Vi uma lua no céu, vi outra lua no mar

Na mitologia grega, Ártemis era a deusa não só da caça como também da Lua. Enquanto isso os sete mares eram governados pelo deus Poseidon. Não são abundantes lendas que envolvam diretamente estes dois deuses, assim como na Antiguidade uma ideia que relacionava os mares e a Lua não foi levada muito a sério. Alguns séculos depois, essa ideia foi melhor e explorada e se revelou um curioso fenômeno físico. Refiro-me às marés. Desde tempos remotos, observou-se que o nível das águas do mar no litoral variava durante o dia, apresentando um nível máximo (maré alta) e o um nível mínimo (maré baixa). Na verdade, isto também pode ser observado nos rios, ou sobre todas as massas líquidas de extensão relevante sobre a superfície do planeta. A cada dia esta variação ocorre duas vezes: uma maré baixa alterna-se com uma alta num período aproximado de seis horas.Alguns observadores da natureza perceberam que durante uma das marés altas do dia a Lua estava alta no céu (quando ela estava visível, é claro) e concluíram que ela era responsável pelo fenômeno. Parecendo absurda, foi esta a ideia a ser explorada na era moderna pela teoria da gravitação. O fato é que as marés são causadas por influências gravitacionais de outros corpos sobre a Terra, tendo a Lua maior peso neste fenômeno, mais até que o Sol. Vamos entender o porquê. O que acontece basicamente é que a força gravitacional exercida sobre determinado corpo depende de sua distância. E o diâmetro da Terra é suficientemente grande em relação à sua distância da Lua para que o efeito gravitacional seja mais forte nos pontos mais próximos ao satélite do que nos mais distantes. Enquanto que para o Sol essa diferença é menor, já que ele está muito distante, mesmo tendo uma massa bem maior que a terrestre e a lunar.

Pois é, essa diferença gravitacional não vai ter tanto efeito na parte sólida do planeta: ela irá se comportar como se toda a força fosse exercida em seu centro. Mas isso não acontece na parte líquida: as águas que estiverem voltadas para a lua serão mais atraídas que esta parte sólida, aumentando o seu nível, resultando em maré alta. As águas da face oposta do planeta acabarão "ficando por inércia", por serem menos atraídas que o restante do planeta, resultando em maré alta também. As regiões intermediárias (que formam ângulos de 90° com a Lua), ficarão então com um nível menor, resultando na maré baixa. Dessa forma, a cada movimento de rotação da Terra, teremos, em um local do planeta, duas marés altas alternadas com duas baixas.

As fases da Lua também influenciam neste efeito. Primeiramente pelo fato de o movimento lunar gerar a cada dia um atraso no "horário das marés". E também por causa do efeito gravitacional solar. Quando a Lua está alinhada com o Sol (fases Nova e Cheia), a diferença entre marés altas e baixas é máxima, devido aos dois astros "somarem" seus efeitos. Quando ela está em quadratura com o Sol (Quartos Crescente e Minguante), este passa a agir nas regiões onde a maré é baixa, de forma que a diferença entre as marés é mínima.

Não se pode esquecer também, da variação anual das marés. Quando a Terra está mais próxima do Sol, o efeito deste nas marés é intensificado, de forma que a influência das fases da Lua passa a ser maior. Assim, numa determinada época do ano e fase da Lua, teremos as marés mais altas possíveis.

É isso, tava adiando há muito tempo esses meus dois posts de astronomia, explicando as estações e as marés, espero que os leitores gostem e entendam as referências mitológicas dos títulos. Ψ

A trilha de Apolo

"Às vezes parece que nossa vida é um verão
Somos felizes como os raios de Sol que tocam o chão
Mas se o solstício é o auge, a descida é o outono
O calor da vida nos abandona, nossa mente está com sono
O frio do inverno só nos deixa uma pequena chama
Tristes, solitários, gelados, pensamos: um dia ela inflama
Uma explosão de fogo anuncia a primavera
Se para a Terra foi um ano, para a vida é uma nova era"

Primavera, verão, outono e inverno. São famosas as quatro estações do ano. Para habitantes do Equador, como eu próprio, elas não fazem muito sentido no cotidiano, mas são essenciais no entendimento de conceitos que vão da Astronomia à Geografia.

