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Aromas, mudança e o tempo

A casa, ainda escura, despertava aos poucos para o dia que estava por vir. A cozinha era tomada aos poucos pelo aroma do café fresco, passado a pouco, e que convidava todos para mais um dia.

E, assim, Maria, uma adolescente como outra qualquer de sua idade, entra pela cozinha e procura por um prato com a pressa do tamanho da sua fome. Não demora muito e o disco de vidro que serviria de base e suporte para o pão fresco cai no chão e lá se vão cacos para todos os lados.

Essa cena, um tanto quanto familiar em qualquer família brasileira, envolve um mistério simples e tão belo como o tempo. Senão, vejamos:

É natural pensarmos que o prato, ao cair no chão, se despedace em várias partes. Ou seja, por mais que nós mexamos e remexamos, serão várias partes no chão. No entanto, o que não nos parece natural é que todos os pedaços de vidro, agora espalhados pelo chão, se juntem e voltem a formar o prato. Por quê? Por quê os grãos de areia não se juntam e formam um castelo na praia? Por quê os pedaços de um iceberg que se desprendem na Antártida, não se juntam e formam um grande bloco de gelo? Um novo iceberg?

Voltemos ao prato. O número de átomos que formam o prato não é diferente do número de átomos dos pedaços de vidro do prato quebrado. No entanto, esses átomos, quando formam o prato, estão mais organizados do que quando estão nos diversos pedaços de vidro pelo chão. O mesmo vale para o castelo de areia. O castelo apresenta uma estrutura mais organizada do que os diversos grãos de areia que outrora formaram o castelo. No entanto, a estrutura do castelo de areia é muito mais sensível a qualquer mudança do que o monte de grãos de areia.

Podemos realizar várias mudanças no monte de grãos areia ou nos cacos de vidros pelo chão e, ainda assim, teremos um monte de grãos de areia e uma pilha de cacos de vidro. Do ponto de vista da ciência, a tendência à desorganização de um sistema é chamada de entropia. O sistema mais desorganizado possui uma alta entropia ao passo que o sistema mais organizado possui uma baixa entropia.

 

Palavra entropia se desintegrando no processo de entropia (imagem feita pelo Galoá)

 

Um sistema com alta entropia apresenta várias formas de arranjo sem que haja mudança na estrutura do sistema. Por outro lado, um sistema com baixa entropia apresenta poucas formas de arranjo.

 

imagem de pratos quebrados

Legenda: Alta entropia em um prato quebrado em comparação com um prato que estivesse inteiro

 

A entropia tende sempre a aumentar. A razão para isso é muito mais provável que as coisas se desorganizem do que se organizem. Simples como nas diversas experiências do dia a dia, (visite o quarto da Maria...) essa tendência a desordem explica porquê o tempo flui numa direção. A ausência de transformação implica na ausência do tempo. O físico austríaco Ludwig Boltzmann sugeriu uma formulação simples, que está escrita na lápide do seu túmulo:


Equação S=KbInW

 

Na equação, S é a entropia, W as diversas maneiras que se pode organizar as diversas partes de um todo, sem que o todo seja modificado e kB é a constante de Boltzmann que relaciona a termodinámica de moléculas. Para os mais familiarizados com a matemática, ln é o logaritmo natural. Se porventura, você não sabe o que isso significa, não há problemas; basicamente, a equação relaciona os número de maneiras em que se pode arrumar (W) com a entropia (S).

Ou seja, com essa equação podemos entender que ainda que as mudanças do nosso dia a dia, das nossas vidas, tragam surpresas agradáveis e desagradáveis são essas modificações que dão origem a seta do tempo. Ao mesmo passo que todas essas mudanças nos consomem, elas também nos oferecem os momentos maravilhosos que experimentamos. Essa é uma materialização do fato que, se hoje coisas ruins acontecem.... Amanhã coisas maravilhosas acontecerão apenas pelo simples fato de coisas ruins terem acontecido.

E são essas as mudanças cotidianas que nos dão a sensação de que o tempo está passando e que nada é estática entre aromas de café, desorganizações e organizações da vida.


** Sávio Vianna é professor na Faculdade de Engenharia Química da Universidade Estadual de Campinas (FEQ Unicamp), PhD pela Universidade de Cambridge (Reino Unido), Mestre em engenharia pela COPPE-Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e engenheiro químico também pela UFRJ.

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“O Top of Mind nessa área de comunicação da ciência e elaboração de páginas de congresso entre jovens e outros assuntos da ciência no Brasil é o Galoá. Eu já tinha trabalhado com vocês no 1º CBCFD e conhecia o trabalho de vocês desde a época do COBEQ. Cheguei a cotar com uma outra empresa americana, mas era muito caro. Esse foram os ingredientes para que eu fizesse o site com o Galoá” - Sávio Vianna (Unicamp)