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O universo est\u00e1 repleto de extremos. Os mais r\u00e1pidos, os mais antigos, os mais distantes \u2014 h\u00e1 in\u00fameras coisas para explorar e admirar, maravilhando-se com as cria\u00e7\u00f5es da natureza. Mas e os lugares mais frios? Voc\u00ea provavelmente j\u00e1 ouviu falar do zero absoluto, mas sabe o que acontece quando se chega a ele? Ou por que nada pode ficar mais frio?<\/p>\n
O conceito b\u00e1sico de zero absoluto foi descoberto j\u00e1 em 1702. O inventor franc\u00eas Guillaume Amontons teorizou sobre a exist\u00eancia de uma temperatura m\u00ednima poss\u00edvel ap\u00f3s perceber que a press\u00e3o atmosf\u00e9rica e a temperatura est\u00e3o inter-relacionadas. Seus experimentos o levaram \u00e0 conclus\u00e3o de que deveria haver um ponto al\u00e9m do qual a press\u00e3o n\u00e3o poderia cair e, portanto, a temperatura tamb\u00e9m n\u00e3o.<\/p>\n
Amontons prop\u00f4s uma temperatura m\u00ednima poss\u00edvel de -240\u00b0C. Considerando que ele n\u00e3o tinha conhecimento sobre o movimento at\u00f4mico e que sua proposta data do in\u00edcio do s\u00e9culo XVIII, \u00e9 impressionante o qu\u00e3o perto ele chegou da verdade.<\/p>\n
Foi somente em 1848 que o f\u00edsico William Thomson, mais conhecido como Lord Kelvin, definiu a escala com precis\u00e3o suficiente e criou a escala Kelvin, que leva seu nome. Uma de suas motiva\u00e7\u00f5es era criar uma escala de temperatura absoluta que fizesse sentido e eliminasse a necessidade de n\u00fameros negativos. Partindo do zero, s\u00f3 se pode subir.<\/p>\n
\u00c9 claro que, para a maioria de n\u00f3s, no dia a dia, a escala Kelvin parece impratic\u00e1vel e complicada. Afinal, a escala Celsius \u00e9 muito mais l\u00f3gica, pois se baseia nos pontos de ebuli\u00e7\u00e3o e congelamento da \u00e1gua, que s\u00e3o compreens\u00edveis para as pessoas comuns.<\/p>\n
Por sorte, os cientistas est\u00e3o constantemente experimentando com temperaturas extremas apenas por divers\u00e3o, ent\u00e3o h\u00e1 muita pesquisa sendo feita sobre esse assunto. Pegue uma bebida quente e vamos descobrir.<\/p>\n
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Como a humanidade tem uma hist\u00f3ria bastante peculiar em rela\u00e7\u00e3o a unidades de medida como p\u00e9s, cordas, acres e outras, levou algum tempo at\u00e9 desenvolvermos algo consistente ou l\u00f3gico. As escalas Celsius e Fahrenheit eram populares, mas \u00e9 a escala Kelvin que leva as coisas a s\u00e9rio. Zero absoluto significa 0 Kelvin, a temperatura mais baixa poss\u00edvel. Isso corresponde a -273\u00b0C ou -459,67\u00b0F.<\/p>\n
O frio \u00e9 uma propriedade relativa de qualquer subst\u00e2ncia, relacionada ao movimento de seus \u00e1tomos. \u00c9 por isso que ele tem um limite e por isso que a temperatura mais baixa poss\u00edvel pode ser atingida \u2014 o zero absoluto. Este \u00e9 o ponto em que os \u00e1tomos de uma subst\u00e2ncia param completamente de se mover ou se aproximam o m\u00e1ximo poss\u00edvel desse ponto, e o sistema termodin\u00e2mico possui sua energia mais baixa poss\u00edvel.<\/p>\n
Isso n\u00e3o significa necessariamente que os \u00e1tomos parem completamente de se mover no zero absoluto, mas apenas que a energia at\u00f4mica n\u00e3o pode ser transferida de forma alguma. Nem a menor quantidade de calor, mesmo a mais insignificante, quase impercept\u00edvel, \u00e9 liberada. Como o calor \u00e9 liberado pelo movimento dos \u00e1tomos, e esses \u00e1tomos transferem essa energia para outros \u00e1tomos com os quais entram em contato, n\u00e3o h\u00e1 transfer\u00eancia de calor no zero absoluto.<\/p>\n
Para a maioria de n\u00f3s, o zero absoluto n\u00e3o passa de uma ninharia. Nunca o descobriremos na vida real e, certamente, n\u00e3o teremos muito tempo para apreci\u00e1-lo se o fizermos, pois ele nos mataria muito rapidamente.<\/p>\n
