Em outras palavras, o que leva uma
estrutura a apresentar oposição a ser acelerada?
Este assunto, aparentemente simples, pode conter
algumas armadilhas, ou não estaríamos ainda discutindo o mesmo mais de dois
mil anos depois dos primeiros filósofos passarem a investigar a realidade.
Para tentar reduzir o risco que estas armadilhas
representam, considero mais adequado que a análise de cenários mais
complexos seja evitada, de forma que estou preferindo analisar um cenário
mais simples e, depois de entendê-lo um pouco melhor, tentar enfrentar os
mais complexos. Neste caso talvez seja melhor começar por uma condição que
seria a mais simples.
Imaginemos então que temos um corpo esférico, de
dimensões bastante diminutas em relação a um ser humano, em região isenta
de campos gravitacionais significativos, idealmente em um supervazio entre
superaglomerados de galáxias. Este corpo estará imponderável, não estará
sob os efeitos de campo gravitacional significativo mas, ainda assim, para
mudar seu estado de movimento (para mais ou para menos), isto é, para
acelerá-lo, haverá a necessidade de ser-lhe aplicada uma força.
Se uma pessoa se aproximar desta esfera e a empurrar,
a mesma oferecerá alguma resistência, a qual será proporcional à quantidade
de massa que possua (como a definição de massa vem da oposição que algo
oferece a ser acelerado, isto é, ter o seu estado de movimento alterado,
esta relação é autoevidente). Se empurrarmos uma esfera com o dobro da
massa da esfera inicialmente considerada, ela oferecerá o dobro da
resistência e se for muito maior levará a pessoa a também deslocar-se de forma
significativa pela reação, a qual nos empurrará em sentido contrário ao da
aplicação da força.
Se a quantidade de massa deste corpo for cada vez
menor, e tendo a pessoa um dispositivo de tamanho também adequado para
empurrá-la, a quantidade de força para deslocar a esfera será cada vez
menor. Se tivermos apenas um próton, ou um elétron, e o empurrarmos o mesmo
continuará a oferecer resistência a ser acelerado.
Se levarmos isto ao limite, ou seja, se tivermos
apenas uma única partícula fundamental, a qual constituiria todas as demais
estruturas e existiria em quantidades gigantescas em um simples elétron,
ela ainda assim continuará a apresentar resistência a ter seu estado de
movimento alterado para mais ou para menos, o que ocorrerá de modo igualitário
para qualquer direção ou sentido.
Ou seja, mesmo uma partícula fundamental, de tamanho
físico e quantidade de material extremamente diminuto, apresentará oposição
a ter o seu estado de movimento alterado em qualquer direção, sentido ou
quantidade.
Seria então o caso de nos perguntarmos o que é que
esta partícula fundamental teria, de modo a produzir como efeito uma
oposição a ser alterado o seu estado de movimento. Se considerarmos uma
partícula fundamental como uma entidade material rígida e indeformável de
formato provavelmente esferoide, ela terá apenas matéria e mais nada
(entendo ser fundamental informar que, da forma como tenho visto este
assunto, matéria poderia ser descrita como qualquer entidade que ocupasse
lugar no espaço e tivesse duração).
Se agora fizermos o caminho inverso e passarmos a
aumentar as esferas, poderemos facilmente constatar que duas partículas
fundamentais (ou uma com o dobro de material) apresentaria o dobro de
dificuldade para ter a sua velocidade aumentada ou diminuída.
O problema seria quando tais partículas se juntassem
e formassem arranjos com coesão, tais como prótons, elétrons e nêutrons.
Note-se que, enquanto tratávamos de corpos de matéria bariônica, fomos
diminuindo suas dimensões até chegarmos a elétrons e prótons sem nenhuma
dificuldade ter surgido para o entendimento do que produziria a dificuldade
em acelerá-las e, da mesma forma, quando tratávamos de partículas
fundamentais e fomos adicionando material em cada esfera ou esferas ao
conjunto empurrado, não houve nenhum problema neste sentido.
