Começaram nesta segunda-feira, 6 de março, as filmagens do curso online que os participantes da primeira Intercontinental Academia (ICA) estão produzindo sobre o tema “tempo”. Em Ubatuba, na Base de Pesquisa “Clarimundo de Jesus” do Instituto Oceanográfico (IO) da USP, cinco jovens pesquisadores que integram o projeto ficarão imersos até o dia 10 de março para gravar as aulas das quatro seções que comporão o Massive Open Online Course (Mooc). Com um total de duas horas de duração, o curso deverá ficar hospedado na base da Coursera.

Bastidores da gravação do Mooc
Nikki Moore se prepara para iniciar a filmagem

Os jovens pesquisadores estão sendo representados por David Gange, da University of Birmingham, Inglaterra; Eduardo Almeida e Helder Nakaya, ambos da USP; Nikki Moore, da Rice University, Estados Unidos; e Valtteri Arstila, da University of Turku, Finlândia. Durante esta semana, eles terão a supervisão dos membros do Comitê Sênior da ICA Martin Grossmann, da Escola de Comunicação e Artes (ECA) da USP, e Regina Markus, do Instituto de Biociências (IB) também da USP.

A ICA é um programa da University-Based Institutes for Advanced Study (Ubias), rede que congrega 36 institutos de estudos avançados de universidades de todos os continentes. O IEA-USP e o Instituto de Pesquisa Avançada da Universidade de Nagoya (IAR), no Japão, são os responsáveis pela primeira edição. O encontro em São Paulo aconteceu de 17 a 30 de abril de 2015, e a segunda fase, em Nagoya, de 6 a 18 de março do ano passado.

O projeto reúne 13 jovens pesquisadores de diferentes nacionalidades e áreas do conhecimento para desenvolver estudos sobre o tema “tempo”. Sua realização foi possível graças à parceria e apoio das Pró-Reitorias de Pesquisa da USP e da Universidade de Nagoya e do Itaú Cultural, que financia boa parte dos custos por meio do programa Redes Globais de Jovens Pesquisadores da Cátedra Olavo Setubal de Arte, Cultura e Ciência.

Durante todas as etapas da ICA e mesmo após os encontros presenciais, os jovens trabalharam na criação do roteiro do Mooc e chegaram a Ubatuba com os textos prontos do que será filmado por uma produtora de vídeo. Após as gravações, a expectativa é que o curso fique completamente pronto para ir ao ar em junho.

Imagens: Foto 1 - Divulgação IO-USP; Fotos 2 e 3: Richard Meckien - IEA-USP

Da esquerda para direita: Marcos Rosa, Ligia Barrozo, Reinaldo Machado e Christopher Small durante a conferência

Extensos quarteirões, edifícios altos, áreas verdes. Todos estes são aspectos urbanos comuns no ambiente da cidade que podem afetar a saúde dos moradores de diversas maneiras.

Na conferência Remote Sensing, Urban Morphology and Studies on Health, realizada no dia 2 de junho, no IEA, foram apresentados dados e inovações metodológicas na captura de informações a partir de imagens de satélite em áreas urbanas, os quais  podem contribuir para entender como a morfologia urbana afeta a saúde humana. O encontro foi organizado pelo Programa USP Cidades Globais e pelo Grupo de Estudos Espaço Urbano e Saúde, ambos do IEA.

Ao abordar o crescimento vertical tridimensional, relativo a grandes edifícios, o geofísico Christopher Small, da Universidade de Columbia, EUA, comentou o efeito que essas construções têm na transferência de energia, no fluxo de energia solar que envolve a cidade e como isso pode afetar o microclima. Seu trabalho relaciona a morfologia urbana e a reflexão da energia solar com variações na temperatura do ar.

O pesquisador apresentou imagens de satélite da Grande São Paulo em diferentes datas: 1975, 2000 e 2017. Elas evidenciam o crescimento urbano e destacam as áreas com maior número de construções. As diferentes tonalidades de cores nas imagens representam a quantidade de luz solar refletida na área observada.

A intensidade da cor rosa mostra a quantidade de luz solar refletida na Grande São Paulo em 1975 e 2017, respectivamente

De acordo com Small, o crescimento vertical aumenta a quantidade de sombra e, consequentemente, afeta a temperatura, mesmo que seja uma alteração aparentemente pequena, como expandir uma casa de um andar para dois.

Costuma-se pensar que as áreas com mais vegetação sejam mais frias, mas, comparando a imagem que mostra os reflexos da luz solar com outra que mostra a temperatura, Small evidencia que a área mais fria é a região onde existem mais sombras. “A mesma quantidade de energia solar está indo para os dois lugares, mas se uma sombra for projetada de um prédio alto, ela cobrirá outros prédios. Esses prédios não serão iluminados”, explica o pesquisador.  Segundo Small, isso altera o fluxo de energia, já que a luz solar será absorvida pela lateral do prédio ou entrará no prédio maior, sendo irradiada metros acima da superfície do solo. Assim, uma vez que a superfície do solo não é aquecida o suficiente no período da tarde, ele não é capaz de manter calor na parte da noite.

Estudos como este podem contribuir para as pesquisas relacionadas à saúde. Segundo Ligia Vizeu Barrozo, coordenadora do grupo de estudos e professora do Departamento de Geografia da Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas (FFLCH) da USP, já existem dados ligando a temperatura do ar e o microclima a algumas doenças infecciosas na cidade. É o caso das epidemias de dengue, por exemplo, identificadas principalmente nas partes mais quentes da área urbana de São Paulo.

Outros estudos mostram que algumas doenças respiratórias estão associadas às populações mais vulneráveis, como idosos e crianças. “Também existem estudos tentando descobrir como a morfologia urbana pode promover ou inibir a prática de atividades físicas e como isso afeta pessoas com hipertensão, diabetes, doenças cardíacas e obesidade”, completou Barrozo.

Christopher Small comentou o efeito das construções na temperatura do ar

Small comenta que no ambiente construído, ou seja, o ambiente urbano, há a possibilidade de utilização de modelos de construções que gerem menos impactos para o ambiente como um todo e até favoreçam a saúde humana: “Se levarmos em consideração o efeito das sombras e da iluminação solar, conseguiremos, por exemplo, construir ou reconstruir prédios com dispositivos capazes de capturar a radiação em uma parte do ano e refleti-la em outros meses. Isso pode fazer diferença”, exemplificou.

Inovações metodológicas

Estudos mais detalhados da morfologia urbana estão mais fáceis de serem realizados graças a novas formas de pesquisa. O cloud process methodology – metodologia que utiliza o armazenamento de dados em nuvem – é uma delas.

Marcos Reis Rosa, geógrafo da FFLCH, explica que, na metodologia tradicional é preciso escolher uma área, selecionar os dados das imagens, baixá-las, calibrar corretamente todos os parâmetros, fazer processos digitais e classificar imagem a imagem para, só então, ter o produto final. No sistema de armazenamento em nuvem, os passos são os mesmos, porém, é possível programar todos eles no começo da pesquisa. Logo que se obtém os resultados, já é possível iniciar um novo processo, simplesmente alterando os parâmetros, locais e datas. “O pesquisador pode focar seu tempo em analisar as informações e em buscar novos parâmetros”, explicou Rosa.

