O mundo é um lugar incrível, às vezes mais do que imaginamos. Estamos vivendo uma Era de Ouro para quem se interessa pelos fenômenos científicos.
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Você não precisa mais sujar as mãos em um laboratório fedorento ou viajar para regiões desconhecidas para testemunhar algo maravilhoso. Basta ligar o computador e assistir a um vídeo dele. Aqui estão 10 fenômenos que vale a pena ver e as teorias científicas por trás deles.
10 Gotas do Príncipe Rupert
As gotas do Príncipe Rupert fascinam os cientistas há centenas de anos. Em 1661, um artigo foi apresentado na Royal Society de Londres sobre esses estranhos objetos que parecem girinos de vidro . As gotas têm o nome do Príncipe Rupert do Reno, que as apresentou pela primeira vez ao seu primo, o Rei Carlos II.
Feitos pela queda de vidro derretido na água, eles exibem propriedades estranhas quando expostos a forças. Acerte a queda do Príncipe Rupert com um martelo na extremidade bulbosa e nada acontece. No entanto, com apenas o menor dano na cauda, toda a queda explode violentamente. Charles tinha interesse pela ciência e por isso desafiou a Royal Society a explicar o comportamento das gotas.
Seus sábios ficaram perplexos. Demorou quase 400 anos, mas os cientistas modernos, armados com câmeras de alta velocidade, finalmente conseguiram ver diretamente como as gotas explodiram. Uma onda de choque pode ser vista viajando da cauda até a cabeça a cerca de 1,6 quilômetros por segundo (1 MPS) à medida que as tensões inerentes à queda são liberadas. [1]
Quando a gota do Príncipe Rupert é feita na água, a camada externa torna-se sólida enquanto o vidro interno permanece derretido. À medida que o vidro interno esfria, ele diminui de volume e cria uma estrutura forte, puxando-se contra si mesmo, tornando a cabeça da gota incrivelmente resistente a danos. Mas assim que a cauda mais fraca é quebrada, o estresse é liberado, permitindo que toda a gota irrompa e se transforme em um pó fino.
9 Veja a luz se movendo
Embora a luz seja tecnicamente a única coisa que vemos, nunca a vemos em movimento. Momentos depois de você ligar um interruptor de luz, a luz de uma lâmpada já atravessou a sala. A luz é tão rápida que apenas em escalas maiores seria concebível que fosse possível rastrear seus movimentos – até agora.
Usando uma câmera capaz de capturar 1 trilhão de quadros por segundo, os cientistas conseguiram criar vídeos de luz movendo-se através de objetos do cotidiano, como maçãs e garrafas de Coca-Cola. Disparando um pulso de laser que dura apenas 1 quatrilionésimo de segundo, os pesquisadores puderam capturar o que equivale a uma bala de luz ao passar sobre as coisas.
Outras equipes já aprimoraram as técnicas utilizadas para criar o vídeo acima. Usando uma câmera capaz de capturar 10 trilhões de quadros por segundo, eles podem seguir um único pulso de luz em vez de ter que repetir o experimento para cada quadro. [2]
8 Câmaras de Nuvem
A radioatividade foi descoberta pela primeira vez quando se descobriu que os raios X embaçavam placas fotográficas. Desde então, as pessoas têm procurado formas de observar a radiação para melhor compreender o fenômeno.
Uma das primeiras – e ainda mais legais – maneiras foi criar uma câmara de nuvens. As câmaras de nuvens aproveitam o fato de que gotículas de vapor se condensarão em torno dos íons. Quando uma partícula radioativa passa pela câmara, ela deixa um rastro de íons em seu rastro. À medida que o vapor se condensa sobre eles, você pode observar diretamente o caminho que a partícula percorreu. [3]
As câmaras de nuvens foram substituídas hoje por métodos de detecção mais sensíveis, mas foram vitais na descoberta de partículas subatômicas como o pósitron, o múon e o kaon. Hoje, as câmaras de nuvens são úteis para exibir os diferentes tipos de radiação. As partículas alfa apresentam linhas curtas e pesadas, enquanto as partículas beta apresentam linhas mais longas e finas.
