Engenharia Biomédica: um fado material... ou não?

A Engenharia Biomédica, como formação universitária dedicada à fronteira da engenharia e medicina, nasceu em Portugal há 10 anos, com a inauguração da primeira licenciatura a abrir no país, no Instituto Superior Técnico em Lisboa.

Surgiu de uma iniciativa de físicos, do Departamento de Física dessa escola. A Física, por natureza, é abrangente. Há uma fronteira em expansão, a que podemos chamar Biofísica, unindo a Física à Biologia e à Biomedicina. A Física enquadra os conceitos que alicerçam a explicação e a intervenção de processos variados, da fisiologia à biomecânica. A iniciativa dos físicos agregou com rapidez e entusiasmo oito departamentos de várias especialidades de engenharia do Instituto Superior Técnico. E a Física, sempre aberta ao futuro, percebeu que a formação a oferecer devia ser alargada, e chamar-se Engenharia Biomédica. A Faculdade de Medicina da Universidade de Lisboa foi um parceiro crucial nessa iniciativa, desde o primeiro instante, e a essa escola cabe ainda hoje a responsabilidade científica e pedagógica de cerca de um quinto das disciplinas. No fim de um ciclo, surgem agora os primeiros doutoramentos dos alunos pioneiros, que se licenciaram há 5 anos.A Engenharia Biomédica é um dos poucos exemplos de actividade das nossas universidades onde a investigação foi a reboque do ensino, alimentando-se e engrossando-se com este, com as dissertações desenvolvidas por estudantes, e com as sinergias que o ensino, pelo menos no IST, impôs a duas culturas anteriormente bem separadas e distintas: a dos professores engenheiros e a dos professores médicos.

Na Engenharia Biomédica conflui muita inovação e ciência de natureza variada. Podemos começar, por exemplo, pela nanotecnologia e a possibilidade de transporte de medicamentos especificamente direccionados, sem desvios, a determinados tecidos, reduzindo efeitos colaterais inevitáveis doutra forma. Há também a revolução da imagiologia com as sofisticações recentes da técnica de ressonância nuclear magnética, que abre, sem abrir, o cérebro, o pensamento, o desejo, a emoção, a personalidade, de uma forma que deve fazer Freud mover-se no túmulo, com raiva por ter nascido cedo demais.

Com a Engenharia Biomédica, o que é a humanidade, isto é, o que é o ser humano, está a mudar depressa. Já não são só os óculos ou as próteses auditivas que nos ajustam nas nossas deficiências de interação com o mundo e os outros. Os tecidos e os orgãos com que nascemos começam a poder ser substituídos, amparados e melhorados com verdadeiras maravilhas, emergentes da sínteses da mecânica com a ciência dos materiais, e o controlo e processamento de sinais. A possibilidade de sermos meio-cyborgs-meio-humanos já não é um desvario da ficção científica. Um outro exemplo que também pertence à Engenharia Biomédica, são as base de dados gigantescas, organizadas numa web interactiva, fantasticamente vasta e variada, que têm o potencial de dar aos médicos uma ferramenta fantástica de apoio à decisão, mais informada e universal que nunca.

Tudo isto é vida. Tudo isto é fado. Tudo isto é Engenharia Biomédica. Desta feita, património material ou... materializável. Desde que não desperdicemos dez anos de desenvolvimento e formação de uma geração que está aí: com conhecimento na cabeça, vontade na alma. E com essa grande bagagem na mão, pronta a partir. Escrevo estas linhas para dar a conhecer os nossos engenheiros biomédicos, do IST e não só, para que se possa impedir que os bons abandonem todos o país e sejam levados para outros mundos, onde a fartura pode ser maior. Mas a alma e capacidade decerto não. 

A eterna expansão: supernovas, o destino do Universo e o Nobel da Física de 2011

Ana Mourão, professora do IST e investigadora do CENTRA.

O Prémio Nobel da Física de 2011 foi recentemente atribuído a Saul Perlmutter, Adam Riess e Brian Schmidt pela sua descoberta da expansão acelerada do universo, através da observação de supernovas distantes.Para compreender melhor a essência e o impacto deste trabalho, conversámos com Ana Mourão, professora do Departamento de Física do Instituto Superior Técnico e investigadora do CENTRA - Centro Multidisciplinar de Astrofísica, que tem trabalhado nesta área. 

Em que medida é que o trabalho dos três premiados deste ano revolucionou a física actual?

O trabalho dos três premiados - Saul Perlmutter, líder do Supernova Cosmology Project, Adam Riess e Brian Schmidt do High-z Supernova Team - demonstrou que a expansão do universo é uma expansão acelerada. E também é necessária a existência de uma forma de energia, a que se chama energia escura, que seja responsável pela aceleração. Esta descoberta, totalmente inesperada, veio contradizer os modelos sobre a evolução do universo aceites pela maioria da comunidade científica durante mais de 60 anos.

Até hoje, passados mais de 10 anos, continuamos sem perceber essa energia que faz o universo expandir de um modo acelerado. É por isso uma descoberta revolucionária, de impacto ainda incalculável na cosmologia e, arrisco a dizer, na física fundamental. 

Note-se que a expansão do universo é conhecida desde o início do séc. XX, graças ao estudo de espectros de galáxias. Em 1914 Vesto Slipher anunciou que observava um desvio para o vermelho nas riscas espectrais da maioria das galáxias. Estes resultados, combinados com as observações de Edwin Hubble e do seu colaborador Milton Humason no Observatório do Monte Wilson, levaram Hubble a enunciar, em 1929, a lei da expansão universal. Esta lei é hoje conhecida como a lei de Hubble. Segundo Hubble, as galáxias afastam-se de nós a uma velocidade que é proporcional à distância a que se encontram: quanto mais longínquas, maior a velocidade de afastamento. 

A lei de Hubble teve implicações nos modelos de origem e evolução do universo. Os astrofísicos acreditam que o universo teve origem no Big Bang, e desde então está a expandir-se. Até aos resultados pioneiros de Perlmutter, Riess e Schmidt, o modelo aceite era que a expansão seria cada vez mais lenta (desacelerada). A gravitação, uma força de atracção universal, justificaria a desaceleração da expansão do universo, de um modo semelhante como desacelera uma maçã que atiramos ao ar, fazendo-a cair. 

Dependendo da quantidade de matéria existente no universo, este pode expandir-se para sempre. Em alternativa, a desaceleração da expansão pode ser mais forte e a expansão pode estar destinada a parar, iniciando-se uma contracção que termina num Big Crunch.

Expansão para sempre ou Big Crunch? A resposta a este mistério cósmico dependia da determinação do valor da desaceleração do universo. E a missão do Supernova Cosmology Project e do High-z Supernova Team foi precisamente tentar determinar essa desaceleração.

Para tal, mediram o desvio para o vermelho e a luz recebida de um certo tipo de supernovas, as chamadas supernovas do tipo Ia. Algumas das supernovas observadas explodiram a mais de 7,5 mil milhões ano-luz, metade da idade do universo. O espanto surgiu quando se aperceberam que as supernovas aparentavam ser menos brilhantes do que se esperava se o universo estivesse em expansão desacelerada.

