo menos um milhão de anos.” e 4º) ” (…) Não podemos vê-lo, não podemos detectar sua gravidade e não vemos nenhuma assinatura de passagens anteriores porque não houve nenhuma. Agora, algumas pessoas mudam a história por ai e dizem “bem, Nibiru não é mesmo um planeta, é uma anã marrom com planetas orbitado-a”, ou algo assim. Tudo o que eu disse seria pior com um objeto tão massivo quanto uma anã marrom. Isso teria sido rastreado por astrônomos há uma década ou mais e já teria realmente afetado a órbita dos planetas.”

    Meu inglês é intermediário. Portanto, não é fluente e nem confiável. Apesar da legenda em inglês estar em relativa compreensão no sítio da NASA no Youtube, tive que verificar se existia tradução disponível. Encontrei-a no sítio abaixo (por sinal, ótima tradução ;) ):

    http://astroblogbrasil.blogspot.com/2011/10/cientista-da-nasa-posta-video.html

    Evidentemente, para muitas pessoas, a NASA não é confiável, né verdade? Contudo, com relação ao 4º trecho, este nos faz refletir se é a agência que não é confiável ou se são ALGUNS estudos do povo que ainda teimam em falar em Elenin, Nibiru, etc. promovendo verdadeiros disparates astronômicos…

    Existem muito mais coisas acontecendo dentro deste planeta que não está mais sendo o foco de muitos “pesquisadores”… ;)

      1. Cavalcanti

        Sobre as palavras do Morrison, diante das maiores provas de que o Nibiru não existe (sistema solar com suas órbitas sem nenhuma pertubação há milhares de anos nenhum indício de tal acontecimento em determinado espaço de tempo), já começou uma corrente que ainda continua a teimar nessa “estória” (com “e”). Uma das linhas-de-pensamento para desacreditar a NASA? Acredite se quiser, colocam em “xeque” que a NASA tinha vindo à público responder um questionamento de uma criança de 12 anos sobre Nibiru – onde perfeitamente, em um mundo cada vez mais eletrônico e diminuição de fronteiras, tenhamos crianças curiosas e cada vez mais inteligentes e com fácil acesso à informação – e desinformação também.

        A pergunta que não quer calar? Será que foi somente essa garotinha de 12 anos que enviou perguntas à agência americana? Ou terá sido uma bela surpresa terem recebido essa pergunta vinda de uma criança (ou de outras)?

        O povo tem memória curta: recentemente, a própria NASA veio a público contestar os cálculos de um garotinho alemão de 13 anos que tinha afirmado que os cálculos da NASA sobre um possível impacto do Aphophis estavam errados. Nada contra, claro, mas um garotinho de 13 anos, fazendo seu trabalho de Ciências, sabe muito mais que telescópios, equipe de cientistas e todo um aparato tecnológico, né verdade? Ou será que a NASA mente toda vez quando vem a público?

        Mente aberta é admitir, de fato, que a ciência não pode explicar tudo que existe. Mas quando se utiliza dela para auto contestá-la, torna-se um verdadeiro disparate. Outra coisa: já pode ser percebido, faz muito tempo, que tudo que a NASA vem a público dizer pros pseudos é dito, nas entrelinhas, como sendo mentira. Eu queria propor algo aqui: claro que existem diversas descobertas (eu conheço algumas), que se pode encontrar pesquisando em vários artigos, sítios, etc. mas irei propor ao Astropt, um post futuro (o Astropt é muito mais competente que eu pra realização de tal) mostrando a nós, leitores e curiosos, tudo que não somente a NASA, mas outras agências similares, veem descobrindo e divulgando à luz da ciência. Em contrapartida, gostaria de ver quais as descobertas que os pseudos conseguiram realizar.

      2. Carlos Oliveira

        Mas muitas das descobertas não são da NASA ;-)

        O cometa Elenin foi sobretudo a partir de dados de amadores, em vários sítios do mundo, que se percebeu o que estava a acontecer.

        Em Marte, temos muitas notícias dadas pela sonda Mars Express, da ESA.

        Na Lua tivemos a Agencia Indiana e a Japonesa.

        Para o Sol, também temos sondas da ESA, da Agencia Japonesa, etc.

        E mesmo que fosse “a NASA”, normalmente as pessoas pensam que a NASA é um edificio, com uma série de cientistas lá dentro… mas a verdade é que a NASA são vários edifícios em que trabalham para a NASA pessoas de todo o mundo… e além disso existem muitas mais pessoas que trabalham com os dados da NASA a partir de universidades do Brasil, Portugal, França, México, etc… todos os países do mundo.
        Pensar que a NASA é “um grupo de cientistas que estão numa sala a pensar na próxima mentira para contar” não tem qualquer sentido…

        ;-)

      3. Cavalcanti

        “(…) Mas muitas das descobertas não são da NASA”

        Sim. Isso é fato! :D

        Entretanto, me refiro à Astronomia e suas nuances (descoberta de sistemas binários, novas formas de vida —> exobiologia, etc) ;)

        Abraços.

      4. Cavalcanti

        “(…) Pensar que a NASA é “um grupo de cientistas que estão numa sala a pensar na próxima mentira para contar” não tem qualquer sentido…”

        Infelizmente, esse é o maior problema dos pseudos… :(

      5. Carlos Oliveira

        Grande parte dessas descobertas são equipas de cientistas de diferentes países e ligados a diferentes instituições.
        Por vezes até temos colocado descobertas feitas por investigadores na Universidade do Porto, Portugal. :)

        O mesmo relativo a microbiologia ;-)

      6. Cavalcanti

        ” (…) Mas muitas das descobertas não são da NASA”
        ” (…) Em Marte, temos muitas notícias dadas pela sonda Mars Express, da ESA.”
        ” (…) Para o Sol, também temos sondas da ESA, da Agencia Japonesa, etc.”

        Exatamente :D : “(…) tudo que não somente a NASA, mas outras agências similares, veem descobrindo e divulgando à luz da ciência.”

        ;)

        Nessa parte ” (…) e além disso existem muitas mais pessoas que trabalham com os dados da NASA a partir de universidades do Brasil, Portugal, França, México, etc… todos os países do mundo.” lembrei-me vagamente da época de pesquisa científica em um laboratório de Engenharia na Universidade. Em todos os artigos publicados junto com os colegas, tínhamos que colocar o nome do chefe de pesquisa – mesmo em algumas vezes o mesmo sequer participar diretamente dos projetos que realizávamos (financeiramente participava, claro) :D

  4. Manel Rosa Martins

    O entrelaçamento quântico é alvo de muita liberdade poética, excelente para toda a criatividade, mas também é alvo de aproveitamento dos pseudos que são muito criativos para enganarem as pessoas com mentiras, afim de ganharem dinheiro a vender quinquilharia, produtos condenados pelo Tribunal (como as pulseiras “quânticas”) e tratamentos falsos.

    O entrelaçamento regista-se em condições muito específicas, muito difíceis de estabelecer e ainda mais difíceis de manter. Exige um equipamento de supercondutividade que evite a mais pequena perturbação do sistema onde as partículas estão a ser experimentadas. A observação destas mesmas partículas, só por si, quebra o entrelaçamento.

    Que é isto: 2 electrões, depois de separados dos seus átomos, têm um spin-up e outro spin-down (pode-se imaginar como 2 piões cada qual a girar no seu sentido). Quando a função-onda colapsa (dentro do sistema, este mantém-se intacto) cada electrão muda o seu sentido de spin simultâneamente, como se um dissesse (transmitisse a informação) ao outro: gira ao contrário!

    Não funciona por transmissão de pensamento nem por meditação, segundo os Mestres Budistas a quem indaguei.

  5. Jonas

    Vendo documentários sobre a Teoria Quântica, dá a impressão que tudo é possível, que o universo na sua atual expressão dita por leis já conhecidas e outras a se descobrir seria um marasmo de tão limitado e tão “certinho”.

    Mas para que serviria um universo funcionando de forma quântica no aspecto macro se isso não ajudaria a criar uma linha de eventos como se tem nesse, onde uma mesma causa sempre ocasionará o mesmo efeito, sempre? Não teria o mínimo sentido um universo caótico no aspecto macro, como a consciência se desenvolveria? Nem teria algo chamado “evolução”, que mesmo acontecendo às vezes com uma ruptura imprevista, se pode perceber um caminho lógico.

    Agora estão a desenvolver um computador quântico, mas só será operacional se suas partículas puderem ser controladas para que a lógica das leis (fisicas e matemáticas) conhecidas possam criar resultados coerentes com esse mundo. Não é algo interessante? Para que serviria um computador doido que toda vez que somar 2+2 o resultado pode ser qualquer um? ahah..

  6. Fernando Simões

    A descoberta recente deste blogue, despertou-me o interesse pela teoria quântica.
    A primeira reação que tive foi: os tipos que inventaram a teoria quântica deviam era estar todos internados num sanatório:
    Realidades alternativas !!, o princípio da incerteza !!, as implicações em termos de espaço e de tempo!! “Meu deus”, mas está tudo louco?

    Mas depois de mais umas leituras começou a despertar-me o interesse porque esta teoria parece abrir cenários e possibilidades inimagináveis.

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