24. Luz brilhante

DE QUANTOS ELEMENTOS DEUS PRECISARIA para construir um universo? Cinquenta e poucos elementos eram conhecidos em 1815; e, se Dalton estivesse correto, isso signi caria cinquenta tipos diferentes de átomos. Mas com certeza Deus não precisaria de cinquenta unidades constitutivas diferentes para Seu universo — sem dúvida ele o teria concebido mais economicamente do que isso. William Prout, um físico londrino com interesse pela química, observando que os pesos atômicos eram próximos de números inteiros e, portanto, múltiplos do peso atômico do hidrogênio, especulou que o hidrogênio seria, de fato, o elemento primordial, e que todos os outros elementos teriam sido construídos a partir dele. Portanto, Deus precisaria criar apenas um tipo de átomo, e todos os demais, por uma “condensação” natural, poderiam ter sido gerados a partir deste.

Acontece, infelizmente, que alguns elementos tinham pesos atômicos fracionários. Podia-se arredondar um peso que fosse ligeiramente menor ou maior que um número inteiro (como fez Dalton), mas o que fazer com o cloro, por exemplo, de peso atômico 35,5? Isso di cultou sustentar a hipótese de Prout, e surgiram di culdades adicionais quando Mendeleiev elaborou a tabela periódica. Ficou claro, por exemplo, que o telúrio, no aspecto químico, vinha antes do iodo, mas seu peso atômico, ao invés de menor, era maior. Essas eram di culdades sérias, e no entanto, por todo o século XIX, a hipótese de Prout nunca morreu realmente — era tão bela, tão simples, julgavam muitos químicos e físicos, que devia conter uma verdade essencial.

Haveria, talvez, alguma propriedade atômica que fosse mais integral, mais fundamental que o peso atômico? Esta não era uma questão que pudesse ser abordada antes de haver um modo de “sondar” o átomo, em especial sua porção central, o núcleo. Em 1913, um século depois de Prout, Harry Moseley, jovem e brilhante físico que trabalhava com Rutherford, começou a investigar átomos com a recém-desenvolvida técnica da espectroscopia de raios X. Sua aparelhagem experimental era encantadora e pueril: um trenzinho onde cada vagão transportava um elemento diferente passava por um tubo de vácuo de noventa centímetros de comprimento, onde Moseley bombardeava cada elemento com raios catódicos, fazendo com que emitissem raios X característicos. Quando Moseley marcou em um grá co as raízes quadradas das frequências em relação ao número atômico dos elementos, obteve uma reta; marcando os pontos do modo inverso, ele demonstrou que o aumento na frequência indicava passos nítidos e discretos ou saltos quando ele passava de um elemento ao seguinte. Isso tinha de re etir uma propriedade atômica fundamental, julgou Moseley, e essa propriedade só podia ser a carga nuclear.

A descoberta de Moseley permitiu-lhe (nas palavras de Soddy) “fazer a chamada” dos elementos. Nenhuma lacuna podia ser admitida na sequência, apenas passos uniformes, regulares. Se houvesse uma lacuna, isso signi cava que estava faltando um elemento. Agora se conhecia com certeza a ordem dos elementos, e sabia-se que havia 92 deles e mais nenhum, do hidrogênio ao urânio. E estava claro que faltavam sete elementos, e mais nenhum, ainda à espera de serem encontrados. As “anomalias” relacionadas aos pesos atômicos foram resolvidas: o telúrio podia ter um peso atômico ligeiramente maior que o do iodo, mas ele era o elemento número 52, e o iodo, 53. O crucial era o número atômico, e não o peso atômico.

A excelência e a rapidez do trabalho de Moseley, todo ele feito em poucos meses entre 1913-4, causou reações contrastantes entre os químicos. Quem era aquele fedelho, pensaram alguns químicos mais velhos, para ter a pretensão de completar a tabela periódica, de excluir a possibilidade de descobrir novos elementos além dos que ele indicara? O que ele sabia sobre química — o longo, árduo processo de destilação,

ltragem, cristalização que podia ser necessário para concentrar um

novo elemento ou analisar um novo composto? Mas Urbain, um dos maiores químicos analíticos — um homem que efetuara 15 mil cristalizações fracionadas para isolar o lutécio —, imediatamente percebeu a magnitude da façanha e viu que, longe de prejudicar a autonomia da química, Moseley na realidade con rmara a tabela periódica e restabelecera sua importância central. “A lei de Moseley [...] con rmou em poucos dias as conclusões de meus vinte anos de trabalho paciente.”

