Albert Einstein

Einstein=mc²

Por trás do grande cientista, rapidamente aflora a figura de um filósofo comprometido com seu tempo

Albert Einstein

Para muitos Einstein é apenas o velhinho anárquico com a língua de fora

No dia 30 de junho de 1905, um obscuro funcionário de um departamento de patentes de Berna publica na revista científica alemã "Annalen der Physik" um artigo sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento. Com este e outros dois artigos publicados nesse mesmo ano, Albert Einstein acaba de sentar as bases da Teoria da Relatividade, que revolucionará a ciência moderna.

Desde então, e 45 anos depois de sua morte, em 1955, este gigante da ciência perturba o sonho dos físicos: os debates em torno da relatividade ainda continuam. Jamais uma lista de perguntas tão fundamentais tinham sido expostas num ensaio científico, e jamais provocaria tanta pesquisa com máquinas caras e complexas para esquadrinhar a natureza íntima da matéria e verificar a famosa teoria.

A experiência deu razão a Einstein: o tempo não transcorre na mesma velocidade para a matéria em repouso e para a matéria em aceleração, e a matéria pode se manifestar em forma de energia. Esta constatação permitiu compreender a dinâmica do sol e a origem de sua energia, e se aproximar da própria natureza do universo. Também foi a forma de aprender a liberar a fabulosa energia que representa uma simples gota d'água ou um grão de areia, abrindo o caminho para a era nuclear e suas mais terríveis manifestações.

Nascido em Ulm (Alemanha), no 14 de março de 1879 em uma família de industriais israelenses, Albert Einstein fez seus estudos na Escola Politécnica de Zurique e adotou a cidadania suiça em 1901. Depois de publicar seus ressonantes artigos em 1905, Einstein dá aulas em Zurique em 1909, depois em Praga e finalmente em Berlim - no momento um centro científico de relevância - de onde é requerido pelo físico Max Planck. Sua glória é consagrada quando recebe o Prêmio Nobel, em 1921. Sua teoria é divulgada, ainda que o grande público a conheça somente pelo nome.

Em 1956, o cientista conversa com a filha dos pesquisadores Pierre e Marie Curie

Por trás do cientista, rapidamente aflora um filósofo profundamente comprometido com seu tempo. Apesar de seu renome, os empenhos de um judeu estrangeiro em pleno crescimento do nazismo, geram violentos ataques. Ameaçado por Hitler, que confisca seus bens, Einstein abandona Berlim em 1933, estabelecendo-se em Princeton (Nova Jersey, EUA), onde assume a direção do "Institute of Advanced Studies". Em 1940 se torna cidadão americano: "enquanto possa escolher, ficarei num país onde a liberdade política, a tolerância e a igualdade de todos os cidadãos frente a lei seja a norma", afirma.

Ardoroso defensor do movimento sionista, é um dos fundadores da Universidade Hebraica de Jerusalém, onde seus arquivos pessoais - 43.000 documentos - estão guardados, segundo sua vontade. Em 1952, Ben Gurión lhe propôs, sem sucesso, ser presidente do jovem estado judeu. O físico desaparece atrás do homem público. Feroz inimigo da guerra, enviou no entanto uma célebre carta ao presidente Roosevelt defendendo a utilização da bomba atômica, para que os alemães não a desenvolvam antes. Posteriormente se arrependerá, depois da destruição de Hiroxima.

Foi um dos grandes críticos de Mac Carthy e sua "caça às bruxas". Por causa disso, o FBI chegou inclusive a considerá-lo na liderança de uma conspiração comunista. As imagens de um velhinho de cabelos brancos despenteados, sem meias nem gravata, e tocando violino, ou do personagem risonho que mostrava a língua, dão a volta ao mundo.

Einstein foi eleito personalidade do século pela revista Time

Seguindo sua própria vontade, seu cérebro foi imediatamente extraído depois de sua morte para ser conservado. Os primeiros estudos, publicados em 1999, revelaram uma característica excepcional: o cérebro possui um traçado da fissura silviana diferente em cada hemisfério, algo que o distingue do restante das pessoas.

Essa fissura, por onde passa a artéria silviana, delimita uma região na qual os cientistas afirmam existir a capacidade do reconhecimento, do pensamento matemático e da representação do movimento. "As capacidades excepcionais de Einstein nestas áreas, e a particularidade de seus processos de raciocínio - que ele mesmo descrevia como associações de idéias mais do que pensamentos verbalizados - poderiam ser originados nessa diferença anatômica", estimam os pesquisadores.

A teoria da relatividade

E=mc²

A teoria inicia com a demonstração de que a velocidade da luz é constante em qualquer situação. Suponhamos que um aviador viajando na mesma velocidade da luz deveria acompanhar a própria luz que emite, como se fossem dois carros viajando lado a lado numa estrada. Mas isso não acontece. Tanto para o próprio aviador como para um observador parado, a luz segue na frente numa relação constante. Mesmo que o aviador acelere a luz seguirá na sua frente. Einsten ficou perplexo com a constatação e quase teve um ataque cardíaco.

Só ficou mais calmo quando consegui resolver o problema. Einstein tomou a equação da velocidade (distância dividida pelo tempo) e considerou o tempo uma variável - não há referenciais absolutos para o tempo e espaço. Tudo depende do ponto de vista do observador. Num primeiro momento quase ninguém percebeu que o cientista tinha derrubado o pilar básico da física newtoniana, que se apoiava na medição objetiva dos fenômenos do mundo físico. O estudo de Einstein também forneceu elementos para que todos os ramos das ciências biológicas e humanas revissem seus conceitos.

ALBERT EINSTEIN

FÍSICO GERMANO-AMERICANO (1879-1955)

Albert Einstein

Albert Einstein apresentava tantas dificuldades em seus primeiros anos de estudo, que seus professores chegaram a pensar que ele sofresse de retardo mental. Durante o período em que cursava a escola secundária, praticamente só demonstrava interesse pela Matemática. Seu baixo rendimento nas demais disciplinas o obrigou a sair da escola. Seus pais o levaram à Suiça, para estudar. Ali, ao concluir seu curso (ao que consta, auxiliado pelas notas de um amigo), tentou se tornar professor. Tudo o que conseguiu, porém, foi torna-se funcionário do Escritório de Patentes da cidade de Berna, em 1901. Nesse ano ele também se naturalizaria suíço.
Quatro anos mais tarde, entretanto, Einstain publicou nada menos que cinco trabalhos científicos no Anuário Alemão de Física. Um deles oferecia uma explicação do efeito fotoelétrico. Nesse fenômeno, a luz, ao incidir sobre certos metais, provoca emissão de elétrons. Quanto maior é a intensidade da luz, maior é a quantidade de elétrons liberados. A energia dessas partículas, porém, não aumenta, e esse fato permanecia sem explicação pelas teorias então disponíveis. Einstein conseguiu elucidar esse problema aplicando a teoria quântica de Planck. Isso abriria o caminho que mais tarde levaria ao desenvolvimento da Física quântica.

Em outros dos cinco trabalhos de 1905, Einstein oferecia uma explicação matemática do movimento browniano. Essa análise também serviria, mais tarde, para permitir os primeiros cálculos confiáveis dos tamanhos dos átomos.

Num terceiro trabalho, abordou a velocidade da luz, que se revelara, em experimentos, surpreendentemente constante, independendo do movimento da fonte luminosa. Einstein admitiu que, de fato, essa velocidade independia tanto da fonte quanto do observador. Admitiu também que a luz tinha características quânticas. Esta concepção encerrava a velha disputa sobre a natureza da luz. Ela também suprimiu a necessidade do conceito éter ao advogar que no universo não existem nem movimento absoluto nem repouso absoluto, mas que movimento e repouso são sempre relativos. Essa idéia o levaria a formulação da teoria da Relatividade Restrita.

Essas novas concepções mudaram radicalmente a visão de universo que se tinha desde Newton. Um dos aspectos mais notáveis dessa mudança é que afetava as próprias idéias de espaço e de tempo, que deixavam de ser considerados entidades absolutas. Na teoria da Relatividade Restrita, determinou a relação existente entre massa e energia, expressando-a na igualdade E = m . c2 (onde E é a energia, m a massa e c a velocidade da luz ). Massa e energia passam a ser vistas como aspectos diferentes de uma mesma coisa, e essa teoria revela-se, portanto, mais geral que as leis de conservação da massa (de Lavoisier) e de conservação de energia (de Helmholtz). Foi com essa teoria que se pôde explicar de onde provinha a energia liberada pelos elementos radiativos. Ela se faz à custa de uma diminuta perda de massa do núcleo atômico.

Apesar desses trabalhos extraordinários, Einstein, já era então doutorado, só obteria um cargo de professor universitário quatro anos depois. Em 1913, voltou a Alemanha para trabalhar na sociedade científica Kaiser Guilherme, em Berlim. Trabalhou então na ampliação da teoria da Relatividade para casos mais gerais, conseguindo por fim nela englobar a própria teoria da gravitação de Newton. A nova teoria da Relatividade Geral, de 1916, permitia, mais do que qualquer teoria até então formulada, explicar o maior número possível de fenômenos do universo, possibilitando inclusive prever fenômenos ainda não observados. Um destes é o desvio que a luz sofreria por ação da gravidade. Um eclipse solar ocorrido alguns anos depois, em 1919, serviria para confirmar o desvio teoricamente previsto da luz de algumas estrelas. (as medições foram feitas em Sobral, Ceará.) Tais evidências levaram Einstein a ser indicado como concorrente ao Prêmio Nobel de Física, mas as objeções surgidas no meio científico ainda eram tão grandes que ele receberia o prêmio de 1921 apenas pelo trabalho sobre o efeito fotoelétrico.

Em 1930, Einstein visitou os Estados Unidos para proferir palestras, mas preferiu ali permanecer, já que o nazismo iniciava sua ascensão na Alemanha. Em 1940, naturalizou-se norte-americano.

Durante a II Guerra Mundial, diante da possibilidade de que a Alemanha construísse uma bomba atômica, foi convencido a escrever uma carta ao presidente Franklin Roosevelt explicando ser necessário criar um programa de pesquisas para adiantar-se àquela ameaça. Seis anos depois disso, em 1945, a primeira bomba atômica era detonada em teste num deserto dos Estados Unidos. Com a derrota da Alemanha na guerra, a nova arma não chegou a ser utilizada na Europa, mas foi no Japão, que ainda permanecia no conflito.

