Suponhamos
que tomamos uma certa quantidade de uma determinada matéria: um pouco d'água em
uma vasilha, por exemplo. Suponhamos que entornemos metade da água contida na
vasilha, permanecendo nela a outra metade; admitamos que, em seguida, tornemos
a derramar metade da água restante. Se pudéssemos repetir, pelos meios mecânicos
de medida, continuamente, esta operação, chegaria um momento em que não mais
poderíamos fazer uma nova divisão na água restante, pois teríamos chegado à
partícula mínima que caracteriza a água, isto é, teríamos chegado à molécula de
água.
Entretanto,
se estudarmos quimicamente esta molécula, chegaremos à conclusão de que ela é
formada por outras pequenas partículas: ela pode ser decomposta, por intermédio
de uma corrente elétrica, em duas partículas de hidrogênio e uma partícula de
oxigênio.
Uma
substância que não possa ser decomposta em outras substâncias é denominada
elemento. O hidrogênio e o oxigênio são elementos, pois não podem ser
subdivididos em outras substâncias.
A menor
partícula de um elemento é denominada átomo.
Portanto,
vimos que a molécula da água é constituída de dois átomos de hidrogênio e um
átomo de oxigênio.
O
número de corpos simples, isto é, de elementos conhecidos, é de noventa e dois.
Os átomos do mesmo elemento são semelhantes; entretanto, os átomos de elementos
diversos diferem entre si. O átomo do hidrogênio, por exemplo, difere do átomo
do oxigênio.
Os
átomos dos diferentes corpos simples, ligados entre si de modos diversos,
formam as moléculas dos corpos compostos.
Portanto,
fazendo combinações com os corpos simples conhecidos, o homem pode obter um
número enorme de corpos compostos.
Durante
muito tempo se pensou que o átomo fosse a menor partícula de matéria conhecida.
Entretanto, veremos que as investigações mais recentes nos mostram que mesmo os
átomos são constituídos de partículas menores.
Os
cientistas concordam unanimemente com a descontinuidade da matéria, embora
filósofos afirmem a sua continuidade.
Quando
falamos em continuidade ou descontinuidade da matéria, queremos saber se a
matéria, que a nossos olhos se apresenta como um todo, realmente o é, ou se se
trata de partículas reunidas, muito próximas, com maior ou menor força de
atração entre elas.
Conseqüentemente,
se a matéria é descontínua, suas pequenas partículas componentes devem estar
envolvidas pelo vazio, isto é, pelo éter.
Já
falamos antes a respeito da descontinuidade da matéria até os átomos, isto é, a
matéria é formada de moléculas que, por sua vez, são constituídas de átomos.
Vejamos,
porém, a descontinuidade dentro do átomo.
Depois
de uma série enorme de experiências chegou-se à conclusão de que os átomos são
constituídos de duas partes: uma central, denominada núcleo, e outra exterior.
O núcleo é formado de prótons e nêutrons, em conjunto; a parte exterior é
formada apenas de elétrons.
Chama-se
elétron a menor quantidade de eletricidade negativa que se pode obter livre.
São os elétrons as partículas elétricas que formam os raios catódicos das
válvulas Crookes e as partículas beta do radium e outros elementos radioativos.
Chama-se
próton a menor quantidade de eletricidade positiva que se pode obter livre. Tem
a mesma carga elétrica do núcleo do hidrogênio, razão porque é também conhecido
com o nome de núcleo de hidrogênio ou de partícula H.
Chama‑se nêutron uma
partícula que não contém carga elétrica e pode ser obtida pela fusão nuclear de
alguns elementos.
A
figura 1 nos mostra esquematicamente um átomo com o núcleo formado de quatro
prótons e quatro nêutrons.
Os
elétrons giram com movimentos rapidíssimos em torno do núcleo.
Os
átomos em estado normal são eletricamente neutros, isto é, possuem tantos
elétrons quanto prótons.
O
núcleo tem sempre carga positiva, pois possui mais prótons que elétrons. Por
outro lado, a parte externa tem sempre carga negativa por só possuir elétrons.
Se, por
qualquer meio, conseguirmos introduzir em um átomo, em estado normal, alguns
elétrons, ele ficará com carga elétrica negativa, pois haverá excesso de
elétrons em relação ao número de prótons. Inversamente, se conseguirmos retirar
de um átomo, em estado normal, alguns elétrons, ele ficará com carga elétrica
positiva, pois haverá falta de elétrons em relação ao número de prótons, ou, em
outras palavras, haverá excesso de prótons em relação ao número de elétrons.