7 Superfluido
Todo mundo sabe o que é um fluido. Bem, um superfluido é assim, mas mais ainda. Ao mexer um líquido como o chá em uma caneca, você pode obter um vórtice giratório. Mas em segundos, o atrito entre as partículas do fluido interromperá o fluxo. Num superfluido não há atrito. Assim, um copo agitado de superfluido continuará girando para sempre. Esse é o estranho mundo dos superfluidos.
De maneira semelhante, é possível construir fontes que continuarão a jorrar para cima sem adicionar mais energia, porque nenhuma energia é perdida por atrito em um superfluido. A propriedade mais bizarra dos superfluidos? Eles podem sair de qualquer recipiente (desde que não seja infinitamente alto) porque sua falta de viscosidade permite que formem uma fina camada que cobre completamente o recipiente. [4]
Para quem quer brincar com um superfluido, há más notícias. Nem todos os produtos químicos podem formar superfluidos. Para aqueles que existem, eles ocorrem apenas dentro de alguns graus do zero absoluto.
6 Onda de Gelo
Um lago congelado pode ser um lugar assustador. À medida que o gelo quebra, ruídos estranhos podem ecoar pela superfície. Olhando para baixo, você poderá ver animais congelados e presos. Mas talvez a capacidade mais surpreendente de um lago congelado seja formar ondas de gelo que se quebram na costa.
Se apenas a camada superior se tornar sólida quando um lago congela, é possível que o gelo que está no topo se mova. Se um vento quente passar sobre o lago, toda a camada de gelo poderá começar a se mover. Todo esse gelo tem que ir para algum lugar. [5]
À medida que o gelo atinge a costa, o atrito repentino e o estresse fazem com que o gelo se quebre e se acumule. Às vezes, essas ondas de gelo podem ter vários metros de altura e viajar para o interior. A quebra dos cristais que compõem a camada de gelo dá à criação de ondas de gelo um estranho som de cócegas, como se milhares de copos fossem quebrados.
5 Onda de Choque Vulcânica
Uma erupção vulcânica é praticamente a explosão mais poderosa que os humanos provavelmente verão na Terra. Em segundos, a energia equivalente a múltiplas bombas atómicas pode lançar milhares de toneladas de rochas e detritos a quilómetros de altura. É melhor não estar muito perto quando isso acontecer.
No entanto, algumas pessoas são curiosas sobre essas coisas e ficam perto de um vulcão em erupção para gravar um vídeo dele. Em 2014, o Monte Tavurvur, na Papua Nova Guiné, explodiu. Felizmente para nós, as pessoas estavam lá para filmar. À medida que o vulcão explodia, uma onda de choque podia ser vista subindo pelas nuvens e saindo em direção ao observador. Ele quebrou o barco como um trovão.
A explosão que produziu a onda de choque foi provavelmente causada pela acumulação de gás dentro do vulcão, à medida que o magma bloqueava a sua fuga. A liberação repentina desse gás comprimiu o ar ao redor do vulcão e produziu a onda que disparou em todas as direções. [6]
4 Relâmpago Vulcânico
Quando o Monte Vesúvio entrou em erupção em 79 d.C., Plínio, o Jovem, observou algo estranho sobre a explosão : “Havia uma escuridão mais intensa, tornada mais terrível pelo brilho intermitente das tochas em intervalos obscurecidos pelo clarão transitório dos relâmpagos”.
Esta é a primeira menção registrada de relâmpagos vulcânicos. Quando uma trovejante nuvem de poeira e rocha é lançada ao céu por um vulcão, enormes relâmpagos podem ser vistos dançando ao seu redor.
Os relâmpagos vulcânicos não ocorrem em todas as erupções. É causado por um acúmulo de carga.