Exemplo de plataforma que oferece tais possibilidades é o Google Earth. Utilizando processamento de nuvem, ele possui um catálogo de dados de diversas imagens de satélite, além de ferramentas para analisar todos esses dados.

De acordo com o pesquisador, outras vantagens do processamento em nuvem incluem a facilidade em produzir imagens sem nuvens do céu, durante vários dias em um mesmo horário, e, também, facilidade em produzir índices usando todas as imagens de um espaço de tempo específico ou até mesmo de um ano todo.

As falas de Rosa e Small foram comentadas por Reinaldo Pérez Machado, do Departamento de Geografia FFLCH.

Fotos: Leonor Calasans - IEA/USP. Mapas: Arquivo - Christopher Small

As fases de imersão dos 13 jovens pesquisadores participantes aconteceram em abril de 2015, no IEA, e em maio de 2016, no Instituto de Pesquisa Avançada (IAR, na sigla em inglês) da Universidade de Nagoya, quando se pesquisou o tema "tempo" sob diversas perspectivas da ciência. O documentário da fase São Paulo também está disponível no site. Ainda será lançado um terceiro filme que compila as duas edições.

Com 12 minutos de duração, o vídeo de Nagoya apresenta depoimentos da maioria dos jovens pesquisadores sobre a importância do diálogo interdisciplinar a respeito dos conceitos de "tempo". Eles também falam da produção de um Mooc (Massive Open Online Course) sobre o tempo como produto final da iniciativa. Os outros depoimentos são de Hisanori Shinohara, diretor do IAR, e Martin Grossmann, diretor do IEA quando da fase São Paulo do projeto, ambos integrantes do Comitê Sênior dessa primeira edição do projeto.

Edições

A Intercontinental Academia é uma iniciativa da rede de Institutos de Estudos Avançados Baseados em Universidades (Ubias, na sigla em inglês). A parceria entre o IEA e o IAR para a inauguração do projeto teve patrocínio do Itaú Cultural e apoio de cinco instituições: Fapesp, CNPq, Instituto de Estudos Avançados da Universidade de Freiburg (Alemanha), Instituto de Estudos Avançados da Universidade de Waseda (Japão) e Centro de Estudos Avançados da Universidade Ludwig-Maximilians de Munique (Alemanha). A edição também contou com a Coursera (onde o Mooc sobre o tempo estará disponível em breve) como parceira.

Atualmente o projeto está nos preparativos finais para o início da terceira edição, cujo tema é "Leis: Rigidez e Dinâmica", com períodos de imersão em março de 2018, no Instituto de Estudos Avançados da Universidade Tecnológica de Nanyang, Cingapura, e em março de 2019, no Instituto de Estudos Avançados da Universidade de Birmingham, Reino Unido.

A segunda edição teve como tema "Dignidade Humana" e aconteceu em março de 2016, no Instituto de Estudos Avançados de Israel da Universidade Hebraica de Jerusalém, Israel, e em agosto do mesmo ano, no Centro de Pesquisa Interdisciplinar da Universidade de Bielefeld, Alemanha.

O lançamento ocorrerá durante a 6ª Conferência de Diretores da Ubias (University-Based Institutes for Advanced Study), rede internacional de institutos de estudos avançados vinculados a universidades de todos os continentes. A disponibilização online do curso será possível graças à parceria entre a Pró-Reitoria de Pesquisa da USP e a Coursera.

O Mooc é resultante dos debates empreendidos por 13 jovens pesquisadores de várias áreas e diversos países participantes da primeira edição da Intercontinental Academia (ICA), em 2015 e 2016. Organizada pelo IEA e pelo IAR de Nagoya, a edição teve por tema o “Tempo”.

A ICA é um projeto da Ubias no qual dois institutos de estudos avançados de diferentes continentes organizam períodos de imersão em conferências e debates sobre um tema interdisciplinar. A quarta edição será realizada este ano, com o tema “Inteligência e Inteligência Artificial”.

Faces do tempo

O objetivo do curso é apresentar um panorama abrangente das principais formulações sobre o tempo nas ciências, na filosofia e nas artes. As questões discutidas vão do tempo dinâmico ou estático dos pré-socráticos à fenomenologia de Heidegger, da discussão sobre a flecha do tempo em direção ao futuro à inexistência do conceito de tempo na gravidade quântica, do tempo geológico aos ciclos circadianos que controlam o organismo humano.

Durantes os períodos de imersão no IEA (abril de 2015) e no IAR (março de 2016), os participantes da ICA tiveram a oportunidade de participar de dezenas de conferências de pesquisadores seniores sobre a concepção e importância do tempo em antropologia, filosofia, física, neurobiologia, cronobiologia, psicanálise, ciências ambientais e outras áreas.

Para que uma síntese dos debates suscitados por essas conferências e por reuniões de trabalho pudesse atingir um público amplo, os pesquisadores foram encarregados de produzir o Mooc agora disponível na Coursera.

O diretor do IEA à época da ICA, Martin Grossmann, também integrante do Comitê Sênior do projeto, lembra que a ideia de produção do Mooc partiu do cronobiologista Till Roenneberg, da Universidade Ludwig Maximilian de Munique, Alemanha, em reunião do Comitê Sênior da primeira ICA no Instituto de Estudos Avançados de Freiburg, Alemanha, em setembro de 2014.

Constituído de 17 aulas em vídeo divididas em quatro módulos, com duração total de 5 horas e meia, o curso foi produzido por seis dos 13 jovens pesquisadores participantes da ICA.

A coordenação de conteúdo foi de Nikki Moore, da Wake Forest University, EUA, Marius Müller, da Universidade Federal de Pernambuco, e Valtteri Arstila, da Universidade de Turku, Finlândia. Também participaram como criadores e expositores Eduardo Almeida, da Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências de Ribeirão Preto (FFLCRP) da USP, David Gange, da Universidade de Birmingham, Reino Unido, e Helder Nakaya, do Instituto de Biociências (IB) da USP.

As filmagens do Mooc, sob a direção audiovisual de Priscila Lima, aconteceram em Ubatuba (SP), em março de 2017, na Base de Pesquisa Clarimundo de Jesus do Instituto Oceanográfico (IO) da USP.

Segundo Grossmann, o Mooc atendeu aos objetivos da ICA, uma vez que “as expectativas em relação aos resultados eram bastante amplas e não muito bem definidas”.

Ele considera que o Mooc se tornou ainda mais relevante em função das exigências da atualidade: “A posição dos professores, que ainda atribuem aos Moocs um papel secundário na educação, tende a mudar diante da realidade do ensino online durante a pandemia”.

Preparativos para gravação de uma das aulas do Mooc

Para ele, o Mooc é um curso introdutório interdisciplinar sobre o tempo e, logicamente, influenciado pelo universo cultural e científico dos jovens pesquisadores da ICA. “Não há a ambição de dar conta dos temas de forma mais assertiva.”

Ele considera difícil definir o público do Mooc. Acredita que o curso vai atrair pós-graduandos de diferentes áreas, além de graduandos “inquietos, com necessidade de se aventurar em diferentes campos”.