Todo
átomo que não esteja em estado neutro, isto é, que possua uma carga positiva ou
negativa, tem a tendência de voltar ao equilíbrio, se possuir meio para isso,
adquirindo os elétrons necessários ou expelindo os em excesso.
Agora
que já falamos sobre cargas elétricas, positiva e negativa, podemos mostrar, esquematicamente,
como se produz a corrente elétrica.
Suponhamos
que coloquemos em posição horizontal um tubo, cujo diâmetro interno coincida
com o diâmetro de uma bola de bilhar, permitindo o deslocamento desta pelo seu
interior.
Admitamos
que enchamos este tubo, de uma extremidade a outra, com bolas de bilhar (Fig.
2).
Se
ambas as extremidades, A e B, estiverem abertas, e se empurrarmos mais uma bola
de bilhar pela extremidade A, imediatamente sairá uma bola pela extremidade B,
assim como haverá o deslocamento de uma bola em qualquer ponto do tubo. Em dois
pontos quaisquer, M e N, por exemplo, haverá o deslocamento de uma bola.
Se, em
um segundo, empurrarmos cinco bolas pela extremidade A, igualmente passarão, em
um segundo, cinco bolas pelos pontos M e N e sairão cinco bolas pela
extremidade B. Em outras palavras, a velocidade de deslocamento das bolas será
a mesma em todo o comprimento do tubo.
Suponhamos
agora que coloquemos alguns átomos em série (Fig. 3).
Se
introduzirmos um elétron no átomo da extremidade A, um elétron deste será
empurrado para o átomo M; o átomo M mandará um elétron para o átomo N, e assim
por diante, de modo que sairá um elétron do átomo da extremidade B.
Este
deslocamento de um elétron ao longo da série de átomos produz o que se chama
corrente elétrica.
Se, em
um segundo, introduzirmos cinco elétrons no átomo da extremidade A, igualmente
em todos os pontos da série de átomos passarão, em um segundo, cinco elétrons e
sairão cinco elétrons na extremidade B. Portanto, a intensidade da corrente
elétrica é a mesma em todos os pontos do caminho por ela percorrido.
Admitamos
que, no tubo da Figura 2, coloquemos um obstáculo na extremidade B, de tal modo
que as bolas de bilhar não possam sair, e que, na extremidade A, ajustemos um
tubo vertical cheio de bolas de bilhar, cuja tendência natural será de penetrarem
pela extremidade A pela ação da gravidade (Fig. 4).
Façamos
o mesmo raciocínio para o caso da série de átomos da Figura 3. Suponhamos que
coloquemos na extremidade B um obstáculo (isolante) que não permita a passagem
dos elétrons, e que, na extremidade A, ajustemos uma massa de elétrons com a
tendência de penetrarem na série de átomos (Fig. 5).
Os
elétrons da massa acumulada na extremidade A não poderão se deslocar em virtude
de ter o isolante I barrado a passagem da corrente elétrica.
Como a
extremidade A tem excesso de elétrons em relação à extremidade B, dizemos que a
extremidade A é negativa e que a extremidade B é positiva.
Se
substituirmos a série de átomos por um fio de uma determinada matéria, os
fenômenos se passarão identicamente; apenas os elétrons terão maior quantidade
de átomos por onde se deslocarem.
Admitamos,
agora, que coloquemos em contato com uma série de uma mesma matéria, uma certa
massa M de elétrons (Fig. 6)
Apesar
da resistência oferecida pelo átomo A à penetração dos elétrons da massa M,
esta tem força suficiente para vencê-la e fazer o deslocamento dos elétrons ao
longo da série de átomos. Entretanto, pode acontecer que esta massa não seja
suficiente para vencer a reação oferecida pelos átomos de uma outra matéria, e
que seja necessária uma outra massa maior M1, a fim de que a corrente possa ser
produzida (Fig. 7).
Portanto,
concluímos que, para que possa circular corrente por um material, é necessário
que a diferença de potencial entre as extremidades, isto é, o excesso de
elétrons de uma extremidade em relação à outra, seja de valor tal que vença a
resistência oferecida pelos átomos ao longo do qual deve ser estabelecida a
corrente.
As
diversas substâncias existentes oferecem diferentes resistências à passagem da
corrente, de acordo com a constituição atômica de cada uma. Os metais,
geralmente, oferecem pequena resistência à passagem da corrente, e são, por
isso, denominados bons condutores. O melhor condutor conhecido é a prata. Há
substâncias que oferecem tal resistência à passagem da corrente, isto é, deixam
passar uma quantidade de corrente tão desprezível, que são denominadas
isolantes. O vidro e a borracha, por exemplo, são substâncias isolantes.