O que devemos entender, primeiramente, é que o Sol realiza um caminho em nossos céus não somente ao longo do dia mas também no decorrer do ano. Em certas épocas do ano, o Sol está mais ao Norte e em outras mais ao Sul. Daí é fácil concluir que há meses nos quais um hemisfério está mais iluminado (sendo verão neste) e o outro menos (sendo neste inverno). E há outros nos quais haverá um maior equilíbrio (sendo primavera ou outono).

Analisemos, contudo, de forma mais profunda. O Sol não faz, literalmente, caminho nenhum, pois é Terra que gira em torno deste. A chave de tudo está no fato de o plano da rotação terrestre ser inclinado em relação ao seu plano de sua órbita em torno do Sol. Essa inclinação tem um valor próximo de 23°, utilizado para deteminar os trópicos e os círculos polares. Dessa forma, durante o ano, os raios solares vão incidir em diferentes ângulos na superfície da Terra.Teremos a cada ano, quatro momentos especiais: dois solsticios e dois equinócios. Um solstício é quando o equador recebe os raios com inclinação máxima (23º na vertical). Neste momento, os raios irão incidir verticalmente nos trópicos, que ficam a 23° do equador. Se for no de Câncer, no hemisfério norte, será verão neste hemisfério, pois a luz solar vai atingi-lo por mais tempo (dias mais longos), enquanto no hemisfério sul o Sol ficará menos tempo no céu, caracterizando inverno. No trópico de Capricórnio, estando no hemisfério sul, a situção será invertida. Para um hemisfério, um solstício de verão irá se alternar com um de inverno a cada seis. E é entre os solstícios que teremos os equinócios. Temos um equinócio quando o raios solares incidirem verticalmente no equador, de forma a iluminar igualmente os dois hemisférios, marcando primavera e outono. Após o solstício de verão e antes do de inverno, o equinócio será de outono, e na situação inversa será de primavera. Se no hemisfério norte for primavera, no sul é outono e vice-versa.Claro que para melhor entendimento dos meus leitores acrescentei algumas imagens para serem vistas acompanhando a leitura. E aqui abaixo vão as datas dos solstícios e equinócios de 2010 no hemisfério Sul, a título de curiosidade:

Equinócio de outono - 20 de março
Solstício de inverno - 21 de junho
Equinócio de primavera - 23 de setembro
Solstício de verão - 21 de dezembro

Universo Metafórico

Deuses são metáforas cujos filhos são heróis de verdade
A minha metáfora é ser um herói
Heroísmo feito de ciência e bondade
Que num mundo novo se constrói

Como panteísta, não acredito em um Deus pessoal
Do micro ao macro, dos átomos às nebulosas
Do céu à terra, dos musgos às rosas
Tem em tudo isso, algo de normal?

Tão estranho já é o Universo em que acredito
Não é preciso ser um erudito
Para saber, ao ver toda a beleza
Divina é, por si só, a natureza

Apenas Dormindo

“When I wake up early in the morning, Lift my head, I’m still yawning (…)
Please don’t wake me, no, don’t shake me, Leave where I am, I’m only sleeping "
“Quando acordo de manhã cedo, Levando minha cabeça, ainda estou bocejando (...)
Por favor, não me acorde, não, não me sacuda, Deixe-me onde estou, eu estou apenas dormindo”

Dedico esta minha coluna aos leitores que se identificaram com esses versos, retirados da música I’m Only Sleeping, cujo tema está relacionado ao da minha coluna. Não sei se já é óbvio, mas falarei sobre o sono, sobe acordar cedo. Meu foco é em uma faixa etária: os adolescentes. Grande parte destes acorda cedo quase todos os dias para ir para a escola. Na maioria dos casos, com muita dificuldade, já que, afinal, nós jovens não costumamos dormir muito cedo. Isso afeta gravemente o desempenho dos alunos nas aulas devido à redução do sono da noite.

O porquê dos adolescentes não dormirem mais cedo é algo que a maioria de nossas escolas não entende por encarar a coisa de forma puramente cultural, como se a culpa dos estudantes matutinos chegarem sonolentos na escola fosse deles mesmos, por serem irresponsáveis nos horários ou preguiçosos. Isso é errôneo e incompleto: precisamos recorrer a uma visão mais científica.