De acordo com Grossmann, o Mooc também deixa como legado a confirmação de que a Ubias pode trabalhar com iniciativas desse tipo e propor outras similares futuramente.

Experiência dos participantes

Dois dos seis pesquisadores envolvidos na produção do Mooc, Eduardo Almeida e Marius Müller, atuarão como coordenadores pedagógicos do curso na Coursera.

Almeida classifica como “incrível” a experiência de produzir o curso, por ter exigido “a conciliação de visões, conhecimentos e interpretações de áreas tão distintas como literatura, matemática, história, psicologia, biologia, física, bioinformática, artes e filosofia, em uma discussão que fizesse um mínimo de sentido para todos os envolvidos”.

Para Müller, foi um processo difícil, “não apenas em relação ao tema, mas também quanto à interação intercultural”. Apesar das dificuldades, ele considera que o trabalho “foi uma grande aprendizagem e bem gratificante”.

A escolha do tema “Tempo” foi uma vantagem, segundo Almeida, “por ser uma dimensão da existência que perpassa qualquer área do conhecimento e é desafiadora em todas as disciplinas”.

Duas dificuldades se destacaram na execução do trabalho, em sua opinião. Uma delas é o fato de quanto maior a especialização em uma área acadêmica mais difícil a compreensão das perspectivas (base conceitual, aspectos problemáticos, questões teóricas, história) das demais áreas, apesar de “a filosofia às vezes atuar como uma ponte entre algumas dessas ilhas de conhecimento”.

Outra dificuldade são as diferenças entre linguagens de áreas distintas (“mesmo com o inglês como idioma de comunicação”), que “tornam a compreensão dos próprios conceitos muito difícil”. Para ele, isso se dá pela adoção de jargões típicos das disciplinas “e, creio, até mesmo por modos de pensar e argumentar que diferem entre pessoas que representam essas áreas”.

Todos os temas abordados pelo Mooc foram desafiadores, disse. Em seu caso, foram especialmente desafiadores os temas que não integram sua atuação como cientista da área biológica. “A discussão sobre a natureza física do tempo é difícil porque a base matemática ou a própria abstração das teorias são contraintuitivas à primeira vista; a perspectiva do tempo em uma obra de arte segue princípios ainda mais distintos daqueles que tenho como razoáveis para minha perspectiva como cientista.”

Ele relatou que sua participação na ICA e na produção do Mooc causou um misto de curiosidade e ceticismo (“creio que algo enigmático até”) entre seus colegas de departamento, por ser algo diferente da atuação usual dos pesquisadores.

“Fiz um seminário sobre o tema no departamento e vários colegas tiveram curiosidade em saber um pouco mais. Na época, o Mooc ainda não havia sido concluído. Será interessante descobrir se o curso poderá gerar reflexões interessantes nos colegas que o assistirem.”

Almeida afirmou que o Mooc foi sua primeira experiência em divulgação científica numa escala de maior porte, pois sua atividade comum na área se dá por meio de palestras, cursos de extensão e pequenas feiras. Müller também disse já ter feito divulgação científica, “mas a produção de um Mooc foi bem específica e, no total, uma experiência valiosa”.

Segundo Almeida, as discussões entre os participantes da produção do Mooc evidenciaram a sensação de que todos tiveram suas atividades acadêmicas influenciadas pelo trabalho.

Em seu caso, disse que ficou mais cético quanto a algumas certezas e mais atento às perspectivas que disciplinas variadas trazem sobre alguns assuntos. Também acredita ter se tornado mais cuidadoso quanto à comunicação de ideias e à capacidade de falar para um público maior do que seu círculo mais próximo.

Para Müller, a participação na ICA e na produção do Mooc influenciou sua mente acadêmica e “abriu o interesse em trabalhar e atuar em diferentes áreas acadêmicas no futuro”.

A ICA sobre o “Tempo” e a produção do Mooc foram patrocinados pelo Itaú Cultural (no âmbito da Cátedra Olavo Setubal de Arte, Cultura e Ciência), com apoio de Fapesp, CNPq, Pró-Reitoria de Pesquisa da USP, Frias (Instituto de Estudos Avançados da Universidade de Freiburg, Alemanha), Wias (Instituto de Estudos Avançados da Universidade de Waseda, Japão) e CAS-LMU (Centro de Estudos Avançados da Universidade Ludwig Maximilian de Munique, Alemanha).

A partir da esq.: Eduardo Mendiondo, Stela Goldenstein, Newton Azevedo, Sônia Chapman e Pedro Jacobi.

Planejamento existe, mas falta entender que planejar não é produzir documentos que se sobrepõem a novos documentos em diferentes gestões. Planejamento é um processo que deve envolver movimentos sociais, consensos, corresponsabilidades, monitoramento, ajustes periódicos, fiscalização. Sobretudo, deve atender a um plano de Estado de longo prazo, e não a partidos. Planejamento também precisa de conceitos estruturados e de uma orientação política estratégica, “para não trilharmos sempre o mesmo caminho de burro velho”.

As ideias de Stela Goldenstein, diretora-executiva da Organização da Sociedade Civil de Interesse Público (Oscip) Águas Claras do Rio Pinheiros, foram apresentadas durante o debate As Mudanças Climáticas e a Crise Hídrica, realizado pelo IEA no dia 30 de setembro.

Com a curadoria de Newton de Lima Azevedo, membro do Conselho Mundial de Água, o debate reuniu especialistas em recursos hídricos como parte do ciclo temático A Caminho da COP 21: Preparando o Terreno até Paris – Mudanças Climáticas, Adaptações, Soluções e Oportunidades. Os próximos eventos trazem uma programação sobre temas como energia, segurança alimentar, negociações internacionais, mobilidade e planejamento urbano.

Com a organização do Grupo de Pesquisa Meio Ambiente e Sociedade , do IEA, e do Núcleo de Apoio à Pesquisa sobre Mudanças Climáticas (INCLINE), da USP, os encontros consolidarão um documento que pretende levar contribuições ao governo brasileiro e seus negociadores para a Conferência das Partes (COP21) sobre Mudanças do Clima, que ocorrerá em Paris, de 30 de novembro a 11 de dezembro.

Especialista em políticas setoriais, em especial projetos de recursos hídricos, planejamento ambiental e saneamento, Goldenstein lembrou que a expansão territorial rumo à região do PCJ (bacia hidrográfica dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí), “é fruto de planejamento, uma vez que na Região Metropolitana de São Paulo já não havia água”.

Mendiondo e Goldenstein: financiamentos carecem de reflexão

“Os planos e políticas não se conversam e disso decorrem muitos problemas. Da mesma forma, é possível argumentar que temos tecnologia. Mas elas dependem de estratégias, sistemas e métodos. Qualquer tecnologia pode servir ou não, dependendo da estratégia que se quer adotar”, disse a diretora.

Os financiamentos para políticas de recursos hídricos também carecem de reflexão. “O que deve ser pago pelo consumidor e o que deve vir de subsídios? Deve haver subsídios cruzados? Qual benchmark adotar? E a questão do saneamento, da ocupação do território, do reflorestamento e da despoluição? Tudo isso deve ser considerado e a sociedade precisa se apropriar dessa discussão, saber o que está sendo decidido”, defendeu Goldenstein.