Em condi\u00e7\u00f5es de laborat\u00f3rio onde o zero absoluto \u00e9 praticamente atingido, os cientistas observaram mudan\u00e7as not\u00e1veis na f\u00edsica. Por exemplo, a temperaturas extremamente baixas, algumas subst\u00e2ncias fluem para cima em vez de para baixo, desafiando a gravidade. As rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas tamb\u00e9m s\u00e3o for\u00e7adas a obedecer ao frio.<\/p>\n
No zero absoluto, qualquer rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica deveria, teoricamente, parar instantaneamente. \u00c0 medida que o zero absoluto se aproxima, os cientistas conseguem desacelerar significativamente rea\u00e7\u00f5es que normalmente ocorrem em fra\u00e7\u00f5es de segundo, permitindo-lhes observar e at\u00e9 mesmo manipular o processo reacional.<\/p>\n
A ci\u00eancia em temperaturas ultrabaixas nos permite observar fen\u00f4menos como a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, que seriam inacess\u00edveis em temperaturas comuns. \u00c9 exatamente por isso que esse campo \u00e9 t\u00e3o fascinante para os cientistas: ele permite estudar e observar alguns dos mecanismos fundamentais que regem a exist\u00eancia de part\u00edculas e rea\u00e7\u00f5es no Universo, mas de uma forma vis\u00edvel para n\u00f3s.<\/p>\n
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Todos sabem que as profundezas do espa\u00e7o s\u00e3o incrivelmente frias, mas quando se trata do zero absoluto, \u00e9 apenas morno. Nas regi\u00f5es mais escuras do espa\u00e7o, a temperatura chega a 2,7 Kelvin. Claro, isso mataria qualquer criatura viva, pois \u00e9 -270,45 \u00b0C ou -453,8 \u00b0F, mas ainda est\u00e1 muito longe do zero absoluto.<\/p>\n
\u00c9 claro que as temperaturas no espa\u00e7o n\u00e3o s\u00e3o uniformes. Estrelas como o nosso Sol aquecem o ar \u00e0 medida que se aproximam, portanto, para atingir temperaturas baixas, \u00e9 preciso encontrar um lugar no meio do nada.<\/p>\n
A 5.000 anos-luz da Terra encontra-se a chamada Nebulosa do Bumerangue. Composta de poeira e gases ionizantes, \u00e9 talvez o lugar natural mais frio que voc\u00ea jamais encontrar\u00e1. No centro da nebulosa, uma gigante vermelha est\u00e1 morrendo e, \u00e0 medida que perde todo o seu material estelar a uma taxa astronomicamente alta, aproximadamente 250 vezes mais r\u00e1pida que um ca\u00e7a F-16, tamb\u00e9m est\u00e1 perdendo calor rapidamente.<\/p>\n
A temperatura da nebulosa foi medida em aproximadamente um grau Celsius acima do zero absoluto. Para efeito de compara\u00e7\u00e3o, a temperatura mais baixa j\u00e1 registrada na Terra foi de -89,2\u00b0C (-128,6\u00b0F) em 1983. Isso equivale a escaldantes 183,95 Kelvin. Essa temperatura foi registrada na Esta\u00e7\u00e3o Vostok, na Ant\u00e1rtida. Isso significa que a temperatura na nebulosa \u00e9 aproximadamente tr\u00eas vezes mais baixa do que qualquer outra j\u00e1 registrada na Terra, o que parece bem menos assustador do que realmente \u00e9.<\/p>\n
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Uma das coisas interessantes sobre o zero absoluto \u00e9 que os cientistas conseguiram chegar bem perto dele em condi\u00e7\u00f5es de laborat\u00f3rio. Alguns conceitos cient\u00edficos precisam permanecer altamente te\u00f3ricos. Ningu\u00e9m ainda conseguiu criar um buraco negro ou desenvolver uma forma de viajar no tempo. Mas, se voc\u00ea est\u00e1 procurando o zero absoluto, o melhor que conseguimos at\u00e9 agora foi 38 picokelvins, o que equivale a 38 trilion\u00e9simos de grau acima do zero absoluto. Isso foi alcan\u00e7ado ao deixar cair g\u00e1s rub\u00eddio magnetizado em uma torre em um laborat\u00f3rio alem\u00e3o; \u00e9 exatamente assim que subst\u00e2ncias extremamente frias s\u00e3o produzidas atualmente.<\/p>\n
Embora 38 partes por trilh\u00e3o pare\u00e7a incrivelmente pr\u00f3ximo, provavelmente nunca chegaremos muito mais perto desse valor. \u00c9 geralmente aceito que o zero absoluto jamais poder\u00e1 ser alcan\u00e7ado devido \u00e0s flutua\u00e7\u00f5es qu\u00e2nticas. A termodin\u00e2mica tamb\u00e9m nos impede de atingir a temperatura mais baixa absoluta, e discutiremos isso um pouco mais adiante.<\/p>\n
