18
Fev 15

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Este post dá início a uma nova discussão onde apresento uma “Hipótese Química Construtivista”, dentro da qual seria possível desenvolver simulações de computador onde elétrons, prótons e nêutrons simulados são utilizados para montar átomos e isótopos de elementos químicos, permitindo obter valores de parâmetros que atualmente estão disponíveis apenas por meio de medições experimentais ou por meio de equações empíricas.


Caso esta hipótese seja verdadeira ela tem o potencial de gerar uma “Química  Construtivista” compondo uma nova base para entendimento da química tradicional, bem como novas possibilidades práticas para o desenvolvimento da química, incluindo o desenvolvimento de novos materiais, como por exemplo, supercondutores que operem em altas temperaturas, novos remédios, novos materiais e produtos químicos mais “inteligentes”.


 


O sucesso da química moderna


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Desde os primórdios da humanidade diversos “truques químicos” foram sendo descobertos pelas sociedades humanas. Os processos químicos mais básicos foram descobertos muito antes da química ser formalizada, como é caso do cozimento, fermentação e destilação. Estes processos foram inicialmente aplicados no preparo de alimentos, bebidas e remédios, evoluindo para produção de tintas, perfumes e  para tratar couros e tecidos.


Todo este conhecimento foi sendo aos poucos formalizados e algumas das bases da química já foram lançadas na Grécia antiga onde diversos filósofos criaram teorias sobre os elementos químicos e suas formas de interação e reação. Leucipo e Demócrito, por exemplo, já afirmavam que a matéria poderia ser composta de átomos.


Na idade média os alquimistas, como Paracelso, reuniam centenas de receitas e tinham como buscas utópicas a fórmula magica que transmutasse ferro em ouro e o elixir da imortalidade.


Ao final da idade média a química moderna começou a ser estruturada  por grandes nomes como Antoine Lavoisier, John Dalton, Joseph Proust,  Friedrich Wöhler, Amedeo Avogadro e Ludwig Boltzmann.


No século 19 o químico russo Dmitri Ivanovich Mendeleev desenvolveu a tabela periódica e no século 20 grandes nomes como Ernest Rutherford,  Niels Bohr, Max Planck, Erwin Schrödinger e o próprio Einstein contribuíram para formalizar a química moderna.


Com a descoberta do DNA por Watson e Crick foram geradas as bases da bioquímica para a compreensão dos mecanismos de duplicações celulares e evolução da vida e dos seres vivos. Além disso os experimentos do casal Pierre e Marie Curie geraram importantes descobertas sobre a radioatividade, que aliadas as teorias de Einstein geraram as bases para o desenvolvimento das bombas atômicas e reatores nucleares.


Atualmente a área de química está baseada em modelos atômicos herdados da física de partículas e mecânica quântica, e tem amplas  ramificações, com diversas áreas de química teórica e aplicada que geram subsídios para diversas indústrias, incluindo a fabricação de remédios, componentes eletrônicos, combustíveis, tintas, papel, plásticos, ligas metálicas e uma infinidade de matérias sintéticos.


Os avanços da química hoje estão presentes em praticamente todas as áreas de atividade humana, desde a produção de bens de consumo, construção civil, medicina até a exploração espacial. 


Assim é inegável o sucesso da química moderna!


  


O que ainda falta na química?


 


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Apesar do sucesso da química moderna, esta área do conhecimento humano poderia ser comparada a um gigante de ouro que tem pés de barro...


O que ocorre é que, apesar de todas as realizações da química, a maior parte do conhecimento acumulado nesta área até hoje é eminentemente prático, com bases teóricas muito frágeis ou mesmo inexistentes.


A química moderna é fruto de uma exaustiva prática experimental que permitiu mapear um amplo espectro de parâmetros para gerar grandes bases de dados que acumulam informações sobre os elementos químicos mais básicos e sobre os resultados de suas combinações.


Entretanto a maior parte deste conhecimento foi obtido de forma empírica, sem que existam modelos teóricos claros e detalhados que expliquem de fato o que está ocorrendo em um nível mais profundo.


