Primeiro encontro “Nucleossíntese primordial”

O primeiro encontro teve como título “Nucleossíntese primordial” e contou com a participação de 15 acadêmicos. A primeira parte do encontro ficou dedicada à apresentação da proposta, relatando a motivação, o tema e o objetivo do estudo. Ainda nessa primeira parte do encontro, mencionamos a estrutura, a metodologia e o cronograma, bem como entregamos o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido para assinatura (APÊNDICE C).

Após este primeiro momento, realizamos o pré-teste com intuito de verificar quais os conhecimentos prévios dos acadêmicos em relação à FN e à Astronomia (APÊNDICE D). O teste, com 15 questões, foi respondido pelos acadêmicos em um tempo aproximado de 40 minutos. O questionário, que será analisado no próximo capítulo, juntamente com o pós-teste, pode ser descrito como uma combinação de questões com graus diferenciados de dificuldade. As questões consideradas de menor dificuldade (fáceis) foram formuladas de maneira simples e direta, enquanto as questões com maior grau de dificuldade (difíceis) necessitavam de conhecimento mais especializado na temática.

Registramos que os acadêmicos evidenciaram dificuldades para responder o questionário, deixando várias questões sem respostas. Além disso, mencionamos que, após a entrega do pré-teste ao pesquisador, os acadêmicos iniciaram uma discussão envolvendo os itens apresentados no material, gerando perguntas que levaram a um debate em sala de aula, provocando interesse e curiosidade por aquilo que seria abordado nos próximos encontros. Nessa discussão, foram sendo expostos pelo pesquisador e fomentados pelos acadêmicos aspectos que possibilitaram introduzir os temas a serem abordados. As concepções e entendimentos compartilhados pelos licenciandos se aproximavam do senso comum e se revelaram elementos a serem retomados e discutidos ao longo dos encontros.

Ainda com relação a esse momento inicial, relatamos a solicitação feita pelo pesquisador para que os participantes expressassem palavras que eles identificavam como relacionadas à FN e à Astronomia. O objetivo era mapear, com a técnica de brainstorming, os conhecimentos prévios dos participantes. O mecanismo brainstorming (ou “tempestade de ideias”) consiste em uma dinâmica na qual são apresentadas várias ideias e expressões para resolver um problema, desenvolver um projeto e reunir informações.

Após esta dinâmica, as palavras mencionadas pelos participantes foram coletadas e inseridas em um software de nuvem, denominado Word Clouds6_{, que reproduziu a Figura 2 a}

seguir, a qual expõe as expressões e palavras mais mencionadas pelos licenciandos. A Figura 2 mostra a nuvem de palavras elaborada a partir da fala dos participantes.

Figura 2 - Nuvem de palavras relacionada a FN e Astronomia.

Fonte: dados da pesquisa, 2018.

A imagem relata que a visão dos participantes referentes às duas áreas era associada, de certa forma, ao senso comum. Na área da FN, os termos utilizados não refletem um conhecimento mais especializado, mas vinculam o tema com os acidentes radiológicos e as bombas atômica. Na Astronomia, percebemos a relação com as estrelas, o Big Bang e a cosmologia em geral.

Em seguida, iniciamos a abordagem do tema FN, ancorada pelo CC, realizando uma retomada de seus aspectos introdutórios, cujos slides relacionados às discussões integram o Apêndice E. Para a retomada dos eventos associados ao período de 1896 a 1950, iniciamos pela contextualização da descoberta do raio x, a conjuntura de Boltzmann e os raios Becquerel. Na sequência, como maneira de ressaltar a importância dos trabalhos de Henri Becquerel (1852- 1908) e das pesquisas do casal Curie, foi introduzido o termo “radioatividade” e relembrada a descoberta dos átomos de polônio e rádio. Ainda, foi abordado o reconhecimento desses estudos, que obtiveram prêmios Também nessa introdução, como forma de contextualizar o conhecimento, caracterizamos as radiações alfa, beta e gama. Relatamos eventos marcantes, como o Projeto Manhattan, na década de 1940, com a criação das bombas atômicas, elucidando

a fissão nuclear, o acidente nuclear de Chernobyl, em 1986, e o acidente radiológico civil ocorrido em Goiânia, em 1987.

Na sequência, ainda com relação a esse momento introdutório, abordamos aspectos concernentes à Astronomia. Iniciamos pela época da sua origem, na Mesopotâmia, em torno de 4.000 anos antes de Cristo, e o período de 1915 a 1950, citando a Grécia Antiga e a Idade Moderna. Entretanto, o foco estava na era contemporânea, com os trabalhos de Albert Einstein, Edwin Powell Hubble, Alexander Alexandrovich Friedmann e Georges-Henri Édouard Lemaître. A relevância dessa discussão era situar os acadêmicos num processo de relação entre os tópicos de Astronomia e FN, elucidando o contexto histórico que permeou essas duas áreas e que serviriam de base para as discussões dos demais encontros.

