Marília Antunes, Pedro Almeida, Cristina Catita e Rui Agostinho mostram como o Pai Natal pode servir de pretexto para aprender alguns preceitos científicos
A realidade começa na cabeça de cada um – e com o Pai Natal, a lógica não poderia ser diferente. “Nunca ninguém viu o verdadeiro Pai Natal, mas acredito que, se há pessoas que acreditam no Pai Natal, é porque então o Pai Natal é também uma realidade para essas pessoas”, responde Pedro Almeida, professor do Departamento de Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e admirador confesso do Pai Natal.
Ao longo da história não faltaram teses, dissertações, ou apenas sugestões de fenómenos que a ciência garante existirem mesmo quando não são percetíveis. No caso do Pai Natal, a questão põe-se um pouco ao contrário: até o mais abnegado cientista poderá ter renitência em desmontar a magia que, todos os anos, embala centenas de milhões de pessoas que acreditam num personagem aparentemente visível mas que ninguém pode demonstrar que existe. E perante este cenário, decidimos convidar quatro investigadores da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa para nos revelarem como é que o Pai Natal poderia ser explicado à luz do espírito científico. Cristina Catita, Marília Antunes, Pedro Almeida e Rui Agostinho são os quatro investigadores de Ciências ULisboa que aceitaram o repto.
Afinal, o Pai Natal existe ou não?
Basta olhar para a realidade para perceber que a questão se presta a confusões: qualquer criança poderá dizer que o Pai Natal existe, apesar de (quase) todos os adultos o negarem. Em contrapartida, é possível ver, todos os anos, pais natais em centros comerciais e eventos festivos que ninguém reconhece como sendo alguém que corresponda ao “verdadeiro” Pai Natal. Talvez não seja o tema de conversa mais fácil para iniciar a consoada, mas a incongruência entre existência e não existência do Pai Natal até poderia beneficiar de uma explicação vinda da disciplina que estuda os curiosos comportamentos das partículas. Bem certo que, na macroescala, os objetos podem seguir outras lógicas, mas não deixa de ser uma alternativa para quem procura inspiração.
“Na mecânica quântica, há o princípio da superposição que indica que uma partícula pode estar em diferentes estados em simultâneo. Segundo esse princípio já seria possível acreditar que o Pai Natal existe e não existe em simultâneo. É verdade que não ajuda a responder se o Pai Natal existe ou não, mas seguramente ajuda a explicar a magia que paira sobre este famoso personagem!”, responde Pedro Almeida, professor do Departamento de Física.
Dentro da Física, é ainda possível encontrar outras disciplinas que, eventualmente, podem pôr os neurónios a mexer na hora de estudar a alegada capacidade do Pai Natal para percorrer o Globo inteiro em ínfimas frações de tempo. “Para chegar a tantas casas por volta da meia noite, o Pai Natal teria de viajar a velocidades próximas da Luz, que dão para fazer quase 10 voltas ao planeta num segundo… mas nesse caso, passaria a mudar de cor”, explica Pedro Almeida.
O professor de Ciências ULisboa recorda que, devido à elevada velocidade a que, alegadamente, terá de viajar, o Pai Natal passa a ser distinguido pela cor azul quando chega a um local para a entrega de prendas, mas logo volta à cor vermelha quando está parado e se prepara para arrancar para outro local. “Esta mudança na perceção das cores deve-se ao denominado efeito de Doppler que altera a perceção das cores de um objeto em grande velocidade face a alguém que está parado”, conclui o investigador Ciências ULisboa.
Se o Pai Natal existe, então porque é que não nunca foi “apanhado” pelos telescópios?