Por exemplo a tabela periódica descreve as propriedades de todos os elementos conhecidos (oficialmente são conhecidos 112 elementos químicos sendo que 91 são naturais e 21 são artificiais). Nesta tabela, podemos observar o peso atômico de cada átomo e verificar  que peso médio dos protos e nêutrons em cada átomo não se mantém constante. Por estes números é fácil observar que prótons e nêutrons geralmente diminuem de massa na medida em que formam átomos mais complexos.


Entretanto não existe uma explicação clara para esta variação e as fórmulas que permitem calcula-la são empíricas, ou seja, formulas obtidas por interpolação de dados numéricos, que funcionam (na maioria dos casos) mas sem elucidar os processos envolvidos.


 


Um outro exemplo são os diversos isótopos conhecidos para os 112 elementos (que são átomos com o mesmo número de prótons, mas que variam quanto ao número de nêutrons).  Na natureza alguns isótopos são estáveis e outros decaem (normalmente perdendo nêutrons e gerando um isótopo mais leve) com um tempo de “meia vida” (tempo em que metade dos isótopos de um material decai) variando de frações de segundo a milhares de anos.


Apesar da química moderna ter mapeado todos os isótopos e seus tempos de duração, permitindo por exemplo a obtenção de “relógios químicos” (como por exemplo a datação por meio de isótopos de carbono 14), não existem uma explicação para o fato do número de isótopos estáveis de cada elemento, nem tão pouco para o tempo de “meia vida” dos isótopos instáveis.


 


Numa analogia é como se os astrônomos tivessem obtido com precisão os valores de trajetórias, velocidades e tempo de translação para todos os planetas do sistema solar, definindo fórmulas empíricas que permitem acompanhar com extrema precisão as órbitas dos planetas, mas sem desenvolver as equações de Kepler e Leis de Newton que permitem entender por que estas orbitas são desta forma. Nesta analogia ainda seria possível fazer foguetes e enviar sondas pelo sistema solar, mas nossa compreensão do universo astronômico seria muito menor.


 


Hipótese Química Construtivista


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Acredito que pode existir um novo tipo de química, onde o conhecimento possa ser construído a partir de bases muito simples, gerando tabelas com resultados muito próximos dos valores obtidos experimentalmente.


Assim por exemplo seria possível construir um “simulador de átomos”, que consiste basicamente numa simulação de computador com bases muito simples onde átomos de hidrogênio (ou seja prótons, elétrons) possam ser agrupados para construção de átomos mais complexos, de forma similar ao que ocorre nos núcleos estrelares onde o hidrogênio é convertido em hélio e átomos mais pesados. Os átomos simulados que podem surgir deste processo têm o potencial para apresentar parâmetros simulados (como por exemplo a massa) que sejam muito próximos dos valores obtidos experimentalmente.


 


Até hoje este tipo de simulação não pode ser construído basicamente por três fatores:



  • Nossos modelos de espaço tempo ainda estão fragmentados e Física do muito grande (Teoria da Relatividade) e a física do muito pequeno (Teoria Quântica) ainda são incompatíveis;

  • Nossos modelos de partículas ainda são extremamente rudimentares e mesmo os prótons e elétrons são conhecidos de forma equivocada e superficial;

  • Nossos modelos de ligações químicas são falhos, e contém uma série de erros e inconsistências.


 


Neste contexto tive a oportunidade de iniciar o desenvolvimento de um “universo simulado” objetivando mostrar que era possível criar um novo universo (totalmente teórico) dentro de um computador digital, sem ter a princípio nenhuma ligação com nosso próprio universo.


Entretanto por coincidência (ou sorte) me deparei com bases muito simples da qual emergiram estruturas mais complexas que se aproximam de estruturas observadas em nosso próprio universo.


Estes modelos levaram a criação de um espaço tempo que unifica o muito grande com  o muito pequeno (ver post: http://odisseianainternet.blogs.sapo.pt/o-pulo-do-sapo-como-unir-a-mecanica-371120) e também a novos modelos de elétrons, prótons e neutros que permitem montar átomos e explicar melhor as ligações covalentes (ver post:


http://odisseianainternet.blogs.sapo.pt/montando-atomos-e-moleculas-alguns-374504)


 


Nestes modelos os elétrons se comporta como uma casca esférica que tem tamanho da ordem do raio do átomo de hidrogênio (para átomos maiores o raio dos elétrons aumenta) formada basicamente por cargas negativas, com uma massa pontual localizada em um dos polos desta esfera.