Em
princípio, podemos afirmar, porém, que todas as substâncias permitem a passagem
de alguma corrente, desde que a diferença de potencial seja suficientemente
alta para isto.
Uma
coisa nos chama imediatamente a atenção. Se colocarmos em série átomos de
substâncias diferentes e forçarmos a passagem de elétrons por uma extremidade,
acontecerá o mesmo fenômeno explicado: os elétrons de um átomo passarão para o
átomo vizinho simultaneamente com a entrada de elétrons no átomo da
extremidade. Portanto, concluímos imediatamente que o elétron de uma
determinada matéria é semelhante ao elétron de qualquer outra matéria, o mesmo
acontecendo com o próton. E, então, podemos dizer que todas as substâncias têm
a mesma origem - prótons e elétrons - variando as propriedades de cada matéria
com sua estrutura molecular e atômica.
A
Figura 8 nos mostra a estrutura eletrônica dos átomos de hidrogênio, hélio,
oxigênio e magnésio, cujos números atômicos são, respectivamente, 1, 2, 8 e 12.
Praticamente
se observa diferença de efeitos com a emissão de elétrons de átomos
semelhantes.
A
emissão de elétrons, obtida pelos raios catódicos, pelo calor ou pela luz, por
exemplo, é feita com relativa facilidade e sem que sejam produzidas mudanças
químicas nos átomos em que se efetue a emissão. Daí se conclui que os elétrons,
nestas emissões, saem da parte externa do átomo e não do núcleo.
Entretanto,
observa-se, também, uma outra espécie de emissão de elétrons, completamente
espontânea, sem que possa ser regulada por meios artificiais. É o caso das
emissões dos corpos radioativos. Nessas emissões há sempre uma modificação
química nos átomos, pois, os elétrons, uma vez emitidos, já não voltam mais aos
átomos. Daí se conclui que estes elétrons pertencem ao núcleo do átomo.
Cada
próton pesa cerca de 1.840 vezes mais que o elétron, de modo que o peso atômico
é fornecido quase que exclusivamente pelo núcleo, onde ficam localizados todos
os prótons.
Os
cientistas comparam os átomos a diminutos sistemas planetários em que o núcleo
é o centro de atração e os elétrons giratórios fazem o papel dos planetas.
Ultimamente
se admite que as partículas elementares dos átomos não são apenas as duas
estudadas: prótons e elétrons. Admite-se que são quatro: nêutrons, de massa 1 e
carga elétrica 0; pósitons, de massa 0,0015 e carga elétrica + 1 ; négatons, de
massa 0,0015 e carga elétrica -1; e mésotons, também denominados elétrons
pesados, cuja massa é 200 em relação ao elétron. [5]
Entretanto,
não nos estenderemos a respeito.
Constantemente
fala-se em éter. – Entretanto, o que é o éter? – Existe o éter? – E se existe,
quais são suas propriedades?
A razão
principal, supomos, que levou à crença da existência do éter, foi a
impossibilidade da ação à distância sem alguma coisa portadora desta ação. Se o
som produzido pelas vibrações de determinado objeto é transmitido pelo ar,
semelhantemente alguma coisa deve ser o suporte, por exemplo, para a propagação
da luz, ou para as atrações e repulsões elétricas e magnéticas.
Diz Gustavo Le Bon [6] que “sem o éter não haveria o peso, a luz, a eletricidade, o calor; o universo estaria silencioso e morto, ou se revelaria sob uma forma que não podemos pressentir. Diz que, embora a natureza íntima do éter chegue apenas a ser suspeitada, sua existência se impôs desde muito tempo, parecendo a alguns ser mais certa sua existência que a da própria matéria; e que sua existência se impôs quando foi preciso explicar a propagação das forças e a ação à distância.”
Admitida
a existência do éter, diz-se, então, que todos os astros estão mergulhados
neste mar fluídico, etéreo, cujo início e cujo fim, isto é, cujas posições
limites, nosso campo de lucidez intelectual ainda não pode conceber e que se
chama espaço.
Provavelmente
todos viram, no mar ou em rios, o que se chama redemoinho. A água, girando
velozmente, produz forças de atração e de tensão.