Os números atômicos haviam sido usados anteriormente para denotar a sequência ordinal dos elementos classi cados segundo seu peso atômico, mas Moseley deu aos números atômicos seu verdadeiro signi cado. O número atômico indicava a carga nuclear, indicava a identidade do elemento, sua identidade química, de um modo absoluto e certo. Havia, por exemplo, várias formas de chumbo — isótopos — com pesos atômicos diferentes, mas todas elas tinham o mesmo número atômico, 82. O chumbo era essencialmente, quintessencialmente, o número 82, e não podia mudar de peso atômico sem deixar de ser chumbo. O tungstênio era necessariamente, inevitavelmente o elemento 74. Mas como ser o “74” dotava-o de identidade?

Embora Moseley houvesse mostrado o número e a ordem reais dos elementos, outras questões fundamentais ainda permaneciam, questões que haviam perturbado Mendeleiev e os cientistas de sua época, questões que perturbaram tio Abe na juventude e que agora me perturbavam, pois os encantos da química, da espectroscopia e das brincadeiras com a radioatividade deram lugar a um furioso por quê? Por quê? Por quê? Por que, antes de mais nada, existiam elementos, e por que tinham suas propriedades especí cas? O que tornava os metais alcalinos e os halogênios, de modos opostos, tão violentamente ativos? O que explicava a semelhança dos elementos de terras-raras e as belas cores e propriedades magnéticas de seus sais? O que gerava os espectros únicos e complexos dos elementos e as regularidades numéricas que Balmer discernira neles? O que, sobretudo, permitia aos elementos serem estáveis, se manterem inalterados por bilhões de anos, não só na Terra mas, aparentemente, também no Sol e nas estrelas? Eram desse tipo as questões que haviam atormentado tio Abe quando jovem, quarenta anos antes — mas em 1913, ele me disse, todas essas questões e dezenas de outras haviam, em princípio, sido respondidas, e um novo mundo de compreensão subitamente se abrira.

Rutherford e Moseley preocuparam-se principalmente com o núcleo do átomo, sua massa e unidades de carga elétrica. Mas eram os elétrons em órbita, presumivelmente, sua organização, suas ligações, que determinavam as propriedades químicas de um elemento e (parecia provável) também muitas de suas propriedades físicas. E aí, com os elétrons, o modelo do átomo de Rutherford soçobrava. Segundo a física clássica, maxwelliana, um átomo desse tipo, assemelhado a um sistema solar, não poderia funcionar, pois os elétrons rodopiando ao redor do núcleo mais de um trilhão de vezes por segundo criariam radiação em forma de luz visível, e um átomo assim emitiria uma centelha de luz momentânea e então implodiria quando seus elétrons, tendo perdido a energia, seriam impelidos para o núcleo. Mas a realidade (excetuando-se a radioatividade) era que os elementos e seus átomos duravam bilhões de anos — para todos os efeitos, duravam para sempre. Então, como um átomo podia ser estável, resistir ao que pareceria ser um destino quase instantâneo?

Era preciso invocar, ou inventar, princípios totalmente novos para obter uma conciliação com essa impossibilidade. Aprender sobre isso foi o terceiro êxtase de minha vida, ao menos de minha vida “química” — o primeiro fora aprender sobre Dalton e a teoria atômica, e o segundo, sobre Mendeleiev e sua tabela periódica. Mas o terceiro, a meu ver, foi, em certos aspectos, o mais espantoso, pois contradizia (ou parecia contradizer) toda a ciência clássica que eu conhecia, e tudo o que eu sabia sobre racionalidade e causalidade.

