Oppenheimer: como a História e a Física do filme podem cair no vestibular?

Estrelado por Cillian Murphy e dirigido pelo multipremiado no Oscar, Christopher Nolan, o filme “Oppenheimer” trata da participação do cientista homônimo no Projeto Manhattan e seu papel na criação das bombas atômicas lançadas pelos Estados Unidos contra o Japão no final da Segunda Guerra Mundial (1939 – 1945).

Ao misturar fatos e ficção, o longa-metragem passa por importantes momentos da História mundial durante o século XX, e ainda aborda conceitos físicos recém descobertos à época e utilizados até os dias de hoje.  

Para explicar como os acontecimentos do filme (e da vida real) podem cair no vestibular, acompanhamos uma aula interdisciplinar dos professores Marco Túlio e Henrique Goulart, que lecionam História e Física aos alunos do Estratégia Vestibulares, respectivamente. 

Quem foi Oppenheimer?

Filho de uma família judia de origem alemã, Julius Robert Oppenheimer nasceu em 1904, na cidade de Nova Iorque, e desde criança mostrou interesse pela Ciência. Graduou-se em Química pela Universidade de Harvard, e depois partiu para a Europa, onde trabalhou no Laboratório Cavendish e iniciou sua formação em Física, com graduação na Universidade de Cambridge e doutorado na Universidade de Göttingen.

De volta aos Estados Unidos, trabalhou como professor na Universidade da Califórnia e no Instituto de Tecnologia da Califórnia, até ser recrutado para trabalhar no Projeto Manhattan e ocupar o cargo de diretor do Laboratório de Los Alamos, onde os projetos nucleares foram desenvolvidos. 

Antes mesmo de trabalhar no projeto militar do governo, o cientista já tinha interesse em política, observando com atenção os avanços nazistas na Alemanha, prestando apoio financeiro a organizações antifascistas e tendo ligações com membros do Partido Comunista dos Estados Unidos. Foi a partir da preocupação de que os nazistas desenvolvessem uma bomba atômica, que Oppenheimer passou a estudar sobre armas nucleares.

À frente do laboratório mais importante do Projeto Manhattan, a liderança e conhecimentos científicos de Oppenheimer foram fundamentais para o desenvolvimento das bombas atômicas nucleares, o que lhe rendeu o título de “pai da bomba atômica”.

Em julho de 1945, pouco menos de um mês antes de bombardear o Japão no único ataque nuclear na história de uma guerra,  a equipe do cientista realizou o “Teste Trinity”, explodindo pela primeira vez a nova arma. Sobre essa ocasião, Oppenheimer afirmou ter lembrado de um trecho de Bhagavad Gita, escrituras hinduístas, que diz “Agora eu me tornei a Morte, a destruidora de mundos”.

Com o fim da guerra, o cientista tornou-se presidente do Comitê Consultivo Geral da recém-criada Comissão de Energia Atômica dos Estados Unidos (CEA) e trabalhou pela regulação internacional do controle nuclear. Apesar disso, Oppenheimer foi investigado por envolvimento com o movimento comunista e teve suas credenciais de segurança tiradas, sendo inocentado apenas em 2022, pelo presidente Joe Baden (Democratas).

Antes de falecer, em 1967, Oppenheimer ainda continuou atuando como professor, pesquisador e palestrante.

Oppenheimer na prova de História

Segunda Guerra Mundial

Assunto comum nos vestibulares, a Segunda Guerra Mundial, que durou de 1939 a 1945, é o pano de fundo de boa parte do filme Oppenheimer. Isso porque, foi em 1942 que os Estados Unidos deram início ao Projeto Manhattan, para desenvolver tecnologias a base de energia nuclear.

Após ingressar oficialmente na guerra, os estadunidenses faziam parte dos Aliados, grupo militar que lideravam, ao lado de Reino Unido e União Soviética, contra o Eixo, que reunia Alemanha, Japão e Itália. O Projeto Manhattan foi criado depois que os cientistas Leó Szilárd e Albert Einstein enviaram uma carta ao então presidente Franklin Roosevelt, em 1939.

Na correspondência, os físicos demonstravam preocupação com os trabalhos dos nazistas alemães em torno do urânio e da energia nuclear, temendo o desenvolvimento de ameaças bélicas ainda desconhecidas. É nesse contexto em que J. Robert Oppenheimer é recrutado para liberar o desenvolvimento de bombas atômicas, em um laboratório no Novo México, sul dos Estados Unidos.

