Palavra de Sá

É verdade que os átomos são imortais?

Nada vem de lugar nenhum; nada pode se transformar em coisa alguma.

Esta ideia começou a se definir em tempos remotos. Na cosmologia da Antiguidade, no Oriente Médio e no início da civilização grega, por exemplo, já existia a noção de que o universo foi formado com material eterno.

Muitos séculos e pensamentos depois, surgiria a frase: "Na natureza, nada se cria, nada se perde; tudo se transforma."

Antoine Lavoisier (1743-1794), o pai da química moderna, foi quem demonstrou este princípio fundamental da ciência em 1785. Ele é conhecido como a lei da conservação da matéria.

As unidades básicas dessa matéria eterna são os átomos. Isso quer dizer que os átomos são imortais?

E, se for verdade, por que tudo o que é vivo, composto de átomos, morre algum dia?

Estas são perguntas imensas sobre algo diminuto. Para não nos perdermos, vamos começar pelo princípio, com o físico Marco van Leeuwen, do Laboratório Nacional de Física de Partículas da Holanda (Nikhef, na sigla em holandês).

"Até onde sabemos, a maior parte da matéria que conhecemos provém do Big Bang, quando a densidade de energia era tão grande que não havia matéria", explica ele.

"Tudo era energia, mas, à medida que se expandia e resfriava, era produzida a matéria."

Toda essa matéria é composta de átomos, desde a água que corre até as nuvens até as estrelas no firmamento. E cada átomo tem duas partes principais.

"O núcleo, que contém prótons e nêutrons, e uma nuvem de elétrons", prossegue van Leeuwen.

Mas o número de prótons, nêutrons e elétrons pode se alterar, "de forma que não permanecem necessariamente iguais".

Os prótons podem se transformar em nêutrons e vice-versa. Isso é importante, pois seu delicado equilíbrio é o que fornece aos diferentes átomos suas propriedades únicas.

Se o número de prótons ou nêutrons mudar, o tipo de átomo se altera. Isso significa que ele se transforma em outro elemento.

"Um exemplo é o potássio, que encontramos nas bananas", explica o físico. "Se ele se decompuser, irá se transformar em cálcio, um elemento totalmente diferente."

Além disso, os átomos podem se desintegrar ao desprenderem prótons e nêutrons, transformando-se em átomos novos menores.

Mas isso significa que o átomo original desaparece? Que os átomos não são imortais?

"Esta é uma pergunta interessante", indica van Leeuwen.

"Uma forma de responder é que, para o físico, o átomo sobrevive, mas só muda um pouco. Já para o químico, se você transformar o potássio em cálcio ou outra coisa, é uma substância completamente diferente."

Para o físico, os átomos são imortais, no sentido de que, mesmo se perderem algumas partículas, eles continuam sendo o átomo original. É como uma caneca que perdeu sua asa. Ela continua sendo uma caneca, embora talvez seja melhor chamá-la de copo.

Mas o que aconteceria se o menor átomo de todos — o hidrogênio, que só tem um próton e um elétron — perdesse qualquer um dos dois?

Ele deixaria de ser um átomo? Deixaria de ser, de existir?

<><> Diferente, mas igual

"Um átomo de hidrogênio é supersimples", confirma o físico teórico Matthew McCullough, da Organização Europeia de Investigação Nuclear, conhecida como Cern, na Suíça. Ele se dedica a tentar compreender como se comportam as partículas que compõem o nosso universo.

A questão é se esses átomos tão simples se desintegram. "Pelo que sabemos, não", afirma ele.

Mas o fato de nunca termos visto isso acontecer não significa que não possa ocorrer.

É possível que os átomos de hidrogênio percam partículas muito lentamente para podermos detectar as mudanças. E, quando o primeiro deles conseguir, nós, seres humanos, talvez já estejamos extintos.

"Mas podemos calcular um limite de tempo de desintegração de um próton", explica McCullough. "Parece que leva mais de 10³⁴ anos." Ou seja, 10, seguido de 34 zeros.

Do ponto de vista humano, esse tempo é muito maior que a duração da nossa espécie e muito mais do que a provável duração da vida na Terra e do nosso Sistema Solar.

Na verdade, é muito maior que a própria idade do universo: é o tempo transcorrido desde o Big Bang, multiplicado duas vezes por um trilhão.

Com isso, parece que os átomos de hidrogênio poderão ser os melhores candidatos a serem imortais.

"Esta é uma questão basicamente especulativa", destaca McCullough. "Em termos práticos, sim, eu diria que os átomos são imortais. Mas, em termos absolutos, não acredito que sejam."

Então, tecnicamente, os átomos podem não ser imortais, incluindo o menor átomo, o hidrogênio, que poderia se desintegrar em um raio de luz.

Mas essa desintegração levaria tanto tempo que, do ponto de vista da vida no planeta Terra, podemos simplesmente ignorá-la.

Até aqui, se você estiver disposto a aceitar que um tipo de átomo que se transforma em outro (como o de potássio, que se decompõe em cálcio) continua sendo o mesmo, os átomos parecem imortais.

Mas o que acontece se formos ao Cern, que abriga o Grande Colisor de Hádrons, onde as partículas colidem entre si a toda velocidade? Isso poderia destruir um átomo?