* * *

Foi Niels Bohr, que também trabalhava no laboratório de Rutherford em 1913, quem construiu a ponte para o impossível, reunindo o modelo atômico de Rutherford à teoria dos quanta de Planck. A ideia de que a energia era absorvida ou emitida não de maneira contínua, mas em pacotes discretos, os quanta, havia permanecido de lado silenciosamente, como uma bomba-relógio, desde que Planck a apresentara em 1900. Einstein usara essa ideia no contexto dos efeitos fotoelétricos, mas, fora isso, a teoria dos quanta e seu revolucionário potencial curiosamente haviam sido negligenciados, até que Bohr a empregou para contornar as impossibilidades do átomo de Rutherford. O sistema solar atômico era não apenas instável, mas com sua in nidade de órbitas e seus elétrons emitindo energia num continuum de frequências, esse átomo não era capaz de produzir as linhas espectrais discretas dos elementos, apenas um espectro contínuo. Bohr postulou, em contraste, um átomo com um número limitado de órbitas discretas, cada qual com um nível de energia especí co, ou estado quântico. O menos energético destes, o mais próximo do núcleo, Bohr denominou “estado fundamental” — um elétron podia permanecer ali, orbitando o núcleo, sem emitir nem perder energia, para sempre. Esse era um postulado de uma audácia espantosa, chocante, pois implicava que a teoria clássica do eletromagnetismo poderia ser inaplicável no diminuto reino do átomo.

Não havia, na época, indícios em favor disso; era um puro salto de inspiração, de imaginação — não diferente dos saltos que ele agora postulava para os próprios elétrons, quando eles pulavam, sem aviso nem intermediários, de um nível de energia a outro. Pois, em adição ao estado fundamental do elétron, Bohr postulou, havia órbitas de maior energia, “estados estacionários” de maior energia, para os quais os elétrons podiam ser brevemente deslocados. Assim, se um átomo absorvesse energia com a frequência certa, um elétron podia passar de seu estado fundamental a uma órbita de maior energia, embora mais cedo ou mais tarde retornasse a seu estado fundamental original, emitindo energia de frequência idêntica à da que absorvera — era o que acontecia na uorescência ou na fosforescência, e explicava a identidade da emissão espectral e linhas de absorção, que havia sido um mistério por mais de cinquenta anos.

Os átomos, na concepção de Bohr, não podiam absorver nem emitir energia exceto nesses saltos quânticos — e as linhas discretas de seus espectros eram simplesmente a expressão das transições entre seus estados estacionários. Os incrementos entre níveis de energia diminuíam com a distância do núcleo, e esses intervalos, Bohr calculou, correspondiam exatamente às linhas no espectro do hidrogênio (e à fórmula de Balmer para elas). Essa coincidência de teoria e realidade foi o primeiro grande triunfo de Bohr. Einstein considerou o trabalho de Bohr “uma enorme realização”; re etindo 35 anos mais tarde, ele escreveu: “[...] ainda hoje me parece um milagre. [...] É a mais elevada forma de musicalidade na esfera do pensamento”. O espectro do hidrogênio e os espectros em geral haviam sido tão belos e tão sem sentido quanto as marcas nas asas das borboletas, comentou Bohr; mas então se pôde ver que eles re etiam os estados de energia no átomo, as órbitas quânticas nas quais os elétrons rodopiavam e zuniam. “A linguagem dos espectros foi revelada como uma música atômica das esferas”, escreveu o grande espectroscopista Arnold Sommerfeld.

A teoria dos quanta poderia ser aplicada também a átomos mais complexos, de muitos elétrons? Poderia explicar suas propriedades químicas, explicar a tabela periódica? Esse passou a ser o enfoque de Bohr quando a vida cientí ca foi retomada após a Primeira Guerra

