segunda-feira, 18 de março de 2013

Dessorção térmica

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Rascunhos de acréscimos a serem feitos em meu artigo:

Dessorção Térmica - Recuperando o ambiente pela separação pelo calor de fluidos de sólidos.


Dessorção térmica é uma tecnologia de remediação ambiental que utiliza calor para aumentar a volatilidade de contaminantes os quais podem ser removidos (separados) da matriz sólida (tipicamente solo, lama ou torta de filtração). Dessorção térmica não é incineração. Os contaminantes volatilizados são então coletados ou termicamente destruídos. Um sistema de dessorção térmica consequentemente tem dois componentes principais: o dessorçor e o sistema de tratamento de seu gás de exaustão.


www.drlservices.com


História


Dessorção térmica apareceu primeiramente como uma tecnologia de tratamento ambiental em 1985 quando foi especificada no "Registro de Decisão" (Record of Decision, ROD , o que nos EUA é o documento formal de decisão o qual é registrado para o público) para a localidade de McKin, no estado do Maine. O último relatório de status da United States Environmental Protection Agency (USEPA, Agência Estadunidense de Proteção Ambiental) mostra que a dessorção térmica tem sido usada em 69 sítios (locais de necessidade do processo) do "Superfund" (Comprehensive Environmental Response, Compensation, and Liability Act de 1980, ou CERCLA, Ato de Resposta Ambiental Abrangente, Compensação e Responsabilidade Civil) através do ano fiscal de 2000. Em adição, centenas de projetos de remediação tem sido implementados usando dessorção térmica em sítios não incluídos no "Superfund".
Para opções de tratamento ''in-situ''/''on-site'', somente a incineração e estabilização tem sido usadas em mais sítios  incluídos no Superfund. Incineração sofre de pouca aceitação pública. A estabilização não provê uma remediação permanente, dado que os dos contaminantes ainda permanecem no sítio. Dessorção térmica é uma tecnologia largamente aceita que provê uma solução permanente e um custo economicamente competitivo.

A primeira dessorção térmica de larga escala no mundo para tratamento de resíduos contendo mercúrio foi implantada em Wölsau, para a remediação da indústria química Marktredwitz, conhecida como CFM, Chemische Fabrik Marktredwitz (fundada em 1788), considerada então a mais antiga da Alemanha. A operação começou em outubro de 1993, incluindo a fase de otimização em primeiro lugar. 50 mil toneladas de resíduos sólidos contaminados com mercúrio foram tratados com sucesso entre agosto de 1993 e junho de 1996. 25 toneladas métricas de mercúrio foi recuperado do solo e cascalhos. Infelizmente a planta Marktredwitz é frequentemente confundida na literatura como apenas uma planta de escala piloto.



www.tdxassociates.com


Dessorçores 

 

Numerosos tipos de dessorçores estão disponíveis hoje. Alguns dos tipos mais comuns são listados abaixo.



Rotatórios com combustão indireta

A maioria dos sistemas dessorçores rotatórios com combustão indireta usam um cilindro metálico inclinado rotativo (similar a um forno rotatório - ou rotativo, como o utilizado para a produção de cimento) para aquecer o marterial de alimentação. O mecanismo de transferência de calor é usualmente condução através da parede do cilindro. Neste tipo de sistema nem a chama, nem os produtos da combustão podem entrar em contato com os sólidos ou gás de combustão da alimentação. Deve-se entender isso como um tubo dentro de um forno rotativo, com ambas as extremidades fora do forno. O cilindro utilizado para sistemas transportáveis de escala completa ​​possui normalmente 1,5-2,5 metros de diâmetro, com comprimentos aquecidos que variam de 5 a 6 metros. Com um casco de aço carbono, a temperatura máxima dos sólidos é de cerca de 540°C, enquanto 980°C com cilindros de ligas especiais são atingíveis. O tempo total de residência nste tipo de dessorçor normalmente varia de 30 a 120 minutos. Capacidades de tratamento podem variar de 2 a 30 toneladas  por hora para unidades transportáveis. O sistema MSR HCI é um sistema rotatório com combustão indireta com uma capacidade alcançando e excedendo (dependendo das especificações de projeto) 30 toneladas por hora.

Rotatórios com combustão direta

Dessorçores rotatórios com combustão direta tem sido usados extensivamente ao longo dos anos para solos contaminados por petróleo e solos contaminados com resíduos perigosos RCRA como definido pela USEPA. Um artigo de 1992 sobre tratamentos de solos contaminados com petróleo estimava que entre 20 e 30 contratantes tem de 40 a 60 sistemas secadores rotatórios disponíveis. Hoje, é provavelmete mais próximo de 6 a 10 contratantes com 15 a 20 sistemas portáteis comercialmente disponíveis. A maioria desses sistemas utilizam uma câmara de combustão secundária (pós-queimador) ou oxidante catalítico para destruir termicamente os compostos orgânicos volatilizados. Uns poucos destes sistemas também tem um resfriador brusco e um purificador após o oxidante que lhes permite tratar solos contendo compostos orgânicos clorados, como solventes e pesticidas. O cilindro de dessorção de sistemas transportáveis de escala completa possui normalmente de 1,2 a 3 metros de diâmetro, com comprimentos aquecidos que variam de 6 a 15 metros. A temperatura máxima de sólidos práticas para estes sistemas é de cerca de  400 a 480°C dependendo do material de construção do cilindro. O tempo de residência total neste tipo de dessorçor normalmente varia de 3 a 15 minutos. As capacidades de tratamento podem variar de 6 a mais de 100 toneladas por hora para unidades transportáveis. A MSR possui quatro sistemas rotatórios com combustão direta  com capacidade de 10 a 100 toneladas por hora.


Espirais aquecidos


Sistemas espirais aquecidos são também um sistema aquecido indiretamente. Tipicamente usam uma cuba coberta com um eixo helicoidal duplo (espirais ou parafusos) que faz a movimentação dos materiais. As espirais frequentemente contem passagens para o meio de aquecimento para aumentar a superfície de transferência de calor. Alguns sistemas usam aquecedores com resistência elétrica, em vez de um meio de transferência de calor e podem empregar uma espiral única em cada compartimento. As espirais podem variar de 30 a 90 cm de diâmetro para sistemas de escala completa, com comprimentos de até 6 metros. Os conjuntos espiral/compartimento podem ser ligado em paralelo e/ou série para aumentar o rendimento. Capacidades de escala completa de até 4 toneladas por hora já foram demonstrados. Este tipo de sistema tem sido mais bem sucedido o tratamento de resíduos de refinarias.

Infravermelho/Microondas 

Nos primeiros dias deste processo, havia um sistema contínuo de infravermelho que não está mais em uso. A empresa MSR não sabe de qualquer sistema de dessorção térmica baseado em microondas operando atualmente. Em teoria, microondas seriam uma excelente opção técnica dado o aquecimento uniforme e controle preciso que pode pode ser alcançado sem problemas de obstrução da transferência de calor da superfície. A questão fundamental é que o capital e/ou custos de energia tem impedido o desenvolvimento de um sistema de dessorção térmica por microondas em escala comercial.
Tratamento do gás de exaustão

Nos sistemas de dessorção térmica, um sub-sistema contendo um processo de tratamento de gás de exaustão completa o sistema. Existem apenas três opções básicas disponíveis. Os contaminantes no gás de combustão do volatilizado pode ser descarregados na atmosfera, recolhidos ou destruídos. Em alguns casos, são reciolhidos e um sistema de destruição é empregado. Além de gerenciar os componentes volatilizados, os sólidos particulados (poeira) que saem do dessorçor também devem ser removido do gás de exaustão da combustão.