Todos nós temos um relógio biológico, no qual está o ciclo diário das atividades do nosso organismo, entre os quais está dormir e acordar. Quando somos bebês esse relógio é instável, mas se estabiliza na infância. As crianças costumam dormir cedo, de 9 a 10 da noite, e acordar cedo, de 6 a 7 da manhã (claro que isso não é regra geral). Mas quando chega a puberdade, a história muda: os hormônios alteram nosso ciclo metabólico, atrasando nosso relógio biológico. Passamos assim a dormir mais tarde, comumente entre meia-noite e 3 da manhã, e também acordamos mais tarde: só estamos totalmente dispostos lá pelas 11 h. Nessas condições acordar cedo parece loucura. Muitos adolescentes, porém, têm aulas às 7 h da manhã.

É por isso que muitos alunos buscam refúgio no sono da tarde, mas até isso lhes é negado quando chega o convênio, no qual podemos dizer que as horas de sono são tomadas por horas na sala de aula. Mas como, nesse sentido, o aproveitamento diminui, o aumento da carga horária chega a ser paradoxal. As escolas parecem não perceber que ferir o relógio biológico diminui o rendimento. Se elas adequassem mais seus horários às necessidades de sono dos adolescentes, de forma a mantê-los mais dispostos, talvez, eles pudessem ser menores (sobraria mais tempo para os alunos estudarem).

Até agora fui restrito apenas à sonolência e a baixa no rendimento escolar ligadas à privação de sono. Dormir pouco e/ou de forma fragmentada traz problemas a longo prazo, dentre os quais podem estar diabetes e depressão. É claro que não espero que as escolas adotem como horário 10 ou 11 da manhã, dada a dificuldade em se fazer isso. Mas há casos para os quais devemos atentar, como o de uma escola que mudou seu horário de entrada para 8h45min e teve ótimos resultados.

A todos que chegaram até aqui, espero que tenham tirado proveito das palavras. Se não, ao menos que tenham um bom dia e, principalmente, uma Boa Noite.

Por que uma garrafa de vidro com bebida estoura no congelador?

Pegue um objeto qualquer e perceba que ele possui massa e volume. A massa só depende, basicamente, do tipo matéria constituinte e da sua quantidade. Já no volume também haverá interferência das interações e dos movimentos das moléculas. E são esses fatores que considerados quando falamos em estado físico e em temperatura. No que se refere ao estado físico, o volume aumenta conforme o estado muda na direção dos gases, onde as moléculas estão mais afastadas. Já quanto à temperatura, devemos ter em mente que mede o grau de agitação das moléculas. Então, quanto maior for ela, mais afastadas estarão as moléculas e assim maior será o volume. De um modo geral, portanto, o acréscimo de calor a um corpo ocasionará aumento no seu volume, o que chamaremos de dilatação térmica.

Acontece que a água tem uma “anomalia” na sua dilatação. Se você botar água da torneira para ferver, não irá percebê-la, pois a água quente realmente terá maior volume. Mas algo interessante acontece em temperaturas mais baixas. É que durante a solidificação, a água passa por um processo de cristalização, o qual cria um espaço maior entre as moléculas, provocando um aumento de volume. Os efeitos disso já são percebidos na água líquida: se resfriarmos um pouco desta até 4°C, ocorrerá redução no volume. A partir daí o efeito da cristalização provocará uma dilatação até um brusco aumento do volume quando se formar o gelo, a 0°C. No caso da garrafa, o resfriamento no congelador causará uma contração no vidro e uma dilatação na bebida (composta principalmente por água) que se congela podendo chegar a um ponto em que o conteúdo não caberá mais na garrafa, a qual se quebrará.

Convém destacar que esta peculiaridade da água faz com que a densidade do gelo seja menor do que a da água líquida, devido à brusca dilatação durante a cristalização. Dessa forma, o gelo flutua na água, como, por exemplo, ocorre em alguns lagos, onde o gelo se forma a partir da superfície, o que possibilita a vida aquática durante o inverno.