Quanto \u00e0 humanidade, outro obst\u00e1culo \u00e9 a imperfei\u00e7\u00e3o da tecnologia. Em algum ponto, aparentemente al\u00e9m de 38 trilion\u00e9simos de grau, simplesmente n\u00e3o conseguimos medir com precis\u00e3o suficiente para afirmar com seguran\u00e7a que atingimos o zero absoluto perfeito. O zero absoluto e sua menor fra\u00e7\u00e3o seriam indistingu\u00edveis das leituras de nossos instrumentos.<\/p>\n
O problema com os instrumentos de medi\u00e7\u00e3o \u00e9 t\u00e3o s\u00e9rio que j\u00e1 foi sugerido que, mesmo se consegu\u00edssemos atingir o zero absoluto, talvez nem sequer o perceb\u00eassemos devido \u00e0 potencial imprecis\u00e3o. Isso exigiria um term\u00f4metro capaz de medir a temperatura com precis\u00e3o infinita, e tal dispositivo obviamente n\u00e3o existe, portanto, jamais conseguiremos obter as medi\u00e7\u00f5es precisas de que precisamos.<\/p>\n
Felizmente, muitos cientistas que trabalham nessa \u00e1rea de pesquisa n\u00e3o visam o zero absoluto. Temperaturas pr\u00f3ximas ao zero absoluto s\u00e3o de grande interesse, pois ainda permitem movimentos at\u00f4micos muito sutis. Rea\u00e7\u00f5es ainda podem ser observadas, enquanto que no zero absoluto, praticamente n\u00e3o haveria nada para observar. Isso \u00e9 o equivalente f\u00edsico a acumular uma grande quantidade de mat\u00e9ria sem qualquer efeito.<\/p>\n
Embora o conceito de zero absoluto seja magn\u00edfico, ele permanece te\u00f3rico, e alguns ainda debatem se ele pode ser alcan\u00e7ado tecnicamente. No entanto, a ci\u00eancia nem sempre concorda com essa afirma\u00e7\u00e3o.<\/p>\n
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Neil deGrasse Tyson ofereceu diversas explica\u00e7\u00f5es sobre por que atingir o zero absoluto \u00e9, na verdade, imposs\u00edvel. Seu primeiro argumento baseia-se no princ\u00edpio da transfer\u00eancia de calor, e ele usou o exemplo de uma geladeira. Voc\u00ea coloca alimentos \u00e0 temperatura ambiente na geladeira, e o ar frio dentro dela remove o calor desses alimentos. Afinal, o calor existe, e o frio \u00e9 simplesmente a sua aus\u00eancia. Voc\u00ea remove essa energia t\u00e9rmica de algo, e esse algo se torna frio; voc\u00ea n\u00e3o precisa adicionar nada a ele.<\/p>\n
Ent\u00e3o, o ar mais frio na geladeira remove o calor dos alimentos mais quentes at\u00e9 que a temperatura geral da geladeira, do freezer ou de qualquer outro lugar onde o calor esteja sendo perdido seja atingida. Mas na escala Kelvin, h\u00e1 um problema com o zero absoluto. Para remover a \u00faltima gota de calor de qualquer coisa e atingir o zero absoluto, voc\u00ea precisa de algo mais frio que o zero absoluto (isso come\u00e7a por volta dos 8:20 do v\u00eddeo). Voc\u00ea precisa de algo mais frio do que isso para ser capaz de remover essa quantidade final, quase imensur\u00e1vel, de calor. Mas como algo assim poderia existir?<\/p>\n
Tyson continua explicando o segundo problema. De acordo com a f\u00edsica qu\u00e2ntica, nunca \u00e9 poss\u00edvel saber exatamente onde os \u00e1tomos em uma part\u00edcula est\u00e3o. Flutua\u00e7\u00f5es qu\u00e2nticas devem existir constantemente, permitindo que esses \u00e1tomos vibrem, mesmo que ligeiramente. Deve haver um limite qu\u00e2ntico de zero absoluto que impe\u00e7a os \u00e1tomos de ficarem completamente im\u00f3veis, porque se isso acontecesse, a localiza\u00e7\u00e3o de qualquer \u00e1tomo poderia ser determinada com precis\u00e3o, e isso simplesmente n\u00e3o funciona com a f\u00edsica.<\/p>\n
Em 1912, foi apresentada uma hip\u00f3tese te\u00f3rica sobre a impossibilidade de se atingir o zero absoluto em um per\u00edodo finito de tempo. Isso \u00e9 conhecido como princ\u00edpio da inatingibilidade. Ele deriva da primeira tese de Tyson sobre a busca de uma maneira de reduzir a tens\u00e3o t\u00e9rmica pela \u00faltima fra\u00e7\u00e3o de grau necess\u00e1ria para atingir o zero absoluto.<\/p>\n