Com as novas armas nucleares prontas, em julho de 1945, a equipe de Oppenheimer realizou o chamado “Teste Trinity”, explodindo no deserto a bomba “Gadget”, com poder explosivo de 20kt. Apesar de ter se saído bem, no ponto de vista bélico, o teste foi responsável pela contaminação radioativa da população da região.

Pouco menos de um mês depois, os Estados Unidos lançaram as bombas “Little Boy” e “Fat Man”, nas cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki, respectivamente. A justificativa do governo, era a de forçar a rendição do exército japonês, uma vez que a Alemanha e a Itália já haviam sido rendidas.

“A leitura que os historiadores, no geral, fazem, é que os Estados Unidos lançou as bombas mais do que para pressionar a rendição do Japão. Eles fizeram isso para intimidar sua rival na nova ordem mundial que estava prestes a acontecer, a União Soviética. Então, para os historiadores, os bombardeios de Hiroshima e Nagasaki são o início da Guerra Fria”, explica o professor Marco Túlio.

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Guerra Fria

A Guerra Fria durou entre os anos de 1947 e 1991, e o período abordado no filme é o pós  Segunda Guerra Mundial. Com grande parte do continente europeu destruído e endividado, os Estados Unidos uniram-se aos países europeus ocidentais para evitar a influência socialista da União Soviética sobre o território e manter o regime econômico do capitalismo e as ideias do liberalismo.

A partir disso, são criados o Plano Marshall e a Organização do Tratado do Atlântico Norte (Otan), na gestão do presidente estadunidense Harry Truman. Período que, não à toa, ficou conhecido como “Doutrina Truman”. Enquanto o Plano Marshall serviu para melhorar a economia europeia que havia sido destruída, a OTAN organizou os países em acordos militares.

Características da Guerra Fria

• Corrida armamentista;
• Propaganda;
• Corrida espacial;
• Espionagem.

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Macarthismo 

Durante o ápice das disputas entre Estados Unidos e União Soviética, surge o “Macarthismo”, a partir do senador Joseph McCarthy, presidente do “Comitê de Atividades Antiamericanas”, que promoveu uma espécie de “caça às bruxas” entre os estadunidenses.

Dentro dessa política, diversas pessoas foram acusadas de serem comunistas e perseguidas pelo Estado. A propaganda de terror que envolvia a narrativa de uma ameaça soviética cresceu ao ponto de fazer parte do dia a dia dos cidadãos comuns, com denúncias infundadas, pelos mais diferentes motivos, e não de necessariamente verdadeiras ligações com os comunistas. 

Inclusive, Oppenheimer foi uma das vítimas do Macarthismo, mesmo depois de toda a contribuição com o governo dos Estados Unidos, ele teve suas ligações com movimentos de esquerda usadas para acusá-lo e retirá-lo do acesso aos documentos da Comissão de Energia Atômica. Sua inocência só foi decretada pelo governo estadunidense em dezembro de 2022.

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Oppenheimer na prova de Física

Física Moderna

Os conceitos físicos presentes na história real contada pelo filme são parte da chamada Física Moderna, que engloba os trabalhos científicos a partir do final do século XIX. É neste campo em que são estudados a Mecânica Quântica, a Relatividade, a Física de Partículas e a Física Nuclear.

Os trabalhos que deram origem à bomba atômica ou bomba nuclear, só foram possíveis a partir da Equação da Relatividade Especial ou Restrita, elaborada pelo físico Albert Einstein em 1905, décadas antes do Projeto Manhattan.

Segundo o professor Henrique Goulart, com a equação os cientistas puderam entender que a energia, quando concentrada, também possui peso, como uma massa, observando uma equivalência entre massa e energia. A partir disso, houve-se o entendimento de que uma pequena quantidade de massa corresponde a uma enorme quantidade de energia.

Somando as novas constatações ao estudo dos átomos, foi possível entender que no núcleo dos átomos é onde está concentrada a maior quantidade de massa. Dessa forma, é no núcleo do átomo onde há a maior energia, escalas de energia que são muitas vezes maiores que escalas de energias de reações químicas convencionais.