Isto queria dizer que o parâmetro da desaceleração era negativo, ou seja, que o universo se expande de um modo acelerado. Recuperou-se a ideia de Einstein da constante cosmológica e da possibilidade de existir uma forma de energia que pudesse acelerar o universo. 

Qual a ideia básica do trabalho? Qual a metodologia?

Convém talvez tentar clarificar a ideia básica associada à utilização de supernovas em cosmologia. A ideia básica tem a ver com o facto de um tipo de supernovas (as tais de do tipo Ia) serem fenómenos astrofísicos extremamente energéticos e, portanto, detectáveis mesmo quando ocorreram há milhares de milhões de anos. E como a luz que emitem tem características bem definidas, medindo a luz que recebemos e o desvio para o vermelho associado é possível determinar a distância que essa luz percorreu até ser detectada. Naturalmente, a distância percorrida pela luz depende de como o universo se expande. 

Imagine-se uma experiência simples e mais ou menos semelhante: calcular a altura a que está um candeeiro no tecto, medindo a quantidade de luz que incide sobre uma folha de papel no chão. Para o conseguir, só é preciso saber a potência da lâmpada. Quanto mais afastada esta estiver, menos luz incide na folha de papel. No nosso caso, a lâmpada é a supernova do tipo Ia, e a folha é o nosso detector.

Assim, observando a energia (luz) que nos chega de supernovas que explodiram a várias distâncias e comparando esse valor com o desvio para o vermelho observado, é possível determinar a história da expansão do universo. Verificou-se que as supernovas mais distantes eram menos brilhantes do que o esperado. Isso queria dizer que estavam mais longe do que deveriam estar. Usando o nosso exemplo, era como se alguém tivesse pegado na candeeiro e o estivesse a afastar. E a afastar de tal forma que, quanto mais longe estiver de nós, maior é a aceleração.

Quais as possíveis causas para a aceleração da expansão do universo que foi medida?

Até ao momento não há ainda uma explicação para a expansão acelerada do universo. Bom, para sermos mais correctos, é preciso reconhecer que a criatividade dos cientistas permite que haja muitas hipóteses, mas na realidade podemos estar ainda longe de perceber a aceleração da expansão universo.

Apenas se sabe que há uma energia que consegue compensar a gravitação e que, sendo ainda mais forte, dá origem à aceleração do universo. Sabe-se que essa energia corresponde a cerca de 3/4 da energia do universo. A essa energia desconhecida chama-se energia escura. A relação com a constante cosmológica de Einstein está também por esclarecer. 

Há muito trabalho de observações e trabalho teórico a ser desenvolvido em muitos países para tentar perceber o que poderá ser essa energia. No CENTRA participamos nesse esforço internacional, nesse trabalho teórico e observacional. Apesar de tudo e passados mais de 10 anos, a resposta continua por descobrir.

Desde quando dedica a sua investigação ao estudo da luz emitida pelas supernovas?

Começámos a colaborar com o Supernova Cosmology Project (SCP), liderado por Saul Perlmutter, há 14 anos. Numa primeira fase, a Patrícia Castro, então aluna finalista da Licenciatura de Engenharia física Tecnológica (LEFT) do IST e o Nelson Nunes, um aluno recém-licenciado da LEFT, aceitaram o desafio que lhes propus de participar neste projecto de colaboração que estávamos a iniciar.

Estiveram a estagiar quase um ano no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, Universidade de Berkeley, no SCP. Ambos tiveram a sorte de contribuir para o trabalho, cuja importância foi agora reconhecida com a atribuição do prémio Nobel a Perlmutter. Ambos são co-autores do artigo onde a descoberta foi registada. Foi de facto um excelente início.

Desde então, o trabalho tem continuado na nossa equipa no CENTRA com a participação de investigadores, estudantes de licenciatura, mestrado e doutoramento de vários países. Temos participado directamente em descobertas e estudos de supernovas usando vários telescópios como o JKT, WHT, NOT em La Palma, CFHT no Havai, e mais recentemente o telescópio no Observatório de Calar Alto em Espanha.

Para além da colaboração com o SCP, com quem publicámos vários artigos em co-autoria, temos participado também em várias colaborações internacionais como o Supernova Legacy Survey e o European Supernova Cosmology Consortium. Mais recentemente temos colaborado com investigadores do GEPI-Observatório de Paris e do ESO. 

Como é que a equipa portuguesa se inseriu numa das equipas internacionais cujo líder foi agora distinguido?

Uma das condições para fazer ciência em Portugal é colaborar com equipas internacionais. Isto é reconhecido como sendo obrigatório para investigadores. Mas considero a mobilidade extremamente importante para a formação de estudantes como futuros jovens investigadores. Por isso faço os possíveis para que os estudantes com quem trabalho realizem estágios em instituições de investigação de outros países. 

Falei sobre isto com o Pedro Gil Ferreira, actualmente professor na Universidade de Oxford, e que há 14 anos era investigador na Universidade de Berkeley, EUA. O Pedro Gil Ferreira apercebeu-se que vários grupos de investigação da Universidade de Berkeley tinham capacidade e interesse em receber estudantes. Decidi arriscar.

Um dos grupos que procurava estudantes era precisamente o Supernova Cosmology Project. Pareceu-me que, dos vários projectos possíveis, o SCP era talvez o projecto mais interessante. O objectivo científico e a metodologia eram claros e permitiria a integração de jovens estudantes finalistas. O objectivo, como já referi, era medir a desaceleração do universo a partir da observação de supernovas. Os conceitos teóricos são relativamente simples. 

Ainda me lembro do momento em que optei pelo SCP e como a clareza e simplicidade pesaram na decisão. Depois foi necessário procurar financiamentos e escolher os candidatos ao estágio em Berkeley. Os seleccionados foram, como referi, a Patrícia Guiod Castro e o Nelson Nunes, do IST. Quanto aos financiamentos, tivemos a visão da FLAD-Fundação Luso-Americana para o Desenvolvimento, que deu o apoio financeiro indispensável para o arranque, apesar de ser um projecto muito incipiente. E, já em Berkeley, tiveram o apoio do Portuguese Studies Program.

Os prémios Nobel em física mais recentes foram atribuídos a trabalhos (grafeno, telecomunicações, física nuclear, matéria condensada, óptica...) em domínios da física fortemente ligados a aplicações. O deste ano parece ser o mais remotamente afastado dos interesses do dia-a-dia. É verdade? Que impacto pode trazer este trabalho para o cidadão comum?

Creio que há duas questões a considerar. Em primeiro lugar, suponho que todos nós nos interrogámos sobre "o que são aquelas luzinhas no céu?", "por que é que a Lua não cai?", "qual a Origem e evolução do universo?". A história do universo, a sua origem e evolução interessam a cientistas, mas há também uma grande curiosidade natural na sociedade sobre estas questões.

