"Somos uma maneira do Cosmos conhecer a si mesmo" (Carl Sagan)

"Somos uma maneira do Cosmos conhecer a si mesmo" (Carl Sagan)

domingo, 31 de dezembro de 2017

Mecânica Quântica nos Seres Vivos

Estudos recentes, compilados numa reportagem da BBC (que você pode ler na íntegra aqui) mostram que alguns seres vivos reagem a determinados estímulos do ambiente como se fossem máquinas quânticas.

Primeiramente temos de entender o que seria a mecânica quântica. A mecânica quântica trata de conceitos extremamente complexos, e se você acha que a física clássica é difícil, a física quântica talvez lhe pareça impossível. Em linhas gerais, tentando simplificar ao máximo os conceitos, podemos dizer que a física quântica trabalha com escalas subatômicas (menores que um átomo) e noções de probabilidade. Quando você vê um desenho clássico de um átomo de Bohr (imagem abaixo), é fácil de você entender onde as partículas estão e como elas se comportam, uma vez que a rotação dos elétrons ao redor do átomo, segundo esse esquema, seguem a mecânica clássica.

Modelo Atômico de Bohr: Três elétrons (cinzas) circulam um núcleo contendo 3 prótons (vermelhos) e 4 nêutrons (azuis). A trajetória de cada elétron é definida pelo orbital desenhado.

Entretanto, pesquisadores foram descobrindo ao longo do século passado, que a coisa não funciona de maneira tão simples assim. Os elétrons não podem ser encontrados em uma única parte do espaço. Você não consegue dizer exatamente onde o elétron está. Portanto, descreve-se uma região onde é mais provável de se encontrar o elétron, como demonstra a imagem abaixo.

Mecânica Quântica: As regiões mais próximas do vermelho são mais prováveis de se encontrar o elétron e mais próximas do azul menos prováveis.

Bom, de maneira extremamente simplificada, a mecânica quântica trabalha com o princípio da incerteza. Você não tem como ter certeza onde uma partícula subatômica se encontra, apenas estimar sua probabilidade de existência numa determinada região. É daí que vêm a maioria das piadas sobre o tal "Gato de Schrodinger". Schrodinger descreveu um experimento hipotético no qual um gato seria aprisionado numa caixa fechada, contendo um aparato que quebraria um frasco contendo um veneno mortal. Mas tal aparato funcionaria de maneira aleatória. Nós nunca saberíamos se o frasco quebrou de fato ou não. Dessa forma, até abrirmos a caixa, não saberíamos se o gato está vivo ou morto. É aí que ele diz que o gato se encontra "vivo e morto" ao mesmo tempo.

O famoso Gato de Schrodinger

 O que muita gente não entende (e eu mesmo levei muitos anos para entender) é que isso é apenas uma metáfora para a condição quântica. Como assim? Parece tão simples... mas não é. Um leigo acredita que o gato já teve seu destino determinado e que a abertura da caixa apenas revelou o que ocorreu lá dentro enquanto você não podia enxergá-lo. Mas não é bem assim. A metáfora se refere a um gato que está literalmente vivo-e-morto ao mesmo tempo. Para explicar a questão, eu necessitaria de uma postagem bem maior do que essa. Basta saber nesse momento, que a física quântica abarca fenômenos que soam absurdos e não se enquadram na física que você conheceu a sua vida toda. E dentre esses fenômenos, quero ressaltar um deles. Assim como o gato da metáfora está "vivo-e-morto" ao mesmo tempo, uma partícula (como o elétron citado anteriormente) não está num lugar definido do espaço, mas sim "em todos aqueles lugares mostrados ao mesmo tempo". O elétron não se comporta como uma partícula, mas sim, como uma onda. Estranho, não?

Dentro desse conceito  que soa absurdo para o leigo, é que se encontram os fenômenos quânticos mencionados na reportagem da BBC. O primeiro deles é o fato das plantas fazerem fotossíntese utilizando esse princípio. Pesquisadores descobriram que o elétron liberado pela clorofila de uma planta, ao absorver o fóton de luz, segue segue o melhor caminho para chegar ao seu centro de reação. Ou seja... é como se o elétron, de todos os caminhos possíveis que ele pode percorrer, escolhesse justamente o mais eficiente. O modelo que melhor explica tal fenômeno é o modelo quântico. É como se o elétron (que pode ser encontrado em vários locais do espaço ao mesmo tempo), pegasse o "caminho com menos obstáculos". O mesmo foi observado no voo de algumas aves. Dentre as inúmeras rotas possíveis que elas podem seguir, utilizando como guia o campo magnético da Terra, elas sempre escolhem a correta. O sentido do olfato parece seguir o mesmo princípio. Já ouvi falar (de outras reportagens que li) que outros sentidos também podem funcionar assim. E o principal de todos, talvez haja algumas evidências de que o cérebro humano seja uma espécie de computador quântico.

E por que essas descobertas geram tanto fascínio assim? Elas geram esse fascínio, em primeiro lugar,  porque seriam a verificação na escala macroscópica de fenômenos que, até hoje, só são constatados na escala subatômica. E em segundo lugar abrem novamente a possibilidade de se confirmar a "Interpretação dos Muitos Mundos" de Hugh Everett, a qual teoriza o famoso Multiverso. São fenômenos que soam como se existissem de fato infinitas realidades paralelas e esses seres vivos fossem capazes de escolher dentre todas, o melhor caminho. Eu sei que pode parecer tudo muito louco ou confuso, mas todas as informações são embasadas em descobertas verídicas. E as especulações são feitas no próprio meio acadêmico. Não se tratam de meros devaneios de um lunático. Pessoalmente tenho grande interesse nessas áreas justamente pela implicações que elas podem ter para a nossa compreensão da "vida, do universo e tudo mais" (citando Douglas Adams).

Nenhum comentário: