A Emboscada Termodinâmica

Primeiramente saudações a todos, quaisquer que sejam os receptores desta nossa mensagem. Tecnicamente não temos condições de precisar ao certo quais serão os destinatários dela, mas desejamos do fundo da alma que eles saibam aproveitá-la com sabedoria, e tomar todas as providências cabíveis para que esta nossa advertência possa evitar o pior. Poderíamos aperfeiçoar ainda mais esta técnica nova para que pudéssemos atingir com maior exatidão destinatários específicos, mas tememos que não nos reste muito tempo para isto.

O envio desta mensagem é um chute desesperado, uma última tentativa de tentar consertar as coisas. Não temos como saber onde esta mensagem chegará, nem tampouco quando. Desejamos que não chegue tarde demais, a ponto do aviso chegar numa época em que ele já seria em vão, não havendo mais possibilidade alguma de volta. Nem cedo demais, quando simplesmente não haveriam receptores aptos a captá-la. Torcemos com todas as nossas forças para que ela chegue em algum lugar do planeta por volta das últimas décadas do século 20, nos anos 80 ou final dos 70 seria ideal. Mas, como dissemos antes, estamos chutando, de frente para o gol, sem conhecer ainda a força de nossas pernas. Tomara que o chute não seja fraco demais para que o goleiro nem precise se esforçar para agarrar a bola, nem forte demais para que a bola passe longe do gol. Na situação em que agora estamos, soterrados por centenas de metros de geleiras, um chute na trave já compensaria todos os nossos esforços!

O fato de estarmos propagando uma onda eletromagnética para nosso passado nem é tão absurdamente inconcebível perto da outra violação de princípios físicos que explicaremos mais à frente, que é o conteúdo central de nossa advertência. Sem entrar em detalhes técnicos maçantes, digamos que algumas faixas bem definidas do espectro admitem uma polarização específica capaz de inverter o princípio natural de causa e efeito, e assim propagar o eletromagnetismo para uma região vizinha não no espaço, mas no tempo. Sim, esta mensagem também chegará em nosso futuro daqui a um intervalo de tempo igual ao que separa vocês de nós agora, mas lamentamos esta nossa certeza de que não existirão receptores no futuro para decodificá-la.

Discutimos muito sobre a forma de transmissão. Uma transmissão digital seria a forma ideal, tanto para o envio de provas de sua origem, quanto para os detalhes que gostaríamos de fornecer para lhe dar maior credibilidade. Mas não podíamos arriscar. Deveríamos então enviá-la como áudio? Em que idioma? Modulando frequência ou amplitude? Estávamos arriscados a atingir uma época em que a transmissão de rádio tivesse acabado de ser desenvolvida, o que tornaria nossa mensagem ininteligível. Decidimos pela simplicidade, e por aumentar a probabilidade de nossa mensagem ser entendida. É por este motivo que vocês a estão recebendo em código Morse. Não podíamos desperdiçar esta que talvez seja nossa última chance de contato.

Antes de prosseguirmos, permitam que façamos um pequeno resumo da evolução tecnológica e científica, apenas para nos certificarmos de que a mensagem será compreendida e de dar uma prova básica de que somos quem afirmamos ser. Vamos lá: o fato da matéria ser formada de átomos indivisíveis é conhecido de vocês? Ótimo, estamos no caminho certo. Pensando bem, este conhecimento é anterior à invenção do rádio, portanto é obvio que isto já é conhecido pelo simples fato de estarem agora decodificando nossa mensagem. Certo, perdoem nosso deslize e vamos prosseguir: já surgiram evidências de que estes átomos indivisíveis talvez não sejam tão indivisíveis assim como vocês imaginavam? Se sim, isto é excelente! Significa que nossa mensagem não chegou cedo demais. Se vocês não fazem idéia do que estamos falando, imploramos que simplesmente registrem esta mensagem para que ela seja compreendida num futuro próximo, perto do final do próximo século. Por favor, é muito importante que ela chegue aos destinatários corretos!

Bom, permitam que continuemos nossa checagem sem citar nomes. Não sabemos ainda quais seriam as consequências de fornecer informações científicas do futuro para o passado, e optamos por apenas citar fatos científicos sem entrar em detalhes que talvez sejam desastrosos. Já existe a máquina a vapor? E a carvão e outros combustíveis fósseis? Ficamos tentados a fornecer aqui advertências quanto a Revolução Industrial pela qual talvez vocês estejam passando agora, mas... sabemos que seria em vão. Além disso, a consequência da queima de combustíveis fósseis é completamente irrelevante perto do aviso principal desta nossa mensagem.

Se o que citamos até agora são fatos conhecidos, obviamente já são conhecidas as leis da mecânica elaboradas por Sir I.N. Na vossa época, tempo e espaço continuam sendo considerados absolutos? Ou vocês já foram apresentados às teorias do cientista A.E. que prova a relatividade destas medidas? Já enviaram veículos tripulados à Lua? Excelente, estamos então no caminho correto! E a Marte, já enviaram seres humanos para lá? Tomara que não, pois isto indicaria que nossa mensagem chegou tarde demais...

Vamos direto ao ponto: nossa tragédia começa em meados do século XXI. Mais precisamente, no ano de 2054. O aquecimento do planeta é crítico, a própria geografia já é quase irreconhecível comparada àquela de meio século atrás por causa do derretimento das geleiras e consequente aumento do nível do mar. Se são vocês nossos destinatários, ainda há tempo. Vocês devem estar num dilema: não podem usar combustíveis fósseis que comprometeriam ainda mais o absurdo efeito estufa com o qual tentam conviver atualmente. E a energia atômica é um verdadeiro demônio, que todos tentam exorcisar. Mas as energias renováveis não dão mais conta de alimentar os 30 bilhões de habitantes do planeta. O planeta Marte, ou Nova Terra como foi rebatizado na última década, ainda é inviável: viagem cara demais, demorada demais, e nem de longe resolveria os atuais problemas. Num recanto desconhecido da Índia vai surgir uma forma de produzir energia limpa, barata (na verdade gratuita), ilimitada, e vocês serão tentados nas atuais circunstâncias a desenvolvê-la. Mas imploramos de joelhos: não façam isto!! Será o começo do fim!

A nanotecnologia resolveu muitos problemas num passe de mágica. Ah, perdoe-nos! Se vocês que agora recebem esta mensagem ainda estiverem próximo ao fim do século 19 ou começo do século 20, acho que lhes devemos explicações. Nanotecnologia é a técnica de manipular a matéria átomo por átomo. Se isto ainda estiver fora de vossa capacidade de compreensão, mais uma vez pedimos encarecidamente que preservem esta mensagem para que ela possa ser relida numa época mais oportuna. Mas se já forem capaz de compreendê-la, saibam que sim, valeu a pena investir nela! Nanorobôs terão inteligência suficiente para simplesmente desfazer defeitos genéticos de indivíduos célula a célula do corpo, como verdadeiros cirurgiões moleculares extirpando genes defeituosos e inserindo próteses saudáveis, e existirão trilhões de cópias de tais cirurgiões repetindo esta operação em cada uma das células do organismo doente. Eles imitarão a vida, e também serão auto-replicáveis. Mas não será daí que virá nossa tragédia, nesta época já teremos aprendido a lição e estaremos fazendo isto de forma segura: os nanorobôs serão programados, depois de injetados na corrente sanguínea, a se replicarem, executarem seu serviço, e logo depois se destruirem. No fim eles viram glicose absorvida por nosso organismo, não sobrará indício algum de sua passagem exceto o fato de nos tornarmos mais saudáveis após sua atuação. A nossa tragédia envolve nanotecnologia sim, mas de uma forma bastante traiçoeira. Relembrando agora os fatos, todos nós aqui do laboratório concordamos que era impossível prever o mal que a descoberta traria. Além disso, era tão oportuna naquela situação absurda de calor!