O clima como complicador

As mudanças climáticas não permitem mais “olhar no retrovisor” e planejar o futuro. “Não é mais possível se basear apenas em séries históricas. As mudanças climáticas nos obrigam a repensar completamente o que é planejamento. Temos que lidar com a situação do imponderável, do desconhecido”, disse Goldenstein.

A continuidade de planos e políticas com o comprometimento no longo prazo também foi lembrada por Sônia Chapman, especialista em planejamento estratégico na párea de desenvolvimento sustentável da Brasken.

“Quando selamos os Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS), todos foram consultados na Rio+20 e houve um apelo global às atitudes do cidadão. Olhar o futuro é uma atitude cidadã, em que cada um deve ser parte da solução”, disse.

Para a analista, a mudança de postura e de atitudes depende de todos. “Faltam iniciativas que todos sabemos ser necessárias. Parece que quando há uma pequena melhora em determinado quadro, todos acabam se esquecendo do que é necessário”.

Chapman lembra que num cenário de mudanças climáticas, cada vez mais serão necessárias parcerias complexas. “As mudanças climáticas não têm limite geográfico”, afirmou.

Planejamento integrado pode ser a solução para atacar os constantes episódios de crise hídrica que abatem São Paulo desde o século 19, na visão de Newton Azevedo, que além de curador foi também moderador do debate.

O papel do Estado também foi lembrado por Azevedo. “Precisamos pensar qual modelo de investimento queremos para o Brasil. A gestão e a governança dependem de um planejamento integrado”, defendeu.

Governança

O Brasil atingirá o seu auge populacional em 30 ou 40 anos e haverá problemas com ocupação do território e uma maior demanda de recursos naturais. O cenário dependerá de uma governança eficaz e eficiente, o que apenas será possível melhorando a capacidade de comunicação dos técnicos e o monitoramento de dados ambientais e sociais, defendeu o subcoordenador do NAP INCLINE, professor Eduardo Mario Mendiondo.

“O estado da Califórnia, nos Estados Unidos, é muito organizado e lá eles já estão com problemas de monitoramento. O planejamento estratégico depende de monitoramento, pois é um instrumento para decisões políticas baseado em questões técnicas”, disse Mendiondo.

Sônia Chapman e Pedro Jacobi: governança integrada e corresponsabilização.

O professor Pedro Jacobi também enfatizou a importância de monitoramento e governança. “Como é possível a precaução sem o monitoramento? Os diagnósticos são importantes para atribuir custos à sociedade e para otimizar recursos”, disse.

Para Jacobi, as mudanças climáticas obrigam a uma leitura mais prospectiva sobre diferentes cenários. “Isso depende de monitoramento e de uma governança integrada, com a participação de atores diversos e não apenas técnicos”.

A governança integrada leva à corresponsabilização e à mudança cultural, acredita Jacobi. “Precisamos de uma aprendizagem social que leve a mudanças, mesmo que sejam incômodas. A dimensão cultural é importante para fortalecer o diálogo de governanças”, afirmou.

Ações emergenciais

O cenário de incerteza projetado pelas mudanças climáticas é incompatível com a engenharia, segundo o professor Eduardo Porto, da Escola Politécnica (Poli) da USP. “Há um gap que precisa ser resolvido. Nossa ciência ainda não chegou lá”, afirmou.

Por isso, a falta de água em São Paulo precisa de ações emergenciais, dada a situação de crise, acredita. “O paciente está enfartado e requer solução urgente, que no caso é mais interligação e mais adutoras. Mas é claro que alternativas para ajudar a resiliência das cidades devem ser consideradas, como o reuso e a aplicação de instrumentos de incentivo econômico, além de soluções estruturais”, citou.

O ciclo de debates tem organização geral de Weber Amaral,  Tércio Ambrizzi e Pedro Roberto Jacobi, com apoio do Arq. Futuro, CPFL Energia e Pacto Global. Rede Brasileira (UNGC).

Fotos: Leonor Calasans

Os participantes da primeira Intercontinental Academia se reunirão de 6 a 18 de março em Nagoya, no Japão, para a segunda fase do projeto. Quase um ano depois do encontro em São Paulo organizado pelo IEA, os treze jovens pesquisadores se preparam para concluir os estudos sobre o tema “tempo” e o conteúdo para um Massive Open Online Course (Mooc).

Esta fase é organizada pelo Institute for Advanced Research (IAR) da Nagoya University, mas conta com o apoio e suporte técnico do IEA. Além do ex-diretor do Instituto, Martin Grossmann, que integra o comitê científico do projeto, dois funcionários do IEA estarão em Nagoya. Rafael Borsanelli e Sérgio Bernardo foram convidados pelos japoneses a integrarem a equipe técnica do evento.

Maskawa e Noyori, vencedores do Nobel de física e química em 2008 e 2001

A programação no Japão inclui conferências com dois ganhadores do Prêmio Nobel, ambos da Nagoya University: o físico Toshihide Maskawa e o químico Ryoji Noyori. Maskawa dará aula magna no dia 7 de março, às 13h30, seguido por Noyori, que falará às 15h. Maskawa e Noyori integram um roll de seis vencedores do Nobel provenientes da mesma universidade.

Em 2008, Maskawa e seu colega Makoto Kobayashi levaram o prêmio pelo trabalho que previu a existência de pelo menos três famílias de quarks (uma das três partículas hipotéticas que constituiriam a base de todas as partículas atômicas conhecidas) na natureza. Noyori, que foi homenageado com o Nobel em 2001, dividiu o prêmio com o americano William Knowles pelo estudo da produção de moléculas catalisadoras para a síntese assimétrica de moléculas quirais em reações de hidrogenação.

Além de Maskawa e Noyori, cerca de 30 expoentes da biologia, física, humanidades, ciências sociais e artes farão conferências ao longo dos 12 dias de encontro. O grupo de jovens também participará de atividades com o reitor da Nagoya University, Michinari Hamaguchi, para discutir o ensino superior e a pesquisa acadêmica no Japão (dia 7 de março, às 18h30, horário do Japão), e com o ex-diretor do Institute for Advanced Study de Princeton, Peter Goddard, para falar sobre o desenvolvimento e o papel dos institutos de estudos avançados (dia 11 de março, às 13h, horário do Japão). As atividades acontecerão no campus da Nagoya University e da Waseda University, em Tóquio. Veja a programação completa.

Todas as conferências serão transmitidas ao vivo pelo site do IEA e da Intercontinental Academia. Os vídeos também serão disponibilizados no site do IEA posteriormente.

O projeto

A Intercontinental Academia é um programa da University-Based Institutes for Advanced Study (Ubias), rede que reúne 36 institutos de estudos avançados de universidades de todos os continentes. O IEA-USP e o IAR-Nagoya são os responsáveis pela primeira edição. A fase realizada no Brasil está inserida no programa Redes Globais de Jovens Pesquisadores da Cátedra Olavo Setubal de Arte, Cultura e Ciência, sediada no IEA e que tem o apoio do Itaú Cultural.

A segunda edição da Intercontinental Academia, com início marcado para o dia 7 de março em Israel, terá como tema a dignidade humana. Os organizadores são o Instituto Israel para Estudos Avançados da Universidade Hebraica de Jerusalém e o Centro para Pesquisas Interdisciplinares (Zentrum für interdisziplinäre Forschung - ZiF) da Universidade de Bielefeld. Akemi Kamimura, advogada e militante dos direitos humanos, será um dos 21 jovens pesquisadores integrantes do projeto. Ela foi indicada pelo IEA para participar da segunda edição, que terá 17 mulheres entre os jovens pesquisadores.

No Workshop de Física da Intercontinental Academia Fase Nagoya, no dia 9 de março, Naoshi Sugiyama, físico da Universidade de Nagoya, falou sobre o tempo segundo as Teorias da Relatividade Restritra e Geral de Einstein.

A abordagem de Sugiyama foi simplificada e didática, para a devida compreensão pelos participantes provenientes das ciências humanas e sociais.

Ele explicou que a Teoria da Relatividade Restrita (1905) se baseia em dois princípios:

• Princípio da Relatividade, segundo o qual todos os referenciais inerciais (movendo-se em velocidade constante) são iguais;
• Princípio da Invariabilidade da Velocidade da Luz, que é a mesma para todos os referenciais inerciais.

Segundo ele, a compreensão desses princípios torna fácil entender porque o tempo é relativo e não absoluto, como tinha sido considerado até as teorias de Einstein, que ele citou: “Se o observador está parado, o relógio de um sistema em movimento bate mais devagar.”  Isso é a chamada diluição ou retardo do tempo, disse Sugiyama.

Ele acrescentou que, na Teoria da Relatividade Geral (1915), Einstein inclui o efeito da gravidade na teoria (“com a presença de gravidade forte, o tempo também é retardado”) e estabeleceu o Princípio da Equivalência, pela qual gravidade e força inercial não podem ser distinguidas.

Em relação à vida prática, Sugiyama demonstrou como essa diluição do tempo precisa ser considerada no funcionamento de um Sistema de Posicionamento Global (GPS, na sigla em inglês). “São necessários no mínimo quatro satélites para a determinação de x, y, z e t (as três dimensões espaciais e o tempo) e o cálculo da distância a partir deles por meio de medição bastante precisa do tempo.”

Essa precisão quanto ao tempo é importante pois se houver um erro de um segundo, como a velocidade da luz é de 300 mil km/s, o local será situado a uma distância de 300 mil km de onde ele realmente está, explicou o físico.

Para que o local seja identificado com margem de 10 cm de erro, o tempo precisa ser medido com uma tolerância de no máximo 3 décimos de bilionésimo de segundo.

O efeito da diluição do tempo pela relatividade implica na identificação de pontos na superfície terrestre fora de sua localização real: “No caso da relatividade especial, como os satélites viajam em alta velocidade (4 km/s), a cada segundo a localização estimada está 25 cm afastada da posição real. No caso da relatividade geral, como a gravidade a 20 mil km de altura é mais fraca que aquela na superfície terrestre, a diferença entre a localização presumida e a real é de 160 cm.”

Para ser preciso, o GPS tem de lidar com a diluição do tempo causada pela velocidade do satélite e a fraca gravidade na altura de sua órbita, comentou Sugiyama.

Em exposição no Workshop de Física da Fase Nagoya da Intercontinental Academia, no dia 9 de março, o físico Tadashi Takanayagi, do Instituto Yukawa de Física Teórica da Universidade de Kyoto, disse que um bom modelo de análise para essas concepções são os buracos negros, com o auxílio do Princípio Holográfico, uma metáfora para a análise de realidades 3D a partir das informações observáveis em superfícies (2D).

O físico teórico Tadashi Takanayagi

Ele explicou que o Modelo Padrão, abordagem tradicional da física de partículas, funciona perfeitamente para três forças da matéria: eletromagnetismo, interação forte (força nuclear) e interação fraca (decaimento beta, neutrinos), mas não descreve a ação da quarta, a força gravitacional. “No campo microscópico, do não tamanho, a gravidade se comporta totalmente diferente das outras três forças.”

Essa dificuldade levou à Teoria das Cordas, segundo Takanayagi. Ao vibrarem rápido, as cordas dão origem às partículas pesadas; ao vibrarem lentamente, produzem as partículas leves. “Com essa abordagem, as teorias sobre a matéria ficam consistentes, com a unificação das quatro forças: a corda aberta descreve o eletromagnetismo e as interações forte e fraca; simultaneamente, a mesma corda fechada descreve a gravidade.”

Para verificar se a teoria das cordas é real, é preciso encontrar um fenômeno que só possa ser explicado por ela, afirmou Takanayagi. Alguns aspectos dos buracos negros são bons casos para a pesquisa, especialmente do ponto de vista microscópico: “Queremos usar um microscópio teórico para ampliar um buraco negro e ver o que há dentro dele.”

Ele disse que essa preocupação acabou resultando no desenvolvimento da Teoria Holográfica, “um dos mais importantes avanços nesse campo teórico nos últimos 20 anos”.

O conceito de espaço-tempo é definido por um sistema tetradimensional de coordenadas (x, y e z para as dimensões do espaço e t para o tempo). A Teoria da Relatividade Geral de Einstein assume esse conceito. “A questão é se esse sistema de descrição do espaço-tempo é real, se é o melhor quadro para entender o Universo”.

Talvez a análise de estruturas bastante microscópicas indique que o espaço é emergente, e talvez até o tempo também seja emergente, adverte Takanayagi. Para ele, esse tipo de consideração conduz à ideia de que o espaço-tempo seja equivalente à informação da matéria.

Uma vez que objetos massivos formam um buraco negro, a informação dentro dele não é acessível a observadores externos. A quantidade de informação não acessível é chamada entropia, explica o físico, acrescentando que a Teoria das Cordas pode resolver o problema desempenhando o papel de microscópio para extrair informação do buraco negro. “Entre as partículas massivas há cordas abertas e pode-se extrair informações do comportamento delas. Com isso é possível explicar a entropia do buraco negro.”

Takanayagi exibiu a formula que define a quantidade de entropia de um buraco negro, elaborada Jacob Bekenstein e Steven Hawking, e ressaltou que um de seus termos, representado pela letra A, corresponde à área da superfície do buraco negro.

“Isso não é comum. Se observamos qualquer aglomerado de matéria (gás, líquido ou sólido), a entropia é proporcional ao volume, não à superfície. Mas a informação parece estar na superfície de um buraco negro. Isso é parecido com o que acontece num holograma, onde uma imagem 3D é codificada numa superfície 2D, mas o mecanismo é totalmente diferente, é apenas uma analogia.”

Ele disse que dois físicos (Gerard ‘t Hooft e Leornard Susskind) conjecturaram que as teorias gravitacionais são equivalentes a teorias microscópicas de “certa matéria” na fronteira desta.