<><> Assassinos de átomos

O Cern é o maior laboratório de física de partículas do mundo. É lá que o físico van Leeuwen trabalha no Grande Experimento Colisor de Íons (Alice, na sigla em inglês).

"O que fazemos é gerar colisões de íons de chumbo com níveis muito altos de energia", explica ele. "Eles se transformam quase completamente em energia pura e, depois, se desfazem em muitos pedaços."

"Nessas colisões, produzimos uma temperatura muito alta, 100 mil vezes a do núcleo do Sol. E, a essas temperaturas, o núcleo derrete, gerando um líquido que consiste principalmente de quarks e glúons."

Os quarks e glúons são partículas diminutas, que formam os prótons e nêutrons do núcleo do átomo. Quando fazemos dois átomos se chocarem, obtemos o que os especialistas chamam de plasma de quarks-glúons.

O átomo fica "completamente destruído", segundo van Leeuwen, o que elimina sua imortalidade.

A pergunta seria se este tipo de colisão de dois átomos em alta velocidade ocorre fora dos laboratórios. A resposta é sim.

"Existem no universo partículas de alta energia, que chamamos de raios cósmicos", explica o físico. "E, quando elas atingem um átomo, também podem destruí-lo."

"Isso ocorre ocasionalmente na atmosfera. Se a energia for suficientemente alta, ela esquenta tanto o núcleo que ele evapora, ou derrete."

Os átomos não colidem com os raios cósmicos com muita frequência, mas isso acontece e ali termina sua vida eterna... se não tiverem o azar de passar pelo experimento de van Leeuwen.

"Somos assassinos de átomos", confessa ele.

Então, os átomos não são imortais.

Mas a grande maioria dos átomos que compõem o planeta Terra continuará por aqui quando morrermos, quando nossos filhos morrerem e até quando a raça humana for extinta.

Por isso, embora não sejam tecnicamente imortais, bem que poderiam ser, do nosso ponto de vista como seres mortais.

Mas, então, por que tudo o que é vivo morre?

"Acredito que exista uma diferença entre a imortalidade e a mortalidade em comparação com a vida", destaca a astrobióloga Betül Kaçar, da Universidade de Wisconsin-Madison, nos Estados Unidos.

<><> Átomos que pensam

Kaçar procura vida além da Terra. Por isso, ela pensa muito na vida em si.

"Somos compostos de produtos químicos", prossegue ela. "Não há dúvida disso."

"Mas, certamente, ocorreu algo único no nosso planeta, que não observamos em nenhum outro lugar. Este é o único lugar onde os átomos fazem a transição para um estado que exibe comportamento vivo."

Mas o que faz com que alguns átomos se unam em uma estrela assombrosa, mas que não está viva, e outros se unam para produzir vida? O que tem de especial um grupo de átomos que faz com que algo esteja vivo?"

"Imagine um floco de neve", explica Kaçar. "Alguns produtos químicos se reúnem, adotam uma forma estável e existem por algum tempo."

Se, nesse período de tempo, eles pudessem gerar "outros flocos de neve, que produziriam mais flocos de neve, formassem uma comunidade, que formaria um bioma completo, que formaria um ecossistema completo que mudaria o planeta", essa configuração exata de átomos seria considerada viva.

Mas os flocos de neve simplesmente derretem. Já as bactérias, as plantas e os animais podem gerar novas versões de si mesmos.

"Esta é a diferença entre uma coleção de átomos estáticos e a vida. Ela continua sendo a mesma química, mas a vida é a química que tem memória", afirma ela.

"Talvez precisemos separar a vida da sua composição e tentar extraí-la como um comportamento. Para isso, entram em jogo a reprodução, a concorrência, a cooperação e as diferentes dinâmicas ao longo do tempo."

A vida, portanto, é mais que uma combinação de diferentes átomos. A questão é a forma de interação desses átomos entre si.

Esta definição pode parecer vaga, mas descrever a vida é uma tarefa muito difícil.

"Definitivamente, precisamos resistir às narrativas simples", prossegue Kaçar. "Sim, é claro que podemos observar que a vida precisa se reproduzir, mas muitas substâncias também podem criar outras substâncias."

"Existe uma espécie de química da inteligência, por assim dizer, codificada na capacidade da vida. E precisamos compreender como surge este tipo de comportamento a partir de um simples conjunto de substâncias. É nisso que estamos trabalhando."

Mas existem coisas que sabemos.

"Existem milhões de vezes mais átomos no seu corpo do que o número estimado de estrelas no universo conhecido", segundo ela.

E os muitos átomos que nos compõem não são desperdiçados quando morremos. Eles passam a fazer parte de outras vidas, desde outros seres humanos até pequenos micróbios.

"Em um sentido muito profundo, somos imortais, pois nossos átomos, depois que tivermos partido, estarão aqui e serão fonte de alimento para outra coisa", afirma Kaçar.

"Até mesmo depois que os seres humanos se extinguirem, haverá diferentes formas de vida neste planeta que irão prosperar com isso. Neste sentido, somos eternos."

Além disso, somos uma versão de vida com "uma habilidade que acreditamos que nenhuma outra criatura vivente possui: a capacidade de questionar, de perguntar, de se maravilhar".

"Se você pensar nisso, podemos ser a única composição de átomos no Universo que reflete sobre sua própria existência. Basicamente, somos um conjunto de átomos que questiona sua própria mortalidade."

 

Fonte: BBC News