Mais tarde, Einstein passou a trabalhar para o estabelecimento de acordos internacionais que afastassem a possibilidade de guerras atômicas, mas seus esforços tiveram pouco resultado. O acúmulo de artefatos bélicos nucleares continuou a crescer, e só na década de 1980 se iniciaria o desmonte de parte desse arsenal.

Albert Einstein

1879 - 1955

Albert Einstein

Professor, físico e matemático alemão naturalizado norte-americano, nascido em Ulm, um dos mais célebres cientistas da história humana. Com infância em Munique, onde realizou seus primeiros estudos, conta-se que inicialmente chegou a ser considerado deficiente mental porque até os 4 anos não falava fluentemente e, durante o secundário, era um aluno dispersivo, mas fora da escola mostrava desde jovem interesse pela matemática e aparentemente já começara a trabalhar sua fantástica e revolucionária teoria da relatividade (1895).

Graduou-se em física na Escola Politécnica de Zurique, na Suíça (1900), onde se mantinha dando aulas particulares. Naturalizou-se suíço (1900) e, não tendo conseguido colocação na universidade, trabalhou como examinador do Departamento de Patentes de Berna (1902). Casou-se e continuou a estudar física e matemática e obteve o título de PhD na Universidade de Zurique com Uma nova determinação das dimensões moleculares (1905).

Também nesse ano (1905) publicou nos Anais de Física o texto Sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento, que foi realmente seu primeiro trabalho sobre a célebre teoria da relatividade, onde afirmou através de postulados que: dois acontecimentos considerados simultâneos em um sistema de referências podem não o ser em outro, formulando os fundamentos da teoria da relatividade restrita, a lei da equivalência entre massa e energia, a célebre equação E = mc2, pela qual a energia E de uma quantidade de matéria, com massa m, é igual ao produto da massa pelo quadrado da velocidade da luz, representada por c, e mais três trabalhos, um sobre a teoria do movimento browniano, outro sobre a teoria do efeito fotoelétrico e um terceiro com a dedução matemática em continuação ao seu trabalho sobre teoria da relatividade.

Com estes trabalhos e cada vez mais respeitado no meio acadêmico, conseguiu um cargo acadêmico em Berna (1909) e de professor universitário de física em Zurique (1909) e, depois, em Praga (1910-1913). Com Langevin demonstrou a inércia da energia (1911). Foi contratado para trabalhar como pesquisador no recém-fundado Instituto Kaiser Guilherme, em Berlim (1914), onde publicou seus estudos finais sobre a teoria geral da relatividade (1916), comprovados pela Sociedade Real de Londres (1919), por Sir Arthur Stanley Eddington, tornando-o conhecido em todo o mundo. Estava em Xangai (1921), quando ganhou o Prêmio Nobel de Física, pelos seus serviços prestados à Física Teórica e por seu trabalhos sobre efeitos fotoelétricos, e também foi indicado para integrar a Organização de Cooperação Intelectual da Liga das Nações. Também neste ano publicou Über die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie gemeinverständlich.

Na Academia Prussiana de Ciências em Contribuição para uma teoria do campo unificado (1929) anunciou suas conclusões sobre a teoria do campo unificado, onde pretendia englobar num só conceito teórico os fenômenos gravitacionais e eletromagnéticos, idéia de grande notoriedade nos meios científicos e que ele próprio trabalhou por mais de vinte anos. Pressionado pelo nazismo por ser judeu, após visitar universidades e instituições de pesquisas americanas, emigrou para os Estados Unidos (1933), passando a ensinar no Instituto de Estudos Avançados da Universidade de Princeton, do qual se tornaria diretor. Naturalizou-se norte-americano (1940) e fixou residência em território americano pelo resto de sua vida.

Pacifista, passou a defender o controle internacional de armas nucleares, combater o racismo, ao mesmo tempo que ensinava matemática avançada na Universidade de Princeton, cidade onde veio a falecer aos 76 anos, em Princeton, New Jersey, USA. Durante esse período, o desenvolvimento de armas nucleares e as manifestações cada vez mais freqüentes de racismo no mundo constituíram as suas principais preocupações. Os físicos alemães Otto Hahn e Lise Meitner tinham descoberto como provocar artificialmente a fissão do urânio. Na Itália, as pesquisas de Enrico Fermi indicavam ser possível provocar uma reação em cadeia, com a liberação de um número cada vez maior de átomos de urânio e, em conseqüência, de enorme quantidade de energia. Fermi, que acabara de chegar aos Estados Unidos, e os físicos húngaros Leo Szilard e Eugene Wigner pediram-lhe então que entrasse em contato com a Casa Branca. Ele escreveu então uma carta ao presidente Franklin Roosevelt em que alertava para o risco que significaria para a humanidade a utilização pelos nazistas da tecnologia nuclear na fabricação de armas de grande poder destrutivo.

Logo após receber a mensagem, o chefe de estado americano deu início ao projeto Manhattan, que tornou os Estados Unidos pioneiros no aproveitamento da energia atômica em todo o mundo e resultou na fabricação da primeira bomba atômica, embora não tivesse participado do projeto e sequer soubesse que uma bomba atômica tinha sido construída até que Hiroxima fosse arrasada (1945). Renunciou ao cargo de diretor do Instituto de Estudos Avançados da Universidade de Princeton (1945), mas continuou a trabalhar naquela instituição. Em um último trabalho científico de expressão (1950), expandiu a teoria da relatividade na teoria geral do campo. Outros livros interessantes seus foram Warum Krieg? (1933), em colaboração com Sigmund Freud, Mein Weltbild (1949) e Out of My Later Years (1950).

Albert Einstein

O mais célebre dos cientistas do século XX, responsável por teorias que revolucionaram não apenas a física, mas o próprio pensamento humano, Einstein acreditava que só a evolução moral impediria uma catástrofe a nível planetário.

Albert Einstein nasceu na cidade alemã de Ulm, em 14 de março de 1879. Filho de um pequeno industrial judeu, iniciou os estudos em Munique e cedo se destacou no estudo da matemática, física e filosofia. Ainda na infância, incentivado pela mãe, começou a estudar violino, instrumento que o acompanharia ao longo da vida. Com o objetivo de tornar-se professor, concluiu o curso de graduação no Instituto Politécnico de Zurique, em 1900, época em que já dedicava a maior parte de seu tempo ao estudo da física teórica. Obteve nessa época a cidadania suíça e, não tendo conseguido colocação na universidade, aceitou um lugar no departamento de patentes em Berna.

Em 1905, ano em que concluiu o doutorado, Einstein publicou quatro ensaios científicos, cada um deles com uma grande descoberta no campo da física. No primeiro, fez uma análise teórica do movimento browniano, produzido pelo choque das partículas de um líquido sobre corpos microscópicos nele introduzidos; no segundo, formulou uma nova teoria da luz, com o importante conceito de fóton, baseando-se na teoria quântica proposta em 1900 pelo físico Max Planck; no terceiro, expôs a formulação inicial da teoria da relatividade e no quarto e último trabalho, propôs uma fórmula para a equivalência entre massa e energia, a célebre equação E = mc², pela qual a energia E de uma quantidade de matéria, com massa m, é igual ao produto da massa pelo quadrado da velocidade da luz, representada por c.
Descoberta da relatividade.

No ensaio dedicado à relatividade, intitulado "Elektrodynamik Bewegter Körper" ("Movimento eletrodinâmico dos corpos"), o cientista afirma que espaço e tempo são valores relativos e não absolutos, ao contrário do que se acreditava até então. Afirma ainda ser a da luz a velocidade máxima no universo e acrescenta: para o corpo que se deslocasse a essa velocidade, o tempo sofreria uma dilatação, ao mesmo tempo em que se registraria uma contração do espaço. Assim, o corpo que permanecesse em repouso envelheceria em relação ao outro corpo, em movimento.

Cada vez mais respeitado no meio acadêmico, Einstein ensinou em Berna, Zurique e Praga, entre os anos de 1909 e 1913. Foi então convidado a ocupar uma cátedra na Universidade de Berlim, que pouco depois acumulou com a direção do respeitado Instituto Kaiser Wilhelm. Nessa época, sua grande preocupação era a generalização da teoria da relatividade, com a elaboração de uma nova teoria capaz de interpretar, por meio de considerações semelhantes, o campo eletromagnético e o campo gravitacional, que acabaria por receber a denominação de teoria do campo unificado. Em 1916, o cientista publicou Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie (Fundamento geral da teoria da relatividade), formulação final da teoria geral da relatividade. Nesse mesmo ano, passou a manifestar uma preocupação com os problemas sociais que o acompanharia ao longo de toda a sua carreira.

Em 1919, Einstein tornou-se conhecido em todo o mundo, depois que sua teoria foi comprovada em experiência realizada durante um eclipse solar. Por essa época começou a viajar pelo mundo, não apenas para expor suas teorias físicas, mas também para debater problemas como o racismo e a paz mundial. Uma dessas viagens o traria ao Brasil, em 1925. Em 1921, foi agraciado com o Prêmio Nobel de física e indicado para integrar a Organização de Cooperação Intelectual da Liga das Nações. No mesmo ano, publicou Über die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie gemeinverständlich (Sobre a teoria da relatividade especial e geral), obra de divulgação.

A noção de equivalência entre massa e energia, a do continuum quadridimensional e outras descobertas de Einstein provocaram uma verdadeira renovação do pensamento humano, num período de grande fertilidade intelectual, com interpretações filosóficas das mais diversas tendências. Os resultados de suas descobertas foram utilizados como argumento tanto pelos defensores do empirismo de total rigor lógico quanto pelos adeptos do idealismo matemático, segundo o qual o universo pode ser reduzido à abstração das fórmulas e das relações numéricas.

Bomba atômica e pacifismo.

Em 1933, um ano após visitar universidades e instituições de pesquisas nos Estados Unidos, Einstein renunciou a seus cargos na Alemanha, onde os nazistas já estavam no poder, e fixou residência em território americano. Passou a ensinar no Instituto de Estudos Avançados da Universidade de Princeton, do qual se tornaria diretor. Em 1940 adotou a cidadania americana.