Quando um sistema de coleta é utilizado, gás de exaustão da combustão deve ser resfriado para condensar a maior parte dos componentes volatilizados em um líquido. Gás de exaustão da maioria dos dessorçores vai sair na faixa de 175-485 °C. Gás de exaustão então resfriado geralmente para algo entre 50 °C e 4 °C (nos climas mais frios, como do hemisfério norte) para condensar a maior parte da água volatilizada e contaminantes orgânicos. Mesmo a 4 °C, pode haver quantidades mensuráveis ​​de produtos orgânicos não-condensados. Por este motivo, após a etapa de condensação, o tratamento posterior de gás de exaustão da combustão é normalmente exigido. Gás de exaustão da refrigeração pode ser tratado por adsorção de carbono, ou oxidação térmica. A oxidação térmica pode ser realizada utilizando-se um oxidante catalítico, um pós-combustor ou por encaminhamento de gás de exaustão da fonte de calor de combustão para o dessorçor. O volume de gás que requer tratamento para dessorçores de combustão indireta é uma fração do que o necessário para uma dessorçor de combustão direta. Isso exige de menos controle de poluição por emissões de emissões de gases do ar de ventilação do processo. Alguns sistemas de dessorção térmica reciclam o gás de transporte, reduzindo assim o volume de emissões de gases. A empresa MSR tem atualmente um sistema indireto com este tipo de tratamento de gás de exaustão, sendo tal instalação capaz de taxas de processamento de até 30 toneladas por hora.

O líquido condensado do gás de exaustão da refrigeração é separado em frações orgânicas e aquosas. A água é eliminada ou utilizada para arrefecer os sólidos tratados e evitar a poeira. O condensado líquido orgânico é removido do local. Dependendo de sua composição, o líquido seja reciclado como combustível suplementar ou destruído em um incinerador de base fixa. Um dessorçor térmico removendo 500 mg/kg de contaminantes orgânicos de 20 mil toneladas de solo produzirá menos de 12 mil litros de líquido orgânico. Noutras palavras, 20 mil toneladas de solo contaminado podem ser reduzidos a menos de um caminhão-tanque de extração de resíduos líquidos para deposição fora do local.

Desorçores usam sistemas de destruição por gás de exaustão usam a combustão para destruir termicamente os componentes orgânicos formando CO, CO2, NOx, SOx e HCl.[Nota 1] A unidade de destruição pode ser chamada um pós-combustor, câmara de combustão secundária, ou oxidante térmico. Oxidantes catalíticos pode também ser usados se o conteúdo de haletos orgânicos do meio contaminante é suficientemente baixo. Independentemente do nome, a unidade de destruição é utilizada para destruir termicamente os constituintes orgânicos perigosos que foram removidos (volatilizados) do solo ou resíduos.


Ref.:  THERMAL DESORPTION - What Is It? What Does It Do? http://www.midwestsoil.com/services/thermal-desorption


Notas

1.CO, monóxido de carbono; CO2, dióxido de carbono; NOx, óxidos de nitrogênio; SOx, óxidos de enxofre e HCl, cloreto de hidrogênio.


-O sistema histórico de pilhagem e extorsão termina aqui em Arrakis - continuava seu pai. - Você não pode continuar para sempre tomando o que precisa, sem consideração por aqueles que virão depois. As qualidades físicas de um planeta estão gravadas em seu registro político e econômico. Temos o registro à nossa frente, e nosso caminho é óbvio. - O pai de Liet-Kynes, o planetólogo (um ecólogo planetário), em suas memórias, em Duna, de Frank Herbert.


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quarta-feira, 20 de fevereiro de 2013

Matéria escura

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Novamente, uma blogagem do colaborador Heraldo Henrique  da "Eu estudo Astronomia".


visservices.sdsc.edu



A matéria escura é uma forma postulada de matéria que só interage gravitacionalmente (ou interage muito pouco de outra forma) e uma hípotese que pode explicar a grande parte da matéria existente no universo.

A matéria escura não pode ser vista diretamente pelos telescópios; evidentemente não emite nem absorve luz ou outra radiação eletromagnética em qualquer nível significativo.

Sua presença pode ser inferida a partir de efeitos gravitacionais sobre a matéria visível, como estrelas e galáxias, ou pelo efeito das lentes gravitacionais também.

No modelo cosmológico mais aceito, o ΛCDM, que tem obtido grande sucesso na descrição da formação da estrutura em larga escala do universo, a componente de matéria escura é fria, isto é, não-relativísta.

Nesse contexto, a matéria escura compõe cerca de 23% da densidade de energia do universo (com quase todo o resto sendo a energia escura). A matéria escura é estimada como constituindo 85% de toda a matéria do universo.
earthsky.org/space

Uma pequena proporção de matéria escura pode ser a matéria escura bariônica: corpos celestes, como objetos massivos compactos de halo (MACHOs), os quais emitem pouca ou nenhuma radiação eletromagnética.

O mais provável é que ela seja feita de partículas subatômicas, menores que nêutrons, prótons e elétrons e ainda indetectáveis pelos atuais instrumentos de medição dos cientistas, pelos objetos como as Estrelas de Préons, os MACHOs (Objetos enormes e compactos do Halo), e as WIMPs (partícula maçiças interagindo fracamente).

A primeira pessoa a apresentar provas e inferir sobre a presença de matéria escura foi astrônomo holandês Jan Oort, um pioneiro na radioastronomia, no ano de 1932. Oort foi estudar movimentos estelares nas nossas vizinhaças galácticas e descobriu que a massa no plano galáctico era superior ao do material que podia ser visto por ele. Sua descoberta foi seguida pelo astrofísico húngaro Fritz Zwicky em 1933, enquanto trabalhava no Instituto de Tecnologia da Califórnia, que estudou os aglomerados de galáxias.

Zwicky estimou a massa total do cluster com base nos movimentos de galáxias perto de suas bordas e comparou essa estimativa para uma base no número de galáxias e brilho total do cluster. Ele descobriu que havia cerca de 400 vezes mais massa do que foi estimado visualmente .

Após as observações iniciais de Zwicky, a primeira indicação veio de medições feitas por Horace W. Babcock. Em 1939, Babcock relatou em suas medidas na tese de seu doutorado a curva de rotação para a nebulosa de Andrômeda, que sugeriu que a relação massa-luminosidade aumenta radialmente.

Rubin fez observações e cálculos que mostraram que a maioria das galáxias deve conter cerca de seis vezes mais massa "escura", que a que pode ser explicada pelas estrelas visíveis. Eventualmente, outros astrônomos começaram a colaborar no seu trabalho e logo se tornou bem estabelecido que a maioria das galáxias são dominadas pela "matéria escura"

A matéria escura é crucial para o Big Bang como um componente que corresponde diretamente às medições dos parâmetros associados à Cosmologia de Friedmann com soluções para a Relatividade Geral de Einstein.

Observações sugerem que a formação da estrutura nos proventos universo hierarquicamente, com as menores estruturas em colapso primeiro e seguido por galáxias e aglomerados de galáxias em seguida. Como o colapso das estruturas do universo em evolução, eles começam a "acender" como a matéria bariônica aquecendo através da contração gravitacional e o objeto se aproxima de equilíbrio de pressão hidrostática .

Este modelo não só corresponde com levantamento estatístico da estrutura visível no universo, mas também corresponde precisamente às previsões de matéria escura do fundo cósmico de microondas.

No entanto, em detalhes, algumas questões permanecem ainda a ser abordadas, incluindo a ausência de galáxias satélites a partir de simulações e núcleos de halos de matéria escura que aparecem mais suavemente do que o previsto .

Mas, Depois de muitas tentativas, astrônomos finalmente encontraram uma maneira de detectar um filamento de matéria escura sem o uso de equipamentos que ainda precisam ser construídos. A façanha foi realizada pelo astrônomo Jörg Dietrich e sua equipe do Observatório da Universidade de Munique, na Alemanha.

Para isso, os pesquisadores exploraram a geometria espacial peculiar de dois aglomerados de galáxias e analisaram dados coletados durante os últimos anos de mais de 40 mil galáxias diferentes, chegando à conclusão de que, entre os 2,7 bilhões de anos-luz que separam os aglomerados Abell 222 e Abell 223, há um filamento de matéria escura que está distorcendo o tempo-espaço naquela região.

Em 2008, Dietrich já havia publicado uma pesquisa que revelava a presença de gases quentes na mesma área do universo, o que sugeria a presença do filamento.