Da mesma forma os prótons se comportam como “cebolas” formando cascas sucessivas de cargas positivas, com um núcleo maciço em uma linha que vai do polo ao centro do próton.


Entretanto o novo modelo do próton dispensa o uso das forças nucleares (ver post: http://odisseianainternet.blogs.sapo.pt/quatro-forcas-e-uma-navalha-as-forcas-372895) o que dificilmente vai ser aceito pelos físicos nos próximos 100 anos.


 


Ao unir meus modelos de prótons elétrons e neutros dentro do meu modelo de espaço-tempo foi possível criar átomos e a seguir observar as ligações atômicas.


Com base nas explicações que obtive para as ligações atômicas, pude constar que os químicos “engoliram” uma seria de bobagens impostas pelos físicos a fim de explicar por que os átomos se conectam.


É gritante o fato de que a química moderna se apoia a bases equivocadas (ver os 3 posts anteriores) e que um simples aprofundamento dos meus modelos podem gerar (ou apontar para) bases bem melhores.


Assim decidi mudar o foco básico da minha pesquisa, deixando de debater pontos com os físicos que dificilmente podem ser demostrados (como a existencia das forças nucleares) e partir para resultados mais concretos e interessantes que surgiram na área de química.


Minha intenção original era gerar por exemplo uma explicação completa para os pesos atômicos e para o número de isótopos estáveis de cada elemento da tabela periódica.


Entretanto consegui obter resultados para apenas uns poucos átomos mais simples, e pude observar que este tipo de trabalho é muito amplo e não pode ser realizado por uma única pessoa...


Neste contexto estou lançando uma nova hipótese que denominei de “Química Construtivista”:


 


É possível desenvolver uma simulação de espaço tempo na qual elétrons, prótons e neutros simulados podem interagir a fim de formar átomos de diferentes elementos e seus isótopos, bem como moléculas e elementos mais complexos. Nesta simulação poderão ser medidos parâmetros que se aproximem de valores obtidos em experimentos reais.


 


Por exemplo se for possível simular de forma realista, um mero nanômetro cubico de espaço (evoluindo no tempo) poderíamos inserir um próton e um elétron obtendo um átomo de hidrogênio “realista”. Unindo dois destes átomos poderíamos observar como surge uma molécula de hidrogênio e descrever com precisão uma ligação covalente. Além disso tal simulação pode permitir a obtenção uma serie de parâmetros relacionados ao elemento hidrogênio, como por exemplo as informações mostradas na figura abaixo:  


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Acredito que seja possível desenvolver está “química construtivista”, fortemente baseada em simulações numéricas de volumes infinitesimais de espaço tempo, onde modelos realistas de partículas simples (prótons, elétrons e nêutrons) possam ser simulados com “precisão” suficiente para que estruturas mais complexas (átomos e isótopos) sejam obtidas.


Num segundo nível de simulação as estruturas geradas poderão interagir no espaço tempo simulado de forma a gerar aglomerados de átomos e moléculas, sendo observados mecanismos associados as ligações covalentes, iônicas e metálicas.     


O critério de validação de cada simulação utilizada vai estar diretamente relacionado ao grau de proximidade dos resultados obtidos na simulação com resultados obtidos experimentalmente.


 


Vantagens de uma química construtivista


 


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Uma química construtivista (caso possa ser efetivamente desenvolvida) teriam grandes vantagens em relação a química tradicional:



  • Usando bons modelos de simulação, as ligações atômicas devem surgir naturalmente, permitindo aos químicos um real entendimento do que ocorre nas ligações químicas;

  • A química hoje possui milhares de números tabelados (constantes químicas) associados a compostos químicos e reações químicas e não existe praticamente nenhuma explicação para o surgimento destes valores. Caso alguns destes valores possam ser obtidos em simulações realistas de elementos químicos, a observação do que ocorre nas simulações gera uma base para explicar por que estes valores aparecem e o que de fato eles significam;

  • Novas substancias químicas são frequentemente obtidas “por mero acaso”, a existência de um “simulador de átomos e moléculas” permitiria construir novas substancias químicas simulando a sua composição e observando as propriedades resultantes.