Durante esse período, o desenvolvimento de armas nucleares e as manifestações cada vez mais freqüentes de racismo no mundo constituíram as principais preocupações de Einstein. Os físicos alemães Otto Hahn e Lise Meitner tinham descoberto como provocar artificialmente a fissão do urânio. Na Itália, as pesquisas de Enrico Fermi indicavam ser possível provocar uma reação em cadeia, com a liberação de um número cada vez maior de átomos de urânio e, em conseqüência, de enorme quantidade de energia. Fermi, que acabara de chegar aos Estados Unidos, e os físicos húngaros Leo Szilard e Eugene Wigner pediram então a Einstein que entrasse em contato com a Casa Branca. Ele escreveu então uma carta ao presidente Franklin Roosevelt em que alertava para o risco que significaria para a humanidade a utilização pelos nazistas da tecnologia nuclear na fabricação de armas de grande poder destrutivo. Logo após receber a mensagem, o chefe de estado americano deu início ao projeto Manhattan, que tornou os Estados Unidos pioneiros no aproveitamento da energia atômica em todo o mundo e resultou na fabricação da primeira bomba atômica.

Embora não tivesse participado do projeto e sequer soubesse que uma bomba atômica tinha sido construída até que Hiroxima fosse arrasada, em 1945, o nome de Einstein passou para a história associado ao advento da era atômica. Durante a segunda guerra mundial, ele participou da organização de grupos de apoio aos refugiados e, terminado o conflito, após o lançamento de bombas atômicas em Hiroxima e Nagasaki, uniu-se a outros cientistas que lutavam para evitar nova utilização da bomba. Intensificando a militância pacifista, defendeu particularmente o estabelecimento de uma organização mundial de controle sobre as armas atômicas. Em 1945, renunciou ao cargo de diretor do Instituto de Estudos Avançados da Universidade de Princeton, mas continuou a trabalhar naquela instituição.

A intensa atividade intelectual de Einstein resultou na publicação de grande número de trabalhos, entre os quais vale destacar Warum Krieg? (1933; Por que a guerra?), em colaboração com Sigmund Freud; Mein Weltbild (1949; O mundo como eu o vejo); e Out of My Later Years (1950; Meus últimos anos). A principal característica de sua obra foi uma síntese do conhecimento sobre o mundo físico, que acabou por levar a uma compreensão mais abrangente e mais profunda do universo. Suas descobertas tornaram possível entender o comportamento das partículas animadas de grande velocidade e suas respectivas leis. Os princípios da relatividade revolucionaram a física newtoniana pois, com o emprego de aceleradores, tornou-se possível obter partículas animadas de enorme velocidade, cuja mecânica em muito se afasta das leis newtonianas.

Einstein conseguiu reduzir as leis da mecânica e harmonizá-las com aquelas que regem as propriedades dos campos eletromagnéticos. Com sua concepção de fóton, permitiu que mais tarde se fundissem, na teoria ondulatória de Louis de Broglie, a mecânica e o eletromagnetismo, o que no século anterior parecia impossível. Albert Einstein morreu em Princeton, em 18 de abril de 1955.

Albert Einstein

Inventor da Lei da Relatividade, maior cientista do século XX e eleito pela revista Time como o homem do século, Einstein revolucionou nossa visão do Universo. Grande cientista e humanista, Albert Einstein ganhou o Prêmio Nobel de Física de 1922 e foi considerado uma das maiores personalidades de toda a história.

Varias são as lendas sobre sua vida e personalidade, mas a grande maioria não passa de simples “folclore“, como por exemplo, o fato de que Einstein não conseguiu passar em matemática quando ainda era jovem; ou então que não era capaz de lembrar o endereço de sua casa ou de contar o troco correto da passagem de ônibus.

Albert Einstein

Sua vida

Albert Einstein nasceu em 1879 em Ulm, na Alemanha, de uma família judia. Logo após seu nascimento, seus pais mudaram-se para Munique onde Albert Einstein passou sua juventude. Freqüentou até os 15 anos a escola Luitpold Gymnasiun. Suas maiores notas eram em Matemática e em Latim. Desde muito jovem demonstrou uma grande capacidade de entender os conceitos matemáticos mais complexos. Aos 12 anos já conhecia a geometria de Euclides.

Quando seus pais se mudaram para Milão, Itália, Einstein continuou seus estudos na Suíça, ingressando, em 1896, na Escola Politécnica Federal, em Zurique. Lá estudou Física e Matemática, tendo se formado em 1901. Em 1905 recebeu seu Ph.D pela Universidade de Zurique, na Suíça. No mesmo ano, publicou quatro artigos de grande importância para o desenvolvimento da Física. Um deles foi sobre o efeito fotoelétrico. Segundo Einstein, sob certas condições a luz se comporta como uma partícula. Esta teoria postulava que a energia dos raios luminosos se transfere em unidades individuais chamadas quanta, contrariando as teorias anteriores que afirmavam que a luz era manifestação de um processo contínuo. Essa teoria marcou a base da atual teoria sobre a natureza da luz.

Em outro artigo, Einstein expôs a formulação inicial da teoria da relatividade que, mais tarde, o tornaria mundialmente conhecido. Einstein propôs a famosa equação

E = mc2. Esta equação afirma que a massa de qualquer objeto é diretamente proporcional à sua energia (E = energia, m = massa do objeto, c = velocidade da luz).

Na época em que foram apresentadas, as teorias de Einstein, além de serem complexas eram altamente polêmicas, gerando muita controvérsia.
Albert Einstein trabalhou no Departamento de Patentes da Suíça, em 1909 e tornou-se professor em Zurique e, dois anos mais tarde, professor de Física Teórica em Praga, voltando a lecionar em Zurique em 1912. Após voltar para a Alemanha em 1914 foi indicado diretor do Instituto Kaiser Wilhelm de Física e professor da Universidade de Berlim.

Em 1916, Einstein apresentou sua teoria geral da relatividade, na qual incluiu outras idéias, como o movimento dos corpos sob a influência da gravidade.

Em 1922, recebeu o Prêmio Nobel de Física, por seu trabalho publicado em 1905 sobre os efeitos fotoelétricos.

No entanto, a Alemanha não era um lugar onde um judeu poderia viver em paz. Após a Primeira Guerra Mundial e a devastadora derrota Alemã, o anti-semitismo tomou conta do país. Em 1920, enquanto ministrava uma de suas aulas na Universidade Berlim, Einstein assistiu a uma manifestação anti-semita e percebeu que logo teria que deixar a Alemanha. Um ano mais tarde visitou os Estados Unidos pela primeira vez, país para o qual emigraria, após renunciar à cidadania alemã, doze anos mais tarde, em 1933. Em 1940, Einstein tornou-se cidadão americano.

Na sua chegada aos Estados Unidos, Einstein assumiu o Departamento de Física da Universidade de Princeton, lecionando na mesma até 1945, quando se aposentou.
Einstein foi um sionista ativo, apoiando a criação do Estado de Israel e ajudando a arrecadar fundos para a criação da Universidade Hebraica de Jerusalém, na qual foi presidente de 1925 a 1928. Einstein doou os manuscritos de seus trabalhos científicos à universidade.

Em 1952, o primeiro-ministro de Israel, David Ben-Gurion, convidou Einstein para assumir a presidência do país. Einstein recusou o convite alegando não estar à altura do cargo.

Einstein era judeu e sempre acreditou em Deus. Ele defendeu a idéia do cosmo como produto de uma inteligência suprema, responsável pela organização da matéria e da vida.

Ele foi casado duas vezes. O primeiro casamento acabou em divórcio e no segundo, permaneceu até sua morte.

Einstein morreu no dia 18 de abril de 1955 em Princeton, Nova Jersey. Seu corpo foi cremado e seu cérebro doado a Thomas Harvey, patologista do Hospital de Princeton.

Einstein e a Bomba Atômica

Apesar de atuar em prol da paz ao longo de sua vida, Einstein defendeu o desenvolvimento da bomba atômica pelos Estados Unidos, com o objetivo de frear Hitler e a Alemanha nazista. Em 1939, após tomar conhecimento de que os alemães estavam dedicando-se a um sigiloso projeto que envolvia o uso de urânio, Einstein escreveu uma carta ao Presidente Roosevelt, recomendando que os Estados Unidos se dedicassem à pesquisa nuclear. Isto resultaria no Projeto Manhattan e na construção da bomba atômica.

Uma semana antes de sua morte, Einstein assinou sua última carta que foi endereçada a Bertrand Russel. Nela, ele concordava que seu nome fosse incluído em um manifesto em prol de todas as nações que abandonassem as armas nucleares.

Idéias e teorias

Einstein sempre teve uma visão clara sobre os problemas da Física. Foi ele quem descobriu a estrutura essencial do Cosmo. Desde que começou a se dedicar à ciência, o então jovem físico percebeu algumas inadequações nas idéias de Newton. Em uma tentativa de reconciliar as leis da mecânica com o campo da eletromagnética acabou desenvolvendo a teoria da relatividade.

Em 1903 e 1904, ele publicou artigos sobre os fundamentos da mecânica estatística. Em 1905 terminou um trabalho que lhe garantiu o Prêmio Nobel de Física, em 1922, além de finalizar o texto que lhe deu o título de Doutor pela Universidade de Zurique.

A Teoria Especial da Relatividade, proposta por Albert Einstein em 1905, revolucionou a visão que se tinha do mundo. Em todos os modelos precedentes do universo, o espaço e o tempo eram vistos como dimensões absolutas e imutáveis da realidade. Do mesmo modo, a duração dos eventos e as medidas dos objetos eram vistas como qualidades totalmente independentes. A teoria da relatividade veio a modificar tais conceitos.

Nos anos 20, Einstein trabalhou no campo da unificação das teorias, na teoria quântica e no desenvolvimento da mecânica estatística. Mesmo após se aposentar, ele continuou a trabalhar rumo à unificação dos conceitos básicos da física.
Seus principais trabalhos são: "Teoria Especial da Relatividade", 1905; "Teoria Geral da Relatividade", 1916; "Investigações sobre a Teoria do Movimento Browniano", 1926; e "Evolução da Física”, 1938. Entre seus trabalhos não científicos destacam-se "Sobre Sionismo", 1930; "Minha Filosofia", 1934; e "Meus últimos anos", 1950.

Einstein foi o cientista mais renomado de todos os tempos. Ganhador do Prêmio Nobel de Física (1922), títulos de Doutor Honoris Causa de diversas universidades pelo mundo, títulos de Membro-Honorário de várias instituições e a Medalha Copley da Sociedade Real de Londres (1925), entre tantas. No ano 2000, Einstein foi eleito personalidade do século pela revista Time.

