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segunda-feira, 25 de dezembro de 2017

Como a ciência moderna pode ajudar a explicar a entrega dos presentes de Natal?





Por: Emiliana Weiss
emiliana.weiss@gmail.com



Não é de hoje que a figura do Papai Noel e a sua capacidade de entregar presentes em uma única noite a crianças do mundo todo chama a nossa atenção pela criatividade. A lenda sugere que o Papai Noel, figura inspirada no arcebispo São Nicolau, faz a entrega dos presentes aos lares de crianças bem-comportadas na noite da véspera do dia 24 para o dia 25 de dezembro. Se o Papai Noel realmente existisse, como podemos explicar essa história de forma científica? Primeiramente temos que levar alguns fatores em conta: (a) O fato de a terra ser redonda; (b) e que por esse motivo existe um fuso horário diferente em cada região do nosso planeta.

Sobre os movimentos da terra...

Precisamos relembrar que a Terra gira em torno de um eixo imaginário indo do pólo Norte até o pólo Sul, na Antártica. Por causa da inclinação do eixo, enquanto a terra percorre sua órbita, as regiões que recebem mais luz e calor mudam, fazendo com que em alguns lugares seja e dia e em outros noite. A Terra gira de oeste para leste, e por este motivo quando cai a noite do dia 24 de dezembro nos países mais a leste, como o Japão, Austrália e Nova Zelândia, ainda é dia do outro lado do mundo. Por exemplo, aqui no Brasil existe uma diferença de fuso horário de 12 horas com relação ao Japão. É importante perceber então que a noite de natal não acontece simultaneamente no mundo inteiro.

Figura 1: Foto mostrando o globo terrestre indicando os polos norte e sul, e os movimentos da terra do sentido Oeste para Leste. Por esse motivo, a noite de natal  não acontece simultaneamente na Terra inteira (Imagem retirada de https://www.significados.com.br/eixo-terrestre/).

Isso significa então que se o Papai Noel conseguir se movimentar de leste para oeste na mesma velocidade com que a Terra se movimenta de oeste para leste, ou seja em um movimento oposto ao de rotação da terra, ele tem 24 horas para entregar os presentes de natal a todas as crianças do mundo exatamente à meia-noite. Então se o Papai Noel começa a entregar os presentes no dia 24 de dezembro pelo extremo oriente (Japão, Coreia, China, Filipinas) e pela Oceania (Austrália, Nova Zelândia, Papua Nova Guiné). Depois, ele pode seguir em direção ao oeste, enquanto estes lugares seguem madrugada adentro.

 Figura 2: A figura indica que o Papai Noel deveria se movimentar de Leste para Oeste a fim de ganhar mais tempo e conseguir entregar todos os presentes exatamente a meia noite do dia de natal. 

Então, chegamos a conclusão que para realizar todas as entregas, o Papai Noel precisaria de um veículo muito rápido... Levando em consideração que existem 2,2 bilhões de crianças no mundo, ele teria que visitar mais de 944 milhões de casas em menos de 5 segundos se ele quiser entregar todos os presentes exatamente a meia noite do dia 25 de dezembro. O que seria impossível, uma vez que ele teria que viajando pelo menos a  300 mil quilômetros por segundo! Isso porque ainda não estamos levando em consideração o peso de todos esses presentes... Em termos de comparação, o avião supersônico do DARPA,  aeronave capaz de voar mais rápido que a velocidade do som,  consegue chegar a “apenas” 21.000 km/hora, cerca de 0.00584 km/segundo. O que não seria suficiente para ajudar o Papai Noel a fazer a entrega dos presentes!

Figura 3: Nessa figura temos o avião supersônico do DARPA,  aeronave capaz de voar mais rápido que a velocidade do som (Imagem retiradad de https://www.tecmundo.com.br/aviao/12355-aviao-hipersonico-mais-rapido-do-mundo-sera-testado-hoje.htm).

Será que existem outras explicações para esse fato na ciência moderna? Elementos como “a nuvem da relatividade” e “buracos de minhoca” presentes na física moderna poderiam nos ajudar a explicar esse acontecimento.

Na teoria da relatividade de Einstein existe um postulado que sugere que o tempo e o espaço são relativos, pois dependem do ponto de vista do observador. Se o Papai Noel for capaz de manipular o tempo-espaço, ele poderia criar uma outra dimensão, chamada pelos cientistas de “nuvem da relatividade”. Dentro dessa nuvem o espaço, tempo e luz são percebidos de forma diferente quando comparados com o lado de fora desta nuvem.. Quem está do lado de fora da nuvem, consegue apenas ver um momento passageiro, como se segundos fora da nuvem representassem meses dentro da nuvem. Essa nuvem então daria ao Papai Noel tempo suficiente para visitar todas as crianças do mundo na noite de natal. Claro que até o momento nenhum cientista foi capaz de criar essa nuvem, mas a teoria da relatividade dá suporte a esta possibilidade.

Na teoria dos buracos de minhoca, o Papai Noel seria capaz de juntar pontos, como por exemplo diferentes casas, através de curvaturas do espaço-tempo. O Papai Noel seria capaz de criar portais dos quais poderia passar rapidamente de uma casa para outra, e até mesmo de um país para outro. Mas como o buraco de minhoca funciona? Imagine o desenho de sua casa no lado esquerdo de um pedaço de papel e a casa do seu vizinho, ou até mesmo um amigo distante no lado direito, com um caminho ligando as duas. A teoria do buraco de minhoca sugere que se dobrar este papel no meio, as casas agora estariam juntas, interligadas, e Papai Noel poderia viajar pelo papel sem ter que passar pela linha onde o caminho foi desenhado. Esse caminho que aproxima as diferentes casas seria o chamado buraco de minhoca.

Figura 4: A figura representa uma simplificação da teoria do buraco de minhoca. Nessa simplificação, o espaço continuo seria plano, como a folha de papel. Se desenharmos dois pontos distantes de um lado ao outro do papel, que seria a distância a ser percorrida,  o buraco de minhoca seria a capacidade de uma ligação entre dois pontos, onde eles se tocam, como está representado pelo lápis. Dessa forma seria muito mais fácil percorrer locais distantes (Imagem retirada de  https://en.wikipedia.org/wiki/File:Wormholevisualized.png ).

Dessa forma, o Papai Noel seria capaz de viajar por diversas casas, em um curto espaço de tempo, e realizar todas as suas entregas em 24 horas.

Figura 5: Representação do buraco de minhoca (Imagem retirada de https://resonance.is/traversable-wormhole-key-quantum-teleportation/).

Muito legal, né? Existem muitas outras teorias da física moderna que podem explicar o mistério por trás do Natal. Continue acompanhando a página e descobrindo curiosidades sobre o mundo da ciência.

Para saber mais, acesse:
https://www.tecmundo.com.br/aviao/12355-aviao-hipersonico-mais-rapido-do-mundo-sera-testado-hoje.htm
https://www.megacurioso.com.br/fisica-e-quimica/44478-viagem-no-tempo-por-um-buraco-de-minhoca-seria-possivel-mas-so-para-fotons.htm
The Physics of Christmas: From the Aerodynamics of Reindeer to the Thermodynamics of Turkey Paperback – 1 Nov 1999
by Roger Highfield  (Author)

Sobre a autora: Bióloga formada pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Atualmente estudante de mestrado do programa de pós-graduação em Ciências Biológicas – Genética da UNESP.

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