Mundial.1

Conforme aumentava o número atômico, à medida que aumentava a carga nuclear ou o número de prótons no núcleo, um número igual de elétrons tinha de ser acrescentado para preservar a neutralidade do átomo. Mas a adição desses elétrons a um átomo, Bohr imaginou, era hierárquica e organizada. Embora de início Bohr estivesse interessado nas órbitas potenciais do único elétron do hidrogênio, depois ampliou sua concepção para uma hierarquia de órbitas ou camadas para todos os elementos. Essas camadas, ele propôs, tinham níveis de energia de nidos e discretos, e assim, se fossem adicionados elétrons um a um, eles ocupariam primeiro a órbita de menor energia disponível e, quando esta estivesse cheia, a segunda órbita de menor nível, depois a seguinte etc. As camadas de Bohr correspondiam aos períodos de Mendeleiev, de modo que a primeira camada, a mais interna, como o primeiro período de Mendeleiev, acomodava dois elementos, e mais nenhum. Assim que essa camada fosse completada, com seus dois elétrons, começava uma segunda, e esta, como o segundo período de Mendeleiev, podia acomodar oito elétrons, e mais nenhum. Analogamente, o mesmo ocorria para o terceiro período ou camada. Por meio dessa formação, ou aufbau , Bohr pensava, todos os elementos podiam ser sistematicamente construídos, e naturalmente se inseririam em seus lugares apropriados na tabela periódica.

Assim, a posição de cada elemento na tabela periódica representava o número de elétrons em seus átomos, e a reatividade e ligações de cada elemento podiam agora ser vistas sob o aspecto eletrônico, conforme o preenchimento da camada externa de elétrons, os chamados elétrons de valência. Os gases inertes tinham, cada um, completado as camadas dos elétrons de valência com um complemento integral de oito elétrons, e isso os deixava praticamente sem reatividade. Os metais alcalinos, no Grupo I, tinham apenas um elétron na camada externa e eram ávidos por se livrar dele, para atingir a estabilidade de uma con guração de gás inerte; os halogênios do Grupo VII, inversamente, com sete elétrons na camada de valência, eram ávidos por adquirir um elétron extra e também atingir uma con guração de gás inerte. Assim, quando o sódio entrava em contato com o cloro, ocorria uma união imediata (de fato, explosiva): cada átomo de sódio doava seu elétron extra, e cada átomo de cloro o recebia todo satisfeito, e ambos se tornavam ionizados no processo.

A localização dos elementos de transição e dos elementos de terras-raras na tabela periódica sempre trouxera problemas especiais. Bohr então apresentou uma solução elegante e engenhosa: os elementos de transição, ele propôs, continham uma camada adicional de dez elétrons cada um; os elementos das terras-raras, uma camada adicional de catorze. Essas camadas internas, profundamente inseridas no caso dos elementos das terras-raras, não afetavam o caráter químico de um modo tão extremo quanto as camadas externas; isso explicava a relativa semelhança de todos os elementos de transição e a extrema semelhança de todos os elementos das terras-raras.

A tabela periódica eletrônica de Bohr, baseada na estrutura atômica, era essencialmente igual à tabela periódica empírica de Mendeleiev, baseada na reatividade química (e quase idêntica às tabelas de blocos elaboradas na era pré-eletrônica, como a tabela piramidal de Thomsen e a tabela ultralonga que Werner criou em 1905). Quer inferíssemos a tabela periódica a partir das propriedades químicas dos elementos, quer das camadas eletrônicas de seus átomos, chegávamos exatamente ao

mesmo ponto.2 Moseley e Bohr haviam deixado absolutamente claro que a tabela periódica tinha por base uma série numérica fundamental que determinava o número de elementos em cada período: dois no primeiro período, oito no segundo e no terceiro, dezoito no quarto e no quinto, 32 no sexto e talvez também no sétimo. Repeti essas séries — 2, 8, 8, 18, 18, 32 — muitas vezes para mim mesmo.

Nessa etapa, voltei a fazer visitas constantes ao Science Museum e a passar horas tando a gigantesca tabela periódica ali exposta, dessa vez concentrando-me nos números atômicos inscritos em vermelho em cada cubículo. Olhava para o vanádio, por exemplo — havia uma pepita brilhante em seu nicho —, e pensava nele como o elemento 23, um 23 composto de 5 + 18: cinco elétrons em uma camada externa e um “centro” de argônio com 18. Cinco elétrons — daí sua valência máxima de 5; mas três deles formavam uma camada interna incompleta, e era essa camada incompleta, eu agora sabia, que gerava as cores e suscetibilidades magnéticas características do vanádio. Essa noção do quantitativo não substituiu a noção concreta, fenomênica do vanádio, e sim a intensi cou, pois agora eu a via como uma revelação, no aspecto atômico, da razão de o vanádio ter suas propriedades. O qualitativo e o quantitativo fundiram-se em minha mente; a “identidade” do vanádio agora podia ser compreendida das duas perspectivas.