Segundo ele, essa ideia é bastante popular e intuitiva, mas a Teoria das Cordas propõe algo além disso. Comentou que Juan Maldacena, em 1997, propôs que o Princípio Holográfico deve ser compreendido como uma Dualidade Gauge/Gravidade na Teoria das Cordas, ou seja, nele há uma equivalência entre gravidade (cordas fechadas) e matéria (cordas abertas).

Ao mesmo tempo, o Princípio Holográfico informa que, na gravidade, espaços podem emergir da matéria.  A gravidade funcionaria como uma série de peneiras com diferentes tamanhos de trama, permitindo a passagem de informação de acordo com a granulação aceita por cada peneira, comentou Takanayagi.

Ele disse que os físicos, num modelo bastante simplificado, expressam a informação oculta num buraco negro simplesmente com uma bolinha branca ou uma bolinha negra (similar ao 0 ou 1 na computação). A unidade de informação baseada nessas “moedas” é chamada de 1 qubit.

Na totalidade do sistema, deve-se considerar a possibilidade de tanto a bolinha branca quanto a preta estarem dentro e fora do buraco negro, com 50% de probabilidade para cada ocorrência. “Daí decorre que se dentro do buraco negro há uma bolinha branca, então fora dele sempre haverá uma bolinha branca (e vice-versa). Se não podemos observar o interior do buraco negro, então não podemos conhecer o lado externo dele (a informação escondida, por exemplo).”

Esse fenômeno é chamado de emaranhado quântico e se diz que “o interior e o exterior estão emaranhados”. A quantidade de “moedas” (ou qubits) presente é chamada de entropia do emaranhado (Sent), que mede a quantidade de informação oculta.

Graças à holografia, verifica-se que a entropia do buraco negro é igual à entropia do emaranhado. Na verdade, acrescenta Takanayagi, a entropia do emaranhado é igual à área de uma superfície qualquer, mesmo sem nenhum buraco negro. A fórmula que Takanayagi elaborou com Shinsei Ryu, em 2006, implica que o espaço-tempo consiste de qubits de informação.

O Princípio Holográfico informa que os espaços na gravidade emergem da matéria (ou informação). Na Teoria das Cordas, a holografia permite dizer que a gravidade no Universo em 3D é igual à matéria no espaço-tempo em 2D. Na gravidade do Universo em 3D, o espaço-tempo pode expandir-se, contrair-se e mesmo ser criado. Considerada a matéria no espaço-tempo em 2D, o espaço-tempo não é dinâmico, mas a matéria pode mudar e ser criada.

Um quintilionésimo de segundo. Com esse grau de precisão, um relógio atrasaria ou adiantaria no máximo um segundo num período de 30 bilhões de anos, mais de duas vezes a idade do Universo. Um candidato a esse grau de exatidão é um novo tipo de relógio atômico em desenvolvimento desde 2003. Seu nome é relógio de grade ótica.

O estado da arte na construção desse tipo de relógio foi apresentado por Masao Takamoto, pesquisador do Laboratório de Metrologia Quântica do Instituto de Pesquisa em Física e Química (Riken, na sigla transliterada do japonês), no Workshop de Física da Fase Nagoya da Intercontinental Academia , no dia 9 de março.

Na conferência Metrologia de Precisão com Relógios de Grade Ótica, Takamoto destacou que os relógios atômicos são referência para medições precisas com 15 dígitos (1 quadrilionésimo de segundo) e ressaltou sua importância para setores de infraestrutura, já que permitem maior acurácia em serviços como os Sistemas de Posicionamento Global (GPS)  e a sincronização de redes de alta velocidade. Acrescentou que eles também são muito importantes nas medições em experimentos físicos, como na espectroscopia de precisão na física quântica.

O padrão internacional de duração do segundo é definido desde 1967 por relógios atômicos de césio. O Tempo Atômico Internacional (TAI) é estabelecido pela média entre relógios desse tipo interligados. Segundo Takamoto, os melhores resultados em termos de precisão até agora foram obtidos pelos relógios de césio do Syrte (Sistema de Referência Tempo-Espaço), da França, e do Nist (National Institute of Standards and Technology), dos EUA, que atingiram 3 décimos de quadrilionésimo de segundo (3 x 10^-16 s).

A busca de precisão ainda maior e maior estabilidade motivou os pesquisadores a projetar relógios atômicos óticos. Há dois tipos deles candidatos a ocupar o papel de referência na medição do segundo, conforme Takamoto:

• relógio de íon-único preso num campo elétrico (proposto por Hans Dehmelt em 1982), com capacidade de atingir precisão de 10^-18 s;
• relógio de grade ótica (proposto por Hidetoshi Katori em 2001), no qual o potencial da grade ótica confina cerca de 1 milhão de átomos em "armadilhas" separadas; é capaz de atingir a precisão de 10^-18 s e sua estabilidade é proporcionada pela simulação de 1 milhão de relógios de íon-único em paralelo.

O Riken e o Laboratório Katori da Escola de Engenharia da Universidade de Tóquio desenvolvem relógios de grade ótica. Takamoto é pesquisador do primeiro e diretor assistente de pesquisa do segundo.

A primeira demonstração de relógio de grade ótica aconteceu em 2003. Em 2005, foi medida a frequência absoluta de um deles. Em 2006, a medição da frequência foi feita por três grupos: Syrte, Jila (nos Estados Unidos) e Instituto Nacional de Metrologia do Japão. A partir desses resultados, foi proposta uma nova definição para o segundo, afirmou Takamoto.

Em 2008 e 2009 foram feitos experimentos de medição da frequência absoluta do relógio de grade ótica de estrôncio usando fibra ótica entre Tóquio e Tsukuba (distância real de 50 km; 120 km por fibra ótica). "Esse e outros experimentos internacionais mostraram uma concordância excelente entre os relógios, com grau de precisão próximo de 6 x 10^-16 s", afirmou Takamoto.

Em setembro de 2006, o Comitê Consultivo Internacional para Tempo e Frequência (CCTF, na sigla em inglês) adotou quatro tipos de relógios óticos como “representações secundárias do segundo”, de acordo com o pesquisador: o de grade ótica de estrôncio e os de íon-único de estrôncio, mercúrio e itérbio.

A Área de Tempo e Frequência do Escritório Internacional de Pesos e Medidas (BIPM, na sigla em francês), responsável pelo TAI, discutirá critérios para a redefinição do segundo nos próximos 5 a 10 anos, informou Takamoto. Os relógios atômicos candidatos a servir de referência deverão:

• estar completamente descritos e com a pesquisa sobre eles "saturada";
• ser desenvolvidos por vários grupos e laboratórios;
• poder ser comercializados, de preferência.

O elemento químico e o esquema do relógio serão escolhidos a partir da performance dos vários tipos existentes.

No entanto, depois que o segundo for redefinido por meio de um relógio com grau de precisão de 10^-18 s, será preciso encontrar um meio para compartilhar o tempo com 18 dígitos sob a influência do potencial gravitacional na Terra: "De acordo com a Teoria da Relatividade Geral, o tempo anda mais rápido em lugares mais altos. A diferença de altura de um 1 cm faz diferença entre dois relógios de 10^-18 s. Isso é um problema do ponto de vista do estabelecimento de um padrão."

