CURIOSIDADES DA FÍSICA
José Maria Filardo Bassalo
www.bassalo.com.br

Existe uma Crise da Física (Cosmologia) e da Biologia (Genética) neste Começo do Século 21?

 

Em dois verbetes desta série, analisamos o famoso discurso pronunciado pelo matemático e físico escocês William Thomson, Lord Kelvin de Lars (1824-1907), no dia 27 de abril de 1900, na Royal Institution of Great Britain, discurso esse que é assim resumido pelos historiadores da ciência: - Vejo apenas duas pequenas “nuvens” no sereno céu do conhecimento científico: o experimento de Michelson-Morley, realizado em 1887, e a discordância entre os valores medidos e os valores teóricos, previstos pela Termodinâmica para os calores específicos em baixas temperaturas. Registre que esse discurso foi revisado por Kelvin e publicado na Philosophical Magazine 2, p. 1, em 1901. [Peter A. Schulz, Duas nuvens ainda fazem sombra na reputação de Lorde Kelvin, Revista Brasileira de Ensino de Física 29(4), p. 509, de 2007]. Naqueles verbetes, escrevi que essas “duas pequenas nuvens” transformaram-se em duas violentas tempestades: 1) A Teoria da Relatividade Restrita de Einstein (1905) e a Teoria Quântica de Planck (1900). Ainda nesses verbetes conjecturei a existência de “outras nuvens” no “sereno céu” da Física do final do Século 20 que poderão desencadear novas tempestades neste Século 21. Uma dessas “nuvens” é ligada à Cosmologia e relacionada com a existência da Matéria e da Energia Escuras. Vejamos a razão dessa possível “nuvem”.

                   No verbete anterior, vimos que a National Aeronautics Space Administration (NASA) lançou, em 30 de junho de 2001, o satélite Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) (“Sonda Anisotrópica de Microondas Wilkinson”) cuja missão foi encerrada em setembro de 2003. Durante três anos a equipe desse novo satélite examinou os dados por ele enviados e, em março de 2006, anunciou que o nosso Universo tem a idade de (13,73  0,15) bilhões (109) de anos, que é composto de 23% de matéria escura (ME), 73% de energia escura (EE) e 4% de matéria bariônica comum conhecida (vide verbete nesta série) e que é explicada pelo Modelo Padrão da Teoria das Partículas Elementares (MPTPE). Além do mais, a velocidade de expansão do Universo é de 21,8 km/s, por milhão de anos-luz, e sua densidade de massa crítica vale  = 1,024  0,015; esta indica que a geometria do Universo é quase euclidiana (plana). Esses dados, no entanto, não são explicados pelo Modelo Padrão Cosmológico chamado Modelo (Teoria) do Big Bang, proposto na década de 1940 e desenvolvido entre 1970 e 2000, que supõe que o Universo começou com a “explosão” de uma singularidade pontual do espaço-tempo einsteniano, encontrada pelos cosmólogos ingleses Stephen William Hawking (n.1942) e Roger Penrose (n.1931), em 1969 (Proceedings of the Royal Society of London A314, p. 529). Assim, creio que a não explicação (até agosto de 2010) de ~ 96% de material cosmológico (matéria e energia) represente uma crise na Física Cosmológica. Por outro lado, a não descoberta (também até aquela data) do bóson de Higgs (bH: previsto em 1964) (vide verbete nesta série), peça fundamental do MPTPE (pois é o bH que explica a origem das massas das partículas elementares), também aumentará a referida crise da Física Cosmológica, pois, para que esta continue a preservar a Relatividade Restrita Einsteiniana (RRE) (como hoje é postulado para toda a Física), é necessário que se descubra outras constantes físicas universais, com a dimensão de velocidade [como é o caso da velocidade da luz no vácuo (c) na RRE (vide verbete nesta série)] para que a matéria escura (ME) apresente um conteúdo energético (diferente da EE?!), e a energia escura (EE), por sua vez, tenha um conteúdo massivo (diferente da ME?!).     

                   A crise na Física do Século 21 descrita acima, no meu entendimento, está associada com uma outra crise, desta vez na Biologia, particularmente na Genética. Vejamos como. A Teoria da Evolução (TE), formulada pelos naturalistas ingleses Charles Robert Darwin (1809-1882) e Alfred Russel Wallace (1823-1913), em 1859, tem como característica básica a evolução do Homem em quatro grandes momentos: homo erectus, homo habilis, homo sapiens e homo sapiens sapiens. Além disso, existe muita controvérsia sobre a evolução do Homem a partir dos macacos (principalmente, de gorilas e chimpanzés). [Edgar Morin, O Método, Volume 5 (Sulina, 2005); Richards Dawkins, A Grande História da Evolução (Companhia das Letras, 2009); O Maior Espetáculo da Terra (Companhia das Letras, 2009)]. Contudo, a grande questão, ainda no meu entendimento, é a de saber por que o Homem é dotado de consciência (razão?) e os macacos não a têm, uma vez que o homem e os chimpanzés e gorilas possuem ~ 98% de genes idênticos?. A crise que se coloca na Biologia, por intermédio da Genética, é a de explicar se existe algum gene que é o responsável pela consciência humana. Destaque que o genoma humano foi sequenciado em 2004 (Genome Research 14, p. 2235), e o do macaco rhesus (macaca mulatta) em 2007 (Science 316, p. 157). Maiores detalhes do Projeto Genoma Humano (PGH), iniciado em 1990, ver: Science 326, p. 236 (2009).   

                   Concluindo este verbete, é oportuno fazer um rápido comentário sobre os genes que são segmentos do composto orgânico chamado de DNA (“deoxyribonucleic acid – ácido desoxirribonucleico”), molécula que armazena instruções que coordenam o desenvolvimento e o funcionamento de todos os seres vivos. A história dessa molécula começa, em 1869, quando o médico suíço Johann Friedrich Miescher (1844-1895) iniciou seu trabalho com o químico alemão Ernst Felix Hoppe-Seyler (1825-1895), na Universidade de Tübingen, na Alemanha, que tinha um laboratório no qual pesquisava a Teoria Celular, então um dos pilares da Biologia. Ainda nesse mesmo ano de 1869, Miescher descobriu uma nova substância que se localizava no núcleo das células, denominada por ele de nucleína. Mais tarde, em 1889, o patologista alemão Richard Altmann (1852-1900) sugeriu que essa nova substância se chamasse de ácido nucléico. Depois de vários estudos sobre os ácidos nucléicos, a estrutura molecular em dupla hélice do DNA foi finalmente descoberta, em 1953 (Nature 171, p. 737; 964), pelos biólogos moleculares, o norte-americano James Dewey Watson (n.1928; PNF/M, 1962) (o primeiro Diretor do PGH) e o inglês Francis Harry Compton Crick (1916-2004; PNF/M, 1962) (também físico), graças à técnica de difração de raios-X dessa molécula desenvolvida pelos ingleses, o biólogo molecular Maurice Hugh Frederick Wilkins (1916-2004; PNF/M, 1962) (nascido na Nova Zelândia) e a física, química e bióloga Rosalind Elsie Franklin (1920-1958). Sobre a epopéia dessa descoberta, ver: James Dewey Watson, The Double Helix (Wiedenfeld and Nicolson, 1968).