Por exemplo na área de matérias supercondutores, as maiores descobertas foram feitas por acaso e até hoje não foi possível desenvolver um supercondutor que opere em temperaturas mais elevadas. Se fosse possível simular de forma realista os matérias supercondutores e os elétrons “viajando” dentro dos mesmos, seria possível entender o que está acontecendo e projetar novos supercondutores que operem a temperaturas elevadas. Tal tipo de supercondutor poderia revolucionar os sistemas de transmissão de energia elétrica, tornando todas as linhas de alta tensão obsoletas.


Na área de matérias para a indústria, se fosse possível entender exatamente como as ligas metálicas “funcionam”, poderiam ser desenvolvidos materiais mais leves e resistentes ou com certas características que fossem mais desejadas.


Na área de produção de remédios e bioquímica o uso de simuladores poderia ser expandido até a simulações de enzimas e outras moléculas complexas, chegando no limite a simulação de vírus, bactérias e mesmo células vivas.


Obviamente criação de uma “química construtivista” obviamente não pode ser realizada “da noite para o dia”, mas deve surgir de um longo processo no qual modelos mais simples e grosseiros evoluem de forma a gerar resultados validos cada vez mais completos e precisos. Além disso os modelos devem ser hierarquizados de forma a obter um grau crescente de complexidade nas estruturas químicas simuladas e um maior espectro de parâmetros sendo obtidos nas simulações.  


 


Penso que o primeiro passo neste processo é acreditar que uma “química construtivista” de fato passa ser obtida!


Desta forma nas próximas postagens vou detalhar algumas bases teóricas que podem apontar o caminho para o desenvolvimento de uma química construtivista baseada em meus modelos de espaço-tempo e modelos de elétrons, prótons e neutros.


 


PS: Sei que os físicos dificilmente irão aceitar minhas teorias pois elas “fogem” muito dos modelos tradicionais e atualmente a física investiu muito pesado em modelos errados, ficando difícil “dar um passo atrás” admitindo situações onde a física foi construída sobre bases equivocadas.


Penso que os químicos por outro lado foram obrigados a engolir um monte de bobagens impostas pelos físicos (tais como as “nuvens de elétrons” formando ligações metálicas), e apesar disso montaram uma química “forte e saldável” pois seus resultados são fortemente experimentais, com bases empíricas gerando resultados práticos inquestionáveis.


Assim tenho esperança que existem químicos com mente aberta que possam comparar as minhas explicações com as “histórias da carochinha” contadas pelos físicos, que estão usando atualmente, observando o mérito do meu trabalho ou no mínimo que é possível obter de fato algum tipo de “química construtivista” na linha que estou propondo...


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 

publicado por Dicas, Informações e Oportunidades às 01:22

Oi, Policarpo!

Fico pensando como seria difícil para um químico pesquisar em bases construtivistas e publicar seus trabalhos em bases convencionais...

James Carter fez algo parecido com seus "circlons", lá pelos anos 1970.

Imagino, para um futuro algumas alternativas para a ciência:

- Continuar na mesmice de sempre;

- Revolucionar-se e guinar para um caminho aceito por todos;

- Fragmentar-se em várias vertentes, como acontece com as mídias e partidos políticos.



Jonas Paulo Negreiros a 20 de Fevereiro de 2015 às 08:15

Caro Jonas

Você afirma:
"Fico pensando como seria difícil para um químico pesquisar em bases construtivistas e publicar seus trabalhos em bases convencionais..."

Na verdade a base construtivista tem o potencial de explicar melhor a formação dos átomos e como eles se ligam, por meio de simuladores que todos podem ver funcionando. Numa analogia é como disponibilizar para um astrônomo um software de simulação de estrelas no céu (ajustando por exemplo o local e a data de observação). Isto certamente tende a facilitar o trabalho do astrônomo, caso o simulador funcione bem, ajudando no trabalho de observação!!!
Assim a química construtivista tenderia a ajudar a explicar e também ensinar sobre o que já está sendo feito na química convencional... O fato de poder simular átomos e saber melhor como o que existe funciona também amplia as possibilidades de pesquisa de processos químicos e novos materiais.