Bohr e Moseley, juntos, haviam restaurado para mim a aritmética, fornecido a aritmética essencial, transparente, da tabela periódica que os pesos atômicos, embora confusamente, tinham insinuado. O caráter e a identidade dos elementos, ou, en m, boa parte desse caráter e identidade, agora podiam ser inferidos a partir de seus números atômicos, que não mais indicavam apenas a carga nuclear, mas representavam a própria arquitetura de cada átomo. Tudo era divinamente belo, lógico, simples, econômico, o ábaco de Deus em ação.

O que fazia os metais serem metálicos? A estrutura eletrônica explicava por que o estado metálico parecia ser fundamental, ter um caráter tão diferente de qualquer outro. Algumas das propriedades mecânicas dos metais, suas densidades e pontos de fusão elevados, agora podiam ser explicados segundo a intensidade com que os elétrons estavam ligados ao núcleo. Um átomo intensamente ligado, com uma alta “energia de ligação”, parecia corresponder a dureza e densidade incomuns e a um alto ponto de fusão. Assim, meus metais favoritos — tântalo, tungstênio, rênio, ósmio: os metais lamentosos — tinham as maiores energias de ligação dentre todos os elementos. (Portanto, quei satisfeito por saber, havia uma justi cativa atômica para suas qualidades excepcionais — e para minha preferência.) A condutividade dos metais foi atribuída a um “gás” de elétrons livres e móveis, facilmente separáveis de seus átomos originais — isso explicava por que um campo elétrico podia puxar uma corrente de elétrons móveis através de um o. Esse oceano de elétrons livres, na superfície de um metal, também podia explicar seu brilho especial, pois ao oscilarem violentamente sob o impacto da luz, esses elétrons livres se dispersavam ou re etiam qualquer luz, que voltava pelo caminho por onde viera.

A teoria do “gás de elétrons” implicava, adicionalmente, que em condições extremas de temperatura e pressão todos os elementos não metálicos, toda a matéria podia atingir um estado metálico. Isso já fora conseguido com o fósforo, na década de 1920, e na década seguinte foi predito que em pressões superiores a um milhão de atmosferas poderia ser possível conseguir o mesmo com o hidrogênio — poderia haver um hidrogênio metálico, especulou-se, no cerne de gigantes de gás como

Júpiter.3 Muito me agradou a ideia de que tudo podia ser “metalizado”.

Era antiga minha curiosidade sobre os singulares poderes da luz azul ou violeta, de comprimento de onda curto, em contraste com a luz vermelha, de comprimento de onda longo. Na câmara escura isso cava evidente: podíamos ter uma luz vermelha segura muito brilhante que não velaria um lme em processo de revelação, ao passo que o menor vestígio de luz branca, da luz do dia (que, obviamente, continha azul), o velaria de imediato. Também cava evidente no laboratório, onde o cloro podia ser misturado em segurança ao hidrogênio sob luz vermelha, mas a mistura explodia na presença mínima de luz branca. E cava evidente no armário de minerais do tio Dave, onde podíamos induzir fosforescência ou uorescência com luz azul ou violeta, mas não com luz vermelha ou laranja. Finalmente, havia as células fotoelétricas que tio Abe possuía em casa; elas podiam ser ativadas por um mínimo feixe de luz azul, mas não respondiam nem a uma inundação de luz vermelha. Como uma quantidade imensa de luz vermelha podia ser menos e caz que uma quantidade minúscula de luz azul? Só depois de aprender um pouco sobre Bohr e Planck me dei conta de que a resposta a esses aparentes paradoxos tinha de estar na natureza quântica da radiação e luz e nos estados quânticos do átomo. A luz ou a radiação apresentavam-se em unidades mínimas ou quanta, cuja energia dependia de sua frequência. Um quantum de luz de comprimento de onda curto — um quantum azul, por assim dizer — tinha mais energia que um vermelho, e um quantum de raios X ou raios gama tinha muito mais energia ainda. Cada tipo de átomo ou molécula — fosse de um sal de prata em uma emulsão fotográ ca, fosse de hidrogênio ou cloro no laboratório, ou de césio ou selênio nas fotocélulas do tio Abe, de sulfeto ou tungstato de cálcio no armário de minerais do tio Dave — requeria um certo nível especí co de energia para gerar uma resposta; e esta podia ser obtida até por um único quantum de alta energia, ao passo que não podia ser evocada por milhares de baixa energia.