O prémio Nobel deste ano valoriza o conhecimento científico, é verdade. E repare-se quantos prémios Nobel foram atribuídos, só nos últimos anos, a descobertas relacionadas com puro conhecimento: 2008, 2006, 2004, 2002, 1999. E há muitos mais. O comité Nobel reconhece a importância da ciência fundamental.

Os países mais desenvolvidos, com políticas de desenvolvimento a longo prazo, reconhecem a importância do conhecimento fundamental e investem enormes verbas no seu desenvolvimento. Porquê? Porque o conhecimento científico tem de facto um enorme impacto no cidadão comum.

Há ainda outra questão que me parece também muito importante. O progresso científico está intimamente relacionado com o desenvolvimento tecnológico, e é também um motor desse desenvolvimento. Por exemplo, para a descoberta da expansão acelerada do universo, há cerca de 20 anos, foi fundamental a utilização de câmaras de CCD acopladas aos telescópios e o desenvolvimento de novas formas de processamento de imagem. Hoje em dia, o uso de sensores CCD está generalizado, por exemplo nas câmaras fotográficas digitais.

Relativamente ao processamento de imagem, é interessante referir que há casos de investigadores que, tendo trabalhado em astrofísica, optaram por empregar técnicas semelhantes em várias áreas da medicina. Ou seja, mesmo a investigação que parece sobretudo fundamental acaba por vir a dar frutos para a sociedade, mesmo em áreas à partida inesperadas. Tem sido sempre assim. E os cientistas estão conscientes disto.

Os desenvolvimentos da física fundamental do século XX, tais como a teoria da relatividade e a mecânica quântica estão na base do enorme desenvolvimento tecnológico da sociedade do século XX. É natural que assim continue no séc. XXI. Por isso continuamos a trabalhar. Talvez voltemos a falar sobre este tema ... quem sabe?

Portugal já tem uma Sociedade de Óptica

Irá decorrer em Braga, de 3 a 7 de Maio de 2011, a 1ª Conferência Internacional em Aplicações da Óptica e da Fotónica, organizada pela recentemente criada SPOF - Sociedade Portuguesa para a Investigação e Desenvolvimento em Óptica e Fotónica. Esta conferência reúne cerca de 300 especialistas dos cinco continentes, em todas as áreas da óptica, lasers, fotónica e áreas científicas associadas. Contará ainda com a presença de 40 oradores convidados de elevado prestígio internacional e das mais relevantes personalidades em representação das principais sociedades científicas internacionais de óptica e de diversas congéneres nacionais da Europa, África, Ásia e Américas.

Esta conferência trata-se da primeira grande iniciativa da SPOF, que assim se apresenta às suas congéneres internacionais. De facto, até agora Portugal não tinha uma sociedade representante na Sociedade Europeia de Óptica , lacuna que a SPOF veio preencher. A SPOF é, também, membro fundador da Rede Ibero-Americana de Óptica , e conta com o apoio da Sociedade Internacional de Engenharia Óptica (SPIE) e da Comissão Internacional de Óptica (ICO).

A óptica e a fotónica e as suas aplicações são um campo em crescimento acelerado no início deste século, com um vasto alcance aos níveis científico, tecnológico e industrial. A fotónica -  a geração, propagação, controlo e detecção da luz - estende-se por áreas diversificadas como os lasers para investigação, processamento de materiais, litografia, aplicações médicas, detecção e medida, iluminação, telecomunicações, armazenamento e leitura de informação digital, sensores, corte e soldadura, conservação e restauro, computadores ópticos, produção de raios-x, e um grande número de aplicações que abrangem desde a investigação fundamental em laboratórios até aos consumíveis de entretenimento para o público.

A SPOF foi formalmente criada em finais de 2009 com o objectivo de promover a óptica nas vertentes de investigação científica e tecnológica mas também da formação e educação em óptica pura, aplicada e fotónica. Segundo o Prof. Manuel Filipe Costa, do Dep. de Física da Universidade do Minho, e promotor da sociedade e da conferência, "entre as actividades previstas encontram-se a edição de publicações, a promoção de projectos de investigação científica e tecnológica em óptica e fotónica, de divulgação e na área da educação em óptica, a organização de conferências, cursos e outros eventos de promoção de cooperação entre os membros da associação."

O aumento da visibilidade internacional da investigação portuguesa em óptica e a promoção da cooperação internacional são outros dos objectivos da associação, que está aberta à participação de todos os indivíduos e instituições envolvidos em investigação pura e aplicada em Óptica e Fotónica, em educação e comunicação científica, na indústria e a todos os interessados e empenhados no desenvolvimento destas áreas em Portugal.

Scans e uploads de 2010 e depois

Com o fim de mais um ano manda a tradição que se façam balanços, por um lado, e intenções ou previsões, por outro. Resistirei nestas linhas à tentação de listar os êxitos da física deste ano? Quanto a previsões, e porque a ciência é cheia de surpresas, prefiro prever o que não poderá, em vez do que poderá, acontecer.

Por maior que seja, a lista do que aconteceu em física durante um ano é sempre parcial e distorcida: a ciência faz-se e desfaz-se, e pode necessitar de tempo para se revelar em pleno, para as ideias se enraizarem ou se evaporarem. Por exemplo, o LHC ter entrado em funcionamento a 10 de Março foi importante, mas agora é mais relevante que centenas de estudantes de doutoramento vão ter o privilégio de digerir os resultados nesta nova fronteira extrema de energia, e que novas perspectivas surjam das suas dissertações de doutoramento. Noutras fronteiras, conseguiu-se criar um condensado de Bose-Einstein feito de fotões e ainda lasers de fonões (simplificadamente, lasers de som). Como vão as promessas de inovação assim levantadas, respectivamente, no fabrico de células solares e em técnicas de imagiologia 3D, concretizar-se? 

A física tem inexoravelmente passado do laboratório, e dos computadores, para a vida. Um dos exemplos que escolhemos para este número especial é o das aplicações à Biologia e à Medicina. Foi no século XVIII que de forma generalizada se afirmou o potencial da aplicação da ciência na vida quotidiana, em particular na medicina e na saúde: nos salões privados encenaram-se entretenimentos bizarros, alguns com base nas aplicações da recém-descoberta electricidade à medicina. E nem sempre só rãs foram utilizadas. Houve mesmo desvarios de aplicações de choques eléctricos em pessoas para curar cegamente doenças. Hoje o optimismo nas aplicações da ciência é menos ingénuo, mas uma dose certa deste optimismo ainda faz bem: é preciso para disparar a imaginação e o engenho. A experiência ao longo dos tempos fez-nos mais cépticos, o que também não faz mal: o cientista é um progressista conservador. E com as aplicações na medicina há razão redobrada para não se poder experimentar tudo, e é mais que essencial o cruzamento interdisciplinar da ciência (dura) com as questões do direito, ética e política (do bem colectivo e bem privado).