Entre as aplicações que esse tipo de relógio permitirá com extrema precisão, Takamoto citou:

• produção de prova precisa para o potencial gravitacional por meio da Teoria da Relatividade Geral;
• demonstração da geodésia relativística pela comparação entre relógios conectados por fibra ótica muito longa;
• mapeamento de geopotencial para a busca de recursos minerais;
• monitoramento da variação no tempo do potencial gravitacional devido aos efeitos das marés
• detecção de movimentos da crosta terrestre e da atividade vulcânica

Para o uso na medição do potencial gravitacional, as pesquisas buscam o desenvolvimento de relógios transportáveis com operação estável de longo prazo e de relógios com fibra de cristal fotônico de núcleo oco.

Atualmente, nove países possuem relógios de grade ótica: o Japão possui os de estrôncio, itérbio, mercúrio e cádmio; os Estados Unidos e a Itália possuem os de estrôncio e itérbio; a França conta com os de estrôncio e mercúrio; a Alemanha possui os de estrôncio e magnésio; Reino Unido e China têm apenas o de estrôncio; e Coreia e Austrália apenas o de itérbio.

Yoshiyuki Suto, da Nagoya City University.

O mundo helenístico, tido como a era mais antiga de globalização na história da humanidade, foi abordado na conferência Articulating Time in the Hellenistic World, ministrada pelo professor de história antiga e docente do Centro do Patrimônio Cultural e de Textos da Nagoya University, Yoshiyuki Suto.

Foi durante o florescimento de uma sociedade multicultural que se impôs a necessidade de sincronizar calendários, bem como padronizar registros documentais e a datação de eventos históricos. “O ajuste do tempo esteve estreitamente relacionado com o senso de estabilidade social”, disse Suto, durante a  Intercontinental Academia (ICA).

Realizada de 6 a 18 de março em Nagoya, Japão, a segunda fase da ICA reuniu cientistas de diversas áreas e 13 jovens pesquisadores selecionados para desenvolver estudos sobre o tema “tempo”. O conteúdo das pesquisas subsidiará os estudos dos jovens participantes da ICA na criação de um Massive Open Online Course (Mooc).

Suto participou das exposições do dia 10 de março, dedicadas à área de Humanidades e Ciência Sociais. Nesse dia também participaram Yasuhira Kanayama, da Nagoya City University, Sami Pihlström, da University of Helsinki, Chun-chieh Huang, da National Taiwan University, Kirill O. Thompson, da National Taiwan University. As mesas foram presididas por Takaho Ando, Chubu University.

“Convencionamos usar unidades de tempo como horas, minutos, segundos, dias, para expressar o tempo. Mas nem sempre paramos para pensar sobre a origem desses marcadores”, disse Suto.

A partir da observação das estrelas, os egípcios foram os primeiros a contar períodos anuais e também pioneiros em criar 12 subdivisões de tempo baseadas nas estações. O historiador e geógrafo grego Heródoto escreveu no ano 3 a.C. sobre essa habilidade dos chamados “mestres do tempo”.

“Seus cálculos são mais precisos que os dos gregos; os gregos adicionaram um mês intercalar a cada dois anos, de modo que as estações coincidissem. Mas os egípcios contaram 30 dias para cada um dos 12 meses, adicionando cinco dias ao total de cada ano e, assim, o círculo completo das estações coincide com o calendário”, escreveu Heródoto.

Estudioso da Grécia e Egito antigos, o palestrante vem se especializando na história do Egito sob o domínio ptolomaico. “Chama a atenção não apenas os conhecimentos avançados dos egípcios, mas também a característica única daquele momento. Durante o helenismo aconteceu a primeira era da globalização na história da humanidade.  A criação dos enormes impérios e a divisão em grandes reinos caracteriza um momento totalmente diferente do anterior”, lembrou.

Durante esse período, marcado pelas expedições de Alexandre, o Grande, para a Ásia, ou pela primeira invasão de Roma na Grécia do Leste, bem como pela difusão da língua grega, os anúncios públicos e eventos históricos precisavam ser registrados, muitas vezes, em mais de um tipo de grafia ou língua e com os calendários adotados por diferentes povos, disse Suto.

Eram comuns documentos públicos referenciando reinados, bispados e outros fatos históricos, e trazendo notações de calendários sumério e egípcio, ou grego e egípcio, por exemplo, para que não houvesse engano sobre a data ou o fato que se queria retratar.

Assim, a sincronização do tempo se impunha. Para datar documentos, alguns pontos de referência importantes foram usados, como a Guerra de Troia, o Dilúvio de Deucalião (o Noé grego), ou o Retorno dos Heráclidas. Uma série cronológica mais explícita foi criada a partir dos Jogos Olímpicos de Atenas.  “O novo benchmark era baseado na lista dos vencedores olímpicos”, disse Suto.

Para mostrar como evoluiu a sincronização do tempo entre os diferentes povos da antiguidade, Suto introduziu dois conceitos básicos relacionados ao tempo na história. O primeiro conceito contrapõe tempo progressivo e tempo recorrente, sendo o primeiro ligado a uma cadeia linear de eventos entre o passado, o presente e o futuro; o outro, marcado por um ciclo de eventos repetidos de períodos em períodos, como as colheitas, as celebrações e assim por diante, disse.

O segundo conceito de tempo contrapõe tempo natural e tempo humano, sendo o primeiro relacionado aos fenômenos astronômicos e da natureza e o outro, às articulações culturais e à própria interpretação do tempo natural.

Mesmo nas sociedades antigas, o tempo natural coincidia com as celebrações e necessidades humanas como colheita e plantio, por exemplo. Mas foi durante o período helenístico que ocorreu a definição do começo e do fim de unidades cronológicas básicas, bem como a sincronização dos diversos tempos humanos e a formas de denotar o tempo humano na vida diária, disse.

Não havia uma forma de articular uma unidade de tempo que compreendesse mais de um ano. Além disso, havia dificuldades de diferenciar um ano do outro num tempo cronologicamente progressivo. Inicialmente, a forma que os antigos encontraram de fazer isso foi dando a determinado ano o nome de um magistrado ou de um padre eleito. “Isso certamente evitou muitas confusões, mas não era prático, pois essas referências não davam uma noção de sequência relativa em relação aos fatos”, contou.

Mas essa notação felizmente progrediu nos reinos helenísticos e em especial no Egito ptolomaico, o mais próspero e duradouro dos reinos helenísticos. Um sistema alternativo se tornou mais conhecido, que  convencionou contar o ano a partir da sucessão do trono de cada rei. Por exemplo, o ano da coroação de Ptolomeu I (305-4 AC) ficou chamado de Ano I de Ptolomeu do Egito.

O estabelecimento do conceito de anos regulares não apenas contribuiu para a identificação de um determinado ano, mas também para a articulação de períodos mais longos. “Permitiu articular o tempo progressivo com o respectivo período dominado por cada rei”, disse.

Isso ficou demonstrado na lista de reis grafada sobre um longo papiro, com os nomes de 300 reis. O documento, intitulado Turin Royal Canon, data da época de Ramses II e traz o exato período de duração de cada reino. Mas não se sabe por que, trata-se da única lista de reis do período faraônico.