A astronomia também se beneficiou com a nanotecnologia. E por incrível que pareça, a astronomia óptica! A tecnologia dos telescópios de espelho parou simplesmente porque chegou ao seu limite. Torna-se progressivamente mais difícil construir uma superfície parabólica próxima à perfeição à medida em que aumentamos o diâmetro do espelho. Houveram até algumas esperiências com espelhos refletores de mercúrio numa piscina rotatória, mas os resultados foram questionáveis.A astronomia óptica foi abandonada por um bom tempo devido à facilidade incomparavelmente maior de construir radiotelescópios, que trabalhavam com frequências bem mais baixas do espectro e não exigiam uma precisão tão boa na construção de seus refletores. Na verdade, podia-se agrupar vários radiotelescópios numa superfície enorme e fazê-los funcionar como um radiotelescópio único de quilômetros de diâmetro. Funcionavam bem, mas um dia surgiu a idéia: por que não fazer o mesmo com telescópios ópticos, mas usando a nanotecnologia? Não havia mais a nececissade de criar uma superfície perfeitamente parabólica de algumas centenas de metros de diâmetro se fosse possível construir uma superfície plana, com imperfeições até aceitáveis, mas formada de uma infinidade de nanorefletores ópticos ajustáveis. O espelho não precisava mais ser parabólico, mas um espelho relativamente plano no qual fosse possível programar cada um dos nanoespelhos de sua superfície para refletirem os fótons recebidos do espaço para um ponto focal escolhido, fora do plano do espelho. Foi uma revolução, obtivemos ampliações dentro do espectro visível nunca antes imaginadas de centenas de exoplanetas, em algumas das quais ficava até difícil questionar a existência de vida, ao menos vegetal, nos mesmos. Mas ainda não chegamos lá: o culpado por nosso cataclisma não foram ainda os nanotelescópios. Paciência, a explicação virá logo! A culpa é parte da capacidade de direcionar a reflexão dos fótons, e parte da capacidade de autoreplicação dos nanorobôs. Tudo a seu tempo, mas adiantemos que foi a combinação destas duas capacidades que nos levou ao fim.

É fato conhecido que a energia se transforma. Energia potencial de uma coluna de água vira energia cinética, que move as pás de uma turbina tornando-se energia elétrica, transmitida por fios condutores para ser novamente transformada em energia mecânica, luminosa, térmica, etc... Elas se transformam, mas existe um fim único: calor. A gasolina do seu carro tem uma enorme energia potencial química. Ela explode e vira uma quantidade enorme de calor, que move os pistões e é aproveitado em parte como energia mecânica que move seu veículo. Mas seu carro não se move indefinidamente, não é? Sua energia cinética acaba porque se transforma, novamente, em calor. Quando o freio é acionado, o carro para muito rapidamente porque suas pastilhas são um eficiente conversor de energia mecânica em energia térmica. Para que sua lâmpada elétrica gere luz, grande parte da energia elétrica é também perdida em calor: basta tocar sua lâmpada para comprovar que isto é verdade. Até para tirar calor de dentro de sua geladeira é necessário produzir calor. Você acrescenta calor ao ambiente duas vezes: aquele que você tirou do seu refrigerador e aquele que foi produzido no trabalho de tirar este calor do seu refrigerador. Em resumo, é impossível transformar calor em outra forma de energia sem que esta transformação produza mais calor. Corrigindo: era!

O que é calor? Estamos envoltos em uma camada de gás, basicamente oxigênio e nitrogênio. São formados por moléculas, que se movem em alta velocidade. Elas colidem entre si, e com os obstáculos colocados em seu caminho. Mas isto é caótico, elas vêm de todas as direções possíveis. Novamente simplificando para não nos tornar chatos, digamos que podemos chamar a medida deste caos de calor. É o "nível de desordem" destas moléculas. Podemos dar um nome a isto. Nem precisamos gastar nossa imaginação, pois isto já tem um nome: ENTROPIA. Como vimos antes, o que quer que façamos, tudo no fim vira calor. Podemosdiminuir a entropia de uma região específica momentaneamente, como o interior de nossa geladeira. Sim, porque de certa forma diminuir o movimento das moléculas de gás é diminuir a desordem, aumentar um pouco a organização molecular desta região. Mas considerando o universo todo a nossa volta, o que quer que façamos sempre aumenta o total de desordem. A entropia de uma região escolhida pode diminuir, mas para que ela diminua precisamos aumentrar a entropia das regiões vizinhas a ela. Desta forma, qualquer que seja o trabalho realizado, a entropia global do universo sempre aumenta. Aumentava...

Jogue um dado honesto. Que face cai? Não podemos prever, mas podemos afirmar que a probabilidade de cair qualquer uma delas é de um sexto. Mas podemos trapacear. Um dado viciado pode ter uma geometria talvez imperceptível a olhares desatentos, mas capaz de favorecer alguma das faces em detrimento das outras. Foi mais ou menos assim que “trapaceamos” o princípio fundamental da diminuição da entropia.