Depois dessa contextualização, passamos a discutir com os acadêmicos o surgimento dos elementos químicos. Para tanto, como metodologia dos encontros, optamos pela apresentação de questionamentos e, a partir deles, fomentamos a discussão do tema em estudo. O questionamento inicial foi apresentado com o intuito de buscar uma relação entre a FN e a Astronomia, justificando o tema de estudo desta dissertação. A reflexão foi assim estruturada:

“Qual a origem dos elementos químicos?”

A pergunta feita aos participantes suscitou respostas diretas, como “das estrelas” ou “do Big Bang”. Na sequência, para contextualizar o questionamento realizado, apresentamos a obra do astrofísico Neil deGrasse Tyson (1958-) intitulada Astrofísica para apressados. O autor, que é o apresentador da versão atual da série televisiva Cosmos: uma odisseia no Espaço-Tempo, relata, no capítulo sete desta série (“O cosmos na tabela”), que essa foi uma das perguntas que ele realizou ao seu professor de Química na escola, cuja resposta lhe foi insatisfatória. Conforme descrito na sua obra:

Perguntas triviais algumas vezes demandam conhecimento profundo e amplo do cosmos para que sejam respondidas. Na aula de química do colégio perguntei ao meu professor de onde vinham os elementos da Tabela Periódica. Ele respondeu: da crosta terrestre. Eu aceito isso. Certamente é de onde os laboratórios os conseguem. Mas como a crosta terrestre os obteve? A resposta tem de ser astronômica. Mas nesse caso, você realmente precisa conhecer a origem e a evolução do universo para responder à pergunta? Sim, precisa (TYSON, 2017, p. 97).

A passagem mencionada enaltece a pergunta realizada aos acadêmicos e fornece o elo entre as duas áreas. Como forma de propor uma solução a essa pergunta, apresentamos aos licenciandos o CC. Essa não era a solução do questionamento, mas uma ferramenta didática

que permitiu discutir possibilidades de como chegar à resposta frente a um processo didático, que subsidiou discussões e pode contribuir, inclusive, no exercício profissional futuro, uma vez que se trata de professores em processo inicial de formação. O uso desse calendário oportuniza uma organização de ideias e poderá favorecer a compreensão dos conhecimentos.

Para apresentar o CC, inicialmente, traçamos sua origem, que remonta ao trabalho de Carl Sagan (1934-1996), seu idealizador. Na obra Os Dragões do Éden, publicada em 1977, Sagan apresenta esse calendário como forma de representar a idade do Universo e, com isso, oportunizar uma melhor noção da dimensão do tempo em relação aos eventos. A criação deste calendário foi muito significativa em termos de seus propósitos, ganhando, na década de 1980 ganhasse espaço na televisão para apresentação de uma série, intitulada de Cosmos, como já mencionado.

Após a apresentação do CC, passamos a discutir o seu funcionamento mencionando que a ideia estava em compactar toda a vida do Universo em uma escala de tempo de um ano, adotando o calendário Gregoriano como referência - um ano 12 meses e 365 dias. Dentro desta escala, cada mês possui cerca de 1,2 bilhões de anos, cada dia cerca de 40 milhões de anos e cada segundo corresponde a 500 anos. Nesse contexto foi apresentado aos alunos que o CC inicia em primeiro de janeiro, com o Big Bang e termina em 31 de dezembro, representando os dias atuais.

A Figura 3, a seguir, ilustra o CC apresentado aos acadêmicos.

Figura 3 - Calendário Cósmico apresentado por Neil deGrasse Tyson, no episódio 4 “Um céu cheio de fantasmas” de Cosmos: uma odisseia no espaço-tempo.

Na sequência, iniciamos a viagem pelo CC, tendo como ponto de partida os primeiros dia, hora, minuto e segundo do mês de janeiro. Vale ressaltar que, nesse momento, foi discutido com os acadêmicos os trabalhos de Stephen Hawking (1942-2018) e Roger Penrose (1931-) que demonstraram na década de 1970, que a noção de tempo antes da origem do Universo e até mesmo dentro de um buraco negro não existe. À vista disso, questões referentes ao que se passa antes do início do Universo se restringem ao campo filosófico, não ao físico. Por conseguinte, a idade do Universo é datada em 13,8 bilhões de anos, obtida a partir do satélite Planck.

Na continuidade do encontro, foram discutidos o Big Bang, num debate que perpassou pelas diferentes eras, pela separação das forças fundamentais, pelos processos de produção- aniquilação, pela criação das primeiras subpartículas e partículas, pelo o surgimento dos primeiros átomos, chegando, por fim, à Era da Recombinação e as primeiras estrelas.

O foco da discussão esteve atrelado à nucleossíntese primordial, isto é, quando o Universo alcança três minutos de vida. Neste momento, foi destacada aos participantes a possibilidade de formar os primeiros átomos, como hidrogênio, hélio, lítio e berílio. Essa discussão possibilitou abordar a fusão nuclear, chegar à relação E = MC² para elucidar a energia convertida no processo e, assim, descrever como são formados os primeiros átomos.

Como conclusão desse primeiro encontro, mencionamos a Era da Recombinação, ou seja, o período onde, no Universo, a temperatura atinge cerca de 3 mil kelvins e temos a Radiação Cósmica de Fundo (RCF), tópicos que irá continuar a viagem pelo CC e iniciar o próximo encontro.