Admite-se
que o éter possua igualmente, seus torvelinhos, seus redemoinhos, com forças de
atração ou de repulsão. E a estas forças de atração ou de repulsão dá-se o nome
de eletricidade. Aos redemoinhos em si, que produzem a eletricidade, dão-se os
nomes de prótons e elétrons. A tensão que os prótons e elétrons produzem é
denominada magnetismo.
“Provavelmente,
diz ainda Gustave Le Bon [7], da condensação do éter efetuada na origem dos
tempos por um mecanismo ignorado, se derivam os átomos, considerados, por
vários sábios, e especialmente por Lamor, como núcleos de condensação do éter,
que têm a forma de pequenos torvelinhos animados de uma enorme velocidade de
rotação. A molécula material, escreve este último físico, está inteiramente
constituída por éter, nada mais. Indubitavelmente, a grande velocidade de
rotação das partículas de éter, transformadas em torvelinhos, dão à matéria a
rigidez e o peso.”
Portanto,
fisicamente falando, tudo o que vemos, sejam os astros, seja a cadeira em que
sentamos, seja a água que bebemos, nada mais representa que a reunião de um
número extraordinário de prótons e elétrons.
Por
esta teoria nós nada mais seríamos que a condensação do éter, isto é,
condensação de torvelinhos do éter.
O
número de estrelas que se movem no espaço é enorme. Cada uma delas é um sol
luminoso, e formam, com seus planetas envoltórios, inumeráveis sistemas
solares.
A
distância entre os sóis é tão extraordinariamente grande, que se mede pelo
caminho que a luz, com sua velocidade de 300.000 quilômetros por segundo,
percorre em anos ou milênios.
A
velocidade média de deslocamento dos sóis no espaço é de cerca de 100
quilômetros por segundo, formando espirais.
O nosso
planeta, a Terra, gira em torno de nosso Sol a uma distância de 150.000.000 de
quilômetros. Por aí podemos ver quão desprezível é a quantidade de matéria de
nosso planeta em relação ao Universo.
Da
mesma forma que dizemos que a Terra é desprezível em relação ao Universo,
podemos dizer que o elétron é desprezível em relação à Terra. Basta dizer que,
para conseguirmos um comprimento de um milímetro, colocando elétrons lado a
lado, seriam necessários 10.000.000.000.000.000.000.000.000 de elétrons.
Em um
átomo, a distância entre os elétrons da parte externa e o núcleo atômico não
chega a um bilionésimo de milímetro; a velocidade destes elétrons é de 1.000 a
150.000 quilômetros por segundo, e em um segundo eles dão milhões ou bilhões de
voltas em torno do núcleo.
Portanto,
um átomo contém em si uma quantidade fantástica de energia. Se a indústria
pudesse utilizar esta energia, teria à sua disposição uma fonte gigantesca e
inesgotável de força. Entretanto, tudo indica que não está longe a época de ser
possível a aplicação industrial da energia atômica. A bomba atômica já foi um
passo para isso.
Diz
Fritz Kahn [8] que “com a energia existente em um átomo de cobre de uma moeda,
seria possível, a um navio de 50.000 toneladas, dar várias vezes a volta da
Terra; que, com uma colher de chá de carvão em pó – desde que ele não fosse
queimado mas desintegrado em seus átomos –, poder-se-ia aquecer por 24 horas,
em pleno inverno, todas as casas de Nova Iorque”.
Muitos
físicos adotam a teoria do átomo inextensível, isto é, como sendo condensação
do éter, em movimentos violentamente fortes. À primeira vista parece ser absurdo;
a matéria é formada de partículas que realmente não existem. Neste caso a
matéria não existiria: seria apenas uma ilusão.
–
Entretanto, será o éter uma matéria em outro estado, que não o sólido, o
líquido ou gasoso?
“A
verdade, diz Paul Gibier [9], é que os físicos estão hoje de acordo,
considerando os corpos mais densos como representando apenas em aparência uma
superfície contínua, como por exemplo, uma esfera oca de prata, cheia de água e
soldada hermeticamente. Colocando sobre uma bigorna esta bola e batendo-se-lhe
com um martelo, a água escapa-se por todos os poros do metal a cada golpe do
martelo e vem aflorar a sua superfície, segundo experiências dos acadêmicos de
Florença.”
“O
volume das moléculas, continua ele, pode ser, quando muito, avaliado por
milionésimos de milímetros, e mesmo levando em conta o espaço relativamente
considerável que as separa, é ainda por trilhões, quintilhões, sextilhões, que
devemos contá-las em um milímetro cúbico.”
