Matéria e energia - As duas peças-chave de um quebra-cabeça infinito

Dê uma olhada ao seu redor, caro internauta!

Quanto a mim, que escrevo este artigo, à minha volta existem caneta, lápis, papel, lâmpada, brilho, luz, geladeira, ímã de geladeira, parede, janela, árvore, vento (ar em movimento), pessoas andando (então, também movimento)...

Essa lista de coisas pode ser dividida em dois grupos distintos, os quais, por sua vez, podem receber nomes diferentes:

1) O grupo das coisas que ocupam lugar no espaço: caneta, lápis, papel, lâmpada, parede, árvore, ar, pessoas, ímã, geladeira - que chamamos de matéria.

2) O grupo formado por aquilo que provoca acontecimentos e causa impressão nos nossos sentidos: luz, brilho, movimento, força que mantém o imã grudado à geladeira (magnetismo) - que chamamos de energia.

Conclusão: podemos classificar como matéria tudo aquilo que ocupa lugar no espaço e, como energia, o que não ocupa lugar no espaço, mas mexe com nossos sentidos e também transforma as diferentes quantidades e tipos de matéria.

Átomos e atritos
Do que é feita ou formada a matéria? Essa é uma pergunta que tem sido feita pela humanidade há mais de 2.000 anos. Por volta do ano 400 a.C., o filósofo grego Demócrito, num passeio à beira mar, sentiu-se curioso e começou a se questionar sobre os grãos de areia que ele via na praia. "Quantos grãos de areia é possível que existam em todas as praias da Terra? Qual será o tamanho do menor grão de areia existente no mundo?"

Na realidade, Demócrito estava era preocupado com a composição do Universo. Como era composta aquela grande variedade de formas, texturas, corpos, seres, etc., que ele tinha a sua frente?

Duzentos anos antes, outro filósofo grego, Tales de Mileto (640-540 a.C), já havia passado parte de sua vida estudando essa composição. Entretanto, a preocupação de Tales se concentrava no comportamento dos compostos do universo ou das matérias que compõem o ambiente. Por exemplo, certa vez ele esfregou um bastão de âmbar (uma resina fóssil de uma espécie extinta de pinheiro) em um chumaço de lã de carneiro. Reparou então que, a partir disso, o bastão passava a atrair penas, pêlos e pedaços de palha, o que não ocorria antes da esfregada - ou melhor: do atrito. Âmbar, em grego, recebe o nome de "elektron".

Dividindo o indivisível
A teoria atualmente aceita sobre a composição do Universo se origina dessas duas linhas de pensamentos: as ideias de Tales de Mileto - preocupado com as propriedade da matéria - e as reflexões de Demócrito - interessado na sua forma.

Agora, pegue um biscoito de polvilho, daqueles redondinhos, e parta-o ao meio. Depois, parta ao meio uma das metades. Em seguida, parta a nova metade ao meio e continue assim enquanto for possível! Onde você vai chegar? Provavelmente num bocado de farelo bem fininho, cujos grãos você não conseguirá dividir.

Foi exatamente dessa maneira que Demócrito pensou: "Se eu dividir cada vez mais um grão de areia, vou chegar a um ponto em que ele não se divide mais. Uma parte indivisível, atômica (a = não; tomos = divisão), o átomo.

Da velha Grécia até os dias de hoje, muitos outros pesquisadores se encantaram por esse tema e o conhecimento humano sobre o assunto foi sendo gradativamente ampliado. Hoje, sabe-se que o átomo não é indivisível, ele pode ser dividido sim, mas - em respeito ao conhecimento herdado dos gregos - a palavra átomo foi mantida para designar as menores partes ou partículas que constituem a matéria. Aliás, uma das partículas subatômicas (ou seja, menores do que o átomo) ganhou o nome grego para o âmbar: elétron.

Corpos eletrizados
Enfim, a matéria é formada por átomos, os quais são formados por partículas subatômicas. São elas que dão as propriedades à matéria. Mas os pensamentos de Tales e Demócrito, como dissemos, serviram de base para outros pensadores ao longo da história. Por exemplo, as ideias do físico inglês Willian Gilbert (1544-1603) que se perguntava por que, quando Tales atritava o bastão de âmbar com a lã, esse passava a atrair objetos leves como fios de cabelo e fios de algodão. Gilbert repetiu várias vezes esse experimento e passou a tentar realizá-lo com outros materiais. Qual não foi sua surpresa ao constatar que o âmbar não era o único material que passava a atrair objetos leves ao ser atritado!

Gilbert interpretou essa descoberta considerando que ocorre a passagem de um fluido de um corpo para outro (da lã para o bastão ou do bastão para a lã). Esse "fluido" passou a ser conhecido como fluido elétrico (por possui elétrons). Assim, o corpo que ganha ou o corpo que perde fluido elétrico passou a ser conhecido como corpo eletrizado.

Já o cientista inglês Joseph Pristley (1733-1804) - um dos fundadores da química - descobriu que um corpo carregado de eletricidade está eletrizado ou possui uma carga elétrica. E outras barras de diferentes materiais passaram a ser atritadas para se observar o que ocorreria com elas. Bastões de vidro, quando atritados em seda ou lã, passavam a atrair objetos leves da mesma maneira que o âmbar. Disso decorreu uma nova pergunta: o que ocorre entre as barras atritadas?

Positivo e negativo
Algum tempo antes de Pristley, o francês Charles Du Fay (1698-1739) também fazia experimentos com barras atritadas, suspensas no ar, presas por sua parte central com um barbante. Fay observou que duas barras de âmbar atritadas em lã, quando aproximadas uma da outra, repeliam-se. Duas barras de vidro, atritadas em lã, quando aproximadas, também se repeliam. Entretanto, ao aproximar as barras de âmbar e vidro atritadas em lã, elas se atraíam.

Fay passou a chamar a carga elétrica adquirida pelo vidro de eletricidade vítrea e a carga elétrica adquirida pelo âmbar de eletricidade resinosa. Mas o que é mesmo importante é que essas eletricidades tinham naturezas opostas. Foi o norte-americano Benjamin Franklin (1706-1790), que usou os termos positivo e negativo, tão conhecidos hoje em dia, para diferenciar as eletricidades opostas do âmbar (negativa) e do vidro (positiva).

O papel das ciências
Nós acabamos de classificar tudo o que existe no Universo como matéria e energia. Na realidade matéria e energia co-existem, ou existem uma na outra e não é possível separá-las. Nós a separamos teoricamente, para tentar entender como funciona a natureza. Mas não é difícil demonstrar como a matéria pode se transformar em energia. Pense na queima de uma vela ou do carvão, nos processos de combustão de um modo geral; nas explosões atômicas; nas fusões nucleares que ocorrem no Sol, produzindo luz e calor.

A energia também pode permitir a produção da matéria. A energia radiante, transmitida pelo sol na forma de luz, permite a produção da glicose, que é matéria, no processo de fotossíntese das plantas. Isso tudo não lhe parece incrível? Na verdade, o Universo é deslumbrante, assim como as ciências que permitem compreendê-lo a fundo.