Física e Ciência Espacial
Você já se perguntou como somos capazes de enviar uma espaçonave passando por Plutão a 37.000 milhas por hora? Ou como conseguimos tirar fotos impressionantes do universo usando o telescópio Hubble? Ou como sabemos do que é feita a atmosfera de Vênus? Tudo isso faz parte da ciência espacial, e a ciência espacial não seria possível sem a física.
A física é um ramo da ciência que tenta explicar o universo usando leis fundamentais e matemática. O objetivo da física é explicar tudo, desde os quarks que formam os prótons e nêutrons, até as galáxias e o universo como um todo. Ele tenta quebrar essas leis em relações matemáticas básicas.
A ciência espacial não é um único campo: inclui astronomia, astrofísica, engenharia aeroespacial e pode até fazer referência à astrobiologia ou à astroquímica. A ciência espacial também pode incluir a história do voo espacial e da exploração. A ciência espacial é basicamente o estudo de tudo relacionado ao espaço, incluindo onde e como a vida pode se formar em outros lugares que não a Terra.
A física é parte integrante da ciência espacial porque, se não entendermos como funciona o nosso universo, não poderemos começar a explorá-lo. Tínhamos que entender que a Lua era um corpo que orbita a Terra antes mesmo de pensarmos em ir para lá. Também tínhamos que entender as leis da gravidade e as distâncias e movimentos entre os corpos no espaço antes de podermos construir um foguete para ir a qualquer lugar e voltar.
Compreender a composição de estrelas e planetas e como eles se formam permite que os astrobiólogos falem com competência sobre os elementos que podem estar presentes em diferentes partes do sistema solar. As tecnologias que usamos para nos comunicarmos com os astronautas também surgiram como resultado de descobertas da física. De uma forma muito real, toda a ciência espacial depende da física.
Física e Tecnologia
Embora já tenhamos falado um pouco sobre como a tecnologia do vôo espacial depende da física, a conexão entre a física e a tecnologia vai muito além.
A física nos ajudou a desenvolver tecnologias médicas como scanners de imagem por ressonância magnética (MRI), raios-x, radioterapia para tratamento de câncer e ventiladores para pacientes cujos pulmões não conseguem respirar por eles.
Scanners de ressonância magnética usam ímãs gigantes para tirar fotos do interior do corpo humano, incluindo o próprio cérebro. Eles fazem isso alinhando todas as partículas magnéticas em seu corpo e detectando quanto tempo leva para que as partículas em diferentes tecidos voltem ao normal. Os raios X usam ondas em uma parte específica do espectro eletromagnético para criar imagens de seus ossos. Os raios X podem passar pelos tecidos moles, mas refletem nos ossos. A radioterapia usa outra parte do espectro eletromagnético para matar as células cancerosas. Por fim, os ventiladores usam os princípios físicos de pressão e fluxo de fluido para trabalhar artificialmente seus pulmões.
Depois, há a tecnologia cotidiana. Computadores, televisores, microondas e muitos outros são resultados de centenas de anos de descobertas da física. Mesmo tópicos relativamente abstratos e recentes, como a mecânica quântica, são completamente essenciais para o funcionamento dos computadores e das televisões.
As microondas usam uma parte do espectro eletromagnético para aquecer a comida. Qual parte do espectro? A parte do microondas, é claro! Precisamos entender como essas ondas funcionam para construir esses dispositivos e ajustá-los para cozinhar nossa comida. Telas de televisão e monitores de computador contêm elétrons, e esses elétrons criam a imagem. Mas os elétrons são partículas minúsculas e a maneira como eles se comportam é explicada pela mecânica quântica. Não seríamos capazes de controlá-los e criar uma imagem se não tivéssemos essa parte abstrata e complexa da física entendida.
Resumo da lição
Tudo bem, vamos parar um momento para revisar o que aprendemos sobre física e ciências espaciais e sua relação, bem como a relação com a tecnologia. Como aprendemos desde o início, a física é um ramo da ciência que tenta explicar o universo usando leis fundamentais e matemática, enquanto a ciência espacial é o estudo de tudo relacionado ao espaço, incluindo onde e como a vida pode se formar em lugares diferentes da Terra, e inclui muitos campos da ciência e também inclui a história do voo espacial e exploração.
Sem a compreensão do universo que a física nos dá, a ciência espacial não seria possível. Não poderíamos visitar a Lua, explorar as composições de estrelas e planetas, ou manter contato com astronautas sem física. Sem física, sem ciência espacial.
A física também nos ajudou a desenvolver tecnologias como scanners de ressonância magnética, raios-x, terapia de radiação para tratamento de câncer, computadores, televisores, microondas, geladeiras e muito mais.