Mais informações em:














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sábado, 26 de janeiro de 2013

Estrelas de préons

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A blogagem a seguir foi enviada por Heraldo Henrique, 19 anos, estudante de Administração de Empresas, estudante de Astronomia desde os 6 anos de idade, presenteado aos 9 anos com um telescópio, iniciado ao campo da Astrofísica e da Mecânica Quântica pelo livro "O Universo Numa Casca de Noz", de Stephen Hawking, e pelas aulas de seus professores de Matemática e Física, com vasto conhecimento de Astronomia, querendo cursar Astronomia e a procura do curso para trabalhar o mais rápido possível no ramo. Possui uma página no Facebook que trata do tema como o nome de "Eu estudo Astronomia".



www.dailygalaxy.com



Uma estrela de preóns é uma estrela compacta e muito massiva e densa, hipotética, feita de préons, um grupo de partículas subatômicas que teoricamente poderiam compor os quarks up e down e léptons e eventualmente compor a matéria escura.


www.thinnai.com

Estrelas de preóns teriam densidades muito superiores a do núcleo atômico, excedendo 10^20 g/cm³ [Nota do editor 1], sendo intermediárias entre estrelas de quarks e buracos negros. Uma estrela de preón teria uma massa comparável com a massa do nosso planeta contida totalmente em um volume de cinco metros, uma coisa muito difícil de se imaginar.

Elas poderiam ser detectadas por meio das lentes gravitacionais de raios gama.[NdE 2] A existência de estrelas de preóns poderiam explicar a discrepância que existe nas observações e nos cálculos que existem  sobre  a massa das galáxias que levaram à hipótese da matéria escura, que só é conhecida por interagir gravitacionalmente no movimento das galáxias. Também podendo ser candidatas a compor os chamados MACHOs ,que são objetos compactos e muito massivos que interagem muito pouco com o universo visível.
Estrelas de preóns poderiam ter se formado a partir de explosões de supernovas ou a partir do próprio Big Bang, mesmo que seja ainda assim difícil de explicar sua real formação física.

No contexto do modelo padrão da física de partículas, não há um limite superior preciso para a densidade de estrelas compactas muito massivas mas estáveis. No entanto, se num nível mais fundamental das partículas elementares existir, sob a forma de prisões, a estabilidade pode ser restabelecida para além deste limite de densidade conhecido pela física. Se sabe que um gás degenerado interagir fermionicamente admite ​​estrelas estáveis compactas, com densidades muito além de que em estrelas de nêutrons e estrelas de quarks. No universo, elas só perderiam para os buracos negros em densidade.[NdE 3]



Fig. 1.  Massa máxima e correspondente centro densidade ρ c de uma estrela de préon contra o bolsão constante B.[NdE 4] As linhas cheias representam as soluções gerais relativísticas OV, ao passo que a linha tracejada representa a estimativa newtoniana (Chandrasekhar). Apesar da alta densidade central, a massa destes objetos é inferior ao limite de Schwarzschild, como é sempre o caso para as soluções para as equações estáticas estelares. M ⊕ ≃ 6 × 10^24  kg é a massa da Terra.[Ref 1]




Fig. 2.  O raio máximo e os correspondentes três primeiros modos normais das freqüências de oscilação ( f 0 , f 1 , f 2 ) vs o bolsão constante. A linha cheia na figura da esquerda é o raio "aparente", como visto por um observador distante. A linha tracejada representa o raio de coordenadas gerais relativísticas obtido a partir da solução OV, ao passo que a linha tracejada representa a estimativa newtoniana (Chandrasekhar). Uma vez que o modo fundamental f 0 é real (wo^2), Estrelas de préons com massa inferior ao máximo são estáveis, para cada valor de B .[Ref 1]


Referências

1. J. Hansson, F. Sandin; Preon stars: a new class of cosmic compact objects; Physics Letters B.,Volume 616, Issues 1–2, 9 June 2005, Pages 1–7.
 

Notas do editor

1. Leia-se "10 elevado à 20a potência" ou mais no jargão da Física, "10 na 20".

2. O campo das lentes gravitacionais de raios gama é um dos campos de ponta da Astronomia com aplicações em inúmeras detecções de corpos extremamente massivos. Alguns exemplo:

3. A questão aqui pode ser objeto de interesse, e rapidamente, descobre-se não só sua antiguidade, mas sua profundidade: Limite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff
4. O conceito de "bolsão constante" (constant bag), numa tradução deste, é bastante sofisticado, e sinceramente, não posso ainda escrever sobre tal:

Para leituras sobre isto, recomendo:
  • H.B. Nielsen; Approximate QCD lower bound for the bag constant B; Physics Letters B,  Volume 80, Issues 1–2, 18 December 1978, Pages 133–137
  • J.C. Caillon, J. Labarsouque; Density dependence of the MIT bag constant in a quark-meson coupling model; Physics Letters B, Volume 425, Issues 1–2, 16 April 1998, Pages 13–18 
  • Xuemin Jin and B. K. Jennings; Change of MIT bag constant in nuclear medium and implication for the EMC effect; Phys. Rev. C 55, 1567–1570 (1997)
  • E merecendo uma tradução deste:

    2.1 The MIT Bag Model - www-subatech.in2p3.fr

    The bag model provides a useful phenomenological description of quarks being confined inside hadrons. Quarks are treated as massless particles inside a bag of finite dimension. They are infinitively massive outside the bag. Confinement results from the balance of the pressure on the bag walls from the outside and the pressure resulting from the kinetic energy of the quarks inside the bag. The bag pressure constant, B, is related to the equilibrium radius of the bag:

    \begin{displaymath}B^{1/4}=\left( \frac{6.12}{4\pi }\right) ^{1/4}\frac{1}{R}\end{displaymath}

    For a baryon radius R=0.8 fm, B1/4=206 MeV.
    Inside the bag perturbative QCD applies. The total color charge of the matter inside the bag must be colorless, thus valid hadronic bags can only contain qqq and \( q\overline{q} \) states.



Extras

1

Sobre préons, um interessante artigo de divulgação da Scientific American:


2

Este editor é um colaborador intenso do artigo "estrela de quarks", da Wikipédia.

Estrelas de quarks são datas como "certas de existir", pelo simples fato que nêutrons, sabemos, são compostos de quarks. N natureza há partículas com mais do que os tgriviais três quarks dos bárions prótons e nêutrons. Quando de determinado tamanho, são chamadas de híperons. [Obs.: Recomendo do artigo Wiki em português rumar rapidamente para o em inglês, infeliz mas sinceramente.]

Assim uma estrela de quarke nada mais seria como que o "núcleo" de uma estrela de nêutrons, agora totalmente fundido e homogêneo em uma única partículas bariônica gigantesca, um enorme híperon.

www.astro.umd.edu




Lembremo-nos que da mesma maneira que estrelas de nêutrons tem "crosta" de matéria degenerada da mesma composição que estrelas anãs brancas, e sobre estas crostas ainda mais tênues do que seria matéria trivial ainda que imensamente comprimida (como a do núcleo terrestre, onde o ferro e o níquel passam de densidade de pouco menos de 9 para mais de 12 g/cm³). Estrelas de quarks teriam camadas de nêutrons, e assim por diante em camadas de menos ou mais densidade, de acordo o a distância do centro, e todos os corpos desta "família" teriam gradientes de densidade que formariam híperons de tamanhos diferentes.


abyss.uoregon.edu

Aqui, a questão hipoteticamente é simples de ser entendida. A questão complexa, e diria "mais espinhosa", é que estrelas de préons se baseiam em teorizações que ainda não possuem corroboração, de partículas que comporiam os quarks.




3

Neste blog, recomendamos a blogagem:

Para um ilustração bastante completa da questão densidade nos corpos celestes, com introdução ao corpo hipotético "estrela negra", que poderiam "por si" ser uma mostra do ponto de "conciliação" da Teoria da Relatividade com a Mecânica Quântica.



4

Sobre estrelas negras, na SciAm:


5

Na poderosa Nature:



6

Dado que nossa capacidade de contrução de aceleradores é limitada pela engenharia, pela economia e poor fim pelas próprias dimensões necessárias, a observação ainda que indireta de tais corpos celestes poderia ser o passo seguinte na Física:

 
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quarta-feira, 9 de janeiro de 2013

Existe "Lei de Causa e Efeito"?