Frases de Einstein

“Ponha sua mão num forno quente por um minuto e isto lhe parecerá uma hora. Sente-se ao lado de uma bela moça por uma hora e lhe parecerá um minuto. Isto é relatividade”.

"Tem um sentido a minha vida? A vida de um homem tem sentido? Posso responder a tais perguntas se tenho espírito religioso, Mas, ‘fazer tais perguntas tem sentido?’ Respondo: ‘Aquele que considera sua vida e a dos outros sem qualquer sentido é fundamentalmente infeliz, pois não tem motivo algum para viver".

ALBERT EINSTEIN

O físico, matemático e filósofo alemão, Albert Einstein, filho de Hermann Einstein, um pequeno industrial judeu e de Pauline Koch, nasceu em 14 de março de 1879 em Ulm, (hoje, Württemberg) no sul da Alemanha. Albert Einstein, tinha muita dificuldade quando iniciou seus estudos ,era um aluno medíocre, os professores achavam que tinha retardo mental. Na escola secundária só tinha interesse em matemática e física. Em 1902, naturalizou-se suíço (solicitou a cidadania suíça, para evitar o serviço militar na Alemanha) e começou a trabalhar no departamento nacional de patentes, dedicando-se ao estudo de física teórica. Albert Einstein foi livre-docente em Berna (1909) e professor da Universidade de Zurique (1910). Em 1921, recebeu o Prêmio Nobel de Física.

Albert Einstein é conhecido por todos, caracterizado por cabelos brancos e desalinhados e língua para fora, marca peculiar de um sábio nada convencional. Seu nome é sinônimo de gênio e suas manifestações científicas mudaram todos as considerações sobre tempo e espaço. Em apenas um ano produziu cinco ensaios que revolucionou tudo o que a Física descobrira até então. A teoria sobre a irradiação e as características energéticas da luz fez com que a comunidade científica voltasse suas atenções para o cientista. Albert Einstein apresentou, neste primeiro ensaio, o efeito fotoelétrico, que demonstrava como a luz pode ser transformada em energia elétrica. Em 1905 nos "Anais de Física" foi publicado o texto sob o título "Sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento".

Em 1919, Albert Einstein tornou-se uma figura pública, com a sua Teoria da Relatividade Geral, que foi confirmada através de observações astronômicas. Através deste episódio impar, pouco depois do fim da Primeira Guerra Mundial, Albert Einstein torna-se uma figura de renome mundial. Durante viagem ao Japão é atribuído a Einstein o Prêmio Nobel de Física.

Porém, com a vitória do nazismo, Albert Einstein, teve sua figura e todo seu estudo caluniados como trabalho judeu. Isso, concorreu para a emigração para os Estados Unidos, no outono de 1933, dizendo que jamais retornaria à Alemanha. Naturalizado norte-americano em 1940, passou a lecionar no Institute for Advanced Study de Princeton, em New Jersey. Albert Einstein, por toda a vida se incomodou com os problemas sociais, era um pacifista ativo e um defensor do judaísmo. Einstein, dizia que: “enquanto podia escolher, ficaria num país onde a liberdade política, a tolerância e a igualdade de todos os cidadãos frente à lei fosse norma”. Vivia em Princeton, nos Estados Unidos. Os suéteres amassados e os sapatos que calçava sem meias fizeram dele uma figura folclórica.

Suas descobertas transformaram todo o cenário da Física de até então. Seus estudos modificaram o pensamento científico, expandindo saberes e descobertas, até mesmo em outras áreas do conhecimento. Através da produção de uma teoria revolucionária, novas aquisições se legitimaram.

No princípio da Segunda Guerra Mundial, Einstein escreveu uma carta ao Presidente dos Estados Unidos, Franklin D. Roosevelt, alertando-o sobre a ameaça de uma nova arma, a "bomba atômica", que os alemães estavam desenvolvendo. Esta carta fez com que o governo americano estabelecesse um intenso plano de trabalho, conseguindo produzir a bomba atômica antes do governo nazista. O uso das explosões atômicas contra populações civis, no Japão, parece ter estremecido intensamente o coração bondoso e humanitário do notável cientista. Depois da guerra, Einstein dedicou grande parte de seu tempo trabalhando em favor da paz mundial, tentando instituir um pacto internacional para acabar com as armas atômicas.

Procurando conquistar e ampliar direitos democráticos, aproveitou para inserir-se social e politicamente, apoiando o sionismo e o pacifismo em todas suas enfatizações. Estava preocupado com a fiscalização , controle e a utilização de armas nucleares.

A publicação da Teoria da Relatividade, há 100 anos, e o ano de sua morte, 50 anos atrás, são duas grandes datas, que marcam a comemoração do Ano de Einstein. Este gênio Einstein, foi considerado personalidade do século, pelos seus inventos científicos que mudaram radicalmente o norte da humanidade nas áreas dos embasamentos da tecnologia, contribuindo de maneira admirável para o progresso da ciência, do bem estar, da qualidade de vida de todos e do “olhar” dos cientistas na área da física.

Em 18 de abril de 1955, em Princeton, nos Estados Unidos, à 1h e15min, Einstein morre. O corpo é cremado em Trenton às 16 horas, desse mesmo dia. As cinzas são espalhadas em local não revelado. Seu espólio científico foi doado à Universidade Hebraica de Jerusalém. Insistiu, ainda, que jamais fosse erigido um jazigo ou um marco em sua memória. Com a mesma coragem que expôs em vida, ele esperou a morte com humildade e em silêncio. O lugar de Einstein está para sempre na história da física.
O ano de 2005 é o Ano de Einstein.

Albert Einstein

EINSTEIN NA ETH

Em 1896, após a conclusão do secundário, ele é aceito na ETH como estudante de matemática e física, mas, para sua surpresa e decepção, a Escola Politécnica não atendia suas expectativas. Ao contrário da escola de Aarau, onde as aulas se desenvolviam em estimulantes discussões, na ETH os professores se contentavam em ler, em voz alta, livros inteiros! Para fugir do tédio de aulas tão monótonas, Einstein decide "gazeteá-las", aproveitando o tempo livre para ler obras de física teórica.

Devora livros e mais livros que os professores da ETH deixavam de lado: Boltzmann, Helmholtz, Hertz, Kirchhoff, Maxwell, entre outros. Aqui, como no ginásio alemão, ele atrai a má vontade dos seus professores, e isso lhe custará caro. Para ilustrar a imagem que alguns professores tinham de Einstein, conta-se que Minkowski teria dito, alguns anos depois do artigo sobre a teoria da relatividade: "para mim isso foi uma grande surpresa, porque na época dos seus estudos Einstein era um preguiçoso. Ele não demonstrava qualquer interesse por matemática" (Feuer, p.94).

Esses quatro anos passados na ETH (1896-1900) são apenas superficialmente documentados na literatura. Nas suas notas autobiográficas (Schilpp, p. 3-95), Einstein diz que ali teve excelentes professores, mas menciona apenas dois: Hurwitz e Minkowski. Confessa que passou a maior parte do tempo nos laboratórios, fascinado com as experiências, e que era aluno negligente na maioria dos cursos; confessa também que usou os apontamentos de um aluno aplicado para se submeter aos exames. Sabe-se hoje que esse colega era Marcel Grossmann (Levy, p.32; Fölsing, p.53), a quem Einstein dedica sua tese de doutorado, "Sobre uma nova determinação das dimensões moleculares" ("Eine neue bestimmung der moleküldimensionen"), apresentada na Universidade de Zurique em 1905.

São as cartas trocadas entre Einstein e Mileva Maric, sua primeira mulher (Renn e Schulmann), que melhor esclarecem esse período passado na ETH. Sabe-se, a partir desse material, que ele adora ler Helmholtz e Hertz. Essas leituras constituem, provavelmente, o impulso inicial para a teoria da relatividade. Vejamos o que ele diz em carta de 1899: "(…) estou relendo Hertz, a respeito da propagação da força elétrica, com muito cuidado, porque não entendi o tratado de Helmholtz sobre o princípio da mínima ação em eletrodinâmica. Estou cada vez mais convencido de que a eletrodinâmica dos corpos em movimento, como é apresentada hoje, não corresponde à realidade, e que será possível apresentá-la de modo mais simples. A introdução do termo 'éter' em teorias de eletricidade levou à concepção de um meio cujo movimento pode ser descrito sem ser possível, creio eu, atribuir um sentido físico a ele. Acho que as forças elétricas podem ser diretamente definidas apenas para espaços vazios - algo que Hertz também enfatiza" (Renn e Schulmann, p. 49). Em outra carta do mesmo ano, ele diz: "Tive uma boa idéia em Aarau para investigar a maneira com que o movimento relativo de um corpo com relação ao éter luminífero afeta a velocidade de propagação da luz em corpos transparentes. Até pensei em uma teoria sobre o fenômeno que me parece bastante plausível" (Renn e Schulmann, p.54).

A despeito de toda privação material a que estava submetido, chegando mesmo a passar dias alimentando-se precariamente, o ambiente cultural de Zurique lhe proporcionava momentos de grande felicidade. Como se sabe, nessa parte da Europa central estavam em gestação naquele momento as três grandes revoluções da virada do século: o marxismo, a psicanálise e a física moderna. A agitada Zurique é então considerada o berço pacífico das revoluções européias; por ali circulam personalidades hoje famosas: Lenin, Trotsky, Plekhanov (para alguns o grande mentor da revolução soviética), Rosa Luxemburg, Théodor Herzl (o fundador de Israel), Chaim Weizman (o primeiro presidente de Israel). Nas repúblicas estudantis se discute o socialismo, e o clima de liberdade é inebriante. Ao chegar a Zurique, em 1900, para trabalhar no hospital psiquiátrico Burghölzli, Jung logo percebe, como declarou anos depois, essa atmosfera de liberdade (Feuer, p.33).

É nesse ambiente cultural que o jovem Einstein forja sua cultura científica. Lê Kant entre a adolescência e a juventude e se inicia, durante o período da ETH, na leitura de autores socialistas, particularmente Marx e, evidentemente, Mach. Tais leituras foram, aparentemente, induzidas pelo seu colega Friedrich Adler. Estudante de física com propensão à filosofia, Adler era verdadeiramente um ativista político e, já na adolescência, um inveterado leitor dos clássicos do marxismo. Mais tarde abandona a carreira científica para se dedicar à política, ocupando vários cargos importantes no partido socialista austríaco. Em 1916 choca o mundo ao assassinar o primeiro ministro da Áustria. Seu julgamento, em 18 e 19 de maio de 1917, resulta na condenação à morte; posteriormente teve sua pena comutada para prisão perpétua, e ao final da guerra foi anistiado. Para Einstein, Adler parecia ser o único estudante que havia realmente entendido o curso de astronomia (Feuer, p.38). Esta capacidade intelectual de Adler parecia vir do berço; para Engels, Victor Adler, pai de Friedrich, era "o mais capaz entre os chefes da Segunda Internacional" (Feuer, p. 48).