Quando criança, eu pensava que a luz tinha forma e tamanho, as formas orais das chamas de velas, como magnólias em botão, os polígonos luminosos das lâmpadas de tungstênio de meu tio. Só quando tio Abe me mostrou o espintariscópio, e nele vi as faíscas individuais, comecei a perceber que a luz, toda luz, provinha de átomos ou moléculas que primeiro haviam sido excitados e então, retornando ao seu estado fundamental, liberavam seu excesso de energia como radiação visível. Com um sólido aquecido, como um lamento aquecido ao branco, eram emitidas energias de muitos comprimentos de onda; com um vapor incandescente, como de sódio em uma chama de sódio, apenas comprimentos de onda muito especí cos eram emitidos. (A luz azul na chama de uma vela, que tanto me fascinara quando menino, aprendi mais tarde que era gerada por moléculas bicarbonadas ao se resfriarem, quando emitiam a energia que haviam absorvido ao ser aquecidas.)

Mas o Sol, as estrelas, não eram como as luzes na Terra. Seu brilho, sua brancura, excediam as mais quentes lâmpadas de lamento (algumas, como Sirius, eram quase azuis). Podíamos inferir, da energia de radiação do Sol, que a temperatura de sua superfície era aproximadamente 6000 graus. Tio Abe chamou minha atenção para o fato de que, quando ele era jovem, ninguém tinha a mínima ideia sobre o que podia permitir a enorme incandescência e energia do Sol. Incandescência não era a palavra correta, pois não havia queima, combustão no sentido usual — de fato, a maioria das reações químicas cessava acima de 1000 graus.

A energia gravitacional, a energia gerada por uma gigantesca massa ao contrair-se, poderia manter o Sol brilhando? Isso também, ao que parecia, seria totalmente inadequado para explicar o tremendo calor e energia do Sol e das estrelas, que não diminuíram por bilhões de anos. Tampouco a radioatividade era uma fonte de energia plausível, pois as estrelas estavam longe de possuir elementos radioativos em quantidades necessárias, e sua produção de energia era demasiado lenta e não podia ser acelerada.

Só em 1929 uma outra ideia foi aventada: dadas as prodigiosas temperaturas e pressões do interior de uma estrela, átomos de elementos luminosos podiam fundir-se uns aos outros, formando átomos mais pesados — átomos de hidrogênio, para começar, podiam fundir-se formando hélio; em suma, a fonte de energia cósmica era termonuclear. A quantidade de energia necessária, como calor, era colossal — não alguns milhares de graus apenas, como na superfície solar, mas algo da ordem de 20 milhões de graus. Para mim era difícil imaginar uma temperatura assim, e não cou mais fácil quando li, no cativante livro The birth and death of the Sun, de George Gamow, que se um forno pudesse ser aquecido a essa temperatura, destruiria tudo à sua volta por centenas de quilômetros.

As temperaturas e pressões dessa magnitude, os núcleos atômicos — nus, desprovidos de seus elétrons — deslocavam-se a velocidades tremendas (a energia média de seu movimento térmico seria semelhante à das partículas alfa) e continuamente colidiam uns contra os outros, sem amortecimento, fundindo-se e formando os núcleos de elementos mais pesados.