Uma nota inicial deste editor:

Republico aqui o excelente texto do físico Riis Rhavia Assis Bachega, mestrando em Física pela USP, publicado no site Sociedade Racionalista (sociedaderacionalista.org), com o qual pretendo iniciar uma longa série sobre os temas causalidade, determinismo, aleatoriedade, etc, e questões relacionadas que custam muito caro a quem pretende divulgar ciência em meio a uma série de vícios, desde culturais aos de origem religiosa, que impregnam o modo do humano médio ver a natureza.

Boa leitura.






A ideia de que eventos tem sua existência condicionada a eventos passados é muito forte na história do pensamento ocidental, com muitas implicações para a vida cotidiana, para filosofias metafísicas e esotéricas, assim como para a ciência. Então se cunhou a chamada Lei da Causa e Efeito, enunciada como: Todo evento ou objeto na natureza os quais chamamos de efeitos tem a sua razão de existência em eventos e objetos passados os quais chamamos de causas, todo efeito tem uma causa.


Esta ideia é tão dominante que já está incorporada em nosso vocabulário. Expressões como “por causa de”, “por que”, “segue-se que”, e outras evidenciam o raciocínio causal inerente a nossa linguagem. Escolas de pensamento metafísicas e esotéricas, entre as quais se destaca a aristotélico-tomista entendem a causalidade como uma propriedade inerente ao mundo físico, uma lei da natureza, a sacrossanta “lei da causa e efeito”.

Na filosofia de Aristóteles (394-322 A.C.) a ideia de causa é central, tanto que ele classifica as causas em quatro tipos: causa material (do que é feito o objeto), causa eficiente (o que faz o objeto), causa formal (qual a forma do objeto) e causa final (propósito com o qual o objeto foi criado). Como não poderia haver uma sequencia infinita de causas, deveria haver uma causa primeira ao qual Aristóteles chamou de “primeiro motor imóvel” e mais tarde São Tomás de Aquino (1225-1274) iria identificar com o Deus cristão. Vemos aí como a lei de causa e efeito é o pilar central do argumento cosmológico para a existência de Deus: Se tudo tem uma causa, logo o universo deve ter uma causa e essa causa chamamos de Deus.

Mas será mesmo que a lei de causa e efeito é uma lei da natureza, assim como as leis de Newton ou a lei da conservação da energia? Ela é inerente ao universo como alegam as escolas de pensamento metafísicas e esotéricas? A ciência depende do princípio da causalidade? Procurarei mostrar nesse texto que a resposta para todas essas perguntas é não!

Comecemos pela ideia de que a lei de causa e efeito se trata de uma lei da natureza assim como as demais leis. O que caracteriza uma lei da natureza é a nossa capacidade de testá-la empiricamente. Veja o exemplo da lei de Boyle para os gases perfeitos que diz que a pressão de um gás é inversamente proporcional ao volume. Podemos testá-la para qualquer gás que consideramos como aproximadamente perfeitos, e verificar (ou melhor, tentar falsear, mas isso fica para outra discussão) sua validade a partir de dados quantitativos. Como isso? Variando a pressão e verificando que o volume varia de maneira inversa, ou o contrário.

Mas isso não vale para nossa lei de causa e efeito, a qual longe de ser uma lei que pode ser testada empiricamente ela é uma tautologia, ou seja, um raciocínio que as premissas validam automaticamente as conclusões, em outras palavras, uma redundância. Veremos como: Ao nos depararmos com um evento ou objeto, já tentamos procurar causas para esse evento ou objeto, se conseguirmos descobrir a causa, ótimo, caso contrário se diz que a causa é “desconhecida”, mas nunca se aventa a ideia de que não exista causa. Portanto, o raciocino causal é um raciocínio circular. Ao assumirmos que “todo acontecimento tem uma causa” e “aconteceu alguma coisa aqui”, deduzimos “que o que aconteceu aqui tem uma causa”. Então vemos que a lei de causa e efeito ou princípio da causalidade, como você preferir chamar, não se trata de uma lei da natureza que podemos verificar empiricamente, mas antes um princípio metafísico pelo qual entendemos a sequencia dos eventos que observamos.

Vamos à segunda questão: o princípio da causalidade é inerente à natureza, sendo o princípio que revela o quão o nosso universo é ordenado e racional, implicando assim em uma mente que tenha ordenado o universo? Tal alegação das escolas de filosofia metafísica e esotéricas já recebeu diversas críticas, entre as quais não podemos deixar de destacar aquelas deferidas por David Hume (1711-1776).

Hume mostra brilhantemente como o pensamento causal não advém de princípios lógico-racionais, mas é mero fruto do hábito e costume. De tanto vermos eventos se sucedendo repetidas vezes, nos habituamos a entendê-los como casualmente conexos. Por exemplo: acendemos o fogo e sentimos calor, logo a causa da sensação de calor é o fogo; deixamos um copo cair e ele se quebra, logo a causa da quebra do copo é temos o deixado cair.[Nota 4]

Mas o que nos garante que esses eventos sempre se sucedem desta maneira, que sempre que acendermos o fogo iremos sentir calor, que sempre que deixarmos o copo cair ele irá se quebrar? Não existe nenhum raciocínio lógico que nos garanta que esses eventos citados sempre irão se suceder desta maneira, que sempre foi assim no passado e que será assim em todo lugar. O que temos é a expectativa de que ao acendermos o fogo sentiremos calor, ou de que deixarmos o copo cair ele irá se quebrar, e essa expectativa é criada a partir do hábito de vermos repetidas vezes esses eventos se sucederem da maneira descrita. Não há nada de racional no pensamento causal, ele é meramente fruto do hábito e, portanto não faz sentido dizer que ele é inerente ao universo, apenas uma maneira como nossa psique entende o mesmo.

Vamos à última questão, que será a mais demorada: a ciência depende do princípio da causalidade? Uma resposta provisória é que a principio sim. A teoria mais bem sucedida da história da ciência, a mecânica Newtoniana é assentada sobre o princípio da causalidade. A segunda lei de Newton ou lei fundamental da dinâmica nada mais é do que uma lei de causa e efeito. Ela é escrita da forma

                                   

e diz que a ação de uma força resultante sobre um corpo (causa) produz uma variação no estado de movimento do mesmo (efeito). Conhecendo todas as forças que agem sobre um corpo e as condições iniciais (posição e velocidade inicial) podemos resolver a equação e conhecer com exatidão a trajetória deste e assim prevê estados futuros. Com isso a ideia de causalidade fica atrelada a ideia de determinismo.

Temos então uma situação que deixou Hume muito desconfortável: Ele havia mostrado que a ideia de causalidade não é racional, mas apenas fruto do hábito, no entanto, a mecânica Newtoniana tida na época como o suprassumo da razão e que havia sido muito bem sucedida em explicar uma série de fenômenos era assentado sobre um princípio de causalidade. Como sair desse impasse? A resposta é que causa e efeito não é uma conclusão da ciência, mas um pressuposto desta.

No entanto, ela é um pressuposto que admite outros pressupostos. O primeiro deles é a de uma linearidade nos eventos. Vemos os eventos A e B se sucedendo linearmente e estabelecemos relação causal entre eles, chamando A de causa e B de efeito. Porém, para fenômenos cíclicos – e há muitos deles na natureza – essa ideia fica mal posta, uma vez que em um ciclo qualquer evento pode ser tomado como inicial e este coincide com o final. Vejamos o exemplo do ciclo da água: podemos perguntar o que causa a chuva. A resposta é as gotículas de água que precipitam na atmosfera. E o que causa as gotículas de água? A água que evapora do solo que precipita com a chuva. Ou seja, qualquer um pode ser tomado como causa e como efeito, eles se confundem e a ideia de causalidade fica mal posta em se tratando de fenômenos cíclicos.[Nota 3]

Outro pressuposto é que pra falarmos em causa, é necessário de falar em agentes causais. Na mecânica Newtoniana isso fica muito bem posto, no caso são as forças que atuam sobre o corpo. Mas na termodinâmica isso se perde, uma vez que tratamos de sistemas com um número muitíssimo grande de partículas, tal como um gás ou um sólido. Para esses sistemas, conhecer todas as forças que agem em cada partícula que os compõem é do ponto de vista prático totalmente inviável. Então substituímos a abordagem assentada sobre o princípio da causalidade para uma abordagem assentada sobre o principio da descritibilidade. A segunda lei da termodinâmica que pode ser enunciada da forma “o calor sempre flui do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura”, em nada lembra a segunda lei de Newton, pois esta fala em obter estados futuros a partir do conhecimento das causas e condições iniciais, enquanto a segunda lei da termodinâmica apenas descreve uma tendência estatística que sistemas físicos se comportam. O calor até poderia fluir do corpo de menor temperatura para o de maior temperatura, no entanto isto é do ponto de vista estatístico tão improvável, que nunca se viu acontecer tal fenômeno. Reiterando, a termodinâmica ao contrário da mecânica Newtoniana não entende os sistemas a partir de um princípio de causa e efeito, apenas descreve estatisticamente como ele se comporta.