Em busca do primeiro emprego

Em cartas de 1900, percebe-se a natural preocupação de Einstein com a obtenção de um emprego. Ao concluir o curso, em agosto de 1900, ele manifesta esperança de ocupar o cargo de assistente do professor Hurwitz (Renn e Schulmann, p.65), para logo depois descobrir que perdeu o emprego por influência do seu ex-orientador, H.F. Weber (Renn e Schulmann, p. 68). Começam aqui as manifestações de má vontade de seus ex-professores. Tenta, em vão, empregos de assistente nas Universidades de Göttingen e de Leipzig. Aliás, o cargo de assistente na Universidade de Göttingen dificilmente seria ocupado por Einstein, pois exigia o doutorado. No entanto, havia outro cargo na mesma universidade que não exigia o doutorado, mas foi ocupado por Johannes Stark, que veio a se transformar em ardoroso nazista e ferrenho anti-semita. É interessante chamar a atenção para a existência do preconceito anti-semita, já que isso incomodava Einstein sobremaneira. O insucesso na obtenção de um emprego universitário, logo após a formatura, obriga Einstein a aceitar um cargo temporário numa escola secundária; alguns meses depois está desempregado e passa a ministrar eventuais aulas particulares.

Ainda com o forte impacto do livro de Mach, "História da Mecânica" (Schilpp, p.21) e sob a influência inicial de Adler, Einstein prossegue seus estudos científicos com uma visão política marxista. Em 1902, quando se transfere para Berna, um pouco antes de assumir seu primeiro emprego fixo, no Departamento Suiço de Patentes (23 de junho de 1902), Einstein "cria", ao lado de dois amigos, Conrad Habicht e Maurice Solovine, a Academia Olímpia, que, como toda academia, tem seus "membros correspondentes" (Paul Habicht, Michele Besso e Marcel Grossman). Esse grupo de boêmios, recém-formados à procura de emprego, constitui uma contra-cultura das mais profícuas da história da ciência; pode-se comparar a Academia Olímpia ao grupo de discussão liderado por Freud, e que na mesma época se reunia em Viena.

As discussões na Academia Olímpia giravam em torno de ciência, filosofia e política, a partir das idéias de Marx e Mach. Com esses colegas Einstein discute seus primeiros trabalhos sobre a teoria da relatividade, mas muito mais do que interesse científico embutido na formação da Academia Olímpia, havia, sobretudo, um conflito de gerações e uma motivação sócio-política muito próxima dos ideais marxistas; Adler estava por ali para fornecer o suporte teórico!! Simpatias pessoais são elementos poderosos na fermentação de idiossincrasias e perfis psicológicos.

Em 1908, sensibilizado com a situação do amigo, Adler escreve ao pai: "(…) há um homem chamado Einstein que estudou ao mesmo tempo que eu, e seguiu os mesmos cursos que eu segui. Nossa evolução foi bastante semelhante (…); ninguém se sensibiliza com suas necessidades, ele passou fome durante um certo tempo e durante seus anos de estudos foi tratado com certo desprezo por seus professores da Escola Politécnica; a biblioteca lhe foi fechada, etc., ele não sabia como devia se comportar com as outras pessoas. Finalmente, ele conseguiu um emprego no Departamento de Patentes de Berna e continuou a trabalhar em física teórica, a despeito de todas essas infelicidades. (…) é um escândalo, não apenas aqui, mas também na Alemanha, o fato de que um homem desta qualidade trabalhe no departamento de patentes" (Feuer, p. 39). Um pouco depois dessa carta Einstein é admitido como privadozent na Universidade de Berna.

Numa segunda oportunidade Adler demonstra sua fidelidade ao amigo. Em 1909, quando surgiu uma vaga para Professor Assistente na Universidade de Zurique, um conselheiro, correligionário político de Adler (seu pai ocupava cargo importante no partido socialista) sugeriu seu nome para a vaga aberta. Ao recusar o cargo, ele declarou perante o conselheiro: "Sendo possível ter um homem como Einstein em nossa Universidade, é um absurdo me nomear. Não se pode comparar minha habilidade de físico com aquela de Einstein. É um homem que pode elevar o nível geral da Universidade. Não percam esta ocasião". (Levy, p. 57). Em 7 de maio de 1909, já famoso, Einstein obtém seu primeiro emprego universitário permanente: Professor Assistente de Física Teórica da Universidade de Zurique.

Isaac Newton

Isaac Newton

A vida de Newton pode ser dividida em três períodos. O primeiro sua juventude de 1643 até sua graduação em 1669. O segundo de 1669 a 1687, foi o período altamente produtivo em que ele era professor Lucasiano em Cambridge. O terceiro período viu Newton como um funcionário do governo bem pago em Londres, com muito pouco interesse pela matemática.

Isaac Newton nasceu em 4 de janeiro de 1643 (ano da morte de Galileo) em Woolsthorpe, Lincolnshire, Inglaterra. Embora tenha nascido no dia de Natal de 1642, a data dada aqui é no calendário Gregoriano, que adotamos hoje, mas que só foi adotada na Inglaterra em 1752. Newton veio de uma família de agricultores, mas seu pai morreu antes de seu nascimento. Ele foi criado por sua avó. Um tio o enviou para o Trinity College, Cambridge, em Junho de 1661.

O objetivo inicial de Newton em Cambridge era o direito. Em Cambridge ele estudou a filosofia de Aristóteles (384aC-322ac), Descartes (René Descartes, 1596-1650), Gassendi (Pierre Gassendi, 1592-1655), e Boyle (Robert Boyle, 1627-1691), a nova álgebra e geometria analítica de Viète (François Viète 1540-1603), Descartes, e Wallis (John Wallis, 1616-1703); a mecânica da astronomia de Copérnico e Galileo, e a ótica de Kepler o atraíram.

Detalhe de um diagrama mostrado no livro Principia philosophiae, escrito por Descartes em 1644.

O desenho representa a concepção de Descartes sobre o Cosmos:
um agregado de vórtices contíguos, muitos deles com uma estrela no centro.
O Sol é representado pelo círculo com um S no centro.

O talento de Newton emergiu com a chegada de Isaac Barrow (1630-1677), para a cadeira Lucasiana de matemática em Cambridge.

Seu gênio científico despertou quando uma epidemia de peste fechou a Universidade no verão de 1665, e ele retornou a Lincolnshire. Só em Londres, a peste vitimou mais 70.000 pessoas. Lá, em um período de menos de dois anos, Newton que ainda não tinha completado 25 anos, iniciou a revolução da matemática, óptica, física e astronomia.

Durante sua estada em casa, ele lançou a base do cálculo diferencial e integral, muitos anos antes de sua descoberta independente por Leibniz (Gottfried Wilhelm von Leibniz, 1646-1716). O "método dos fluxions", como ele o chamava, estava baseado na descoberta crucial de que a integração de uma função é meramente o procedimento inverso da diferenciação. Seu livro De Methodis Serierum et Fluxionum foi escrito em 1671, mas só foi publicado quando John Colson o traduziu para o inglês em 1736.

Com a saída de Barrow da cadeira Lucasiana em 1669, Newton, com apenas 27 anos, foi nomeado para sua posição, por indicação do anterior, por seus trabalhos em cálculo integral, onde Newton havia feito progresso em um método geral de calcular a área delimitada por cum curva.

O primeiro trabalho de Newton como professor Lucasiano foi em óptica. Ele havia concluído durante os dois anos de peste que a luz branca não é um entidade simples, como acreditavam todos desde Aristóteles. Embora o fato de que a luz solar produz várias cores ao passar por um prisma fosse conhecido, Giambattista della Porta, em seu De Refracione, publicado em Nápoles em 1558, usava a concepção de Aristóteles para dizer que as cores apareciam por modificação da luz. A aberração cromática (anéis coloridos em volta da imagem) de uma lente de telescópio convenceu Newton do contrário. Quando ele passava um feixe de luz solar por um prisma de vidro, um espectro de cores se formava, mas ao passar a luz azul por um segundo prisma, sua cor não mudava.

Newton argumentou que a luz branca era na verdade uma mistura de diferentes tipos de raios que eram refratados em ângulos ligeiramente diferentes, e que cada tipo de raio diferente produz uma cor espectral diferente. Newton concluiu, erroneamente, que telescópios usando lentes refratoras sofreriam sempre de aberração cromática. Ele então propôs e construiu um telescópio refletor, com 15 cm de comprimento.

Newton colocou um espelho plano no tubo, a 45°, refletindo a imagem para uma ocular colocada no lado. O telescópio de Newton gerava imagens nove vezes maior do que um refrator quatro vezes mais longo. Os espelhos esféricos construídos naquela época produziam imagens imperfeitas, com aberração esférica.

Newton foi eleito membro da Sociedade Real em 1672 após doar um telescópio refletor. Ainda em 1672, Newton publicou seu primeiro trabalho científico sobre luz e cor, no Philosophical Transactions of the Royal Society .

Seu livro Opticks só foi publicado em 1704, tratando da teoria da luz e cor e com (i) investigações da cor em películas finas (ii) anéis de interferência de Newton e (iii) difração da luz.

Seu trabalho mais importante foi em mecânica celeste, que culminou com a Teoria da Gravitação Universal. Em 1666 Newton tinha versões preliminares de suas tres leis do movimento. Ele descobriu a lei da força centrípeta sobre um corpo em órbita circular.

