Einstein

Relatividade Restrita (1905)

Desde os tempos de Galileu e Newton que os físicos sabiam que as medições relativas a processos mecânicos não apresentavam diferenças, quer o aparelho de medida estivesse em repouso ou se movesse em linha recta e a velocidade constante (Príncipio da Relatividade). Por exemplo, num cais ou num barco em movimento uniforme, os objectos comportam-se da mesma maneira.

No entanto, aplicando as regras clássicas ao Electromagnetismo, desenvolvido no final do século XIX, previa-se que o efeito do movimento fosse perceptível na velocidade da luz. Embora tivessem sido realizadas experiências muito engenhosas e precisas, este efeito nunca foi detectado. Einstein estava há muito convencido que o Princípio de Relatividade se devia aplicar a todos os fenómenos da Física. Para mostrar que o electromagnetismo era compatível com este princípio, Einstein descobriu que “bastava” introduzir um novo conceito de tempo e de simultaneidade.

A Teoria da Relatividade Restrita, cujos fundamentos foram publicados em 1905, baseou-se num novo conceito de Espaço e de Tempo. Mas Einstein descobriu ainda que a compatibilidade do Electromagnetismo com o Princípio de Relatividade tinha outra consequência inesperada: “a massa é uma medida directa da energia contida os corpos”. A relação entre energia e massa é expressa pela equação E=mc2.

Relatividade Geral (1916)

A Teoria da Relatividade Geral veio alterar de forma ainda mais drástica os conceitos que tínhamos de Espaço e de Tempo. O Espaço-Tempo passa a ser encurvado pela presença da matéria e, em particular, a luz acompanha essa curvatura. Mas como é possível se no nosso dia-a-dia vemos a luz seguir em linha recta? Mais uma vez, as previsões da Física Clássica e até da Relatividade Restrita são válidas para a maioria dos problemas que temos de resolver.

Para testar o encurvamento dos raios de luz foi preciso esperar por um evento à escala astronómica. Durante o eclipse total do Sol de 1919, o astrónomo britânico Eddington conseguiu observar a luz proveniente de uma estrela que se encontrava ocultada pelo Sol. Isto mostrou que os raios de luz encurvam ao passarem perto do Sol. O desvio observado foi exactamente o previsto pelos cálculos de Einstein. Hoje não seria possível conhecer a nossa posição à superfície da Terra com o rigor que os satélites do GPS (Global Positioning System) permitem se os sinais que nos chegam não fossem corrigidos de acordo com os princípios da Relatividade Geral.

 

Os quanta de luz (1905)

Ao iluminar certos metais com luz ultravioleta observa-se um estranho fenômeno: só a partir de determinadas frequências é possível “arrancar” electrões ao metal (efeito fotoeléctrico). Iluminando o metal com luz de frequências mais baixas, por mais intensa que esta fosse, nada acontece. Einstein supôs que as trocas de energia entre a luz e os electrões no metal só poderiam ser feitas por “pacotes” de energia proporcional à frequência (os quanta de luz), e não continuamente como previa a teoria clássica. Os quanta de luz são hoje conhecidos como fotões.

A interpretação dos resultados desta experiência foi crucial para o desenvolvimento da Física Quântica.

Movimento Browniano (1905)

Nos meados do século XIX, o botânico Robert Brown reparou que certos grãos de pólen em suspensão na água apresentam um movimento errático quando observados ao microscópio. Que faria mover de forma tão aleatória estes pequeníssimos grãos? Einstein explicou este movimento browniano como uma consequência dos impactos das moléculas da água nos pequenos grãos de pólen e descreveu os resultados experimentais a partir dos seus cálculos. Tínhamos assim uma forma de observar indirectamente o movimento das moléculas, que são muito mais pequenas!

Tesla

Nikola Tesla foi um físico, inventor e engenheiro sérvio-americano nascido em 1891, nasceu em Smilijan 10 de julho de 1856 e morreu em Nova York em 7 de janeiro de 1943. E ‘conhecido por seu trabalho revolucionário e suas muitas contribuições no campo do eletromagnetismo no século XIX e início do século XX. Patentes de Tesla eo trabalho teórico formaram a base da moderna corrente alternada de energia elétrica (AC), incluindo a distribuição de energia polifásica eo motor AC, com o qual tem contribuído para o nascimento da segunda revolução industrial. Em os EUA, Tesla foi um dos cientistas e inventores mais famosos, mesmo na cultura popular. Após sua demonstração de uma comunicação sem fio (rádio) em 1893 e após ser o vencedor da “Guerra das Correntes”, com George Westinghouse contra Thomas Edison, foi reconhecido como um dos maiores engenheiros elétricos em os EUA. Muitos de seus primeiros estudos provaram os precursores da engenharia elétrica moderna e muitas de suas invenções representado inovações importantes. Descobertas de Tesla foram verdadeiramente revolucionário para o seu tempo e incrivelmente moderno. Alguns deles, se percebeu, mudou completamente a face do mundo e fornecer energia limpa e livre para toda a humanidade já mais de um século atrás, resolvendo muitos dos problemas ambientais e de acesso a recursos que estamos presenciando hoje. De que maneira? Aproveitando o éter como uma fonte de energia e do veículo.