Outro pressuposto do princípio da causalidade é o de uma assimetria entre causa e efeito. O efeito depende da causa, mas a causa nunca dependerá do efeito, e isso se percebe claramente na lei fundamental da mecânica, a segunda lei de Newton: a aceleração que depende da força, nunca o contrário. No eletromagnetismo o que temos é uma simetria, pois suas leis fundamentais, as equações de Maxwell são simétricas. Elas nos dizem que uma variação no campo magnético produz campo elétrico e vice-versa. Dessa maneira, é perfeitamente possível entender o campo magnético como “causa” do campo elétrico e o campo elétrico como “causa” do campo magnético. Quem é causa e quem é efeito é uma questão que não fica clara. Novamente a ideia de causa e efeito está mal posta, portanto não é um princípio de causa e efeito que está por trás das leis do eletromagnetismo, pois elas são simétricas. Novamente o que temos é o princípio da descritibilidade.

E o pressuposto principal que contradiz ao raciocínio “tudo tem uma causa, logo o universo tem uma causa” é o da temporalidade. Para falarmos em sucessões de causas e efeitos, temos de admitir a sucessão temporal entre o que classificamos como causas e como efeitos. A noção de causalidade está submetida à noção de temporalidade, tanto é que no contexto da relatividade geral de Einstein, a maneira como se dá a relação causal entre eventos, ou seja, quais eventos podem ter conexão causal entre si e quais não, são dados pela geometria do espaço-tempo em questão, a isso se chama estrutura causal do espaço-tempo. E como isso implica no argumento cosmológico para a existência de Deus? Implica que é a causalidade que está submetida ao espaço-tempo, e não o contrário, e falar que o universo necessita de uma causa significa falar que o espaço-tempo precisa de uma causa, o que não faz sentido.[Nota 5]

Vimos que embora esteja fortemente presente na mecânica Newtoniana (o que não é de se surpreender, afinal a Europa estava recém-saída da Idade Média e o Tomismo ainda era forte), o princípio da causalidade perde força no decorrer do desenvolvimento da ciência, principalmente no contexto da termodinâmica e do eletromagnetismo e dá lugar ao princípio da descritibilidade. As leis não são mais enunciadas na forma “A causa B”, mas sim da forma “A evolui no tempo para B e essa evolução é descrita pela seguinte equação diferencial…”. Nem vou entrar no mérito da mecânica quântica em que não conseguimos falar de causas e determinação de estados futuros, apenas em probabilidades de obter esses estados. Ainda há uma discussão nesse âmbito, se o que há na mecânica quântica é indeterminismo ou incausalidade, ou as duas coisas. O certo é que mesmo no contexto da física clássica o princípio da causalidade perde um pouco da sua força, e, portanto ele não é tão fundamental assim para a ciência como se alega.[Nota 6]

E mesmo que se enunciem as leis da natureza da forma “A causa B”, elas já seriam leis de causa e efeito, portanto não faria sentido falar em uma “lei da causa e do efeito” que junto com as outras leis da natureza regeriam o universo. Ela é um princípio metafísico, não algo inerente ao mundo como alegado por escolas metafísicas e esotéricas, mas que tem sim enorme utilidade tanto na vida cotidiana como na ciência (muitas vezes obtemos soluções matemáticas para problemas físicos e as descartamos a priori por que violam o princípio da causalidade). Para terminar, cito David Hume que soube dar o devido valor a sacrossanta “lei da causa e efeito”, ao reconhecer sua utilidade prática.


O costume é, pois, o grande guia da vida humana. E este o princípio que, sozinho, torna nossa experiência útil…Sem a influencia do costume, deveríamos ficar inteiramente ignorantes de qualquer matéria de fato que fosse além do que está imediatamente preso a memória e aos sentidos.



Sobre o autor:

Riis Rhavia Assis Bachega é graduado em física pela Universidade Federal do Pará e atualmente é mestrando da Universidade de São Paulo.




Notas deste editor

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Um comentário meu que se perdeu na transmissão da página original:

Um complemento meu, que serve como "matando dois coelhos", é a questão de que um sistema em evolução, e destaquemos, como por exemplo o humano (seu corpo, nossas populações, nossa espécie), em sua evolução biológica, tem como efeitos de eventos do universo - e com este um todo - suas mutações*, mas tais eventos causadores não necessitam de forma alguma causa, pois na natureza, todo efeito tem uma causa, mas não necessariamente, seus eventos tem de ter causa.

* Não tenho hoje chifres pois tal modificação no passado não me foi herdada, e se tivéssemos evoluído de um proto-primata com chifres, por exemplo, da mesma maneira que ungulados como as cabras evoluíram de  uma separação dos roedores mais primitivos passando a possuir chifres, eu os teria, ou os poderia ter perdido ao longo da história.

Logo, a própria história do humano é uma sucessão de efeitos e eventos**, mas as causas que produzem tais efeitos, em miríade de eventos, não necessariamente tem causa.

** O fato de nós passarmos a ter certos dentes nos levou a certos hábitos de alimentação, e certos hábitos nos levaram a ter certos dentes. Este processo contínuo e sinergético (pois selecionante, em interação com o mundo) é muito mais determinante em nossa história que, por exemplo, a invasão da Ásia pelos helênicos. Logo, se a causa dos grande eventos históricos são os ainda mais remotos e profundos eventos evolutivos, as mutações e a deriva genética, por exemplo, são determinantes em nossa história, em muito maior intensidade. Logo, posso dizer com segurança que o acaso que produz as mutações, como objetivo aqui, causa os efeitos que são, hoje, eu escrever este texto.

Abordei a questão da aleatoriedade do universo e da natureza em sua intimidade como formadoras das coisas que hoje somos em Mutações, radiações e aleatoriedade.


Os eventos mais fundamentais da natureza, e esses são sempre de escala microscópica, são essencialmente sem causa de ocorrência, eles simplesmente ocorrem pois a natureza assim o é, sob todas as demonstrações de Lógica aplicada, evidências da Física de ponta e discursos da Filosofia contemporânea, e se por um profundo motivo não o for assim, de forma alguma tem de ser os moldes dos que querem dogmatizar uma causalidade absoluta aos moldes aristotélico-tomistas ao mundo.

Uma necessária causalidade para todos os eventos do mundo é apenas um senso comum, até evidências concludentes contrárias, e como muitos de sua espécie, um erro de avaliação de como a natureza se comporte.


2


A apresentação de diversos outros argumentos sobre a não existência de causa alguma para os profundos eventos do mundo microscópico (evitemos o jargão "quãntico") ficarão para textos futuros, mas o básico está nesta nota e seus links.

Procurei tratar com algum formalismo e boas referências em português a questão da causalidade e da "aleatoriedade objetiva" como hoje vistas pela Física e Filosofia na Wikipédia em Acaso.

Sobre a afirmada "lei", Lei de Causa e Efeito, e ainda por cima afirmada como uma "Lei em Filosofia" pelos criacionistas e outros, contribui em Lei de causa e efeito., ali tentando salvar um artigo da Wiki simplesmente pernicioso, embora tenha somado na minha modesta opinião muito mais em Cinco Absurdos Argumentos Criacionistas - I.

Apresentei na releitura da A argumentação de Massimo Pigliucci as "causas aristotélicas" e sua relação com a refutação do chamado "Design Inteligente".

