A Construção da Relatividade Especial e da Relatividade Geral e ...
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1. INTRODUÇÃO Por que estudar mecânica clássica se atualmente existe a física moderna? Esta deve ser uma questão levantada por muitos estudantes quando iniciam o aprendizado de física moderna. Contudo nada pode ser construído sem que primeiro se forme uma base pela qual todo o entendimento possa ser analisado de maneira satisfatória e conseqüentemente construtiva. Nesse estudo serão discutidas as principais idéias sobre as obras de Isaac Newton (1643-1727), que perduraram por mais de duzentos anos, desde 1687. A física na época de Newton era conhecida como filosofia natural. Diversos temas eram reunidos em artigos científicos, para a divulgação no meio acadêmico da época. Com isso muitos dos conceitos sobre espaço, tempo, força, inércia, e cinemática, já estavam bastante familiarizados no século XVII. Portanto estas idéias foram bastante reforçadas, o que não deixou dúvidas sobre seus fundamentos ate o século XIX. Desta forma todas as observações foram colocadas de maneira que qualquer filósofo ou geômetra da época não discordasse sobre estes fundamentos. Porém os melhores experimentos do século XVIII não eram tão precisos como os realizados a partir do século XIX. Por esse motivo quando os conceitos de espaço e tempo são postos em discussão, muitos estudantes acreditam compreendê-los corretamente. Mas isso não é verdadeiro. Tendo em vista que tais conceitos tornam-se de certa maneira abstratos, quando levados aos demais referenciais: como o espaço vazio ou corpos em movimento em altas velocidades. Uma análise cuidadosa deve ser feita para compreender o sentido destas teorias. As idéias propostas por Newton foram tão aceitas que se tornaram paradigmas até o século XIX, embora algumas de suas propostas não concordaram com os experimentos mais minuciosos, como por exemplo, os de Thomas Young (1773-1829) em 1805. Young usando a dupla fenda observou um comportamento ondulatório da luz; as propostas de Fresnell para o éter luminífero questionaram as idéias newtonianas contidas em Óptica de 1704. Com isso à evolução dos experimentos começaram a colocar em questionamento conceitos fortemente aceitos, e abrindo novas possibilidades cujas hipóteses e as experiências poderiam revelar. Idéias como a formação da matéria e suas diferenças, eram questionadas e tratadas de diversas formas pelos físicos teóricos antes do século XX. Newton em pleno século XVII comenta sobre a matéria de maneira filosófica “... entretanto, para que não parecessem áridas, ilustrei-as com alguns escólios filosóficos, e versei sobre generalidades, em parece fundar-se principalmente a filosofia, como sejam, a 5
densidade e resistência dos corpos, os espaços vazios de corpos, bem como o movimento da luz e dos sons”. Newton usou a sua teoria dinâmica para exemplificar o conceito de inércia e sistemas acelerados. Ele exemplificou o movimento com comparações cotidianas, que poderiam ser feitas e comprovadas facilmente. Estas observações foram limitadas devido a construção teórica de sua época, pois existiam hipóteses, mas faltavam às experimentações adequadas para uma visão mais realista das características peculiares dos corpos. Como pode ser visto no comentário em (1983, Os Pensadores, p.21) principia, “Nos corpos vemos somente suas figuras e cores, ouvimos somente os sons, tocamos somente suas superfícies exteriores, cheiramos somente os cheiros e provamos os sabores; mas suas substâncias interiores não deverão ser conhecidas nem por nossos sentidos, nem por qualquer ato reflexo de nossas mentes”. A Óptica em pleno século XVII era vista de duas formas distintas: a corpuscular e a ondulatória. Robert Hook (1635-1703), René Descartes (1596-1650) e Christian Huygnes (1629-1695) eram defensores da ondulatória e buscavam explicações para o comportamento da luz entre os copos e também no espaço interplanetário. Robert Hook escreve sobre suas observações, onde afirma “A luz é produzida por vibrações de um meio sutil e homogêneo e este movimento se propaga por impulso ou ondas simples e de forma perpendicular à linha de propagação”. Este meio de propagação da luz, baseado no éter aristotélico-cartesiano seria posteriormente analisado por Poincaré, e mantid até a publicação dos trabalhos de Albert Einstein, que descartou completamente o conceito de um espaço etéreo e propôs a