Devemos imaginar o interior do Sol [escreveu Gamow] como um tipo

gigantesco de laboratório alquímico natural, onde a transformação de

vários elementos uns nos outros ocorre quase com a mesma facilidade

presente nas reações químicas comuns em nossos laboratórios

terrestres.

A conversão de hidrogênio em hélio produzia imensa quantidade de calor e luz, pois a massa do átomo de hélio era ligeiramente menor que a de quatro átomos de hidrogênio — e essa pequena diferença de massa transformava-se totalmente em energia, segundo a célebre equação de Einstein e = mc2. Para produzir a energia gerada no Sol, a cada segundo centenas de milhões de toneladas de hidrogênio tinham de ser convertidas em hélio, mas o Sol é composto predominantemente de hidrogênio, e sua massa é tão imensa que apenas uma pequena fração dela consumiu-se no tempo de existência da Terra. Se a taxa de fusão diminuía, o Sol se contraía e esquentava mais, restabelecendo a taxa de fusão; quando essa taxa se tornava grande demais, o Sol se expandia e esfriava, desacelerando-a. Assim, como explicou Gamow, o Sol representou “o mais engenhoso tipo de ‘máquina nuclear’, e talvez o único possível — uma fornalha autorregulável na qual a força explosiva da fusão nuclear era perfeitamente equilibrada pela força da gravitação”. A fusão do hidrogênio em hélio não só forneceu enorme quantidade de energia, mas também criou um novo elemento no mundo. E os átomos de hélio, na presença de calor su ciente, puderam fundir-se e formar elementos mais pesados, os quais, por sua vez, originaram elementos mais pesados ainda.

Assim, por uma fascinante convergência, dois problemas antiquíssimos foram resolvidos de uma só tacada: o brilho das estrelas e a criação dos elementos. Bohr imaginara um aufbau, um desenvolvimento de todos os elementos a partir do hidrogênio, como um constructo puramente teórico — mas esse aufbau realizou-se nas estrelas. O hidrogênio, o elemento 1, era a unidade constitutiva essencial do universo, o átomo primordial, como pensara Prout ainda em 1815. Isso parecia muito elegante, muito satisfatório; tudo o que era

preciso para começar era o primeiro, o mais simples dos átomos.4

Eu via no átomo de Bohr uma beleza inefável, transcendente — elétrons rodopiando, trilhões de vezes por segundo, rodopiando eternamente em órbitas predestinadas, uma verdadeira máquina de moto-contínuo possibilitada pela irredutibilidade do quantum e pelo fato de que o elétron rodopiante não gastava energia, não realizava trabalho. E os átomos mais complexos eram ainda mais belos, pois tinham dúzias de elétrons percorrendo uma trama de trajetórias separadas, mas organizadas, como minúsculas cebolas, com camadas e subcamadas. Pareciam-me não apenas belas, aquelas coisas diáfanas porém indestrutíveis, mas também perfeitas a seu modo, tão perfeitas quanto equações (as quais, de fato, podiam expressá-las), em seu equilíbrio de números e forças, de blindagens e energias. E nada, nenhuma ação ordinária, podia perturbar suas perfeições. Os átomos de Bohr certamente estavam próximos do mundo ótimo de Leibniz.

“Deus pensa em números”, dizia tia Len. “Os números são o modo como o mundo foi construído.” Essa ideia nunca me saiu da cabeça, e agora parecia abarcar todo o mundo físico. Comecei a ler um pouco de

loso a nessa etapa, e Leibniz, até onde eu podia entendê-lo, atraía-me

especialmente. Ele falava de uma “matemática divina”, com a qual podíamos criar a realidade mais rica possível pelo meio mais econômico, e isso, agora me parecia, estava evidente em tudo: na primorosa economia com que milhões de compostos podiam ser feitos a partir de algumas dezenas de elementos, e nos cento e tantos elementos a partir do hidrogênio; a economia pela qual todo o conjunto de átomos se compunha de duas ou três partículas, e no modo como sua estabilidade e identidade eram garantidas pelos números quânticos do próprio átomo — tudo isso era su cientemente belo para ser obra de Deus.

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