3


Uma questão que já podemos tratar rapidamente aqui é que além dos processos cíclicos, uma argumentação de causa-efeito não é coerente nem útil com paralelismos de causas que ocorrem na natureza, e a argumentação aqui, embora pareça física, é oriunda da Filosofia.

Exemplifico e trato por duas vias o problema: Um dado ser jogado por mim é um efeito (sua queda) de minha ação, mas não causo a gravidade que faz cair, nem mesmo sou a causa de sua existência material - o dito dado, o objeto - que pode vir a ser fruto de um artesão. Mesmo o resultado não é causado por minha ação de jogá-lo, e sim dos fluidos envolvidos, uma borboleta voando gerando corrente de ar próxima e em última instância, da Terra que posicionou o piso onde terminará sua jornada naquela posição. Obviamente, a borboleta, o ar, a Terra não são causados por meu jogar o dado. As causas gerais do resultado são inúmeras, e não são relacionadas linearmente (o que concorda com o argumento de meu amigo Riis Bachega).


Por outra via, não se pode afirmar que a causa do resultado do dado ou, em exemplo mais dramático, da "bala perdida" que atinja uma cabeça de criança não é efeito de uma causa direta anterior - pois as demonstramos paralelas, como o próprio movimento da criança até o fatal ponto de encontro, e podemos fazer crescer o volume de causas até o dito "infinito" de Tomás e Aristóteles, e por isto mesmo não atribuir a "causa primeira" a um só ente, ato ou mesmo simples fenômeno. Em suma, o problema com este ângulo de análise do argumento da causa primeira é que parte do dogma que os fenômenos tenham de convergir no passado para uma causa única, o que não se mostra já no instantaneamente próximo, como as causas de um simples dado produzir um resultado, uma verdade.

Uma questão fundamental é a que na medida que não sabemos como é realmente o universo - melhor dizendo, o filosófico "tudo-que-existe" - em sua maior escala, nem mesmo em suas dimensionalidades (número de suas dimensões, se é que elas existem como nós entendemos), não podemos afirmar que ele próprio não seja fruto do encontro de duas causas/dois entes, ou mais, totalmente independentes uma da outra, cada uma delas elemento fundamental que veio a produzir o mundo.

Para entender o acima, alonguemos: um segmento de reta é o fruto do encontro de dois segmentos de plano, como dois quadrados, e um segmento de plano - o que eu chamaria de uma "lâmina" é o resultado do encontro das faces de dois segmentos de espaço, como dois cubos. Da mesma maneira, dois segmentos de espaço quadridimensional produzem na sua interface um segmento de espaço, e tal apenas pode ser imaginado por nossos cérebros - em operação limitados ao pensar tridimensional - por projeções tridimensionais. Um segmento de espaço quadridimensional - como é tratado nosso mundo pela Relatividade - seria conjectural e consequentemente o fruto do encontro de dois segmentos de espaço pentadimensionais. Mas da mesma maneira que o segmento de reta não é causa, e os quadrados não são uma causa, e sim seriam duas causas independentes, o nosso universo não pode ser afirmado como tendo uma origem una, pois há nas demonstrações de Aristóteles e Tomás uma clara petição de princípio (o ente que modifica o mundo que faz surgir tem de ser uno), fruto na verdade de sua maneira de ver o que seja o mundo, excessivamente euclidiana e evidentemente, no caso do pensador medieval, monoteísta.


Uma teorização sobre a origem do universo pelo encontro de entes de dimensionalidade superior às nossas "locais" é o cenário ecpirótico.

Ver também nossa blogagem: Pinceladas de Cosmologia em alguns de seus tons - Cenário ecpirótico


4



A tese fundamental de Hume é que a relação entre causa e efeito nunca pode ser conhecida a priori, isto é, com o puro raciocínio, mas apenas por experiência. Ninguém, posto frente a um objecto que para ele seja novo pode descobrir as suas causas e os seus efeitos, antes de os ter experimentado e apenas ter raciocinado sobre eles. (…)

 Ora isto significa que a conexão entre causa e efeito, mesmo depois de ter sido descoberta por experiência, permanece privada de qualquer necessidade objectiva. (…)

 Que o curso da natureza possa mudar, que os laços causais que a experiência nos testemunhou no passado possam não se verificar no futuro, é hipótese que não implica contradição e que por isso permanece sempre possível. Nem a contínua confirmação que a experiência faz, na maior parte dos casos, das conexões causais muda o caso: porque esta experiência diz sempre respeito ao passado, nunca ao futuro. Tudo aquilo que sabemos pela experiência é que, de causas que nos parecem semelhantes, esperamos efeitos semelhantes. Mas precisamente esta suposição não é justificada pela experiência: ela é antes o pressuposto da experiência, um pressuposto injustificável.

N. Abbagnano, História da Filosofia, Volume VII, Editorial Presença - em paginasdefilosofia.blogspot.com.br



5



Eu já confessei diversas vezes que não gosto de algumas abordagens do site Inovação Tecnológica, mas um artigo que pode ser útil para se entender a questão temporalidade numa abordagem de Física pode ser lido em "O futuro pode afetar o passado?".

O Livro "O Tecido do Cosmo", de Brian Greene, aborda longamente para leigos a questão de quanto nossa visão do que seja o tempo pode ser diferente do que realmente ele seja na natureza.

6

Para as diversas questões da causalidade em Mecânica Quântica, recomendo:

E fundindo as questões da Filosofia desde Hume com a Mecãnica Quãntica, recomendo:

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sexta-feira, 21 de dezembro de 2012

Aliens (ou vida extraterrestre) IV

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O incremento da inteligência



Jogando pimenta...

Um detalhe interessante da história da vida, é que sempre a complexidade "média" cresceu e a inteligência junto (aliás, é "filha" da primeira).

Exemplifico: na fauna Ediacara temos apenas animais fixos que mais parecem plantas e as mais simples formas flutuantes.

geomeninas12h.blogspot.com


No Cambriano, já temos predadores com estruturas aptas ao predar, esboços de sistemas nervosos.

Mas nenhum dos predadores do Cambriano pode se comparar aos posteriores peixes.

Nem estes aos anfíbios e o período dos amniotas mais primitivos.

Igualmente, os dinossauros, como o T. rex, possuiam o cérebro do volume do cérebro de um gorila (se o corpo era grande e compensava "para baixo" as capacidades, é outra questão).

Raptores caçavam em grupos.

Neste mesmo período, os mamíferos já andavam pelas sombras e tocas, com cérebro grande em reação ao corpo.

Mesmo hoje, não podemos comparar o cérebro das mais antigas aves com as araras e papagaios (ainda mais considerando a proporcionalidade dos cérebros com seus corpos).

O mesmo para os cães, os mais sofisticados - no grupal - dos predadores terrestres, ou das orcas e golfinhos.

Qual o motivo disso?

O básico, é que diversidade gera uma complexidade "média" maior, e inteligência é um fator de sucesso garantido na predação.

Obs.: Expliquei por meio de um modelo matemático simples e didático a questão aqui:



E quem preda, por simples economia (balanço de energia), se alimenta melhor.

Explico: é melhor eu deixar a vaca comer a grama e engordar, digerindo aquele material difícil de digerir e depois ir lá e comê-la, aproveitando-me de todo o trabalho realizado.

Na verdade, o "parasitismo", em sua mais ampla definição, é a chave de tudo.

Sagan tratava bem a questão, dizendo que todos os animais parasitam, até indiretamente, as plantas (e somaria as cianobactérias, as ditas "algas microscópicas").



Por uma exocladística

Cladística: A cladística é um método de classificação que reflete as relações filogenéticas entre os organismos, baseado na análise de caracteres.


Destaquemos uma frase:

Existe mais diferença entre alguns tipos de bactérias do que entre você e um dinossauro.


Devemos considerar também que podem haver mundos onde a vida evoluiu produzindo apenas fotossintetizantes* e algo similar aos nossos fungos, permanentemente aos digerir, sem jamais o desenvolvimento de um sentido, uma percepção, um reflexo ou mesmo uma estrutura que permita movimentos, e por sem estes, jamais também uma inteligência.

E mesmo assim, similares aos nossos fungos, exatamente por isso, podem certas formas de vida extraterrestre apresentarem movimento, como os mixomicetes. Lembremos que temos formas de vida animais, na Terra, com fases da vida móveis, e fases fixas, como as hidras.

