Qual é o maior erro científico em formiga?

Anonim

Com cada novo super-herói, uma nova saga de vilões e salvar pessoas comuns começa. No entanto, em alguns círculos exclusivos de pessoas que são muito apaixonadas tanto pelos super-heróis quanto pela ciência, uma nova discussão se agita: se um super-herói e suas superpotências são praticamente atingíveis na vida real.

Em um de nossos posts mais antigos, discutimos se o Iron Man poderia ser recriado no mundo real. Agora, é a vez de outro super-herói da Marvel: Ant-Man. Quando ele veste seu terno, ele pode se encolher para se tornar tão pequeno quanto uma formiga e então retornar ao seu tamanho normal à vontade.

Na escala macroscópica, parece não haver nenhuma idéia concebível (pelo menos uma prática) que possa encolher um humano a alguns centímetros de tamanho sem pulverizar o corpo, além de ser incrivelmente sangrenta (o que dificilmente é material de super-herói). Portanto, devemos nos voltar para as propriedades fundamentais que compõem o corpo humano, na esperança de encontrar uma solução para esse problema de miniaturização.

Eliminando o espaço vazio dentro de todos os átomos

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O átomo de hidrogênio. Observe o grande espaço vazio dentro do limite do átomo (Image Source: Wikipedia.org)

Pode-se argumentar que, uma vez que o núcleo ocupa apenas uma pequena fração de todo o espaço dentro de um átomo, este último possui um amplo espaço vazio que pode ser simplesmente eliminado para efetivamente reduzir o tamanho do átomo.

Essa ideia certamente faz sentido intuitivamente, mas está longe de ser fisicamente alcançável no mundo real. Para entender a razão por trás disso, devemos recuar um pouco e fazer uma rápida recapitulação da estrutura básica e das propriedades dos átomos.

Átomos

Cada átomo é composto de três partículas subatômicas, ou seja, elétrons (carregados negativamente), prótons (carregados positivamente) e nêutrons. Destes três, os nêutrons e prótons estão dentro do núcleo, enquanto os elétrons giram em torno do núcleo em níveis de energia bem definidos. Em átomos neutros (ou não carregados), o número de elétrons e prótons é sempre o mesmo, enquanto o número de nêutrons pode ou não ser o mesmo.

Átomos mais pesados ​​têm mais prótons dentro de seus núcleos, que puxam os elétrons em órbita mais intensamente. No entanto, esses átomos também têm um número igualmente elevado de elétrons carregados negativamente, que tendem a permanecer mais afastados, devido às altas forças repulsivas entre si.

É assim que o tamanho atômico muda com o aumento do número atômico

É por isso que o número de elétrons determina o tamanho de um átomo em particular.

O raio atômico de qualquer átomo - assim como o raio de qualquer círculo - é a medida da distância entre o núcleo e o limite da órbita mais externa. Embora essa definição admita uma idéia mais tangível ou visualmente transferível de como o raio atômico é calculado, ela não é tecnicamente correta. Sob as leis da mecânica quântica, os elétrons não giram em torno do núcleo em caminhos que são tão claros e precisos quanto aqueles frequentemente retratados na cultura popular.


Esta representação de um átomo e elétrons não é tecnicamente correta

Em vez disso, eles 'voam' em torno do núcleo no que é conhecido como 'nuvens de elétrons' sem limite externo definido; portanto, calcular o raio atômico não é tão simples quanto tomar um círculo de diâmetro conhecido e simplesmente cortá-lo ao meio.

O raio atômico, que essencialmente determina o tamanho de um átomo, depende de vários parâmetros, incluindo o número de prótons no núcleo, a massa de um elétron e sua carga elétrica, e algo conhecido como constante de Planck (denotado por 'h ') - uma constante fundamental do universo. Note que os valores da massa de um elétron, sua carga elétrica e a constante de Planck são fixos, o que significa que eles não estão abertos a mudanças e modificações, portanto não podem ser alterados de forma alguma.

A constância das "constantes" universais

Uma vez que essas constantes e leis definem o próprio tecido de nossa existência e praticamente tudo no universo, é natural que as pessoas muitas vezes se perguntem se essas constantes mudaram desde o surgimento do universo. Um físico teórico inglês chamado Paul Dirac certa vez estimulou um debate sobre a constância de constantes universais através de sua hipótese de "grande número". Uma grande quantidade de pesquisas foi realizada usando observações astronômicas de estrelas distantes, luminosidades anômalas de estrelas fracas e evolução orbital, mas a partir de agora, não há nenhuma prova experimental que possa sustentar conclusivamente a hipótese de qualquer variação de constantes universais.

É estritamente uma coisa com constantes; como o nome indica, seus valores são inequivocamente, incontroversa e indiscutivelmente fixos, portanto não podem ser revisados.

Agora, como o tamanho atômico não depende de nada além de um monte de constantes, ele não pode ser adulterado artificialmente ou de outra forma, mesmo com um soro de super-heróis ou uma pílula. Se fosse adulterado, no entanto, seria quase certamente em algum outro mundo onde as leis do nosso universo não prevaleceriam.

Isso mostra claramente que o encolhimento de um ser humano ao tamanho de uma formiga não pode ser alcançado pela simples eliminação do espaço vazio dentro de um átomo. Você também não pode remover um determinado número de átomos do corpo humano com a esperança de reduzir drasticamente o tamanho do corpo sem perder ou comprometer gravemente uma série de habilidades humanas e funções vitais.

Tão legal quanto o Homem-Formiga pode parecer, não há absolutamente nenhuma maneira de fazer uma pessoa tão pequena quanto uma formiga sem matá-los ou pelo menos comprometer gravemente algumas das funções vitais do corpo deles (Foto: Capitão América: Guerra Civil (o filme) / Marvel Entertainment)

No Universo Marvel, o criador da poção de encolhimento, o Dr. Henry Pym, criou um gerador de 'partículas Pym', que tinha a capacidade de interferir com o tamanho humano, exercendo controle absoluto sobre o processo de transformação. Se o Dr. Pym não fosse fictício, e suas "partículas de Pym" pudessem realmente miniaturizar um ser humano com tal estilo e graça, o mundo inteiro teria um pequeno super-herói pela primeira vez, o que pode ser uma mudança muito boa!

Referências