A questão remete diretamente para alguns dos instrumentos de observação do espaço da atualidade. E por curioso que pareça, a proximidade pode não chegar para uma nítida observação do famoso barbudo e do respetivo trenó de renas. “Se se conseguisse fazer uma observação com o Very Large Telescope (VLT), do Chile, e o Pai Natal estivesse a passar por cima de nós mas abaixo do limite dos voos comerciais (a menos de 10 quilómetros de altitude), apenas captaríamos uma imagem muito desfocada, porque o VLT foi desenhado para focar apenas no infinito. Trata-se de uma questão de distância”, explica Rui Agostinho, professor do Departamento de Física e antigo diretor do Observatório Astronómico de Lisboa.
A focagem no infinito, que limita a observação de objetos que podem estar a menos de 10 quilómetros de distância, não impediria que o mais popular de todos os trenós fosse captado a uma distância maior – e aí poderá haver quem admita que o Pai Natal, por razões que a ciência não explica, consegue mesmo sobreviver fora da atmosfera terrestre e até pode passear na Lua. Mas também nesse caso, não há garantia de que o VLT possa fornecer imagens com a nitidez necessária.
Rui Agostinho recorda que as imagens produzidas pelo VLT apresentam hoje resoluções que são extraordinárias, mas têm como unidades mínimas quadrados com 47 metros de lado para objetos na superfície lunar. O telescópio permite combinar vários destes “quadrados” para, numa lógica similar aos píxeis de câmaras fotográficas, produzir imagens que revelam objetos bem maiores. Ora, este píxel que é correspondente a 47 metros de largura na Lua conterá apenas o brilho total dos objetos que lá estiverem sem poder distinguir uns dos outros. “O VLT só permitiria observar com nitidez o Pai Natal e o trenó na superfície da Lua se tivessem dimensões bem superiores a esses quadrados com 47 metros de lado”, esclarece Rui Agostinho.
A nitidez das imagens poderia sair beneficiada de sobremaneira, caso a observação recorresse ao Event Horizon Telescope, que combina vários radiotelescópios dispersos pelo planeta para produzir imagens de objetos celestes longínquos com resoluções que, na Lua, teriam por base quadrados com 3,5 metros de lado. Não será despropositado acreditar que o trenó do Pai Natal tenha mais de 3,5 metros de comprimento, mas manda a verdade confirmar que nunca ninguém reivindicou uma única observação do mítico distribuidor de presentes com o Event Horizon Telescope - possivelmente, porque nem o Pai Natal nem as renas emitem radiofrequências.
Rui Agostinho também admite, com apreciável dose de ironia, que os astrónomos podem não ter enveredado por esse tipo de missão “por terem sempre períodos de observação limitados quando estão ao telescópio” que os leva a apostar noutros desafios mais científicos. Mas o investigador também lembra que o Pai Natal nunca deu ares da sua graça em missões que contemplaram o uso de sondas a orbitar continuamente a Lua para fazerem mapeamentos detalhados da superfície, com resoluções de 0,5 metros.
“Esse tipo de mapeamento permitiu observar todos os equipamentos deixados na Lua pelas missões Apollo, mas não há notícias do Pai Natal”, refere Rui Agostinho. “Claro que podemos admitir que o Pai Natal, quando está na Lua, vive debaixo do chão para se poder proteger dos meteoritos, da radiação, ou da falta de atmosfera, mas essa é uma hipótese que ainda não foi possível desmentir ou confirmar”, adianta o astrónomo.
Como é que o Pai Natal descobre o caminho para todas as chaminés?
Com milhões de presentes e sonhos no alforge, a questão operacional deixa de ser um detalhe. Sem mapa, o Pai Natal provavelmente não conseguirá encontrar forma de entregar presentes. Em contrapartida, se estiver munido das mais recentes tecnologias de mapeamento e navegação, habilita-se a ser um caso de estudo na área da logística: “Eventualmente, o Pai Natal não usa magia, mas usa o que de melhor há na engenharia geoespacial. Se encararmos a distribuição de prendas como um desafio de otimização espacial, então podemos ser levados a acreditar que o Pai Natal – ou pelo menos uma das suas renas! – está a usar um dos sistemas de navegação mais avançados da atualidade”, explica Cristina Catita, professora do Departamento de Ciências da Terra e Energia e investigadora do Instituto Dom Luiz.