* Ou geotermossintetizantes, seres vivos que aproveitem fontes termais para produzir nutrientes, o que temos aqui na Terra, comprovadamente, embora não necessariamente não sendo oriundos de seres que num determinado momento no tempo dependeram - fizeram parte de ecossistemas - da energia do Sol.

www.asturnatura.com - Myxomycota





Algumas profecias


Profecias Exoplanetárias de Francisco, O Herege (ou P.E.F.!):

1) Serão cada vez mais raras as estrelas nas quais ainda não tenham sido descobertos sistemas planetários ou proto-planetários.
2) Serão cada vez mais descobertos sistemas planetários com distribuições relativamente comparáveis as de nosso sistema.
3) Serão descobertos mais e mais corpos na faixa ideal para a vida, tal como em nosso sistema solar.



Exobiologia está dentro da metodologia científica?


Na Wikipédia: Exobiologia

Análise simples:


1) Não se afirma que existam lesmas redondas verdes com pintinhas roxas em Gliese 581 d.** Observam-se a profusão de planetas pela galáxia, já em nossa proximidade (que não passa de uns 1000 anos-luz, 1% do diâmetro só da galáxia) e buscam-se observações que comprovem uma atmosfera oxidante, que por si já seria fortíssima evidência de vida.

**Entender a ironia desta frase, e seu objetivo, que contém profunda relação com a Filosofia da Ciência, é fundamental. Como sempre, recomendamos um de nossos mais esforçados trabalhos:


2) No "local", procura-se evidências de vida, nem que seja com técnicas e recursos que ainda nem dispomos, em Marte (talvez apenas fóssil), Europa e nos satélites de Saturno (destacadamente, Encélado).

3) Sempre existe a possibilidade de vida em cometas, asteróides e meteoritos, nem que seja como registro fóssil.

4) Na Terra, procura-se experimentações de que a vida se forme com relativa facilidade na escala planetária (qualquer planeta com as características próximas da Terra) e na química trivial pelo universo.

E por n mais outros motivos, é ciência tanto observacional quanto experimental.



Na verdade, é tão falseável que estamos em permanente teste das hipóteses "existe(existiu) vida fora da Terra" e sua contrária "não existe (existiu) vida fora da Terra". Perceba-se que a primeira exige apenas, por exemplo, encontrar-se um fóssil de mínima bactéria em Marte. A segunda, exige a impossível verificação em todo o universo, portanto, testamos por motivos de limitação, somente a primeira, que é caracteristicamente científica.



Recomendação de leitura

O artigo do qual foi tirada a comparação dos tamanhos de exoplanetas acima:




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quinta-feira, 6 de dezembro de 2012

Aliens (ou vida extraterrestre) III




Algumas observações em minhas discussões sobre vida extraterrestre.




Sou um defensor com unhas, dentes e mais um bocado de química de que a vida seja uma característica absolutamente trivial no universo, tanto quanto água formar belos cristais.


Mas...

Também afirmo com segurança que dentre todos os milhões de táxons da vida na Terra, só o nosso produziu processo civilizatório (e cá entre nós, sem mesmo este ser grandes coisas).

Assim, acho arriscada toda a afirmação por "vida inteligente" e "civilizações".
Para uma posição sólida, mas um tanto distante da minha:





Equação de Drake

Tenho de confessar pela enésima vez: o artigo - como muitíssimos outros - da Wiki em inglês causa-me inveja.



Merece uma caprichada tradução.




Por hora, concentremo-nos numa questão:

Seguidamente, pessoas discutindo sobre vida extraterrestre abordam a equação de Drake com todos os seus fatores. Isto é adequado a tratarmos civilizações, não vida extraterrestre, que inclui de primitivíssimas estruturas até formas de vida simplíssimas que teriam passado bilhões de anos em uma "estase evolutiva genérica" não chegando a ser mais que algo parecido com nossos vermes.

Da Wiki PT: Em Biologia, estase significa os períodos, durante a evolução, em que as espécies se mantêm relativamente sem mudanças.

Nós mesmos*, na Terra, passamos centenas de milhões de anos não produzindo mais que bactérias.

*Lembre-se: você é uma bactéria modificada, assim como um cogumelo ou um pé de couve, logo, "nós" é o pronome adequado.



Nível Civilizatório


Percebamos que biologicamente, não diferimos em coisa alguma dos caçadores da África de 200 mil anos atrás. Nenhum de nós hoje pode se afirmar, biologicamente, repito, mais evoluído que os gregos ou romanos, ou o mais inteligente de nossos pensadores e cientistas ser, por ser atual, mais inteligente que um egípcio ou um babilônico.

O que somos, e poderia tecer críticas e análises longas, é mais civilizados, predominantemente num sentido econômico.

Assim, podemos afirmar que após dominar certos recursos naturais, como combustíveis fósseis*, e uma determinada população "crítica", uma civilização extraterrestre não avance em velocidade no tecnológico aos mesmos passos que nós, e também pouco interessa que mesmo que tenha um avanço mais lento, pela sua muito maior idade, alcance níveis que ainda nem sonhamos.

*Havendo vida e geologismos, enterra-se matéria orgânica, e mais cedo ou mais tarde, chega-se a um reserva de carbono em diversas formas moleculares que seja queimáveis numa atmosfera oxidante.

Esta questão de escala da civilização, que incluiria o que poderíamos chamar de moral e algo como "ecológico", um respeito pela existência de outras espécies, e no caso, de exovida, logo, um "exoecológico", um "exoambientalismo".


Escala Econômica




("Independence Day é pouco")


Expliquemos as diferenças que se produziriam no econômico entre duas civilizações com alguns números simples:

Uma civilização que, partindo de uma escala econômica igual a nossa, a razoáveis incrementos de PIB de 1% ao ano, tenha mantido este processo por 1000 anos, desde o dia em que a Europa vivia na Idade Média e o Oriente usava ainda muito bronze, teria hoje um PIB quase 21 mil vezes maior que o nosso. Mesmo a taxas de incremento de apenas 0,1% ao ano, com uma diferença de 10 mil anos, o que os colocaria na mesma proporcionalidade que temos para as tribos erguedoras de menires da enlameada Europa de então, muitos anos ainda antes dos navegadores fenícios e dos construtores de pirâmides, teria uma escala econômica quase 22 mil vezes maior que a nossa. Para uma taxa ainda menor de 0,01%, numa diferença de 100 mil anos, ou seja, nós e caçadores nômades na África, a proporcionalidade seria das mesmas 22 mil vezes nossa capacidade de produção de bens e serviços (perdão pelo linguajar "economiquês").

Imaginemos civilizações com 1 ou 10 milhões de anos, e com taxas mais altas, ou mesmo, no nosso passinho trôpego de 1% ao ano.

Uma civilização de escala econômica de 10 mil vezes a nossa tem num projeto como o Apollo, de conquista - perdão, "pisada" na Lua (na escala de centena de bilhão de dólares dos EUA), os mesmos custos proporcionais de projeto que tem hoje um rico quando compra um caríssimo carro esportivo italiano, na faixa de 10 milhões de dólares.

Por isso tudo...

Uma civilização que seja capaz de transpor a distâncias estelares, ainda mais sem recorrer-se à velocidades de frações significativas da velocidade da luz, teria tanto interesse em ocupar nosso planeta pelos nossos recursos quanto uma navio de cruzeiro de luxo tem de atracar num porto de país miserável e saquear os nativos, em no máximo suas frutas e cabras.

Claro que aqui caberiam questões, novamente, do moral e do que defini de "exoecológico" e termos relacionados.

Por isso acho que por muito tempo, o meu amado cinema jamais conseguiu sequer arranhar a escala econômica de uma civilização "invasora". Chegou-se à brutalidade absoluta do extermínio já na literatura em "Guerra dos Mundos". Chegou-se ao exotismo das formas de vida e métodos em "Invasores de Corpos", mas jamais tocou-se na escala econômica de maneira que diria realista. A minissérie "V", dos anos 80, tinha essa escala gigantesca, mas pecava pela "busca de alimento", que já seria um problema da própria viagem.

Sobre "água", tratarei noutra blogagem.