O cometa brilhante que apareceu em 1664 foi observado por Adrien Auzout no Observatoire de Paris, Christian Huygens (1629-1695) na Holanda, Johannes Hevelius em Danzig, e Robert Hooke na Inglaterra. Qual seria sua órbita? Tycho Brahe tinha suporto circular, Kepler dizia que era em linha reta, com a curvatura devido à órbita da Terra, mas as observações indicavam que a órbita fosse intrinsecamente curva, e Johannes Hevelius propôs que fosse elíptica. Em 1665 o francês Pierre Petit, em seu Dissertação sobre a Natureza dos Cometas propôs pela primeira vez que suas órbitas fossem fechadas, e que os cometas de 1618 e 1664 poderiam ser o mesmo cometa. Vinte anos mais tarde Halley especulou sobre o problema da gravitação em relação aos cometas. Sem conseguir resolver o problema, em agosto de 1684 ele propôs o problema a Newton. Newton disse que já havia resolvido o problema muitos anos antes, e que todos os movimentos no sistema solar poderiam ser explicados pela lei da gravitação. Um cometa na constelação de Virgem em 1680 tinha uma órbita claramente curva. Em 1682 um cometa ainda mais brilhante, que mais tarde levaria o nome de Halley, pode ter sua órbita bem determinada, confirmando o pensamento de Newton.

A idéia genial de Newton em 1666 foi imaginar que a força centrípeta na Lua era proporcionada pela atração gravitacional da Terra. Com sua lei para a força centrípeta e a terceira Lei de Kepler, Newton deduziu a lei da atração gravitacional.

Em 1679 Newton provou que a Lei das Áreas de Kepler é uma consequência da força centrípeta, e também que a órbita é uma elipse, para um corpo sob uma força central em que a dependência radial varia com o inverso do quadrado da distância ao centro.

Halley persuadiu Newton a escrever um trabalho completo sobre sua nova física e sua aplicação à astronomia, e em menos de 2 anos Newton tinha escrito os dois primeiros volumes do Principia, com suas leis gerais, mas também com aplicações a colisões, o pêndulo, projéteis, frição do ar, hidrostática e propagação de ondas. Somente depois, no terceiro volume, Newton aplicou suas leis ao movimento dos corpos celestes. Em 1687 é publicado o Philosophiae naturalis principia mathematica ou Principia, como é conhecido.

Isaac Newton

As incríveis descobertas de Isaac Newton

Conheça o cientista inglês que revolucionou a matemática, a física e a astronomia!

Isaac Newton e sua maçã
Reprodução: Philip Reeve

Tomar banho, recolher o lixo e manter as ruas limpas são hábitos comuns nos dias de hoje. Mas nem sempre foi assim… Na Inglaterra do século 17, a peste bubônica, doença transmitida pelos ratos, se espalhou pelas cidades porque ninguém tinha consciência da importância da higiene. O lixo se amontoava nas ruas e atraía ratos e insetos. Mas que relação há entre o surto de peste bubônica na Europa e o físico, matemático e astrônomo (ufa!) Isaac Newton? Vamos voltar no tempo e desvendar esse mistério…

Isaac Newton nasceu na pequena cidade inglesa de Lincolnshire em 4 de janeiro de 1643 e morreu em 31 de março de 1727. Ele foi um menino rebelde, mas você também seria se sua mãe o abandonasse em um colégio interno que ensinava gramática na maior parte do tempo… Essa não era a disciplina preferida do jovem Newton, que, como vamos ver, desenvolveu várias teorias que revolucionaram a matemática, física e astronomia.

Isaac Newton

Anos mais tarde, o rapaz foi estudar na Universidade de Cambridge, também na Inglaterra, onde entrou em contato com a obra de outros cientistas importantes. As experiências do astrônomo alemão Johannes Kepler e do italiano Galileu Galilei, por exemplo, influenciaram muito as descobertas de Newton.

Em Cambridge, Isaac Newton foi o primeiro da classe. Formou-se em 1665 e teve que retornar a sua aldeia natal quando a universidade fechou devido ao surto de peste bubônica. Como a epidemia o impedia de sair de casa, o jovem se dedicou a rever tudo o que tinha aprendido na faculdade. A partir daí, ele não parou de pesquisar e realizar experimentos. Nessa época, Newton dava os primeiros passos rumo às descobertas mais importantes, como a decomposição da luz, o princípio da gravitação universal e as chamadas três leis de Newton.

Para chegar à conclusão de que a luz branca — como a que vem do Sol — é formada pelas cores do arco-íris, Newton se orientou pelos trabalhos de outros cientistas famosos, como o filósofo francês René Descartes, que já tinha analisado um feixe de luz solar. Descartes produziu, a partir do feixe, as cores vermelha e azul. Mas Newton decidiu investigar melhor a natureza da luz do Sol.

Em 1666, ele fez um feixe de luz passar por uma fresta na cortina e incidir sobre um prisma (pedaço de cristal com forma triangular), como mostra a ilustração acima. O raio de luz se desviou e foi projetado na parede a sete metros de distância do prisma. Newton observou que a luz na parede não era mais branca e sim formada pelas sete cores do arco-íris: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta. Assim ele concluiu que a luz branca não é formada por uma única cor, mas pela mistura de todas elas.

No entanto, a decomposição das cores não foi o único experimento de Newton (quer conhecer outros?), nem sua descoberta mais importante. Ele ainda desenvolveu duas formas de cálculo (diferencial e integral) fundamentais para a matemática que se desenvolveria em seguida e formulou algumas das leis físicas ensinadas até hoje nas escolas.

QUER CONHECER OUTROS?

Alguns amigos de Isaac Newton contavam que para realizar seu experimento com luz ele fez algo muito arriscado. [Atenção! Não tente fazer como Newton, pois você vai ver que, além de não ter dado certo, ele saiu prejudicado.

Antes da experiência do prisma, o cientista inglês tentou entender a decomposição da luz enfiando um palito na base do olho. Ele viu vários círculos coloridos e se perguntou de onde vinham as cores, mas era óbvio que daquele jeito ele não poderia descobrir. Não satisfeito, fez algo ainda mais perigoso: ficou horas olhando para o Sol. Naquela época, as pessoas desconheciam o poder dos raios solares e suas conseqüências nocivas para a saúde. Depois dessa idéia perigosa e frustrada, Newton teve que ficar trancado num quarto escuro durante dias para recuperar a visão. Ele quase ficou cego!

E uma curiosidade menos dolorosa: vermelho era a cor favorita de Isaac Newton. Dizem até que sua casa em Cambrigde, era totalmente decorada com essa cor!

Princípios formulados por Newton ajudam a entender a física do dia-a-dia

Isaac Newton era uma pessoa de poucos amigos e não gostava de compartilhar seus conhecimentos com qualquer um. As idéias borbulhavam na sua cabeça, mas ele se continha. Tanto que só resolveu divulgar suas descobertas no ano de 1686, quando publicou em três volumes suas teorias e experimentos. Isso aconteceu vinte anos depois de ter formulado três leis que explicam o movimento dos corpos. Elas se tornaram tão famosas e importantes que são indispensáveis no ensino da física e no nosso cotidiano. Mesmo que você ainda não tenha se dado conta, as três leis de Newton estão presentes em seu dia-a-dia. Quer ver?

Imagine a situação: você entra em um ônibus e senta-se em um banco qualquer. Depois de um algum tempo, o motorista freia o veículo bruscamente. Seu corpo é lançado para frente. Você acreditaria se afirmássemos que existe uma força invisível atuando sobre seu corpo? Pois Newton descobriu que um corpo (ou objeto) parado ou em movimento tende a permanecer assim até que uma força modifique seu estado. Sentado no ônibus você está se movimentando com a mesma velocidade do veículo. A freada faz com que o ônibus pare, mas você tende a continuar em movimento — por isso seu corpo vai para frente.

Assim, de acordo com a primeira lei de Newton — ou lei da inércia –, os corpos permanecem em repouso ou continuam se movendo em linha reta na mesma velocidade, a não ser que uma força externa atue sobre eles.

Isaac Newton

Mas será que todas as pessoas e objetos "sentem" essa força invisível da mesma forma? Newton descobriu que não. Segundo ele, o efeito de uma força depende da massa do corpo em que ela atua. Vejamos um exemplo que ajuda a entender o pensamento de Newton: dois veículos de massas bem diferentes estão enguiçados na estrada. Qual é mais difícil empurrar: um carro ou um caminhão?

Em relação ao carro, o caminhão necessita de uma força bem maior para começar a se mover, tanto é verdade que uma única pessoa consegue em certos casos empurrar um carro. E um caminhão? Foi a partir de observações semelhantes que Newton concluiu que a força depende da massa. Quanto maior a massa de um objeto, maior a força necessária para acelerá-lo ou freá-lo. Esta afirmação ficou conhecida como a segunda lei de Newton.

A terceira lei de Newton você também já vivenciou e talvez ainda não tenha notado. Para tirar a prova, que tal um pouco de atividade física? Um jogador de vôlei treina para o campeonato, mas ao sacar a bola, o esportista erra: ela bate na rede e volta. Aí está a última lei de Newton: a toda força de ação corresponde uma força de reação de intensidade igual e sentido contrário.

Isaac Newton

Isaac Newton

Isaac Newton nasceu em Dezembro de 1642 (e Galileu morreu em Janeiro do mesmo ano), e foi o grande expoente da Física, continuando a obra de Galileu.

Em 1661, entrou na Trinity College de Cambridge, na condição de "subserver" (estudante pobre e obrigado a tarefas humildes). Logo foi promovido e "scholar" (assistente) e foi então que sua carreira decolou.

Em 1665 consegue o título de bacharel mas tem que se esconder no campo, devido a uma epidemia que mata mais de 30.000 pessoas em Londres. É no campo que começam suas descobertas, entre elas o fenômeno de dispersão da luz, a lei da gravitação universal e formula as primeiras leis do cálculo infinitesimal e diferencial. Corria o ano de 1669, e Newton já havia chegado ao posto mais alto da Trinity. Foi então que algo inesperado aconteceu: o professor I. Barrow - catedrático de renome - cede sua cátedra a Newton, afirmando publicamente que o fazia por reconhecer sua superioridade.

Se por um lado isso foi bom para Newton, por outro despertou a inveja e a rivalidade de outros cientistas da época; entre eles o célebre astrônomo Halley, os cientistas Linus e Lucas, o grande Huyghens e Leibniz, que revindicou para si a descoberta do cálculo diferencial. Depois de um tempo foi oferecido á Newton o cargo de diretor da Trinity, que recusou por não ser Eclesiástico, mergulhando novamente nos estudos. Finalmente, em 1686, apareceu o fruto de 9 anos de estudo: Foi entregue á Royal Society o manuscrito de sua principal obra: "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" , numa tradução livre, Princípios Matemáticos da Filosofia Narural. Foi nomeado deputado da Convenção Nacional nos anos de 1689-1690, e logo depois se reelegeu.