A indicação das rotas mais eficientes para a entrega de presentes em milhões de casas será sempre um desafio de monta do ponto de vista computacional, mas, pelo menos, já se sabe que, caso exista, o Pai Natal pode tirar partido de coordenadas precisas que permitem localizar chaminés e portas de cada casa. Nos dias que correm, já é possível obter imagens de satélite de alta resolução, que abrem caminho a cartografia com resoluções centimétricas.
“Na realidade, o Pai Natal não tem sequer de saber onde ficam todas as casas que vão receber presentes. Apenas tem de usar sistemas que permitem fazer uma navegação precisa no nosso planeta!”, conclui Cristina Catita.
E se o Pai Natal estiver com gripe, será que vai contagiar o resto do planeta?
Ainda não se sabe bem qual o sistema de saúde usado pelo Pai Natal, mas sabe-se que a famosa personagem terá de lidar com diferentes riscos epidemiológicos à medida que vai interagindo com o resto da população.
“Se realmente existir e se realmente estiver com gripe, então há uma probabilidade de o Pai Natal deixar o vírus nas várias casas que visita”, explica Marília Antunes, professora do Departamento de Ciências Matemáticas, e coordenadora do Centro de Estatística e Aplicações (CEAUL). “Por outro lado, também há uma questão que se levanta: se não estiver contagiado e for para um local onde alguém está doente, o próprio Pai Natal passa a estar em risco de ficar contagiado”, acrescenta a investigadora.
Clínicas, hospitais e consultórios médicos tendem a debruçar-se sobre ficheiros clínicos individualizados, mas na Estatística, o estudo incide mais sobre o coletivo. “É difícil fazer estimativas para uma só pessoa porque dependem muito do comportamento individual, mas podemos ter uma noção de risco global de um bairro, de uma cidade ou de uma região a partir de dados que vão revelando como está a evoluir um determinado contágio”, sublinha Marília Antunes.
São também os padrões comportamentais da população que permitem ter uma perspetiva dos efeitos produzidos pelas diferentes medidas de saúde pública. Marília Antunes recorre a um exemplo conhecido: quem estiver vacinado beneficia de uma menor probabilidade de infeção, mas esse cenário mais animador não deve ser confundido com inexistência de risco de contágio de um grupo inteiro que até pode ter várias pessoas que não foram vacinadas.
“O risco de contágio é diferente em grupos vacinados e em grupos que não recorrem à vacinação porque as exposições às cargas virais são diferentes. Logo, os grupos com maiores índices de vacinação terão, em princípio, menos exposição viral e, provavelmente, menos gripes”, sublinha Marília Antunes.
Ainda que possa ter limitações a prever com exatidão o comportamento de um indivíduo, a estatística revela especial utilidade na hora de revelar a cada cidadão a expansão geográfica e temporal de uma epidemia. “Com o uso de técnicas de Estatística, torna-se possível quantificar o risco de contágio de um determinado local em função do número de contágios detetados e dos dados que vão sendo fornecidos pelos serviços de saúde”, explica Marília Antunes.
Um pouco por todo o mundo, já há ferramentas disponibilizadas por entidades governamentais e científicas que apresentam estimativas de contágios para diferentes regiões com base em notificações recolhidas em tempo real. Marília Antunes destaca a importância dessas estimativas, mas também recorda que as previsões nunca podem perder de vista a qualidade e a quantidade da informação recolhida.
“Pode acontecer que nem todos os casos de infeção sejam notificados pelos doentes ou sequer sejam do conhecimento das entidades hospitalares, mas a estatística também dispõe de ferramentas que já permitem fazer previsões tendo em conta esse tipo de enviesamento”, conclui a investigadora da área da estatística.