Experimentos demonstraram que resfriar algo at\u00e9 o zero absoluto requer trabalho infinito ou um reservat\u00f3rio de resfriamento infinitamente grande. \u00c0 medida que algo se aproxima do zero absoluto, sua entropia tamb\u00e9m se aproxima de zero e, de acordo com a f\u00edsica, \u00e9 imposs\u00edvel preparar um sistema para um estado de entropia zero em um n\u00famero finito de etapas.<\/p>\n
Um experimento descobriu que o zero absoluto \u00e9 teoricamente alcan\u00e7\u00e1vel, mas requer tr\u00eas componentes: tempo, complexidade e energia. O problema revelado por esse experimento \u00e9 que alcan\u00e7ar o zero absoluto exige uma quantidade infinita de um desses componentes. Enquanto isso for poss\u00edvel, o objetivo pode ser alcan\u00e7ado. Voc\u00ea pode perceber que esta \u00e9 outra maneira de dizer que \u00e9 imposs\u00edvel.<\/p>\n
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Sabe-se que, a temperaturas ultrabaixas, pr\u00f3ximas do zero absoluto, forma-se um condensado de Bose-Einstein (BEC). O BEC \u00e9 considerado um estado alternativo da mat\u00e9ria, mas s\u00f3 existe a essas temperaturas ultrabaixas. Ele se forma quando um g\u00e1s \u00e9 super-resfriado, fazendo com que \u00e1tomos ou part\u00edculas subat\u00f4micas se fundam em uma entidade mec\u00e2nica qu\u00e2ntica. Isso soa como fic\u00e7\u00e3o cient\u00edfica, mas, essencialmente, significa que os \u00e1tomos agem como uma \u00fanica fun\u00e7\u00e3o de onda, como se tivessem simplesmente se fundido em um \u00fanico super\u00e1tomo.<\/p>\n
Einstein, usando as f\u00f3rmulas de Bose, previu que isso aconteceria muitas d\u00e9cadas antes de ser demonstrado na pr\u00e1tica, mas obedece \u00e0s regras da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica. No entanto, isso s\u00f3 pode ocorrer em baixas temperaturas, j\u00e1 que os \u00e1tomos individuais devem estar em energias t\u00e3o baixas que come\u00e7am a se mover juntos.<\/p>\n
Se pud\u00e9ssemos transcender esse estado de condensado de Bose-Einstein e atingir o verdadeiro zero absoluto, a mat\u00e9ria perderia toda a sua energia cin\u00e9tica. Se n\u00e3o houvesse energia cin\u00e9tica e os \u00e1tomos estivessem congelados em estado s\u00f3lido, o que voc\u00ea observou n\u00e3o poderia mais ser considerado mat\u00e9ria. Atualmente, a f\u00edsica, como a entendemos, n\u00e3o permite que a mat\u00e9ria simplesmente deixe de ser mat\u00e9ria.<\/p>\n
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O universo est\u00e1 repleto de extremos. O mais r\u00e1pido, o mais antigo, o mais distante \u2014 h\u00e1 in\u00fameras coisas para explorar e admirar, maravilhando-se com as cria\u00e7\u00f5es da natureza\u2026.<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"class_list":["post-162807","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-interesnye-fakty"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/imgist.ru\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/162807","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/imgist.ru\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/imgist.ru\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/imgist.ru\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/imgist.ru\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=162807"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/imgist.ru\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/162807\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":162812,"href":"https:\/\/imgist.ru\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/162807\/revisions\/162812"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/imgist.ru\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=162807"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/imgist.ru\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=162807"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/imgist.ru\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=162807"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}