Num piscar de olhos

Vimos na última coluna que as medidas de intervalos de tempo podem ser incrivelmente grandes, de um segundo até cerca de 13 bilhões e meio de anos – a idade estimada do universo. Mas o que acontece quando os intervalos de tempo são menores que um segundo?

Entre receber o sinal da largada e começar a correr, as pessoas levam aproximadamente dois a três décimos de segundo. Esse é o tempo que nosso sistema nervoso demora para, ao receber um estímulo, enviar sinais para o cérebro e, dele, para os músculos envolvidos no movimento. (foto: Daniel Voley / Portal SESCSP / <a href=https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0>CC BY-NC-ND 2.0</a>)

Entre receber o sinal da largada e começar a correr, as pessoas levam aproximadamente dois a três décimos de segundo. Esse é o tempo que nosso sistema nervoso demora para, ao receber um estímulo, enviar sinais para o cérebro e, dele, para os músculos envolvidos no movimento. (foto: Daniel Voley / Portal SESCSP / CC BY-NC-ND 2.0)

Dividindo um segundo em dez partes iguais, temos o décimo de segundo. Uma pessoa leva, em média, de dois a três décimos de segundo para reagir a algum estímulo. Quando o professor de educação física grita “já!”, é mais ou menos esse o intervalo que você e seus colegas demoram para sair em disparada numa corrida. Esse é o tempo de processamento que o seu sistema nervoso gasta mandando sinais para o cérebro e, de lá, para os músculos envolvidos no movimento.

Se continuarmos a dividir por dez, passamos a ter o centésimo de segundo, isto é, um segundo dividido em 100 partes. Três centésimos de segundo é o tempo que uma informação leva para percorrer o cabo de fibra óptica que existe no fundo do oceano ligando Fortaleza, no Brasil, a Miami, nos Estados Unidos. Um beija-flor leva em média um centésimo de segundo para bater as asas uma vez. E o centésimo de segundo corresponde ao último dígito que aparece na maior parte dos cronômetros digitais.

A tamburutaca é um crustáceo capaz de desferir socos ultrarrápidos com as patas dianteiras – duram cerca de 3 milissegundos! (foto: Alvaro E. Migotto / Cifonauta-Cebimar / <a href=http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0>CC BY-NC-SA 3.0</a>)

A tamburutaca é um crustáceo capaz de desferir socos ultrarrápidos com as patas dianteiras – duram cerca de 3 milissegundos! (foto: Alvaro E. Migotto / Cifonauta-Cebimar / CC BY-NC-SA 3.0)

Um milésimo de segundo, ou um milissegundo (ms), é o intervalo de tempo que a luz leva para percorrer 300 quilômetros no vácuo, ou a distância entre as cidades de Curitiba e Florianópolis. Também é o tempo que o som leva para percorrer 34 centímetros no ar, um pouco mais que o comprimento de uma régua escolar. A tamburutaca, uma parente da lagosta, desfere socos incrivelmente rápidos com suas patas dianteiras, acertando suas presas em menos de 3 ms – e isso dentro d’água!

Você já ouviu o chocalho de uma cobra cascavel? Cada oscilação do ar ao propagar o som do chocalho leva em média pouco mais de 0,1ms. O som mais agudo que uma pessoa consegue ouvir corresponde a vibrações do ar que se repetem a cada 0,00005 segundo, isto é, a cinco centésimos de milésimos de segundo (0,05ms).

Um microsegundo (μs) corresponde à milionésima parte do segundo (1 segundo dividido por um milhão, ou 0,000001s). Os mais rápidos flashes fotográficos, feitos para fotografias ultrarrápidas, emitem luz durante intervalos de apenas 1μs de cada vez.

Vamos adiante. Um nanosegundo (1ns) é um bilionésimo do segundo (0,000000001s). Em 1ns, a luz percorre a distância de uma régua de 30 centímetros. Processadores de 3,0GHz usados em computadores levam aproximadamente 0,3ns para somar dois números inteiros. Os relógios atômicos que usamos hoje para padronizar as medições de tempo se baseiam nas oscilações de um átomo de Césio, que ocorrem de forma muito regular a cada 0,1ns, aproximadamente.

Como todo relógio, o relógio atômico se baseia em um movimento periódico que se repete em tempos estáveis. Só que, em vez de ser uma engrenagem de escape liberada por uma mola ou um pêndulo que oscila em intervalos regulares, no relógio atômico isso é feito usando as oscilações naturais entre o núcleo e os elétrons de um tipo de átomo – o mais comum é que seja um átomo de césio. (foto: Domínio público)

Como todo relógio, o relógio atômico se baseia em um movimento periódico que se repete em tempos estáveis. Só que, em vez de ser uma engrenagem de escape liberada por uma mola ou um pêndulo que oscila em intervalos regulares, no relógio atômico isso é feito usando as oscilações naturais entre o núcleo e os elétrons de um tipo de átomo – o mais comum é que seja um átomo de césio. (foto: Domínio público)

Se dividirmos um nanosegundo por um milhão, temos um femtosegundo (fs). Fica até difícil imaginar, não acha? A luz visível se comporta como uma onda eletromagnética que se repete a cada 1fs, aproximadamente. O menor intervalo de tempo já medido em laboratório, usando lasers estabilizados, foi de 0,012fs (em 2010).

Porém, há quem diga, brincando, que o menor intervalo de tempo fisicamente possível é aquele entre ver uma barata no chão e tentar descobrir para onde ela foi. Será?

Matéria publicada em 11.09.2015

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Beto Pimentel

O autor da coluna A aventura da física é apaixonado por essa ciência desde garoto. Hoje, curte também dar aulas e fazer atividades criativas em contato com a natureza e com as outras pessoas.

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