O que ocorreria, no entanto, se uma grande quantidade
de partículas fundamentais passasse a formar uma estrutura coesa, tais como
seriam as partículas elementares de matéria bariônica (prótons e elétrons
principalmente), da mesma forma que centenas de milhões de estrelas e de
outros corpos e materiais formam galáxias, ou moléculas de ar formam
furacões.
Neste caso eu tenho a clara impressão que o formato
destas estruturas influiria, bem como a posição e a condição destas
estruturas em relação a fluxos internos ou externos a si mesmas, ao
ambiente e a eventuais barreiras e descontinuidades existentes. A própria
energia escura, a qual estaria fornecendo os meios necessários para a
aceleração da expansão cósmica, ao permear todas as estruturas do universo,
certamente influiria nas mesmas.
Será que podemos dizer que a dificuldade em acelerar
um furacão é a mesma que teríamos em acelerar a mesma quantidade de
moléculas de ar atmosférico? Ou a maneira destas moléculas interagirem umas
com as outras e com as demais estruturas do planeta produziria diferentes
necessidades de energia para realizar este trabalho. O mesmo pode ser
perguntado em relação a galáxias e a sistemas solares.
O caso de furacões, por se formarem dentro de uma
camada (troposfera) de nossa atmosfera, mostra que podem existir grandes
diferenças no esforço para acelerá-los para os lados (relativamente pouco
dificultoso), para cima (muito complicado, a tropopausa configura-se numa
fronteira adiabática para eles e uma barreira virtualmente intransponível
neste caso) ou para baixo (impossível, a crosta terrestre é efetivamente
intransponível para furacões).
Pode-se dizer que a tropopausa e a crosta terrestre,
não se configurando em características intrínsecas das estruturas
analisadas, não poderiam ser citadas como fatores que afetam a massa, com o
que concordo plenamente.
Ainda assim a dificuldade em acelerarmos um furacão
será muito diferente da facilidade que teríamos ao produzir a mesma
aceleração para uma quantidade equivalente de moléculas de ar atmosférico
que não tenham coesão e nem os mecanismos que furacões apresentam, de modo
que não apenas a quantidade de matéria interferiria no grau de dificuldade
de acelerar estruturas complexas, dotadas de intrincada geometria e de
mecanismos em que fluxos de partículas menores fossem responsáveis pela
coesão e por imensas variações na densidade de suas regiões constituintes,
variando de suaves brisas a intransponíveis paredes de olho de furacões,
por exemplo.
No caso de galáxias, compostas por centenas de
milhões de estrelas e de bilhões do outros corpos celestes, estou
atualmente considerando que a situação também ficaria alterada em função de
alguns fatores, como seu formato e o sentido em que desejamos acelerá-la.
Aparenta-me que galáxias elípticas e irregulares (assim como sistemas
solares) aparentemente seriam muito parecidas entre si e com objetos
macroscópicos, por exemplo, em termos de dificuldade de aceleração,
enquanto que galáxias espirais apresentariam comportamento diferenciado em
relação a acelerar igual quantidade de massa sem a coesão e os mecanismos
que apresenta.
Um sistema solar desloca-se pela galáxia como uma
entidade única, comportando-se como uma bolha inflada pelo vento solar,
como se fosse uma partícula e não uma estrutura, mais ou menos como
ocorreria também com átomos (com a diferença que estes seriam formados por
partículas fundamentais e não por corpos celestes), o mesmo ocorrendo com
galáxias, nas quais as estrelas apresentam coesão e deslocam-se em
conjunto.
Em objetos macroscópicos nós podemos nos assegurar
que o formato e outros fatores não influenciariam nossas medições de massa
e nem os fenômenos que são relacionados com este atributo. Mas, no caso de
estruturas em escala subatômica, o formato e outros detalhes poderiam
influenciar, pois alterações nestes podem levar a alterações na dificuldade
de acelerá-las e não dispomos de meios eficientes para garantir que as
nossas medições não estão sob efeito de fluxos de energia, linhas de força
ou fluxos de partículas fundamentais, de modo a não obtermos medições
mascaradas por estes fatores, de forma que o que a massa percebida não seja
correspondente à quantidade de partículas fundamentais, mas ao efeito que
uma estrutura complexa produz e que não corresponde exatamente à somatória
das partículas fundamentais nela existentes.
Neste caso temos um cenário interessante, pois o
campo gravitacional tem sido definido como um atributo de entidades dotadas
de massa e, neste caso, a não ser que estejamos tratando de partículas
fundamentais, esféricas e indeformáveis, a massa das estruturas variará de
acordo com fatores outros que a mera quantidade de material elementar
existente na estrutura de cada uma delas. Como a existência de partículas fundamentais
é um assunto ainda controverso, pode ser que a massa seja efetivamente um
atributo de estruturas e que nada tenha a ver com a somatória da matéria
das supostas partículas fundamentais.
Atualmente temos duas teorias com maior aceitação
pela comunidade científica para explicar a força gravitacional, e algumas
menos ortodoxas.
A mais conhecida e aceita é a da força gravitacional
ser efeito de empenamentos do “tecido do espaço-tempo”, de autoria do meu
amigo Einstein, a qual propõe, em vista da equivalência entre os efeitos de
aceleração e queda de um corpo, que na verdade estaríamos acelerando em
vista da expansão do Universo.
Neste cenário, teríamos de estar acelerando em todos
os sentidos, que é o que o meu amigo Einstein propôs e que aparece no
trecho que se segue (e que, coincidentemente ou não, aparenta-me muito
semelhante à teoria da expansão, do Jonas).
“Se a Terra fosse plana, daria na mesma dizer que
a maçã caiu na cabeça de Newton graças à gravidade ou porque Newton e a
superfície da Terra estavam acelerando para cima. Mas essa equivalência
entre a aceleração e a gravidade não parecia funcionar para uma Terra
redonda; pessoas em lados opostos do mundo teriam de estar acelerando em
direções opostas, mas permanecendo a uma distância constante umas das
outras. Mas no retorno a Zurique, em 1912, Einstein teve o estalo de
perceber que a equivalência funcionaria se a geometria do espaço-tempo
fosse curva, e não plana, como se tinha suposto até então.” [Hawking,
Stephen W. – “O universo numa casca de noz” – São Paulo, ARX, 2001, grifos
meus]
Isto exigiria uma dimensão espacial além das três que
conhecemos, a qual até hoje não encontramos (o que não é evidência de não
inexistência) e também de aceitarmos todas as implicações filosóficas da teoria,
inclusive dos eventos passarem ao contrário no caso de passarmos a nos
dirigir a um Big-Crunch. Outro detalhe a ser considerado é que o descrito
no trecho “pessoas em lados opostos do mundo teriam de estar acelerando
em direções opostas, mas permanecendo a uma distância constante umas das
outras” apresenta um cenário paradoxal, para dizer o mínimo.
A outra teoria com grande aceitação é que a gravidade
seria efeito de hipotéticas partículas discretas denominadas grávitons,
jamais detectadas. Apesar de não poderem ser declarados inexistentes por
não serem detectados, isto pode configurar uma situação casuísta, pois o
éter foi assim considerado pelo mesmo motivo (e pela teoria do meu amigo
Einstein ter explicado melhor a precessão do periélio de Mercúrio).
Ainda assim, a não detecção de grávitons, ondas
gravitacionais ou de evidências objetivas da existência da quarta dimensão
espacial deixam ambas as teorias mais aceitas (einsteiniana e quântica)
como hipóteses plausíveis, mas ainda assim hipóteses, inclusive por serem
mutuamente contraditórias, ou seja, se uma estiver correta, a outra não
estará.
Na minha humilde opinião o que conhecemos como
atração gravitacional pode se passar devido às perturbações que a presença
dos corpos de matéria bariônica (ou degenerada, a qual, apesar do nome, é
majoritariamente composta de simples nêutrons) produzem no espaço à sua
volta.