Tomem uma parede. Ela não é lisa, concordam? E por mais que tentemos, a nível molecular ela sempre será rugosa. Se moléculas de gás colidem com ela vindas de direções totalmente caóticas, serão também refletidas em outras direções igualmente caóticas. Nenhum princípio físico é violado aqui, o caos sempre aumenta como é esperado, e a entropia também. Mas num recanto antes desconhecido da Índia, o brilhante nanofísico A.J.M. descobriu uma forma de trapacear a segunda lei da termodinâmica: ele criou uma nanosuperfície “viciada”, com uma geometria que favorecia moléculas de gás vindas de todas as direções possíveis a se refletirem numa direção preferencial. Sim, o efeito era inicialmente ridículo: dentre centenas de mols de moléculas gasosas, poucas dezenas seguiam esta direção preferencial, e logo eram desviadas ao colidir com a imensidão de outras moléculas caóticas à sua frente. Mas isto começou a alimentar idéias na cabeça de nanocientistas do mundo inteiro.

Somos obrigados aqui a dar mais detalhes do que desejaríamos da técnica, mas isto é justificável para enfatizarmos a gravidade do nosso alerta: não repitam o experimento! Então vamos lá. Primeiramente enrolemos esta superfície viciada num longo tubo. Nota-se uma pequena corrente de ár saindo de uma das pontas. O que tem de estranho? É que não há outra de mesma intensidade entrando na ponta oposta do tubo. A diferença só é percebida por sensores muito precisos, mas ela existe. De onde vem esta corrente de ár? Simplesmente da reorganização na direção de alguns poucos átomos refletidos pela superfície viciada. Nada foi criado, o que aconteceu foi que parte dos átomos que colidiram com a superfície do tubo tinham uma pequena probabilidade de se refletirem numa direção preferencial. Basicamente o mesmo princípio dos nanotelescópios, mas eram refletidas moléculas de gás ao invés de fótons. Que proveito tirar disto? Inicialmente nenhum, mas a criatividade humana não tem limites.

Curve ligeiramente este tubo viciado. A princípio a curvatura prejudica um pouco o desempenho, e a corrente de ar antes ínfima diminui mais ainda. Prolongue este tubo, mantendo a curvatura. Suficientemente prolongado, uma ponta do tubo acabará encontrando a outra. A ponta oposta, antes recebendo átomos em direções caóticas do ambiente, recebe agora uma parte de átomos que já colidiram com a superfície viciada, e criam aquela ínfima corrente na direção preferencial. O que ocorre então? A corrente na ponta oposta (que agora alimenta a entrada do tubo) se apresenta um pouco mais intensa. Alimenta novamente a ponta de entrada, e ganha um pouco mais de coesão, e isto ocorre de novo, e de novo, e de novo... Temos uma reação em cadeia! Em questão de minutos uma corrente de ár considerável é criada dentro de nosso toróide, surgindo do simples realinhamento das reflexões dos átomos com a nanosuperfície! A corrente de ár é simplesmente uma reorganização do calor original do gás dentro do toro numa direção específica. Antes não percebíamos que os átomos individuais se moviam a uma velocidade tão alta porque o faziam em todas as direções, mas agora era como se todos eles tivessem combinado em continuar seus percursos numa única direção. Coloque uma turbina no meio deste toro e você terá um gerador termodinâmico, uma fonte de energia que se alimenta de... calor! Numa época de superaquecimento global, na qual nosso principal problema era o excesso de calor, esta nova fonte de energia era boa demais para ser verdade!! Nosso deslumbre nos levou a usá-la imediatamente, a urgência nos cegou e não permitiu que avaliássemos melhor suas consequências. Estamos pagando agora pelo erro.