Aliás, algumas destas bobagens são recorrentes, mesmo em filmes bem produzidos e até contando histórias interessantes, e pretendo em breve tratá-las

Uma coisa adianto, e aqui mostra-se o gênio de H. G. Wells: no filme dos anos 1950 mostra-se o militar apresentando a "estratégia militar" dos marcianos, fazendo arcos onde destroem tudo. Entenda-se, e tal é mostrado nas entrelinhas da versão de Spielberg, que não trata-se de coisa militar alguma, e sim, os marcianos estão ceifando a terra - aliás, a Terra - pois nem de nosso vegetais necessitam, e querem cultivar os deles, e no caso, os humanos já entram na adubação.

Como bem disse Loki no divertidíssimo Os Vingadores: An ant has no quarrel with a boot. (Uma formiga não tem desavenças com uma bota.)

Ou, no atormentado ex-policial Ogilvy de Guerra dos Mundos de Spielberg: This is not a war any more than there's a war between men and maggots... This is an extermination. (Esta não é uma guerra mais do que há uma guerra entre homens e vermes ... Este é um extermínio.)

Mas não nos preocupemos...

Civilizações capazes de produzir os recursos e a energia** para transpor estas distâncias devem levar seus mundos consigo, em escalas de cidades, já Carl Sagan apresentava em Cosmos, e ali, com questões de engenharia que não nos são impossíveis, nem muito menos quebrando leis da Física, apenas, na nossa escala econômica, ainda muito distantes.

Recomendo: Bussard ramjet

**Pode-se estabelecer um balanço entre recursos e energia, quando coloca-se que maiores velocidades implicam em enormes energias, e menores velocidades, em escala de engenharia no limite do imaginável.

Disto, temos que um civilização se interesse muito mais por construir mundos que exterminar formiguinhas interessante em seu mundinho movido por muito anos quanto muito por energia nuclear, mesmo de fusão, e suas jornadinhas até mundinhos próximos, por sinal, com mais recursos a serem explorado que o mundinho onde fica o formigueiro.

Quanto a energia, basta lembrar que recebemos de uma estrela, e qualquer sistema planetário assim o é, apenas a sombra que produzimos, de onde podemos concluir que em termos de energia, o que define um sistema planetário e sua estrela é um enorme desperdício de energia iluminando outras estrelas e um bocado de espaço que nem precisa dela.

Sei o quanto tem sido criticada a atual divulgação científica desta revista, mas vale até para entender os próximos conceitos:  Captar energia das estrelas
                                                                 community.playstarbound.com


Talvez sejamos nós, no futuro, com nossa natureza de chimpanzé carniceiro, que venhamos a ser os invasores de alguma pacata e mais atrasada civilização.

O diabo é um otimista se acredita que pode piorar as pessoas. - Karl Kraus, novamente.

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sexta-feira, 30 de novembro de 2012

Aliens (ou vida extraterrestre) II

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Nem tudo no mundo da divulgação científica são notícias, citações e referências e debates sérios.


Ludus est necessarius ad conversationem humanae vitae.
- Tomás de Aquino

Continuação de: Aliens (ou vida extraterrestre) I


Os Planetas, o Substrato à Vida

Consideramos anteriormente a presença de vida em corpos  celestes de pequena massa, mas não consideramos lá sua formação.

Na verdade, eu desconsidero a possível formação de vida em corpos de pequena massa, logo pequena gravidade, por vários fatores: impossibilidade de se formarem grandes massas de voláteis (fundamentalmente, gravidade); os gases para formar as moléculas bioquímicas (só se tem grandes quantidades de qualquer coisa numa atmosfera qundo se tem grande atmosfera), os fenômenos elétricos atmosféricos para propiciar estas reações (só possíveis numa grande atmosfera), os "geologismos" para reagí-los e complexá-los (incluindo marés em oceanos), a escala de todos estes reagentes para tudo propiciar.


Para formas de vida complexas, o problema ainda é maior. Complexidade, na verdade, implica em fragilidade - é mais fácil matar um elefante que uma colônia de bactérias numa lata de atum, em morrer-se fácil sob pequenas mudanças de condições - um grande felino como o leão morre num clima frio rapidamente, por hipotermia, e lá estão bactérias na Antártica. Só temos extremófilos simples, e jamais existiu sequer um mínimo verme que viva em água fervente, ou um exótico artrópode que viva na presença de determinadas atmosferas. Temos até peixes que vivem em águas quentes e ditas tóxicas*, mas sempre há limites para animais e plantas complexas, e em toda a história da vida, coisa alguma muito diferente de determinados limites a Paleontologia tem mostrado.

* Ver Poecilia sulphuraria, em Pérolas, peixes, pH, dilúvio e uma dita tautologia I - O inconstante meio

Claro que aqui, colocaria satélites de grande porte, e nisto, o filme Avatar ousou e digo que acertou com sua Pandora, pois devemos sempre ter em vista que temos no nosso sistema solar satélite maior que Mercúrio, Ganímedes, de Júpiter. Embora um problema a tratar-se seria a incidência de fortíssimo campo magnético, que por si não é nocivo a vida, mas que é nocivo à vida indiretamente pois faz o satélite ser bombardeado com radiações oriundas do vento estelar.

Mas notemos que o tamanho do satélite não é o que garante sua atmosfera, como percebemos já com Ganimedes e Titã, de Saturno.


mexicanskies.com

Ainda não podemos afirmar que grandes planetas rochosos, em tamanho e massa como Vênus se formem ao redor de gigantes gasosos, pois a própria composição de nossos satélites de gasosos já aponta para outras características, mas nem só de acreção vive a formação planetária e de seus satélites, mas também de captura.

Uma probabilidade que corajosamente coloco é que da mesma maneira que formamo-nos com nossa Lua no impacto de uma proto-Terra menor que a Terra e de um irmão de Marte, Theia, em tamanho, segundo apontam todas as evidências e modelos, talvez exista por aí, e em breve descobriremos não só a existência mas a taxa, proto-super-Terras que colidiram e produziram uma super-Terra e um satélite do mesmo tamanho (ou aproximado, lógico) da Terra, que mantenha sua atmosfera, passe por marés e síntese em sua grande e densa atmosfera e hoje seja uma "lua" habitada, sem sofrer com campos magnéticos e auroras, entenda-se o termo, radioativas.

Quanto a atmosfera, a própria Titã já nos mostra que agregar uma grande  densa atmosfera não é por si solução para o propício à vida, pois um excesso de hidrocarbonetos me parece propiciar um ambiente não muito reativo, ainda que este satélite mesmo já nos mostre que uma certa atividade química sempre ocorre, mesmo naquelas temperturas e nauela homogeneidade de poucas substâncias polares e reativas, como, como exemplar contrapartida, mostra-se Vênus, apenas inadequado nestas variáveis pelo seu incinerador efeito estufa .

Dentro do enorme zoológico que são os corpos celestes, como hoje sabemos, e mais variado ainda os comportamentos orbitais, tudo é possível no astrofísico e seu espectro.


O otimista acha este o melhor dos mundos. O pessimista tem absoluta certeza disso.  - Karl Kraus (1874 - 1936, escritor austríaco)


Recomendo:


E mais ainda um comentário, que destaco:

A ideia é cativante. No entanto, pelo modernos modelos de formação planetária, se crê que gigantes gasosos se formam sempre do lado de fora da chamada "linha do gelo", a parte periférica de sistemas planetários, onde há escassez de elementos pesados, essenciais tanto para o surgimento como para a manutenção de sistemas vitais. - Herberti




Estrelas Abundantes

Distribuiç​ão de estrelas por massa e favoráveis à vida - referências:

The Distribution of Stars Most Likely to Harbor Intelligent Life
http://www.ucs.louisiana.edu/~dpw9254/distribution.pdf

ON THE MASS DISTRIBUTION OF STARS IN THE SOLAR NEIGHBOURHOOD
http://www.doiserbia.nb.rs/img/doi/1450-698X/2006/1450-698X0672017N.pdf

De onde tiro:

Mass interval     Number of stars      Fraction
0.1 - 0.5                   368                   0.0400
0.5 - 1.0                   2531                 0.2700

Em breve continuo...

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