O modelo de "circlons" de James Carter tem um paralelo com meus modelos. Entretanto as bases que desenvolvi são um pouco mais simples e vão surgindo resultados que explicam várias coisas, incluindo a formação de átomos e ligações químicas, algo que vou mostrar nos próximos posts neste blog...

Quanto ao futuro da ciência:

Acredito que uma arvore pode ser avaliada pelos frutos que gera!

A ciência atual (principalmente a física) se fechou em alguns modelos básicos que se tornaram dogmas inquestionáveis, mas que podem de fato estar errados o que leva a uma serie de becos sem saída, sem que os grandes problemas e mistérios sejam resolvidos pela física moderna...
Existem hoje muitas ideias novas que poderiam levar a coisas uteis (misturadas também com muito lixo e misticismo), mas infelizmente o espaço "oficial" para publicação e debate sério sobre estas ideias inovadoras (dentro da ciência “oficial”) é muito pequeno ou mesmo inexistente...
O próprio trabalho de "circlons" de James Carter é considerado apenas algo fantasioso:
“Jim James Carter is an amateur scientist, whose theory of "circlons" attempts to replace the existing theories of relativity, quantum mechanics, and the big bang theory with the idea that everything is made up of circular objects that interact in a mechanical way.His ideas are not the subject of serious scientific attention, although he has been studied by writers on fringe Science”. Assim não existe nenhum estudo das ideias dele por parte da ciência oficial, quando ali de fato podem existir coisas boas e ideias inovadoras que não estão sendo aproveitadas...
Policarpo Yoshin Ulianov a 22 de Fevereiro de 2015 às 21:48

Oi, Sr. Policarpo Yoshin Ulianov.

Me parece ser interessante esse modo de investigar o íntimo da matéria; os mistérios comportamentais das partículas elementares nos bastidores do universo microscópio.
Suponho que dentre todas as peripécias que pesquisadores em física já se submeteram para novas descobertas, grande parte se se embrenha na computação. Por isso, creio que isso o que você propõe deve ter sido explorado de muitas formas.
Você comenta sobre uma falha de interpretação das "coisas" por parte do pensamento da Física atual. "Quem sabe não seria esse o motivo das coisas ainda não terem sido desvendadas em computação".

Há uns anos que também pensei em computatorizar meu universo de partículas, mas eu necessitaria ter, não só boa técnica em computação, como também em matemática; mas não as tenho. Contar com mais alguém é um grande problema. Esse alguém deve ficar calado nos assuntos de Física e fazer o trabalho pensado por mim no computador. Isso, quase sempre não dá certo.

Já se passaram 7 meses desde a última postagem sua nesta página. Você tem algum prognóstico de quando poderá postar o prometido de seu novo trabalho?
Se puder, gostaria que, antecipadamente, explane seu conceito do que seria espaço-tempo em seu modelo de universo, numa visão mecânica (sólida), e o que determina a existência do espaço-tempo. Se são forças, descreva suas origens.

Sou amigo de Jonas Paulo Negreiros, e nos comunicamos em http://fisica2100.forumeiros.com/

Um abraço.
casasanta
casasanta a 19 de Setembro de 2015 às 21:54

Caro Casasanta

Fico feliz em saber que alguém esta lendo meus modelos e gostando deles! Realmente são ideias bem interessantes e somente não tenho mais espeço junto as físicos pois eles estão entrincheirados e suas torres de cristal defendendo ideias absurdas nas quais estão atolados até o pescoço, sem ir a lugar nenhum...
Eu estou com alguns modelos interessantes sobre universos simulados para publicar...
Entretanto estava trabalhando muito e agora veio um lance em um alinha totalmente diferente (Falando de Deus) que podes ver nos meus últimos posts..
Policarpo Yoshin Ulianov a 8 de Novembro de 2015 às 21:01

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Boa Noite!Caríssimo Bosco, agradeço seu comentário...
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