– inventou a corrente alternada (AC);
– possibilitou com descobertas suas a invenção da rádio por Marconi;
– teve a ideia do radar no início da 1ª Guerra Mundial, que foi recusada pela Marinha americana por influência de Edison que via nele um adversário ou rival no mercado da electricidade (Tesla queria até oferecê-la gratuitamente);
– inventou os raios-x, não obtendo crédito por isso;
– construiu a primeira barragem hidroeléctrica nas cataratas do Niagara;
– fez experiências na área da engenharia criogénica meio século antes da sua invenção;
– obteve patentes há mais de 100 anos que foram mais tarde usadas para o desenvolvimento do transistor que possibilita a existência de computadores e da Internet e do presente site;
– foi a primeira pessoa a gravar ondas de rádio provenientes do Espaço, tornando-se assim o Pai da Rádioastronomia;
– descobriu a ressonância magnética da Terra;
– construiu uma máquina de terramotos que quase demoliu um bairro inteiro de Nova Iorque quando foi ligada;
– criou uma bola de energia (como aquelas que vemos a sair das mãos dos personagens das animações manga);
– controlo remoto, luz de neon, motor eléctrico, comunicações sem fios.

Resumindo: ele foi um génio e não foi reconhecido como tal, enquanto viveu. É que a História e o mundo nem sempre honram aqueles que realmente nos fazem avançar e evoluir.

Muito de sua história permaneceu oculta durante muito tempo assim como o seu trabalho não foi amplamente divulgado.

 

Kepler

Kepler foi um importante astrônomo, astrofísico e matemático da época do Renascimento Científico (século XVI e XVII). Seus estudos e descobertas foram de grande importância para o desenvolvimento das ciências astronômicas. Mesmo tendo vivido numa época de intensa intolerância religiosa, que não aceitava as novas descobertas, conseguiu obter grandes resultados com seus estudos. É considerado um dos mais importantes cientistas da história. As Leis de Kepler revolucionaram o conhecimento astronômico, pois acreditava-se até então que os planetas realizavam movimentos circulares ao redor do Sol, Kepler provou que estes movimentos eram elípticos.

Órbitas elípticas

Apesar de suas convicções cristãs, inclina-se desde o início para as ideias de Copérnico, aderindo ao sistema heliocêntrico do universo, em contraposição à teoria oficial da Terra como centro imóvel do cosmo.

Suas observações levam-no a convencer-se da existência de uma força que conserva os planetas em suas órbitas ao redor do Sol. É o que procura provar em sua obra Primeiras dissertações matemáticas sobre o mistério do cosmo, de 1596.

Esse trabalho chama a atenção para seu autor, que passa a corresponder-se com os mais eminentes astrônomos da época, como Tycho Brahe, de quem se tornará sucessor, e Galileu.

Fruto de suas constantes observações do planeta Marte, Kepler publica, em 1609, uma de suas obras fundamentais: Nova astronomia. Impressionado com a variação dos movimentos de Marte e estudando os trabalhos de Brahe, ele chega a uma conclusão que rompe com as opiniões de um milênio de estudos astronômicos: os movimentos dos astros celestiais são elípticos e não, como se imaginava, circulares.

As três leis de Kepler

Duas das três leis que passariam a ser conhecidas pelo nome do astrônomo foram publicadas em Astronomia nova. A terceira se encontra no livro Sobre a harmonia do mundo, obra que, cinquenta anos depois, permitiria que Newton descobrisse a lei da gravitação universal.

As três leis de Kepler podem ser assim resumidas: 1ª) as órbitas dos planetas em torno do Sol são elipses, nas quais o Sol ocupa um dos focos; 2ª) no movimento de cada planeta, as áreas varridas pelo raio vector que une o planeta ao Sol são proporcionais ao tempo gasto para percorrê-las; 3ª) os quadrados dos tempos das revoluções siderais dos planetas são proporcionais aos cubos dos grandes eixos de suas órbitas.

Depois de Sobre a harmonia do mundo, Kepler se dedica à preparação de um mapa que representasse, com a precisão possível na época, as posições planetárias. O resultado é a obra Tábuas rudolfinas, que foi utilizada por mais de um século no cálculo das posições planetárias.

Muitas das ideias de Kepler levaram anos para serem compreendidas. Dentre elas, sua observação de que a velocidade de um astro aumenta em relação direta à proximidade de seu ponto de atração, o que foi elucidado pela lei da gravitação e por outras observações do cosmo.