existência de um espaço vazio entre os planetas e os demais corpos celestes. Jules Henri Poincaré (1854-1912), já no final do século XIX, publica uma série de artigos destinados às mais diversas áreas da física. Tratam primeiramente dos conceitos mecânicos e geométricos antecessores a ele, os quais poderiam ser substituídos de maneira tal que muitos fenômenos físicos passassem a ser vistos de forma diferente, contudo não menos reais e possíveis. Assim as idéias sobre a natureza do espaço são levantadas de forma que a física poderia ser reformulada e aperfeiçoada; diferentemente da física clássica com idéias muitas vezes baseadas em conceitos antropomórficos. Estes artigos foram estudados por Albert Einstein (1879-1955) antes de 1905, e foram de suma importância para a criação da relatividade especial. Einstein posteriormente chegou às mesmas conclusões das hipóteses de Poincaré, porém indo além dessas quebrando com o domínio newtoniano e com as idéias do éter aristotélico-cartesiano de mais de 200 anos. 6
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densi<strong>da</strong>de e resistência dos corpos, os espaços vazios de corpos, bem como o<br />
movimento <strong>da</strong> luz e dos sons”.<br />
Newton usou a sua teoria dinâmica para exemplificar o conceito de inércia e<br />
sistemas acelerados. Ele exemplificou o movimento com comparações cotidianas, que<br />
poderiam ser feitas e comprova<strong>da</strong>s facilmente. Estas observações foram limita<strong>da</strong>s<br />
devido a construção teórica de sua época, pois existiam hipóteses, mas faltavam às<br />
experimentações adequa<strong>da</strong>s para uma visão mais realista <strong>da</strong>s características<br />
peculiares dos corpos. Como pode ser visto no comentário em (1983, Os Pensadores,<br />
p.21) principia, “Nos corpos vemos somente suas figuras e cores, ouvimos somente os<br />
sons, tocamos somente suas superfícies exteriores, cheiramos somente os cheiros e<br />
provamos os sabores; mas suas substâncias interiores não deverão ser conheci<strong>da</strong>s<br />
nem por nossos sentidos, nem por qualquer ato reflexo de nossas mentes”.<br />
A Óptica em pleno século XVII era vista de duas formas distintas: a corpuscular<br />
e a ondulatória. Robert Hook (1635-1703), René Descartes (1596-1650) e Christian<br />
Huygnes (1629-1695) eram defensores <strong>da</strong> ondulatória e buscavam explicações para o<br />
comportamento <strong>da</strong> luz entre os copos e também no espaço interplanetário. Robert<br />
Hook escreve sobre suas observações, onde afirma “A luz é produzi<strong>da</strong> por vibrações<br />
de um meio sutil e homogêneo e este movimento se propaga por impulso ou on<strong>da</strong>s<br />
simples e de forma perpendicular à linha de propagação”.<br />
Este meio de propagação <strong>da</strong> luz, baseado no éter aristotélico-cartesiano seria<br />
posteriormente analisado por Poincaré, e mantid até a publicação dos trabalhos de<br />
Albert Einstein, que descartou completamente o conceito de um espaço etéreo e<br />
propôs a existência de um espaço vazio entre os planetas e os demais corpos<br />
celestes.<br />
Jules Henri Poincaré (1854-1912), já no final do século XIX, publica uma série de<br />
artigos destinados às mais diversas áreas <strong>da</strong> física. Tratam primeiramente dos<br />
conceitos mecânicos e geométricos antecessores a ele, os quais poderiam ser<br />
substituídos de maneira tal que muitos fenômenos físicos passassem a ser vistos de<br />
forma diferente, contudo não menos reais e possíveis.<br />
Assim as idéias sobre a natureza do espaço são levanta<strong>da</strong>s de forma que a<br />
física poderia ser reformula<strong>da</strong> e aperfeiçoa<strong>da</strong>; diferentemente <strong>da</strong> física clássica com<br />
idéias muitas vezes basea<strong>da</strong>s em conceitos antropomórficos. Estes artigos foram<br />
estu<strong>da</strong>dos por Albert Einstein (1879-1955) antes de 1905, e foram de suma<br />
importância para a criação <strong>da</strong> relativi<strong>da</strong>de especial. Einstein posteriormente chegou às<br />
mesmas conclusões <strong>da</strong>s hipóteses de Poincaré, porém indo além dessas quebrando<br />
com o domínio newtoniano e com as idéias do éter aristotélico-cartesiano de mais de<br />
200 anos.<br />
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