Um dia, Newton acordou bem cedo e voltou a trabalhar. Porém, por causa de um descuido, deixou uma vela acesa e o incêndio destruiu todas as suas anotações sobre luz e cores. Começou a apresentar um comportamento estranho depois disso, alguns achavam que estava louco. Mas logo se recuperou e escreveu tudo de novo.

Contava então com 50 anos de idade. Só veio a abandonar o Trinity quando percebeu ser um péssimo professor (inclusive, numa certa oportunidade, todos os alunos faltaram á sua aula). Foi inspetor e diretor da Casa da Moeda por algum tempo, em 1703 foi nomeado diretor da Royal Society, publica seus estudos sobre luz e cores em 1704 e em 1705 a Rainha da Inglaterra o confere o título de "sir".

Durante os dez últimos anos de sua vida, Newton se aposentou e começou a mudar de casa em casa, á procura de paz e tranquilidade. Seus trabalhos a partir daí foram todos voltados para provar a existência de Deus.

Certa vez, com 81 anos de idade, disse com a modéstia dos sábios:

"_ Não sei o que o mundo dirá de minha obra.
A mim, parece que nunca acabei de ser criança. Uma criança que brincou na praia, que encontrou uma pedra bem polida, uma concha multicolorida, enquanto o grande oceano da verdade continua a se extender, ainda inexplorado, diante de meus olhos."

Principais Realizações

• Descreveu o fenômeno de dispersão da luz
• Descobriu a lei da gravitação universal
• Formulou as primeiras leis do cálculo infinitesimal e diferencial

Descreveu, a partir de sua obra principal, as três primeiras leis do movimento:

1. A Inércia
2. F=m.a
3. A lei de ação e reação

• Foi o primeiro a dividir a luz branca em várias cores, a partir de um prisma, no seu estudo das cores e da luz.

Isaac Newton

1642 - 1727

Isaac Newton

O homem de cabelos brancos fechou o caderno, onde, com com escrita regular e miúda, se alinhavam seus cálculos, e recostou-se na cadeira. Naqueles cálculos, naquele caderno fechado que lhe custara tantos esforços e deduções, mais um mistério fora revelado aos homens. E talvez tenha sentido grande orgulho ao pensar nisso.

Esse ancião grisalho, Isaac Newton, era reverenciado na Inglaterra do século XVIII como o maior dos cientistas. Para seus contemporâneos, representava o gênio que codificara as leis do movimento da matéria e explicara como e por que se movem os astros ou as pedras. Uma lenda viva, recoberto de honras e glória, traduzido e reverenciado em toda a Europa, apontado como exemplo da grandeza "moderna" contraposta à grandeza "antiga" que Aristóteles representava. Ainda hoje, seus Princípios constituem um monumento da história do pensamento, só comparável às obras de Galileu e Einstein.

Mas o trabalho que Newton, velho e famoso, acabara de concluir - um dos tantos aos quais dedicou boa parte de sua vida e ao qual atribuía tanta importância - nada tinha a ver com ciência. Era um Tratado sobre a Topograjta do Inferno. Lá estavam deduzidos tamanho, volume e comprimento dos círculos infernais, sua profundidade e outras medidas. Essa prodigiosa mente científica envolvia-se também num misticismo sombrio e extravagante, que atribuía ao inferno uma realidade física igual à deste mundo.

Newton, entretanto, era acima de tudo um tímido e poucos souberam dessa obra, que só nos anos vinte deste século começou a ser divulgada.

Casa onde Newton nasceu

Isaac Newton nasceu em Woolsthorpe, no Lincolnshire, Inglaterra, no Natal do ano em que morria Galileu: 1642. Seu pai, um pequeno proprietário rural, havia morrido um pouco antes; três anos mais tarde, a mãe casou-se outra vez, e, mudando de cidade, deixou o pequeno Isaac aos cuidados da avó. Até os doze anos de idade, o menino freqüentou a escola de Grantham, aldeia próxima a Woolsthorpe.

Em 1660, foi admitido na Universidade de Cambridge, conseguindo o grau de bacharel em 1665; nesse ano, uma epidemia de peste negra abateu-se sobre toda a Inglaterra, e a Universidade viu-se obrigada a fechar suas portas. Newton voltou então para casa, onde se dedicou exclusivamente ao estudo, fazendo-o, segundo suas próprias palavras, "com urna intensidade que nunca mais ocorreu". A essa época remontam suas primeiras intuições sobre os assuntos que o tornariam célebre: a teoria corpuscular da luz, a teoria da gravitação universal e as três leis da Mecânica.

Trinity College, em Cambridge

Newton retornou a Cambridge em 1667, doutorando-se em 1668. No ano seguinte, um de seus professores, o matemático Isaac Barrow, renunciou às suas funções acadêmicas, para dedicar-se exclusivamente ao estudo da teologia; nomeou Newton seu sucessor, que, assim, com apenas 26 anos de idade, já era catedrático, cargo que ocuparia durante um quarto de século.

Em 1666, enquanto a peste assolava o país, Newton comprou, na feira de Woolsthorpe, um prisma de vidro. Um mero peso de papel, que iria ter grande importância na história da Física. Observando, em seu quarto, como um raio de sol vindo da janela se decompunha ao atravessar o prisma, Newton teve sua atenção atraída pelas cores do espectro. Colocando um papel no caminho da luz que emergia do prisma apareciam as sete cores do espectro, em raias sucessivas: vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta. A sucessão de faixas coloridas recebeu do próprio Newton o nome de espectro, em alusão ao fato de que as cores que se produzem estão presentes, mas escondidas, na luz branca.

Prisma de Newton sobre alguns de seus escritos

Newton foi além, repetindo a experiência com todas as raias correspondentes às sete cores. Mas a decomposição não se repetia: as cores permaneciam simples. Inversamente, ele concluiu que a luz branca é, na realidade, composta de todas as cores do espectro. E provou isso reunindo as raias coloridas de duas maneiras diferentes: primeiro, mediante uma lente, obtendo, em seu foco, a luz branca; e, depois, através de um dispositivo mais simples, que passou a ser conhecido como disco de Newton. Trata-se de um disco dividido em sete setores, cada um dos quais pintado com uma das cores do espectro. Fazendo-o girar rapidamente, as cores se superpõem sobre a retina do olho do observador, e este recebe a sensação do branco.

Nos anos que se seguiram, já de novo em Cambridge, Newton estudou exaustivamente a luz e seu comportamento nas mais variadas situações. Desenvolveu, assim, o que passaria a se chamar teoria corpuscular da luz; a luz se explicaria como a emissão, por parte do corpo luminoso, de um número incontável de pequenas partículas, que chegariam ao olho do observador e produziriam a sensação de luminosidade. Como subproduto dessas idéias, Newton inventaria o telescópio refletor: ao invés de usar como objetiva umas lente - que decompondo a luz causa aberrações cromáticas emprega um espelho côncavo, que apenas reflete a luz.

Telescópio construído por Newton

Até 1704 - ano em que apareceu sua Optica - Newton não publicou nada sobre a luz; mas isso na impediu que suas idéias fossem sendo divulgadas entre os colegas e alunos de Cambridge.

Havia, na época, outra hipótese sobre a natureza da luz: a teoria ondulatória do holandês Christiaan Huygens. Contemporâneo de Newton, Huygens supunha a. luz formada de ondas, que são emitidas pelo corpo luminoso. Pensava que sua propagação se dá da mesma forma que para as ondas sonoras, apenas muito mais rapidamente que estás últimas.

A posteridade viria demonstrar que, apesar de nenhuma das duas teorias ser integralmente acertada, Huygens andava mais perto da verdade que Newton. Contudo, quando, em 1672, Newton foi eleito membro da Royal Society, seu prestígio já o havia antecedido, e ele quase não encontrou oposição à sua teoria da luz. Mas os poucos opositores - sobretudo Robert Hooke, um dos maiores experimentalistas ingleses obrigaram Newton a enfrentar uma batalha em duas frentes: contra eles e contra a própria timidez.

Seu desgosto pela controvérsia revelou-se tão profundo que, em 1675, escreveu a Leibnitz: "Fui tão irnportunado com discussões a respeito de minha teoria sobre a luz, que condenei minha imprudência em me desfazer de minha abençoada tranqüilidade para correr atrás de uma sombra". Essa faceta de sua personalidade iria fazê-lo hesitar, anos mais tarde, em publicar sua obra máxima: os Princípios.

Por mais de um milênio - desde que, juntamente com o Império Romano, a ciência antiga fora destruída - o pensamento europeu demonstrou-se muito pouco científico. A rigor, é difícil afirmar que a Idade Média tenha, de fato, conhecido o pensamento científico. O europeu culto, geralmente um eclesiástico, não acreditava na experimentação, mas na tradição. Para ele, 'tudo quanto havia de importante a respeito de ciência já havia sido postulado por Aristóteles e mais alguns cientistas gregos, romanos ou alexandrinos, como Galeno, Ptolomeu e Plínio. Sua função não era colocar em dúvida o que tinham afirmado, mas transmiti-lo às novas gerações.

Em poucos séculos - do XI ao XV - o desenvolvimento do comércio e, posteriormente, do artesanato, da agricultura e das navegações, fez desabar a vida provinciana da Idade Média, prenunciando o surgir da Idade Moderna, na qual a ciência foi adquirindo importância cada vez maior.

Os dois grandes nomes que surgem como reformadores da ciência medieval são Johannes Kepler e Galileu Galilei. Kepler, embora um homem profundamente medieval - tanto astrólogo quanto astrônomo - demonstrou, entretanto, que o sistema astronômico dos gregos e dos seus seguidores estava completamente errado. Galileu fez o mesmo com a física de Aristóteles.

A mecânica de Aristóteles, assim como quase toda sua obra científica, baseava-se principalmente na intuição e no "bom senso". Dessa forma, suas análises não iam além dos aspectos mais superficiais dos fatos. A experiência cotidiana sugeria-lhe, por exemplo, que, para conservar um corpo em movimento, é necessário mantê-lo sob a ação de uma influência, empurrá-lo ou puxá-lo. E ele o diz explicitamente em sua Mecânica: "O corpo em movimento chega à imobilidade quando a força que o impele não mais pode agir de modo a deslocá-lo". No entanto, é fato indiscutível que uma pedra pode ser arremessada à distância, sem que seja necessário manter a ação de uma força sobre ela. Aristóteles contornava essa dificuldade dizendo que a razão pela qual a pedra se movimenta repousa no fato de que ela é empurrada pelo ar que ela afasta, à medida que avança. Por menos plausível que fosse essa explicação, ela permaneceu incontestada até o aparecimento de Galileu.