Apesar de vermos (nas frequências visíveis da luz) a
maioria dos corpos celestes como estruturas esferoides e bem definidas, as
mesmas apresentam “heliosferas” (bolhas de vento solar, no caso de
estrelas) e campos elétricos ou magnéticos, o que efetivamente as tornam
fontes de perturbação intrínseca na região do espaço em que se encontram.
Esta perturbação produziria variação na densidade
daquela região em relação à densidade do restante deste universo, e também
à produção automática de forças que tentarão equalizar esta situação. Isto
levaria à produção de movimento dos corpos, o que levaria a novas
perturbações, a mais tentativas de equalização e assim por diante, levando
finalmente à produção de ciclos que observamos, como as órbitas de
planetas, estrelas, galáxias, aglomerados e superaglomerados delas.
Uma analogia entre o que pode ocorrer com corpos
celestes e o que ocorre em nosso cotidiano pode ser feita com uma simples
partícula de pó de rocha (densidade acima de 2000 Kg/m3) ou mesmo de metais
como o ferro (densidade acima de 7000 Kg/m3), a qual flutua com facilidade
no ar atmosférico (densidade aproximada de 1,25 Kg/m3, ou seja, milhares de
vezes menor que a da rocha ou do ferro) e apresenta idêntica dificuldade de
ser acelerada em qualquer sentido, pois a densidade do meio, resultante em
pressão atmosférica, também sujeita a pequenas variações em função de
desequilíbrios na quantidade de energia que cada região recebe e das
automáticas tentativas de equalização da entropia destas, produz uma
resistência, no caso a resistência do ar, que se sobrepõe facilmente à
força gravitacional e permite que a gravidade somente prevaleça na ausência
de qualquer fluxo ou movimentação das moléculas do ar atmosférico (que
ainda levarão a partícula de pó de rocha ou de ferro a decantar muito
suavemente).
Isto pode parecer verdadeiro apenas no caso de meios
densos como a atmosfera terrestre, mas o mesmo ocorre por exemplo em Marte,
o qual possui uma atmosfera mais de 100 vezes menos densa que a nossa,
onde, no entanto, formam-se redemoinhos e tempestades que chegam a cobrir
toda a superfície do planeta até por meses.
O que ocorre nestes casos é que, por maior que seja a
massa específica dos materiais de que sejam constituídas as partículas,
elas são muito pequenas em relação ao conjunto de fluidos e a força
gravitacional entre a partícula e o planeta é muito pequena, sendo
facilmente sobrepujada por qualquer movimentação do fluido.
No caso do espaço interplanetário, interestelar e
intergaláctico, o mesmo pode ocorrer com corpos um pouco maiores, tal como
estrelas e planetas, os quais, em vista da imensidão do Cosmos e das forças
envolvidas, em nada difeririam de pequenas partículas, sendo tratados pelas
forças cosmicamente grandiosas da mesma forma como poeira é tratada pelos
gases de nossa atmosfera.
Visto desta maneira, o campo gravitacional de uma
estrutura poderia ser resultado da interação entre o ambiente cósmico e as
variações de densidade entre diferentes regiões.
Neste caso, mais um princípio de equivalência estaria
sendo verificado para a força gravitacional pois, além da equivalência entre
queda e aceleração, teríamos também a equivalência entre puxão e empurrão,
evidentemente provenientes de sentidos opostos.
No frigir dos ovos, em um cenário em que se considere
como existente a partícula fundamental, a qual constituiria todas as demais
estruturas e seria responsável por todos os eventos e fenômenos (menos pela
existência do espaço e pela passagem do tempo, o qual, por apenas ser
decorrente da duração do que existe, seria característica intrínseca da
existência de tudo e jamais poderia parar ou voltar enquanto qualquer coisa
existir), a partícula fundamental teria quantidade de massa intrinsecamente
ligada a si, enquanto que todas as demais estruturas teriam massa que
dependeria de uma quantidade de circunstâncias e fatores.
Um grande abraço e boa sorte a todos nós.
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O mundo é simples, é tudo igual, é tudo célula de
convecção.
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