As usinas termodinâmicas se multiplicaram pelo planeta em questão de meses. Era tentador demais para não ser aproveitada: a energia era limpa, gratuita, e consumia um recurso natural que na época nos sobrava, e que inclusive nos causava problema tê-lo em excesso: o calor. Uma década explorando tais usinas foi suficiente para que pudessemos voltar a sentir um clima planetário antes só experimentado pos nossos avós, ou bisavós (será que não são vocês?). As usinas resfriavam a atmosfera à sua volta, e produziam com este calor energia para alimentar as megametrópoles então comuns nesta época. Nunca pensamos em perguntar: e esta energia produzida, o que se torna depois de usada? Calor de novo? Agora questionamos isto, mas na época negligenciamos esta questão de forma totalmente irresponsável.

O fato é que a energia elétrica usada se tornava novamente calor no fim das contas, como tinha de ser. O que não checamos na época foi o balanço energético. Ela se transformava em QUANTO calor? Na mesma quantidade que foi utilizada para produzi-la? Agora nos parece óbvio que não, pois ao ser utilizada esta energia o esperado era que o calor produzido fosse exatamente aquele retirado para sua produção. Até mais, admitindo que o príncípio fundamental da termodinâmica continuasse a funcionar e que a eficiência da transformação da energia térmica em elétrica não fosse de 100%. Um moto-contínuo era o máximo que se podia esperar, com o calor produzido na utilização da energia elétrica sendo reaproveitado como “combustível” para gerar mais energia. Mas o fato é que a energia térmica atmosférica diminuia, o que significava que a eficiência da conversão energética deveria ser superior a 100%. Quer dizer, se produzia mais energia do que era consumida em forma de calor! De onde ela vinha? Tudo bem, digamos que tenhamos uma eficiência de 105% (e isto é uma estimativa otimista nas atuais circunstância). Estes 5% a mais deveriam continuar esquentando a atmosfera, não é mesmo? Conseguimos 5% adicionais não se sabe de onde, e o usamos. Isto deveria voltar como calor, e pesar na balança térmica. Usamos X unidades de calor, e produzimos X mais 5% de X que consumimos e devolvemos como calor, não é? Então a temperatura ambiente deve aumentar, e não diminuir! Outro problema: apesar de se produzir mais calor do que se retirava, o calor global do planeta continuava diminuindo. O que está acontecendo ?

O fato é que trapaceamos no jogo cósmico. A intenção foi muito boa, mas isto é irrelevante fisicamente: nós trapaceamos no delicado equilíbrio da entropia! Estávamos criando energia do nada, e o universo não sabia como reagir a isto. Nunca havia acontecido antes, e por isto ele não tinha resposta para restaurar o equilíbrio, não havia desenvolvido “mecanismos de defesa” para o fato. Tendemos a enxergar sempre nosso próprio umbigo, esquecendo que as coisas são como são porque elas precisam ser como são para funcionar em harmonia! O aumento da entropia não pode ser revertido, o nosso Universo precisa passar por uma morte térmica daqui a alguns trilhões de anos, quando a entropia como um todo atingirá seu máximo. Isto porque nosso universo não é “uni”, mas “multi”, e ele precisa morrer para que outro apareça na forma de um novo big bang. Assim na terra como no céu: a criatura precisa morrer para dar lugar aos descendentes, e o Universo também precisa fazer o mesmo para dar lugar a universos novos. Mas não! nós, vivendo numa poeira ínfima dentro de uma dentre incontáveis bolhas cósmicas repleta de galáxias ousamos violar um princípio básico: inventar um meio passivo de diminuir a entropia do ambiente.

Percebemos então que a temperatura não parava de cair. E então? Não basta desativar as usinas térmicas? Acreditem, foi a primeira idéia que tivemos! Mas esta solução é falsa, invenção nossa, um vício dos tempos moderno. Acreditem, quando as coisas começam a dar errado nem sempre basta puxar a tomada para resolver o problema! Era impossível desligar as usinas. A nanosuperfície refletora sempre estava lá. O que a fazia funcionar era seu formato, sua geometria. Não dava para desligar! Ela precisa ser destruída para parar de atuar. Surgiu aí o problema.

