“Interstelar” é um filme de ficção científica de 2014 dirigido e coescrito por Christopher Nolan com classificação etária de 12 anos. Ele narra um futuro distópico no qual a produção de alimentos na Terra diminuiu e faz com que um grupo de astronautas viaje por meio de um buraco de minhoca (fenda no espaço-tempo) em busca de um novo planeta habitável. Eles encontram uma galáxia localizada próxima a um buraco negro chamado Gargantua. No desenrolar da história, o espectador se depara com vários conceitos da física, que podem ser usados pelo professor em sala de aula.

“O filme pode ser usado em todas as séries do ensino médio, pois transmite temas relacionados à Física Moderna. Ele dialoga com a Teoria da Relatividade Geral, que é fundamental no entendimento da estrutura do Universo e seus fenômenos, como buracos negros, lentes gravitacionais, buracos de minhoca, ondas gravitacionais, viagens no tempo, etc”, lista o professor do curso de física da Universidade Estadual de Goiás (UEG) Lucio José Braga dos Santos.

Segundo o professor, uma curiosidade é que um dos colaboradores da produção, Kip Thorne, foi colega de trabalho do físico Stephen Hawking. A experiência de Thorne foi usada, por exemplo, para criar buracos negros realistas. “Eles construíram a imagem de forma metódica e com atenção aos detalhes, sendo inteiramente baseada na resolução das equações de Einstein”, completa ele, que é autor do artigo “A inserção da teoria da relatividade geral aplicada em filmes de ficção científica” (2020).

Como apresentar aos alunos?

Para usar o filme interestelar como recurso didático, o coordenador do curso de licenciatura em física do Instituto Federal do Pará (IFPA- Campus Bragança) e do Projeto Astronomia: Desvendando o Céu. (@desvendandoceu), Fábio Andrade de Moura, sugere ao professor planejar três momentos.

“O primeiro envolve apresentar conteúdos prévios para que o aluno tenha um embasamento para poder assistir ao filme. Durante o filme, o ideal seria deixar o aluno curtir a história como se estivesse em casa. Só após a exibição, o professor pode repassar as cenas para explicar e ensinar as teorias”, recomenda.

Confira, a seguir, quatro assuntos de Física Moderna que o filme Interestelar ajuda a abordar com os secundaristas.

Ondas gravitacionais

Entre os personagens principais de ‘Interestelar’ estão o engenheiro viúvo e antigo piloto da NASA, Joseph Cooper. Ele vive com seu sogro, Donald; seu filho de 15 anos, Tom; e a filha de 10 anos, Murphy.

No filme, o tema das ondas gravitacionais pode ser ilustrado pela cena em que Cooper cai em um cubo em quatro dimensões que o transporta ao quarto de sua filha.“Ele fica em uma dada face do hipercubo que mostra o tempo como ele é, como outra dimensão”, explica Santos.

Importante salientar com a turma que Cooper não viaja no tempo, permanecendo na mesma linha temporal. “Ele vê cada instante de tempo que se passou no quarto. Como alguém que assistisse a um filme e pudesse ter acesso a cada frame individual, escolhendo voltar ou passar para frente a fita”, pontua o professor.

“Tanto que a filha dele não o vê atrás da estante de livros. No entanto, ele descobre poder emitir sinais gravitacionais para trás no tempo, efetivamente os usando para derrubar livros, entre outras coisas”, diz Santos.

Leia também: Plano de aula: Ondas gravitacionais e a teoria da relatividade

Estrelas de nêutron e buracos negros

Como o nome sugere, elas são formadas exclusivamente por nêutrons. “Isso acontece porque o núcleo que resulta da morte das estrelas é extremamente massivo, sua gravidade compacta-o cada vez mais, fazendo com que prótons e elétrons fundam-se em nêutrons”, esclarece Santos.

Segundo o professor, é importante salientar que as prováveis origens de buracos negros podem ser o final da vida de uma estrela, como uma estrela de nêutrons. “Ela consome todo o combustível que a mantém quente e implode, pois não há mais a pressão exercida pelas radiações emitidas das reações nucleares para contrabalancear com a força gravitacional da própria estrela”, ensina Santos.

O buraco negro Gargântua do filme foi criado de forma realista e baseado em equações matemáticas reais. Ele aparece quando Cooper, ao desacoplar da nave espacial Endurance, é puxado pelo buraco negro rotacional. “Um buraco negro em rotação é gerado frequentemente pela explosão de uma estrela massiva em rotação”, descreve Santos.

“Os buracos negros giratórios deformam o espaço ao seu redor de uma forma diferente da dos estacionários. Esse processo é chamado de ‘frame dragging’ (algo como ‘arrastamento de estrutura’, em tradução livre). Ele afeta a maneira como o buraco negro distorce o espaço físico e o espaço tempo ao redor dele”, acrescenta.

Moura conta que utiliza as cenas da visita ao planeta Miller e do Gargântua com os estudantes.“Falo sobre como o buraco negro ‘engole’ uma estrela e que a luz não consegue sair do buraco negro por causa da força gravitacional que é muito forte. Aproveito também para discutir como uma estrela morre e apresentar exemplos de estrelas e quais podem viram um buraco negro. Para completar, cito o nosso sol como exemplo de uma estrela que não pode virar um buraco negro”, compartilha.

Moura aborda mais sobre o tema no artigo “O ensino de Física Moderna baseado no filme Interestelar: abordagem didática para a aprendizagem significativa” (2018).

Dilatação do tempo

“A Teoria Geral da Relatividade de Einstein prevê que os relógios em campos gravitacionais correm devagar em comparação com os relógios que não estão em campo gravitacional, e que quanto mais forte o campo gravitacional, mais lento o relógio corre”, diz Santos.

O efeito de dilatação do tempo pode ser ilustrado em uma parte do filme em que, para recuperar os dados de Miller, Cooper e Brand permanecem no planeta, que fica perto de um buraco negro (o Gargantua), por horas. “Os personagens calculam que uma hora em Miller equivale a 7 anos na Terra e no final da cena eles ficaram aproximadamente 20 anos no planeta Miller”, explica Moura.“Quando voltam a Terra, a filha de Cooper, Murphy, passou a ter a mesma idade de seu pai”, completa Santos.

Buracos de minhoca

No filme, uma equipe de exploradores espaciais embarca em uma jornada extragaláctica por meio de um buraco de minhoca. Essa passagem pelo espaço-tempo seria um atalho para longas jornadas pelo universo. “Buracos de minhoca são previstos pela teoria da relatividade geral. Mas os personagens devem ter cuidado pois os buracos de minhoca trazem consigo os perigos do colapso repentino, alta radiação e contato perigoso com matéria exótica”, explica Santos.

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