No calor de um vulcão, os elétrons podem ser facilmente expulsos de um átomo para produzir um íon carregado positivamente. Os elétrons também podem ser transferidos por colisões entre partículas de poeira. Os elétrons podem então se ligar a outros átomos para formar íons carregados negativamente. [7]
Pelas diferentes formas como os íons se movem devido ao tamanho e à velocidade, pode ocorrer um acúmulo de carga na pluma da erupção. Quando a carga é suficientemente alta, ela será transferida de uma região para outra nos raios extremamente rápidos e quentes vistos no vídeo acima.
3 Levitando sapos
Todos os anos, os Prémios Ig Nobel são atribuídos a pesquisas que “fazem as pessoas rir e depois pensar”.
Em 2000, Andre Geim ganhou o Prêmio Ig Nobel por levitar um sapo usando ímãs. Sua curiosidade foi despertada quando ele derramou um pouco de água diretamente em uma máquina com poderosos eletroímãs ao redor. A água aderiu às paredes do tubo e as gotas começaram a flutuar. Geim descobriu que os campos magnéticos poderiam agir com força suficiente sobre a água para superar a atração gravitacional da Terra.
Antes disso, pensava-se que os materiais diamagnéticos – aqueles sem um campo magnético geral – não interagiam muito com os campos magnéticos. Geim passou de gotículas de água para animais vivos, incluindo sapos. Estes poderiam ser levitados devido ao seu conteúdo de água e levaram alguns animais de aparência confusa a fortes campos magnéticos. [8]
A dor de ganhar um Prêmio Ig Nobel diminuiu um pouco quando Geim ganhou um verdadeiro Prêmio Nobel por sua participação na descoberta do grafeno.
2 Fluxo laminar
Você pode desmisturar um líquido?
Acontece que você pode, sob certas condições. Se você derramar suco de laranja na água , é improvável que algum dia consiga separar os dois. Mas usando xarope de milho tingido como mostrado no vídeo acima, você pode. Isso se deve às propriedades especiais do xarope como fluido e ao que é chamado de fluxo laminar. Este é um tipo de movimento dentro dos fluidos onde as camadas tendem a se mover na mesma direção umas das outras, sem se misturar.
Este exemplo é um tipo especial de fluxo laminar, conhecido como fluxo de Stokes, onde o fluido utilizado é tão espesso e viscoso que mal permite qualquer difusão de partículas. A mistura é mexida lentamente, para não formar turbulência que realmente misture os corantes coloridos. [9]
Parece apenas que os corantes se misturam porque a luz passa através das camadas que contêm os corantes separados. Inverter lentamente a mistura traz os corantes de volta às suas posições originais.
1 Radiação Cherenkov
Você pode pensar que nada se move mais rápido que a velocidade da luz. Na verdade, a velocidade da luz parece ser um limite de velocidade neste universo que nada pode quebrar – desde que se esteja falando sobre a velocidade da luz no vácuo. Quando a luz entra em qualquer meio transparente, ela fica mais lenta. Isto se deve ao componente eletrônico das ondas eletromagnéticas da luz interagindo com as propriedades ondulatórias dos elétrons no meio.
Acontece que muitos objetos podem se mover mais rápido do que essa nova e mais lenta velocidade da luz. Se uma partícula entrar na água a 99% da velocidade da luz no vácuo, então a partícula ultrapassará a luz, que só viaja a 75% da velocidade da luz no vácuo na água. E podemos realmente ver isso acontecer.
Quando a partícula passa pelos elétrons do meio, a luz é emitida ao perturbar o campo eletrônico. Um reator nuclear na água brilha em azul porque emite elétrons em velocidades muito altas – como visto quando o reator é ativado acima. O brilho misterioso das fontes radioativas é ainda mais frio do que a maioria das pessoas pensa. [10]
Para mais listas como esta, confira 10 fenômenos naturais surpreendentes capturados em filme e 10 fenômenos elétricos estranhos encontrados na natureza .
