Fundamentos By Henrique Cruz / Share 0 Tweet Para o leigo a Física e a Matemática são campos do conhecimento totalmente independentes um do outro, a Física procurando interpretar os fenômenos naturais do mundo em que vivemos e a Matemática lidando com números e suas expressões numa criação que é apenas da nossa inteligência. Puro engano. Os matemáticos fornecem aos físicos um poderoso instrumento que lhes permite não só pesquisar o planeta Terra como também o próprio Universo. Vejamos como. Mas antes disso se bem que não diga respeito à matemática, convém definir um princípio que muito facilita o entendimento da física: o princípio de causa e efeito. Se a um fenômeno natural perfeitamente definido segue-se sempre um outro sem nenhuma exceção, também perfeitamente definido, diz-se que os dois fenômenos estão relacionados sendo que o primeiro é a causa do efeito do segundo. Um exemplo elementar é o raio e o correspondente trovão. À descarga elétrica atmosférica segue-se sempre um trovão. É claro que esta relação não pode ser nunca invertida ou seja o efeito não pode ocorrer antes da causa pois isso seria destruir o principio da causalidade que rege todos os fenômenos físicos naturais. Mas vamos ao que interessa. Para se fazer uma abordagem correta da física torna-se necessário quantificar as grandezas físicas, criando as suas unidades e calculando os seus valores. Para isso utilizamos os números. Os sistemas dinâmicos são próprios para isso. O planeta Terra por exemplo. Ele tem dois movimentos, o de rotação em torno de um eixo e o de translação em volta do Sol. O primeiro dá-nos a unidade de tempo, o dia e o segundo a outra unidade do tempo, o ano. Estas duas unidades do tempo estão evidentemente relacionadas entre si. Um ano corresponde a 365 dias, mas não exatamente. O valor de 24 horas para o dia é insuficente e portanto é necessário introduzir o ano bissexto com um dia a mais no mês de fevereiro. A nossa divisão do tempo está portanto vínculada aos movimentos do planeta Terra. Se a sua rotação e a sua órbita fossem diferentes a nossa noção de tempo seria outra. Fica portanto evidente que a grandeza física, o tempo, não é independente pois depende do espaço. Por isso o físico Albert Einstein juntou as duas unidades em uma só, criando o espaço-tempo em sua substituição. Vejamos então como podemos tratar o espaço sideral. Newton descobriu que os corpos celestes se atraiam uns aos outros com uma força à distância algo misteriosa que chamou de força da gravidade. Essa força entre dois corpos era, segundo ele, diretamente proporcional às suas massas e densidades e inversamente proporcional ao quadrado da distância que os separa. Mas Einstein apresentou uma outra teoria que chamou de teoria da relatividade. A unidade a ser considerada seria a velocidade da luz no vácuo ou no vazio de 300.000 quilômetros por segundo. Uma velocidade fantástica que mesmo assim não conseguiria abranger o universo que seria somente medido em anos-luz, ou seja, um ano-luz seria a dimensão percorrida pela luz em um ano convertido em segundos e multiplicada por 300.000 quilômetros. Uma prova que a dimensão que usamos na Terra, o quilômetro, é manifestamente muito pequena para medir o universo. A teoria da relatividade introduziu também uma alteração importante no conceito de espaço ao considerar a luz como uma onda monocromática de um conjunto de fótons, corpusculos de energia que possuindo massa estão sujeitos à ação da gravidade Sendo assim a trajetória da luz não é retilinea mas aprsenta uma deflexão ao tangenciar um corpo celeste como o planeta Terra. Tudo se passa como se o espaço fosse curvo à volta do corpo celeste e tanto mais curvo quanto mais próximos da sua superfície estiverem os fótons. A teoria corpuscular da luz deriva da teoria de Max Planck elaborada em 1900, de que os fenômenos físicos somente acontecem quando atingem o “quantum” específico de energia. Este princípio de Planck desempenha um papel fundamental na física moderna. Por último vejamos uma pesquisa científica desenvolvida pelo astrônomo dinamarquês Tycho Brahe, (1546-1601), que durante a maior parte da sua vida anotou diariamente a posição dos cinco planetas visíveis a olho nú Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno. Depois da sua morte essa espantosa coleção de dados ficou à disposição do matemático alemão Johannes Kepler. (1571-1630). Este então também dedicou a sua vida à análise dos dados de Brahe conseguindo finalmente formular três leis que ficaram conhecidas como as leis de Kepler para as órbitas dos planetas do sistema solar. Basicamente essas leis resultam da Primeira lei: “Os planetas movem-se em órbitas elíptica em que o Sol ocupa um dos focos”. Temos de admirar a capacidade intelectual desses cientístas, o primeiro, Brahe, em discernir na imensidão do céu estrelado a posição relativa dos planetas. Para tanto utilizou como ponto de referência as estrêlas longínquas que estando tão longe permanecem fixas, imóveis, em relação aos planetas do sistema solar. O segundo, Kepler, por conseguir formalizá-los em leis que até hoje permanecem válidas na astronomia.. Fico por aqui. Até à próxima.