Vivendo em um período de intolerância religiosa, quando as ideias e as teorias científicas tinham de partir do pressuposto de que a Terra era o centro imutável do universo, Kepler desenvolveu um trabalho pioneiro.

 

Galileu

“Todas as verdades são fáceis de entender uma vez descobertas. O caso é descobri-las“.

Os estudos de Galileu Galilei mudaram a ciência e influenciam a Física, a Matemática e Astronomia até os dias de hoje. Considerado um dos fundadores do método experimental e da ciência moderna, Galileu Galilei foi um dos principais representantes do Renascimento Científico dos séculos XVI e XVII. Nascido em 15 de fevereiro de 1564, na cidade de Pisa, na Itália, Galileu tornou-se físico, matemático e astrônomo brilhante.

Apesar do esforço de seu pai para que ele fosse médico e de seu professor Orazio Morandi para que seguisse a carreira artística, o jovem Galileu, que amava admirar o céu e sempre procurava o sentido das coisas, interessou-se mais pela física, matemática e astronomia.

Galgando seu próprio caminho, aos 24 anos Galileu tornou-se professor de matemática em Pisa. Foi quando desenvolveu a teoria de que dois objetos de pesos diferentes caíam com a mesma velocidade. Dizem que o jovem italiano teria demonstrado sua famosa teoria da Torre de Pisa, de onde jogou simultaneamente uma bola de metal e outra de madeira que atingiram o chão ao mesmo tempo.

Nessa época, ele escreveu obras sobre Dante e Tasso e ainda enunciou o Princípio da Inércia. O matemático contribuiu para a ciência ao formular a lei do ’isocronismo do pêndulo’, da qual originou um modelo de relógio. Sabendo da construção do primeiro telescópio, na Holanda, ele criou a primeira luneta astronômica e, com ela, observou a composição estelar da Via Láctea, os satélites de Júpiter, as manchas do Sol e as fases de Vênus. Essas observações astronômicas foram relatadas ao mundo por meio do livro ‘Sidereus Nuntius – Mensageiro das Estrelas’, em 1610.

Um dos importantes livros de Galileu foi “O ensaiador” (Il Saggiatore) publicado em 1623, que trazia assuntos de astronomia e física, e apresentava importantes opiniões e teorias sobre a realidade científica e sobre o novo método científico. Outras obras dele contribuíram para o desenvolvimento da nova física ou física moderna e levaram vários outros pensadores a se adentrarem pela física, astronomia e matemática para repensarem suas “ciências”. Dois discípulos de Galileu, Vincenzo Viviani e Evangelista Torricelli, fundaram, em 1657, a Accademia del Cimento (Academia de Experiências) dedicada à pesquisa e ao desenvolvimento das ciências.

Visão heliocêntrica

Graças aos seus estudos astronômicos, Galileu encontrou embasamento na visão heliocêntrica de Copérnico, que colocava o Sol como centro do Universo e não a Terra, como acreditava Aristóteles. Devido a essa visão heliocêntrica, o astrônomo italiano precisou ir a Roma em 1611, acusado de herege. Condenado e obrigado a assinar um documento do Tribunal da Inquisição, Galileu precisou declarar que o sistema heliocêntrico era apenas uma hipótese.

Contudo, em 1632, depois de ter juntado mais evidências a favor da teoria heliocêntrica, voltou a defender a visão copernicana e publicou o livro Diálogo sobre os dois principais sistemas do mundo (Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo). A obra, escrita em italiano, traz, por meio de diálogo de três personagens, a discussão entre os dois modelos astronômicos. Nesse livro, Salviati, personagem persuasivo, defende o heliocentrismo, enquanto Simplício defende o geocentrismo, e Sagredo, um personagem neutro, inicialmente concorda com Simplício, mas no final termina por concordar com Salviati.

O fato de Galileu escrever em italiano e em linguagem simples causou um alvoroço na época, já que era costume os intelectuais escreverem apenas em latim, língua desconhecida das pessoas comuns. Apesar de ter contraído uma infecção na vista, que o cegou progressivamente, Galileu continuou divulgando seus trabalhos.

A sua última obra, “Duas novas ciências”, lançou os alicerces para as descobertas de Isaac Newton e foi publicada apenas na Holanda, país suficientemente afastado da influência da Igreja. Entretanto, não admitindo mais sua insistência em confirmar a teoria heliocêntrica e por escrever e divulgar obras consideradas, na época, “potencialmente perigosas” – justamente por conter evidências científicas precisas e bem embasadas, que contrariavam a palavra de Deus –, a Igreja Católica acabou condenando-o em 1642 por suas convicções científicas. Suas obras foram censuradas e proibidas. Por 340 anos seu processo permaneceu arquivado até que em 1983, o Papa João Paulo II reconheceu os erros da Igreja e absolveu o cientista.

A história de Galileu mostra que além de ser um dos maiores cientistas da história, ao longo de sua vida ele buscou divulgar a ciência nos deixando um legado inestimável.