Ptolomeu II, co-regente do pai, Ptolomeu I Sóter, introduziu mudanças no calendário de então. Tentou prolongar o ano de seu reinado, considerando o período que foi co-regente. “A razão disso é desconhecida, mas acredita-se que foi uma tentativa de prolongar também a sua autoridade sobre os legisladores de outros reinados”, disse Suto.

Afinal, o sistema de anos regulares contados a partir do ano em que um novo rei sucedia o anterior  resultou numa forma conveniente de determinar o início e o final de cada período, disse Suto.

A característica marcante da fase helenística, portanto, não foi só a integração estrutural e cultural do reino. Houve também a importante sincronização do tempo que, em períodos anteriores, era localmente separado nas diversas partes do reino, disse.

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O TEMPO NA RELATIVIDADE

Conferência de Naoshi Sugiyama — 9 de março de 2016

Notícia

• A relatividade do tempo

Duas questões dominaram a discussão final do Workshop de Física da Fase Nagoya da International Academia no dia 9 de março:  a diferença entre a concepção do tempo na física e a percepção do tempo pelos organismos vivos; os aspectos invariáveis do tempo na relatividade.

Eliezer Rabinovici

Para o físico Eliezer Rabinovici, da Universidade Hebraica de Jerusalém e integrante do Comitê Sênior do projeto, quem fala a linguagem físico-matemática vê com clareza o que significa adicionar o tempo como dimensão extra e as implicações de haver quatro dimensões. "A dimensão do tempo possui características diferentes, mas pode ser chamada de dimensão, que é um termo matemático. Mas se se torna confuso falar de quarta dimensão na linguagem comum, então é melhor não usar a expressão.”

O fisico Naoshi Sugiyama, diretor associado do Instituto de Pesquisa Avançada (IAR, na sigla em inglês) da Universidade de Nagoya, comentou que dimensões são números necessários para especificar a existência de algo. Como analogia para as quatro dimensões do espaço-tempo, disse que se alguém precisa dizer a um amigo como encontrá-lo, dirá o endereço do edifício, o andar e quando estará lá.

Naoshi Sugiyama

Sobre a discussão a respeito da percepção do tempo e o tempo na física, o físico Peter Goddard, pesquisador do Institute for Advanced Study, de Princeton, do qual foi diretor, disse que é confuso relacionar a experiência diária com o que acontece além dela: "Não podemos, como seres humanos, ter a experiência da Relatividade Especial, pois não podemos viajar à velocidade da luz".

Outro erro, segundo ele, é dizer que algo existe independente do observador. "Na estrutura de pensamento newtoniana o espaço era considerado uniforme e o tempo também. Não é possível colocar nessa estrutura a relatividade. O que existe em determinado tempo? A resposta a isso depende do observador".

O químico Hisanori Shinohara, diretor do IAR, lembrou que a 2º Lei da Termodinâmica prevê o aumento da entropia num sistema isolado e perguntou se o tempo ainda fará sentido quando a entropia do Universo como um todo cessar de aumentar, com ele atingindo um perfeito estado de equilíbrio e, consequentemente, morrendo.

Em resposta, Sugiyama, afirmou que não se pode prever a temperatura e o tempo do Universo se pensamos num futuro infinito. Além disso, "se houver energia escura, o Universo expandirá para sempre e nesse sentido nunca chegará a um final". Por outro lado, "se não houver energia escura e o Universo for achatado, ele vai parar de se expandir em algum momento, mas isso será num futuro infinito".

Hisanori Shinohara

Rabinovici também comentou a questão apresentada por Shinohara. Ele disse que, de fato, a entropia aumenta permanentemente, mas isso depende do sistema analisado.  Segundo ele, até mesmo no Universo deve-se considerar a existência de longos período de aumento da entropia e outros de diminuição: "E num tempo muito, muito distante, o Universo voltará a ser o que já foi. Mas costumo dizer aos jovens estudantes que esse tipo de questão é muito profunda e é melhor deixá-la de lado por enquanto e nos concentrarmos em questões mais simples".

Sugiyama disse que há uma analogia famosa sobre o retorno do Universo a uma condição anterior: "Um macaco bate em teclas de uma máquina de escrever. Se ele fizer isso por muito, muito tempo, dará origem a Shakespeatre, por mero acaso".

O antropólogo Naoki Nomura, da Universidade de Nagoya, também participou da discussão. Em sua opinião, a ideia de relatividade não pertence apenas à física, sendo também uma questão da epistemologia. Ele questionou inclusive a coerência da Teoria da Relatividade: "Quando ela prevê apenas uma natureza para o tempo deixa de ser relativa e torna-se contraditória".

Naoki Nomura

Ao responder aos comentários de Nomura, Rabinovici disse que um dos perigos daquele tipo de workshop "é o uso das palavras, pois elas significam coisas diferentes para cada pessoa". Acrescentou que o termo relatividade foi incorporado ao nome da teoria erroneamente: "Ela não é uma teoria da relatividade, é uma teoria da invariância. Busca-se o que não é relativo e se encontra. Nesse processo, descobre-se que muitas coisas que se pensava fossem invariáveis não o são. Toma-se como certo que algumas coisas são absolutas, como Newton pensou, e elas não são, são relativas. Mas nem tudo é relativo. A ordem no tempo, que uma coisa deve acontecer depois de outra, isso não se negocia. Se duas coisas são simultâneas ao se medir ou não o tempo, isso é negociável, isso depende de certos fatores".

Goddard também comentou a afirmação de Nomura: "A experiência pessoal do tempo é uma coisa e o tempo na física é outra. A Teoria da Relatividade é consistente e não tem nada a ver com a experiência subjetiva. É muito importante manter essas coisas separadas”.

Peter Goddard

Martin Grossmann, ex-diretor do IEA e integrante do Comitê Sênior do projeto, quis saber se Goddard considera impossível relacionar o tempo na forma como ele é pensando na física com a maneira como ele é visto pelas ciências sociais e humanidades.

Goddard disse que não julga isso impossível, mas que é preciso ser cuidadoso com as palavras, como disse Rabinovici. Em sua opinião, as confusões no uso de termos de uma área em outra são em parte culpa dos físicos, que "gostam de utilizar linguagem figurada, pois metáforas podem ser bastante produtivas ao se fazer ciência".

Vatterli Arstila, da Universidade de Turku, quis saber a opinião de Goddard sobre comentário em texto a respeito do espaço-tempo publicado no site da Universidade Stanford. De acordo com o texto, a Teoria da Relatividade Geral torna o espaço-tempo menos relativo do que previsto na Relatividade Especial:  “O espaço e tempo absolutos de Newton são mantidos. Eles são meramente amalgamados e enriquecidos com o esqueleto matemático mais flexível”.

Vatterli Arstila

Goddard não concordou com essa afirmação presente no texto de Stanford. Para ele, o tempo não deixa de ser relativo na Teoria da Relatividade Geral pelo fato de haver uma "simetria entre massa e geometria do espaço-tempo, por Einstein conceber o espaço-tempo intensamente relacionado com a matéria".