“Elas
estão em um estado contínuo de agitação, de projeção, de choques violentos, de
atrações, de repulsões enérgicas, das quais é, sem dúvida, um pálido reflexo o
movimento browniano das partículas microscópicas. Fazemos uma idéia do seu
tremendo turbilhão, quando vemos que no hidrogênio, em pressão e temperatura
ordinárias, as moléculas deste gás estão animadas de velocidade mais ou menos
de 2.000
metros por segundo (Joule) e que cada uma sofre de suas vizinhas cerca de 17
bilhões de choques no mesmo espaço de tempo.”
A
Ciência já conseguiu obter vastos conhecimentos sobre os movimentos dos corpos
celestiais. E se admite que as leis dos movimentos moleculares são
perfeitamente semelhantes às que regem os dos corpos-celestiais.
Afirmam
estudiosos famosos que a quantidade de energia existente no sistema solar com
possibilidade de transformação não chega a mais de 454a parte da energia que
possuía no estado de nebulosa. Esta quantidade de energia transformável ainda é
enorme, considerada por nossos sentidos, mas ela também ir-se-á degradando.
Haverá uma época, incomensuravelmente distante ainda, sem a menor dúvida, em
que não haverá mais energia transformável no universo. A energia em si
persistirá, porém, sob a forma de movimentos atômicos.
– Como
poderia acontecer isto?
Os
movimentos dos corpos celestiais ir-se-iam amortecendo, os planetas não mais
circulariam em torno dos sóis extintos; as massas ir-se-iam aglomerando cada
vez mais, ficando, finalmente, reunidas em uma única; esta massa única giraria
ainda muito tempo sobre si mesma até ficar completamente imóvel em relação ao
espaço ambiente.
“Tal é
o destino do Mundo, diz Paul Gibier [10], como todo o ser que vive, passou pelo
estado embrionário, teve sua infância, adolescência e maturidade; a decrepitude
da velhice já começou.”
Tais
são, pelo menos, as conclusões da Ciência moderna com o conhecimento dos dois
elementos “que estão colocados nos dois ângulos inferiores do triângulo”, quero
dizer, a matéria e a força ou energia.
Fato
curioso: os bramas e os pandits (sábios filósofos do Oriente), possuem há
milhares de anos uma cosmogonia idêntica; em sua linguagem simbólica denominam
eles este “desmoronamento final” das esferas, esta parada do Universo no ponto
morto, “a noite de Brahma”, a noite durante cujos inúmeros séculos, depois de
haver reabsorvido tudo em si, os deuses juntamente com as coisas, “o Antigo dos
dias” repousa contemplando-se em seu Parabrahm Eterno.
– Que
fica sendo o homem no meio dos destroços de astros, volatilizando-se ao choque
uns dos outros? – Que fica sendo a Consciência do ser e que sorte vai ser a
sua?
A
Ciência ainda não se ocupa disso, mas forçosamente vai ser levada ao estudo
destas coisas, porque as manifestações de consciência no além-da-vida começam a
chamar-nos a atenção, a reclamar o nosso exame.”
* * *
– Que
concluímos de tudo o que foi exposto neste capítulo? Nada.
As
teorias são revolucionárias, mas o nosso raciocínio, o alcance de nosso campo
de compreensão, não está ainda em condições de apreender totalmente estas
sutilezas.
– Na
prevista parada da massa material do Universo, reunida em uma massa única, o
que a envolverá? - Não encontramos resposta.
–
Existe realmente a matéria?
– Ou é uma propriedade da energia movimentando o
éter? – Existe o éter? – E, existindo, não é, ele próprio, matéria num outro
estado não conhecido ou analisado?
– Como
foi produzida inicialmente a energia do Universo?
– Não
será, talvez, a energia, um efeito da matéria excitada por algo que não é
matéria nem energia?
Fizemos
então surgir a necessidade de um princípio excitador da matéria.
Se a
matéria é a condensação da energia, algo produziu a energia. Se a energia é
proveniente da matéria, algo agiu sobre esta última.
De
qualquer forma o nosso raciocínio solicita a existência de um princípio
animador.
– Eu
disse raciocínio?
– Será
entretanto razoável admitir-se que o raciocínio emane da matéria ou da energia?
– Não
será, talvez, mais aceitável considerarem-se como emanação do Princípio
animador as manifestações de raciocínio ou de inteligência?
Evidentemente
deve haver um princípio, o Princípio-inteligência, que, animando e excitando a
matéria inanimada, nos apresenta a solução para problemas considerados,
anteriormente, insolúveis e misteriosos.
Matéria e Energia
Por Felino Alves de Jesus