“Basicamente, o que estava na equação de Einstein, a equação mais famosa da Física, é o conhecimento chave para se estudar cada vez mais o núcleo atômico e ver o que fazer para tirar energia dele”, explica o professor. 

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Fissão nuclear

Uma vez que os cientistas, liderados por Oppenheimer, puderam entender a equivalência entre massa e energia, e descobrir a maior fonte de energia presente em um átomo, a criação da bomba atômica foi possível.

O projeto trabalhou, então, na criação de bombas de fissão nuclear a partir do urânio-235 (U) e do plutônio-239 (Pu). O urânio-235 é um elemento químico natural, presente nas rochas, e depende de mineração para ser extraído, já o plutônio-239, é o resultado do processo de enriquecimento do urânio em reatores nucleares.

Em posse dos dois elementos, o próximo passo foi adicionar um nêutron em cada um deles, transformando o urânio em 236 e o plutônio em 240. Com o nêutron adicional, cada um dos elementos se divide em dois, em um processo de separação chamado de fissão nuclear.

O professor Henrique explica que, na fissão dos núcleo, há liberação de nêutrons que podem causar novas fissões e gerar um processo de reação em cadeia:

“O urânio-235  absorve o nêutron, vira urânio-236 e se divide em dois, o criptônio (Kr) e o bário (Ba), liberando outros nêutrons no processo. Se esses nêutrons forem absorvidos por outros urânios-235, cada urânio vai fissionar e liberar mais dois ou três nêutrons, que vão atingir outros urânios-235. E ai a liberação de energia que acontece vai ser quase instantânea.” 

Para que a reação em cadeia seja possível para gerar a explosão de uma bomba, é necessário que mais de 95% da amostra trabalhada seja de núcleos de urânio-235 ou plutônio-239.

É importante ressaltar, também, que não há possibilidade de gerar uma reação em cadeia infinita. “A reação vai acontecer até terminarem os átomos fissionáveis, e inclusive alguns átomos não fissionam na hora da explosão. Então, tem um aproveitamento parcial do material fissionável”, esclarece o professor.

Diferença entre energia elétrica e nuclear

A principal diferença no processo de geração de energia elétrica e energia nuclear é a quantidade de urânio-235 presente na amostra trabalhada. Em processos de geração de energia elétrica, não há a necessidade de uma amostra tão grande, como a de 95% necessária para a energia nuclear.

Em uma amostra de 100 átomos, basta que 3 a 4% sejam de urânio-235 para que os reatores nucleares possam aquecer a água e gerar energia elétrica. “É por isso que reatores nucleares nunca vão explodir. Eles podem superaquecer, derreter, mas nunca vão explodir como bombas nucleares, é impossível”, explica Henrique.

Caminho da explosão de uma bomba atômica

• 1- Flash luminoso e expansão rápida;
• 2- Explosão radioativa (PEM) e onda de choque;
• 3- Formação do cogumelo convectivo;
• 4- Retorno da onda de choque.

Tipos de bomba atômica

• Bombas de fissão (urânio e plutônio);
• Bombas de fusão (deutério e trítio);
• Poder explosivo: 1kt = 1000 kg de TNT;
• Bomba de Hiroshima: poder explosivo de 15kt;
• Bomba de Nagasaki: poder explosivo de 20kt;
• Bomba Gadget (Teste Trinity): poder explosivo de 20kt.

Sinteticamente, a diferença da bomba de fusão para a de fissão, é que a de fusão explode a partir da união dos átomos para gerar a energia.

Teoria de Destruição Mútua Assegurada

A “Teoria de Destruição Mútua Assegurada” ou “Mutual Assured Destuction (MAD)”, em inglês, surgiu durante a Guerra Fria e afirma que conflitos nucleares são, asseguradamente, prejudiciais para todos os países envolvidos, o que evita uma guerra nuclear. 

Países com arsenal nuclear

• Estados Unidos;
• Rússia;
• Reino Unido;
• França;
• Índia;
• Paquistão;
• Coreia do Norte;
• Ucrânia, Cazaquistão e África do Sul: já possuíram mas se desfizeram;
• Irã: já tentou desenvolver, mas não há informação atual.

O Brasil não possui armas nucleares, é signatário do “Tratado sobre a Não-Proliferação de Armas Nucleares”, e determina em sua constituição que o uso da tecnologia nuclear seja pacífico, seguro e para promoção de tecnologia.

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