Até noutros sectores sem ser a saúde, esta ligação entre a ciência e o direito tem de ser, e vai ser cada vez mais, a regra. Aqui nos USA onde escrevo este editorial, uma das polémicas do Outono/Inverno foi a utilização de scans para segurança nos aeroportos. Outros scans poderão vir a tornar-se vulgares no futuro. Por exemplo, a tecnologia baseada em Arterial Spin Labeling (ASL) incorporada à imagiologia por Ressonância Magnética, de que se fala neste número, avalia com precisão a hemodinâmica cerebral, e poderá vir a ser utilizada em programas para monitorizar populações, de forma a precocemente se aplicarem tratamentos que travem ou aliviem o desenvolvimento da doença de Alzheimer (em Portugal o número de mortes por ano declaradas como devidas a esta doença, passou de 200 em 1995 para 1500 em 2010!) . As questões éticas e de direito que tais programas de prevenção levantam excedem certamente em gravitas e consequências, a da violação do pudor privado dos strip virtuais dos aeroportos. É provável que nas sociedades com grande duração e qualidade média de vida, passada a crise económica de hoje, programas como este se juntem aos programas nacionais de vacinação infantil de há cinquenta anos.

Com a possibilidade de os scans actuais revelarem actividade cerebral e serem cartografias de pensamento, no ponto em que estamos, apenas acredito que em 2011, e nos anos mais próximos, ainda não vai ser possível fazer o downloads ou uploads de indivíduos - com o todo das memórias, convicções, personalidade, manias e desejos de cada um - com o click de uma tecla de computador. E apenas a simulação de um indivíduo, uma outra forma de clonagem sem tubos de ensaio, não poderá vir a ser possível? Talvez. Mas a nova humanidade só poderá surgir quando hardware e software se misturarem num só, como no cérebro. Não será em 2011, certamente. (No máximo, no equivalente aos salões sociais e redes de partilha de conhecimento do século XVIII - o Facebook - a febre de exposição colectiva pode acabar em posts de scans e filmes coloridos de cérebros, iluminados como árvores de Natal, mas só isso por enquanto... )

Outra certeza, esta ainda mais certa, é que 2011 vai ser o Ano Internacional da Química - IYC - em comemoração dos 100 anos de atribuição do prémio Nobel da Química a Marie Curie, como declarado pela UNESCO. E ainda o ano das comemorações do centenário da descoberta do núcleo do átomo por Ernest Rutherford, entre as quais a Rutherford Centennial Conference on Nuclear Physics, a realizar em Manchester no mês de Agosto.

Hexágonos, carbono e o Prémio Nobel da Física de 2010

Um plano, ou monocamada, de grafeno, ao lado de dois planos, ou bicamada, do mesmo material. A zona mais escura corresponde muitos planos de grafeno empilhados.

Peter Blake, Universidade de Manchester

No romance de Edwin Abbot "Flatland: A Romance of Many Dimensions", é criado um mundo abstracto bidimensional habitado por polígonos; a novela é uma crítica à sociedade e cultura Vitorianas. Nesse mundo abstracto a duas dimensões, embora pertencentes à nobreza, os hexágonos ocupam o nível mais baixo dessa classe social. Ora todos sabemos que não existem mundos bidimensionais povoados por hexágonos. E, contudo, a Academia Sueca das Ciências distinguiu com o Prémio Nobel da Física de 2010 um mundo bidimensional povoado apenas por hexágonos em cujos vértices residem átomos de carbono, elevando, deste modo, aquele polígono ao mais alto estrato da nobreza dentro das ciências físicas.

Os laureados com o Prémio Nobel da Física de 2010 são os Professores André Geim e Kostantin Novoselov. A citação relativa à atribuição do prémio é: "pelos seus trabalhos revolucionários sobre o material bidimensional grafeno". O que é, então, o grafeno? Esta nova forma de carbono puro consiste numa rede de hexágonos cujos vértices são ocupados por átomos de carbono. Ou seja, o grafeno é uma folha de espessura atómica - da espessura de um único átomo de carbono, tornando real o mundo imaginado por Abbot. No grafeno os hexágonos estão fixos enquanto que alguns dos electrões do carbono são livres de se movimentarem por toda a rede, saltando de átomo de carbono em átomo de carbono. Este sistema é o sólido mais fino que alguma vez a Natureza produzirá. Na verdade, antes dos resultados de 2004 obtidos pelo grupo do Prof. Geim qualquer físico diria que um material como o grafeno não poderia nunca existir. Felizmente a Natureza é muito mais imaginativa que o seu principal inquiridor. E assim cá temos o grafeno.

O método original de produção de grafeno é tão simples que chega a parecer ingénuo. A grafite (ou carvão) é o empilhamento de um número gigantesco deste planos de hexágonos, sendo produzida pela Natureza ao longo de milhões de anos, a partir de matéria orgânica, por processos fisico-químicos muitos lentos. A ideia da equipa liderada por  André Geim foi a de conseguir remover de um cristal de grafite um único desses planos. Como? Simplesmente usando fita-cola para esfoliar a superfície da grafite, um pouco como quem depila as pernas usando cera. Assim, tal como os pelos das pernas vêm agarrados à cera, também folhas individuais de grafeno vêm agarradas à fita-cola. Depois, pressiona-se a fita-cola num vidro e usando um microscópico convencional procura-se por um deste planos nos resíduos deixados no vidro. Com alguma persistência encontram-se planos tão grandes como o que se ilustra na figura. Recentemente, um novo método químico, envolvendo reacções de gases contendo carbono em contacto com superfícies de cobre aquecidas, permite produzir folhas de espessura atómica com cerca de 50 cm de lado. Que tal soa termos nas nossas mãos uma folha de um átomo de espessura?

No testamento de Alfred Nobel a física é a primeira ciência a ser nomeada. Na parte que interessa para este texto pode ler-se: "The whole of my remaining realizable estate shall be dealt with in the following way (...) distributed in the form of prizes to those who, during the preceding year, shall have conferred the greatest benefit on mankind."

A pergunta ocorre com naturalidade: quais os benefícios que o grafeno trouxe, ou trará ainda, à humanidade? Hoje em dia a interpretação do que a palavra "benefícios" significa é algo lata, pois inclui tanto aplicações práticas como avanços significativos no conhecimento que a humanidade tem da Natureza, sem que a isso estejam necessariamente ligadas aplicações de natureza utilitária. No caso do grafeno encontramos os dois mundos reunidos: o do avanço do conhecimento em áreas virgens da Natureza e o das aplicações úteis para a vida das pessoas, decorrentes das investigações fundamentais.