Diminuir a entropia é muito tentador! Uma solução salina dissolvida em água tende a se reagrupar em padrões cristalinos bem definidos. Isto é aumentar a organização, o mesmo que diminuir a entropia! A própria vida é uma prova de que a tentativa de diminuir a entropia interna é uma constante universal. Mas todo ser vivo morre, não é? Todo indívíduo cria caos interno como resíduo da tentativa de preservar a organização molecular. A natureza tende a tentar reverter a entropia, mas até então só obtendo sucesso temporário. Uma hora ou outra a segunda lei da termodinâmica acaba vencendo. Isto até nós trapacearmos. Uma vez construída a primeira superfície viciada, não conseguíamos destruí-la: os nanorefletores derretidos se auto-reorganizavam, tinham a capacidade de replicar sua geometria. Não exatamente como seres vivos, mas como cristais. A geometria parecia tentadora demais para as moléculas de quaisquer que fossem os elementos químicos: silício, cristais de gelo, carbono, nitrogênio atmosférico... Toda vez que tentávamos destruir um toróide com superfície interna viciada, os elementos químicos à sua volta tentavam se recristalizar na geometria original! Era um pesadelo: para cada metro quadrado de refletores térmicos destruídos, 10 metros quadrados se reorganizavam com os elementos existentes à sua volta, fosse ele areia, granito, calcário, gelo, até o próprio nitrogênio atmosférico! As usinas como estavam eram ruim, mas tentar se desfazer delas era ainda pior. Enviar ao espaço? Chegamos a pensar nisso, mas logo abandonamos a idéia. O cientista G.H. até sugeriu enviar os geradores para derreterem no Sol, mas imediatamente abandonamos a idéia ao detectar que isto faria com que ele se apagasse em questão de... décadas! Quer uma melhor fonte de calor que esta? Nada disso, pelo menos uma vez na história decidimos ser conscientes e, pelo menos, tentar fazer com que apenas nós mesmos respondessemos por um problema que criamos. Esta catástrofe termodinâmica deveria se limitar a este planeta, não era justo que nosso erro prejudicasse o resto do universo. E é assim que nos encontramos hoje, num planeta frio, com poucos sobreviventes tentando sobreviver decentemente com o resto de energia que nos resta. A própria energia interna do planeta foi consumida nesta nossa empreitada louca. Não temos mais campo magnético, pois nosso núcleo e toda sua vizinhança é agora uma massa inerte de ferro e níquel sólido, sem rotação própria. Centenas de metros de gelo pesam sobre nossas cabeças agora. Não gelo de água. Na verdade, a camada de gelo de água é bastante fina comparada à de gelo de oxigênio e nitrogênio acima de nós, nossa antiga atmosfera solidicada. A Terra agora é um saco sem fundo absorvendo energia solar, um buraco negro térmico. Mas a curiosidade científica é a última que morre, e foi a que nos permitiu descobrir uma forma de enviar esta mensagem que vocês estão lendo agora.

Enfim, se nenhum argumento ainda conseguiu convencê-los de nossas intenções ao transmitir esta mensagem, que seja levado em conta o fato do aviso ser genuinamente autruísta. Diretamente nada ganhamos se nosso alerta for considerado: nosso passado é imutável, estamos condenados ao final termodinâmico quer enviássemos esta mensagem ou não. Mas acreditamos poder influenciar e criar linhas alternativas de tempo, recentemente obtivemos provas quânticas a nível molecular desta possibilidade. Embora nada possamos fazer em nosso próprio benefício, esperamos poder ajudar a humanidade de alguma linha histórica paralela à nossa. Recebemos nos últimos anos do século XXI mensagens genuinamente inteligentes vindas de um sistema estelar próximo, uns 50 anos luz. Respondemos, mas lamentamos profundamente o fato de que não estaremos mais aqui para poder captar a réplica desta civilização vizinha. Sim, não estamos sós. Para nós aqui isto já não faz mais diferença alguma, mas esperamos que faça diferença para vocês.

É o que lhes deseja a:

EQUIPE DE PESQUISAS ELETROMAGNÉTICAS
CÉLULA DE SOBREVIVÊNCIA 224-C / GELEIRA AMAZÔNICA
Manaus, 15 de janeiro de 2137

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ERRATA
Cometi um erro imperdoável na primeira versão, e estou corrigindo aqui: entropia não é o nível de organização, mas o nível de caos. EN-TROPOS quer dizer "tudo no mesmo nível", nenhuma diferença de temperatura capaz de realizar trabalho. O fim do universo está na entropia máxima, onde não mais existiriam trocas de calor, e não o contrário! Novamente peço desculpas, revi o texto e corrigi esta falha catastrófica! :-S