Do ponto de vista da física fundamental, o aspecto mais extraordinário é o facto dos electrões no grafeno, ou seja, movendo-se no tal mundo bidimensional de hexágonos bem ordenados, comportarem-se como se fossem partículas que perdem toda a sua massa, ou seja, partículas no chamado regime ultra-relativista. Por essa razão, foi necessário recalcular todo um conjunto de propriedades electrónicas para os electrões no grafeno, pela simples razão de não haver nem livros nem artigos de onde copiar os resultados. Nunca antes tinha ocorrido aos físicos que num sistema sólido, em cima duma bancada de laboratório, os electrões, como que por magia, perdessem toda a sua massa. Depois do grafeno, todos os  novos livros de texto de ensino universitário para os cursos de física da matéria condensada irão incluir novos capítulos sobre este material, e livros mais especializados irão ser-lhe inteiramente dedicados.

No que diz respeito às aplicações utilitárias do grafeno, são elas também inúmeras, algumas já em processo de fabricação em massa. Assim, a atribuição do Prémio Nobel, em tempo muito curto - cerca de seis anos desde a descoberta do grafeno, a qual ocorreu no final de 2004 - a André Geim e Konstantin Novoselov, premeia quer o avanço do conhecimento fundamental quer, como Alfred Nobel deixou escrito, o facto do material prometer muitas e variadas aplicações que beneficiarão a humanidade.

Que aplicações são essas de que atrás se falou? Sendo elas inúmeras, talvez as mais importantes sejam: 

• Novos paneis tácteis ("touch-screens") para monitores de computadores e aparelhos de comunicação móvel. Um novo e recente método de produção de grafeno (diferente do que acima se explicou)  permite produzir folhas deste material de cerca de 50 cm de largura, sendo possível ter entre as nossas mãos uma folha de espessura atómica. Como o grafeno é transparente, é claro que pode ser usado para produzir monitores. Como é flexível e não quebra com facilidade trará mais durabilidade aos monitores desses aparelhos. Como a sua produção é muito mais barata que os óxidos transparentes usados hoje em dia, trará uma diminuição do preço das tecnologias - aspecto que será muito apreciado.
• Células solares. As células solares necessitam de eléctrodos transparentes à luz, numa larga gama de frequências. A transparência, a flexibilidade, a resistência às deformações e o facto de ser metálico, tornam o grafeno um excelente material para este tipo de dispositivos.
• Detectores de radiação, quer para antenas de uso militar quer para sistemas de vigilância em aeroportos.
• Sensores de pequenas quantidades de certos tipos de moléculas em ambientes fechados. A condutividade eléctrica do grafeno é muito sensível ao tipo de moléculas que se ligam à sua superfície, pelo que se poderão conceber detectores para espécies químicas específicas. Este tipo de "nariz" para gases tem o seu poder olfactivo muito aumentado quando a superfície do grafeno é funcionalizada com ADN.
• Sensores de tensão. A condutividade eléctrica do grafeno depende do estado de deformação do material. Este sustenta deformações até 20% sem quebrar e sem comportamento plástico. É concebível a incorporação em estruturas de sensores baseados em grafeno, para monitorizar estados de deformação das mesmas.
• Sequenciação das bases que constituem o ADN. Produzindo pequenos orifícios numa membrana de grafeno e fazendo passar por esse orifício moléculas de ADN, mostrou-se que a corrente eléctrica através do orifício é sensível ao tipo de base.
• Metrologia, na definição do padrão de resistência eléctrica, recorrendo ao efeito de Hall quantificado.

Finalmente, quem são André Geim e Kostantin Novoselov? São físicos para os quais o gozo está na compreensão dos mistérios da Natureza. Não têm medo de investir tempo em projectos que podem muito bem falhar. Não ficam presos por toda a vida ao que em dado momento aprenderam a fazer, acumulando publicações com a ferramenta que sabem usar. São pessoas extremamente exigentes consigo mesmos e como todos aqueles com quem colaboram. São colegas de fino humor e com que se passa um almoço em agradável companhia.

Como última nota, que esta descoberta estimule e motive os estudantes do Ensino Secundário a escolherem o estudo da Natureza, isto é a Física, como área de formação superior. Ao fim e ao cabo, o Prémio Nobel está ao alcance de um bocado de carvão e de uma fita-cola!

Kostantin Novoselov recebe o Prémio Nobel por trabalho de investigação que realizou enquanto estudante de doutoramento.

André Geim gosta muito de mergulho aquático, de escalar montanhas e é o primeiro físico a acumular os Prémios Ig-Nobel (2000) e Nobel (2010). (O prémio Ig-Nobel é atribuído a trabalhos científicos que "primeiro fazem as pessoas rir e depois pensar".)

Constantes inconstantes criam revolução na física?

NASA/ESA

Resultados recentes de observações astronómicas parecem pôr em causa um dos pilares fundamentais da física moderna: o de que as chamadas constantes fundamentais da natureza são... bem, constantes. Pode parecer um simples pormenor matemático, mas longe disso: se as medições estiverem correctas, o Universo é muito mais misterioso e complexo do que aquilo que pensamos - e, por mero acaso, nós vivemos numa pacífica vizinhança cósmica em que as constantes parecem ter os valores ideais.

Mas esta conclusão está longe de ser consensual, e os resultados estão a causar grande controvérsia na comunidade de astrofísicos. De facto, a serem verdade obrigariam a uma reformulação completa da famosa teoria da relatividade de Einstein, que assenta precisamente no princípio de que as leis da física são iguais em todo o Universo. E esta teoria, testada com sucesso vezes sem conta, é uma das bases mais sólidas do nosso conhecimento actual.

Desde que Newton viu a maçã a cair e teve a inspiração que o levou a formular a teoria da gravitação universal que os físicos sabem que a natureza é regulada por um conjunto de "números mágicos": constantes fundamentais que têm valores universais (isto é, iguais em todo o Universo), e cujos valores não podem ser deduzidos por cálculos, mas apenas medidos experimentalmente. Encontram-se entre estas a constante da gravitação universal, que determina a força com que, por exemplo, as estrelas e os planetas se atraem, ou a constante da estrutura fina (conhecida por alfa), que governa a interacção entre a luz e a matéria. Ninguém sabe por que estas grandezas têm os valores que têm, mas sabe-se que se fossem ligeiramente diferentes o resultado seria caótico: por exemplo, se alfa tivesse um valor apenas 4% diferente, as estrelas não seria capazes de sintetizar carbono e oxigénio - e, logo, a vida como a conhecemos não seria possível. Assim, alfa - que curiosamente tem um valor de cerca de 1/137 - é um dos números-chave mais importantes da natureza.

Mas um artigo agora publicado pelo físico John Webb , da Universidade da Nova Gales do Sul em Sydney, Austrália, vem sugerir que alfa tem um valor um pouco diferente em regiões remotas do Universo. Ainda mais surpreendente é a conclusão de que a suposta variação do valor de alfa tem uma orientação específica: aumenta para um lado do Universo, e diminui para o outro. No meio estamos nós, onde alfa tem o valor "certo". No quadro da física moderna, esta hipótese é uma autêntica heresia!

Webb e os seus colaboradores retiraram estas conclusões da análise de centenas de observações astronómicas obtidas com o Very Large Telescope (VLT) no Chile. Já há uma década atrás, Webb tinha-se baseado em resultados obtidos no telescópio Keck no Havai para propor que alfa teria variado no tempo, ao observar linhas espectrais da luz emitida por  quasares longíquos, há 12 milhares de milhões de anos atrás. Com este novo resultado, a polémica atingiu um ponto escaldante.

Orfeu Bertolami, astrofísico do Instituto Superior Técnico em Lisboa, está céptico em relação ao trabalho de Webb, e explica os seus motivos: "A independência das leis da física da posição no espaço é um dos pilares fundamentais da teoria da relatividade geral de Einstein, e que, até ao presente, é consistente, com grande precisão, com todos os factos observacionais conhecidos. O resultado das observações de Webb e colaboradores contradiz directamente este preceito basilar da teoria de Einstein."

Carlos Herdeiro, da Universidade do Porto, partilha esta opinião: "A presente observação, a confirmar-se, traz uma novidade algo revolucionária. O paradigma da cosmologia é o 'princípio cosmológico': podemos escolher instante de tempo de modo a que o Universo é essencialmente igual em todo o lado, para um dado tempo. Contudo a presente alegação é que o Universo não é exactamente semelhante em todo o lado, isto é, a física depende da posição espacial."

Bertolami foi um dos participantes no recente simpósio "From Varying Couplings to Fundamental Physics" que decorreu em Lisboa no início de Setembro no contexto do Joint European and National Astronomy Meeting (JENAM 2010), e em que Webb participou através de vídeo-conferência desde a Austrália. Segundo refere, as suas dúvidas e as de muitos outros colegas não foram esclarecidas com esta interacção: "A questão mais preocupante refere-se aos erros sistemáticos inerentes à instrumentação utilizada (os telescópios VLT e Keck) e a dificuldade na selecção das linhas espectrais."

Na sua opinião, estes novos resultados são apenas uma variação da controvérsia iniciada há uma década, com a hipótese da variação de alfa no tempo: "Assistimos agora aos capítulos iniciais da 'novela' da variação espacial. Naturalmente, só a repetição das observações e a reprodução dos resultados por outros grupos de astrónomos poderá confirmar a validade desta alegada dependência." Herdeiro acrescenta: "Os resultados (de há dez anos) têm pouco significado estatístico e, após muitas re-análises dos dados, a inexistência de variação encontra-se ainda dentro da barra de erro. Ainda assim, as consequências de uma tal medição seriam tão importantes que muito trabalho teórico e observacional se seguiu às primeiras observações de Webb."

Mas e se Webb estiver correcto e, de facto, algumas constantes universais não o forem? Quais seriam as consequências para a nossa visão do Universo? "Como físico teórico, não vejo nada de particularmente extraordinário acerca da possibilidade de que alfa varie de sítio para sítio no Universo," afirma Bertolami. "É uma hipótese perfeitamente admissível que pode ser acomodada no contexto de muitas teorias mais gerais que a de Einstein." Herdeiro concorda: "Embora haja modelos de física de altas energias onde as constantes fundamentais aparecem naturalmente como campos dinâmicos (como a Teoria de Cordas), a comunidade científica é céptica relativamente a esta hipótese."

Contudo, segundo Bertolami, admitir esta possibilidade significa também reconhecer a nossa incapacidade de progredir em direcção a uma compreensão mais abrangente da natureza: "Até ao conhecimento detalhado desta teoria presumivelmente mais fundamental, teremos que abdicar da magnífica possibilidade de compreender a física do Universo, pois sem esta não sabemos o valor noutros sítios do Universo de grandezas que assumimos terem o mesmo valor em todas as partes. Assim, sem a teoria mais fundamental, a física fica reduzida ao estatuto aristotélico de descrever apenas acontecimentos cosmicamente locais. Uma perspectiva que eu julgo ser muito pouco auspiciosa."

Queres fazer investigação em Física? Aqui vão umas dicas

Não perguntes o que os outros podem fazer por ti, pergunta o que podes fazer pelos outros - e por Portugal. Foi com palavras como estas, com as devidas adaptações, que o presidente John F. Kennedy embalou, catapultando, a America para as glórias de várias conquistas, que vão das ciências e da conquista do espaço, às conquistas sociais das minorias, sem as quais certamente Obama não seria hoje presidente.  Por cá, temos que decidir: queremos ser inovadores e líderes cá dentro, e ter uma expressão  na Europa, ou desistimos já de Portugal,  e vamos ser líderes ou escravos noutro lado e emigramos, deixando Portugal para paraíso de turismo, onde o resto da Europa vem a banhos e visitar os Jerónimos?

Na recente notícia "Quero ser investigador de física e ninguem me ajuda" que apareceu no Expresso, um medalhado de bronze das Olimpíadas Internacionais de Física lamenta não ter apoios financeiros para ir estudar física na Universidade de Oxford e pede ajuda. Nunca tive pois melhor ocasião do que esta para repescar as palavras de John F. Kennedy. Neste momento encontro-me nos EUA, de que gosto muito e onde venho muitas vezes, e por isso a noticia do Expresso pareceu-me vinda literalmente de outro mundo. Aqui fala-se de ajuda também, mas para a estancar a miséria das cheias do Paquistão.

As Olimpíadas Internacionais da Física, IphO, são uma competiçao internacional anual em que o estado português participa por convite, desde 1994, e onde essa participação é da responsabilidade da Sociedade Portuguesa de Física (SPF). A SPF é responsável também pela realização prévia das Olimpiadas Regionais e Nacionais em Portugal, e é nestas útimas que selecciona a equipa que representa Portugal na edição da IphO seguinte. É ainda a Sociedade Portuguesa de Física que prepara  (coaching) os seleccionados, o que tem sido feito por um grupo de pessoas extremamente competentes e dedicadas à causa, do Departamento de Física de Universidade de Coimbra. Last but not least, o encargo financeiro envolvido, em todas as etapas e finalmente na viagem e estadia, etc, cabe à Sociedade Portuguesa de Física, que felizmente todos os anos tem recorrido com sucesso a financiamentos públicos e privados para o efeito.

Desejar ir estudar para Inglaterra e estar entre pares é legítimo e é uma coisa. Não estranho nada aí. Com o sonho, o "mundo pula e avança" já dizia o físico-poeta Rómulo de Carvalho-António Gedeão. Mas outra coisa diferente, convenhamos, é beneficiar de recursos que são públicos, da SPF, no treino para as Olimpíadas e numa viagem a Zagreb na Croácia, e depois dessa oportunidade conquistada e gozada, não pensar em fazer algo, senão pela SPF,  já agora pelo país, e as universidades desse país, por exemplo, em Lisboa, Porto, Aveiro, ou mesmo Coimbra, onde fez a sua preparação para as Olimpíadas? Como seria a Universidade de  Harvard, e de Oxford, se os americanos e os ingleses não tivessem orgulho nelas e os mais dotados ( para nao dizer os melhores) não tivessem estudado nelas?  E se Vasco da Gama tivesse decidido ir trabalhar para o Reino de Leão e Castela, existiriamos hoje como país?

No limite, a queixa ou lamento da injustiça de ter ganho uma medalha de bronze na Olímpiadas Internacionais e não ter direito a financiamento para ir estudar Física em Oxford, significa que o estado português deve investir o dinheiro dos contribuintes não em Portugal, nas universidades portuguesas, mas nas universidades de outros países. Portugal tem boas universidades e é o País da Europa com a maior taxa de crescimento em investigação. Dados do Inquérito ao Potencial Científico e Tecnológico Nacional (IPCTN) referente a 2007 davam Portugal como o país europeu onde o investimento em investigação e desenvolvimemnto mais cresceu. O aumento dos investigadores atingiu mais de 20 por cento, passando de 10.956 para 13.096 entre 2005 e 2007, representando 47 por cento do número total de investigadores em Portugal. Portugal tem provas dadas. E não é preciso recuar aos Descobrimentos: à laia de exemplo veja-se o artigo deste mês no New York Times : "If the United States is to catch up to countries like Portugal, energy experts say, it must overcome obstacles like a fragmented, outdated energy grid poorly suited to renewable energy".

Mas  não se trata só do sector da energia. Há apenas uma semana da data em que escrevo um doutorado (e licenciado) do Instituto Superior Técnico,  jovem colega meu, recebeu uma grant do European Research Council, um conselho de sábios, de um milhão de euros para fazer investigação e radicar um grupo de trabalho em Portugal. Com grande probabilidade, se o meu jovem colega tivesse estudado no estrangeiro tinha chegado ao mesmo nível de exigência e qualidade no seu trabalho,  mas a verdade é que o atingiu com alicerces em escolas portuguesas. A começar, se não me engano, numa escola na Póvoa do Varzim, de onde depois partiu para o IST, onde o conheci,  jovem e a transbordar esperança, capacidade, segurança. Será que o European Research Council não sabe o que está a fazer, e esbanja dinheiro, a sonhar com uma tímida saída da recessão? Ou está a fazer caridade?

Os físicos portugueses são convidados para dar palestras em qualquer lugar do mundo, escrevem livros e artigos com parceiros ingleses e americanos que não se preocupam por colaborarem com doutorados em Portugal. Pelo menos comigo sempre foi assim. Os portugueses estão presentes em todas as iniciativas de Ciência a grande escala ( CERN, ITER, ESO, etc).  Entre as várias coisas boas da Ciência, uma delas é que o que conta verdadeiramente é a capacidade de fazer e criar, independentemente de onde vimos e do que está escrito no nosso passaporte.  Nunca estive numa reunião com cientistas de outros países, em que alguma vez me ocorresse que não estava à altura das discussões - e licenciei-me e doutorei-me em Portugal. O que penso  sempre  é que sou como embaixadora de Portugal de certa forma, por isso tenho de dar o melhor. Outra dica relevante é que apesar do gozo que dá  fazer Ciência, também há frustação, e nem todos os dias temos na ponta dos dedos os equipamentos e os recursos de que precisamos. Temos então de escrever projectos, e argumentar aos outros, a quem cabe decidir, que devemos ter financiamento para esses meios,  pois sem eles perde-se bastante.

Se o sector privado quiser "ajudar" alguém a ir estudar para Oxford, é ainda outra história. Mas se eu gerisse fundos e os pudesse utilizar para esse fim, averiguava primeiro se, e senão porque é que não, a Universidade de Oxford contempla a pessoa em causa com uma bolsa. Se alguma universidade portuguesa decidir isentar de propinas um medalhado olímpico, nada a objectar também. Mas a analogia com o futebol não pega: Ronaldo e Figo não foram contratados por clubes estrangeiros sem terem dado provas no Sporting, já alguem o disse também antes de mim. E já agora ...antes das Olímpiadas na Croácia, já outros 7 portugueses ganharam medalhas...de prata e mesmo ouro. Não consta que tenham estendido a mão à caridade para por os seus talentos em acção nem que fossem ricos.

Um milhão de euros para estudar buracos negros

Vítor Cardoso , investigador do Departamento de Física do Instituto Superior Técnico, acaba de receber um prestigioso prémio do European Research Council no valor de cerca de um milhão de euros, para estudar a colisão de buracos negros  - um processo fundamental em Relatividade Geral, com aplicações na área da astrofísica e da física de altas energias - contribuindo o financiamento atribuído para o desenvolvimento do seu trabalho e da sua equipa.

Os buracos negros são objectos astrofísicos extremamente fascinantes. De acordo com a Teoria da Relatividade Geral, um buraco negro é uma zona do espaço onde o campo gravitacional é tão intenso que nem mesmo a luz consegue escapar do seu interior - por isso se chama "negro".

Um dos eventos mais espectaculares e violentos do Cosmos é a colisão de dois buracos negros. Em particular, a emissão de ondas gravitacionais por um sistema binário de buracos negros, especialmente na fase final em que estes estão próximos e coalescem, deverá ser um dos fenómenos mais tremendos na natureza.

Vítor Cardoso e o seu grupo têm-se dedicado ao estudo desta colisão usando os métodos da recente ciência conhecida como relatividade numérica - a resolução das equações da relatividade de Einstein através de supercomputadores. O seu trabalho é feito no âmbito de uma colaboração internacional que envolve um grupo do Instituto Superior Técnico e outro da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto. O prémio agora atribuído destina-se a investigar esta e outras questões fundamentais da física moderna.

Não é a primeira vez que Vítor Cardoso recebe um prémio de prestígio pelo seu trabalho: foi vencedor do Prémio Gulbenkian de Ciência em 2002 e 2005, do Prémio para Jovens Investigadores UTL/ Caixa Geral de Depósitos em 2008, e de uma bolsa Fulbright na Universidade do Mississippi em 2008/2009.

Os altamente competitivos prémios do ERC , conhecidos como "Starting Grants", visam fornecer apoio financeiro a jovens investigadores de forma a incentivar a criação de novas equipas de investigação pautadas pela excelência.

A física do Mundial: da vuvuzela à Jabulani

É comprida. É colorida. É barulhenta. E é capaz de provocar um ataque de nervos ao fã mais pacífico deste Mundial de Futebol.

Martin Meissner/AP

É o "instrumento musical" do Verão: a vuvuzela, espécie de corneta comprida, em forma de cone, originária da África do Sul. A sua presença tem sido (literalmente!) constante em todos os jogos, dentro e fora do estádio. Fãs de ambas as equipas apitam interminavelmente durante os noventa minutos, produzindo um zumbido de fundo permanente - supostamente para transmitir o apoio à equipa, se por apoio se entender um som parecido a uma manada de elefantes enfurecidos!

Uma simples vuvuzela de plástico é capaz de produzir sons com uma amplitude superior a 120 decibéis - comparável com um concerto ao vivo de rock pesado, e próximo do limite suportável pelo ouvido humano. Seria motivo suficiente para que a sua presença fosse proibida nos estádios, mas a FIFA tem entendido o contrário. Aparte a polémica, qual o segredo que faz com que um instrumento tão simples consiga atingir tamanho nível de ruído?

Como sucede com os instrumentos de sopro, tudo começa com a boca. Ao soprar com força numa vuvuzela, os lábios do tocador são postos a vibrar cerca de 235 vezes por segundo (isto é, a uma frequência de 235 Hertz), considerando um tubo de cerca de 70 cm de comprimento. Isto faz com que o ar saia em rajadas, que viajam pelo interior do tubo até atingirem a extremidade cónica. É aqui que o som é gerado, graças à ressonância com o ar que é posto em movimento.

Esta descrição também se aplica genericamente ao mecanismo que permitia a Charlie Parker tocar saxofone, mas não é preciso ser especialista em música para perceber que há uma diferença de qualidade entre os sons produzidos... De facto, o timbre característico de uma vuvuzela é provocado pela forma - semelhante a um sino alongado - da extremidade cónica. Esta faz com que o som original, a 235 Hz, dê origem a harmónicas , ou múltiplos da frequência: 470 Hz, 705 Hz, 940 Hz, etc. O efeito é semelhante a tocar uma guitarra eléctrica com distorção: um som "limpo" torna-se "barulhento". A presença das harmónicas é bastante notória numa vuvuzela, e a sua sobreposição faz com que tenhamos uma impressão de maior volume de som, uma vez que o ouvido humano atinge o máximo de sensibilidade na zona dos 3-4 kHz.

Além disso, o facto da vuvuzela produzir um som monocórdico, e do efeito ser amplificado por centenas ou milhares de tocadores em simultâneo, torna-a insuportável ao fim de alguns minutos de um ponto de vista psico-fisiológico. O que fará então à capacidade de concentração e de comunicação dos jogadores e treinadores em campo, bombardeados de vuvuzelas por todos os lados?

Se a maioria dos futebolistas é unânime a condenar a vuvuzela, as opiniões dividem-se quanto a outra protagonista deste Mundial, e que tem um papel muito mais importante: a bola Jabulani . Desenvolvido na Universidade de Loughborough (Reino Unido) para a marca Adidas, o novo esférico é o resultado de vários anos de aprimoramento tecnológico. A sua estrutura consiste em oito blocos tridimensionais unidos termicamente , sem juntas visíveis, o que a torna a bola de futebol mais próxima de uma esfera perfeita. A superfície está completamente coberta por vários padrões circulares de micro-saliências, que a Adidas baptizou de Grip'n'Groove, com o objectivo de a tornar mais estável aerodinamicamente. E, de facto, parece que é precisamente isso que faz, mantendo-se no ar durante mais tempo.

Mas a recepção dos jogadores - marcadores e guarda-redes - tem sido mista. De facto, o comportamento da Jabulani pode ser bastante diferente dos modelos anteriores, o que complica a vida tanto a quem quer planear o ângulo e a força para marcar um livre, como para quem tenta prever a sua trajectória para a conseguir agarrar. As críticas vão desde suaves, como a de Lionel Messi ("A bola é muito complicada") até às devastadoras, como a de Robinho ("De certeza que quem inventou esta bola nunca jogou futebol").

As notícias são particularmente más para aqueles jogadores a quem estamos habituados a ver marcar golos "impossíveis", como Cristiano Ronaldo. Segundo o físico Ken Bray, autor do livro "How to score: science and the beautiful game", se Ronaldo marcar os livres da mesma forma que faz com as bolas tradicionais, não vai conseguir o mesmo efeito , dado que a Jabulani atenua o efeito de imprevisibilidade na trajectória que o craque português gosta de utilizar.

Mas não há que perder a esperança. Quem sabe, a conjugação dos dois fenómenos pode produzir resultados positivos, e o zunir constante das vuvuzelas seja suficiente para desconcentrar o Ronaldo a tal ponto que acabe por, sem querer, acertar com a baliza...

Primeiros sinais de vida extraterrestre?

"Vida, Jim, mas não como a conhecemos" - a famosa frase de Mr. Spock de Star Trek bem poderia descrever o que os cientistas pensam ter encontrado na superfície de Titã, a maior lua de Saturno. A nave Cassini, que orbita o planeta dos anéis desde 2004, detectou provas importantes que são compatíveis com a existência de formas exóticas de vida baseadas em metano.

Visão artística da superfície de Titã.

NASA/JPL

Em dois artigos recentemente publicados, os cientistas revelam duas descobertas feitas pela Cassini , que investiga a actividade química à superfície de Titã. A primeira é que há moléculas de hidrogénio, criadas na alta atmosfera, que fluem em direcção ao chão e parecem desaparecer, como se algo as estivesse a consumir. A segunda é que não se encontra o composto químico acetileno nas quantidades que seriam de esperar à superfície.

O interesse destas duas conclusões é que já anteriormente tinham sido sugeridos modelos para formas de vida microscópicas, baseadas em metano, cujo "alimento" natural seria o acetileno. E o aparente consumo de hidrogénio é ainda mais revelador, já que, de acordo com o mesmo modelo, seria precisamente este o gás "respirado" pelos eventuais habitantes de Titã - tal como na Terra respiramos oxigénio e vivemos à base de água. Assim, uma descoberta destas teria ainda o impacto de demonstrar que é possível a existência de formas alternativas de vida, com uma química diferente daquela que conhecemos.

Titã tem vindo a atrair a atenção dos investigadores pelas invulgares condições que reúne, de entre os nossos vizinhos do Sistema Solar. É a única lua conhecida que possui uma atmosfera propriamente dita, e o único objecto celeste (além da Terra) em que se sabe existirem "mares" - grandes concentrações de matéria em estado líquido na superfície. Em 2004 a missão Cassini-Huygens descobriu lagos de hidrocarbonetos (moléculas à base de carbono e hidrogénio) nas regiões polares. A superfície do satélite é suave - ao contrário da da Lua, cravejada de crateras - e até parecida com a da Terra, moldada por ventos, chuvas e tempestades de metano. Por estes motivos, tem sido frequentemente apontado como um dos locais mais prováveis para encontrarmos os primeiros sinais de vida extraterrestre.

A missão Cassini-Huygens é um projecto conjunto da NASA (que construiu a nave orbital Cassini), da Agência Espacial Europeia (responsável pela sonda Huygens) e da Agência Espacial Italiana, dedicada ao estudo de Saturno e dos seus satélites. Lançada em 1997, chegou a Saturno sete anos mais tarde. A missão estava prevista terminar em 2008, mas a NASA decidiu prolongá-la, e espera-se agora que se mantenha activa até 2017.

Os dois fenómenos agora observados ainda não têm explicação. As observações continuarão, de forma a se poderem eliminar outros tipos de reacções ainda não conhecidas, de origem não-biológica. Mas entre a comunidade de astrobiólogos - que investigam a origem, evolução e possibilidade de vida noutros mundos - o entusiasmo é indisfarçável.