O sábio florentino, percebendo as incongruências das teorias aristotélicas, atacou o problema de maneira oposta. Seu raciocínio foi bastante simples: suponha-se que alguém empurre um carrinho de mão por uma estrada plana. Se ele repentinamente parar de empurrar, o carrinho percorrerá ainda uma certa distância antes de cessar seu movimento. E essa distância poderá ser aumentada, se a estrada for tornada muito lisa e as rodas do carrinho estiverem bem lubrificadas. Em outros termos, à medida que se diminuir o atrito entre o eixo do carrinho e suas rodas, e entre estas e a estrada, a redução de sua velocidade será cada vez menor. Galileu supôs, então, que, se o atrito entre o carrinho e a estrada fosse eliminado por completo, o carrinho deveria - uma vez dado o impulso inicial - continuar indefinidamente em seu movimento.

Quarenta anos após a morte de Galileu, Isaac Newton formulou mais precisamente esse conceito, que passou a ser conhecido como o Primeiro Principio da Mecânica: "Qualquer corpo permanece em repouso ou em movimento retilíneo uniforme, a não ser que sofra uma ação externa".

Galileu havia tentado ir mais além, estudando a maneira como o movimento de um corpo varia quando este está sob a ação de uma força - por exemplo, a queda de um corpo sobre a superfície da Terra. Contudo, ele não pôde separar claramente nas suas experiências o dado principal dos acessórios. Foi Newton quem despiu o problema de seus aspectos não essenciais, e viu na massa do corpo esse dado.

Um mesmo corpo, submetido a forças de valores diferentes, move-se com velocidades diversas. Uma bola parada, ao receber um chute, adquire maior ou menor velocidade, num certo lapso de tempo, conforme o chute seja forte ou fraco. Como a variação da velocidade com o tempo mede a aceleração, a força maior comunica à bola uma aceleração maior.

Por outro lado, dois corpos de massas diferentes, quando sob a ação de forças de igual valor, também se movem diversamente: o de maior massa fica submetido a uma aceleração menor. Ou seja, a aceleração provocara por uma força que atua sobre um corpo tem a direção e o sentido desta força, e é diretamente proporcional ao valor dessa força e inversamente proporcional à massa do corpo.

Esse é o enunciado do Segundo Princípio da Mecânica, que permite, em última análise, descrever todo e qualquer movimento, desde que se conheçam as massas dos corpos envolvidos e as forças a que eles estão sujeitos. A partir dele, podem-se derivar todas as relações entre a velocidade de um corpo, sua energia, o espaço que ele percorre em determinado intervalo de tempo, e assim por diante.

Entretanto, além do problema da massa, Newton foi obrigado a resolver outra questão: como se manifesta o estado de movimento de um corpo, num tempo infinitamente curto, sob a influência de uma força externa? Somente assim poderia estabelecer fórmulas gerais aplicáveis a qualquer movimento. Esta preocupação levou-o a inventar o cálculo diferencial, a partir do qual obteve também o cálculo integral.

Engenho a vapor que prova a ação e reação

O contraste entre a simplicidade do enunciado e a profundidade de sua significação é ainda mais evidente no seu Terceiro Principio da Mecânica:

"A toda ação corresponde uma reação igual e em sentido contrário " Este é o postulado mais simples e mais geral de toda a Física. Ele explica, por exemplo, por que uma pessoa dentro de um barco, no meio de um rio, quando quer se aproximar da terra firme, "puxa a margem" e o resultado visível é que a margem "puxa o barco". Em outras palavras, quando o indivíduo laça com uma corda uma estaca da margem e começa a puxar a corda, está, na verdade, exercendo uma força (ação) sobre a margem; esta, por sua vez, aplica uma força igual em sentido contrário (reação) sobre o barco, o que faz com que este se movimente.

Pode parecer extraordinário que algo tão evidente tivesse que esperar o surgimento de Newton para ser estabelecido; mas, na verdade, ele só pôde fazer suas afirmações depois que Galileu tornou claro o papel que as forças desempenham no movimento. Galileu foi, assim, o precursor de Newton, e este seu herdeiro e continuador.

O papel de Newton como sintetizador repetiu-se em outro dos episódios importantes de sua obra: o descobrimento da lei da gravitação universal. Desta vez, o pioneiro foi Kepler.

Enquanto Galileu lutou contra Aristóteles, Kepler insurgiu-se contra Ptolomeu, um dos maiores astrônomos alexandrinos e, também - embora involuntariamente -, o principal obstáculo ao desenvolvimento da astronomia na Idade Média.

Pltolomeu acreditava no sistema das esferas concêntricas: a Terra era o centro do Universo; à sua volta, giravam a Lua, o Sol, os planetas e as estrelas. E, o que é mais importante do ponto de vista cosmológico, tinha a certeza de que os movimentos dessas esferas deveriam realizar-se em círculos perfeitos, com velocidade uniforme. Sua certeza originara-se em Platão e tinha razões de ordem religiosa: Deus só pode fazer coisas perfeitas, e apenas o movimento circular é perfeito.

Essa visão do Universo prevaleceu por tempo espantosamente longo, considerando-se as evidências em contrário. O primeiro passo efetivo contra esse estado de coisas foi dado por Nicolau Copérnico, no princípio do século XVI: ele questionou o dogma de que a Terra é o centro do Universo, transferindo para o Sol este papel. Mas não viveu - nem lutou - para ver sua idéia prevalecer. Quem fez isso foi Kepler.

Colocar o Sol no centro do Universo, com a Terra e os demais planetas girando em torno dele, não foi a tarefa mais árdua de Kepler; o pior foi descrever como se dá o movimento dos planetas, já que as trajetórias circulares evidentemente não eram obedecidas. E Kepler lutou a vida inteira contra seus contemporâneos - e contra seus próprios preconceitos astrológico-mágicos para concluir que os planetas descrevem elipses em torno do Sol, obedecendo a três leis matemáticas bem determinadas.

Trinta anos após a morte de Kepler e vinte depois da de Galileu, Newton, com apenas vinte anos de idade, atacou o quebra-cabeças legado por seus dois precursores. As peças-chave eram: as leis dos movimentos dos corpos celestes, de Kepler. e as leis dos movimentos dos corpos na Terra, de Galileu. Mas os dois fragmentos não se ajustavam, pois, de acordo com as leis descobertas por Kepler, os planetas se moviam segundo elipses, e, conforme Galileu, segundo círculos. Por outro lado, as leis da queda dos corpos de Galileu não possuíam relação aparente com o movimento dos planetas ou dos cometas.

Newton atacou o problema, estabelecendo uma analogia entre o movimento da Lua ao redor da Terra e o movimento de um projétil lançado horizontalmente na superfície do planeta. Qualquer projétil assim lançado está sob a ação de dois movimentos: um movimento uniforme para a frente em linha reta, e um movimento acelerado devido a força de gravidade que o atrai para a Terra. Os dois movimentos interagindo produzem uma curva parabólica, conforme demonstrou Galileu, e o projétil termina por cair ao chão. Cairá mais perto do lugar onde foi disparado se a altura de lançamento foi pequena e a velocidade inicial do corpo foi baixa; cairá mais longe, se a situação se inverter.

Newton perguntou-se, então, o que sucederia se a altura do lançamento fosse muito grande, comparável, por exemplo, com a distância da Terra à Lua. E sua resposta foi a de que o corpo deveria cair em direção à Terra, sem, contudo, atingir sua superfície.

O porquê reside no seguinte: se o corpo for lançado além de uma certa altura - e esse é o caso, por exemplo, dos satélites artificiais -, a parábola descrita pelo corpo não o trará de volta à Terra, mas o colocará em órbita. Assim, o satélite artificial está sempre caindo sobre o planeta, sem nunca atingi-lo. O mesmo acontece com a Lua, que um dia tangenciou a Terra e nunca mais deixou de "cair" sobre 'ela.

Com esse raciocínio, Newton ligou dois fenômenos que até então pareciam não ter relação entre si- o movimento dos corpos celestes e a queda de um corpo na superfície da Terra. Foi assim que surgiu a lei da gravitação universal.

Tudo isso foi-lhe aparecendo gradualmente, até que, em 1679, pôde responder a Halley, seu amigo e discípulo, que lhe perguntara se conhecia um princípio físico capaz de explicar as leis de Kepler sobre os movimentos dos planetas. E sua resposta foi a seguinte: a força de atração entre dois corpos é proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que os separa. "Percebi", escreveu Halley a Newton, "que você tinha feito uma demonstração perfeita."

Halley induziu, então, o amigo não sem alguma dificuldade, pois Newton tinha bem presente o episódio da polêmica com Hooke - a reunir em uma só obra seus trabalhos sobre a gravitação e as leis da Mecânica, comprometendo-se a custeear, ele mesmo, as despesas de publicação.

Embora se tratasse de resumir e ordenar trabalhos em grande parte já escritos, sua realização consumiu dois anos de aplicação contínua. O compêndio, chamado Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, os Princípios, compõe-se de três livros. O primeiro trata dos princípios da Mecânica; é nele que aparecem as três leis do movimento de Newton. O segundo cuida da mecânica dos fluidos e dos corpos neles imersos. Finalmente, o terceiro situa filosoficamente a obra do autor e traz alguns resultados do que foi estabelecido nos dois anteriores.

Nesse terceiro livro, Newton analisa os movimentos dos satélites em tomo de um planeta e dos planetas ao redor do Sol, baseando-se na gravitação universal. Mostra que é possível deduzir, da forma de tais movimentos, relações entre as massas dos planetas e a massa da Terra. Fixa a densidade da Terra entre 5 e 6 (o valor admitido atualmente é 5,5) e calcula a massa do Sol, bem como a dos planetas dotados de satélites. Avalia em 1/230 o achatamento da Terra nos pólos - hoje sabemos que este valor é de 1/270.

A estrada: de Newton em direção à execução da obra que o imortalizou foi plana e isenta de acidentes de maior importância. Newton não teve que enfrentar sozinho, como Galileu, a oposição de seus contemporâneos, nem conheceu, como o florentino, a iniqüidade das retratações perante os tribunais religiosos. Não precisou, como Kepler, travar lutas consigo próprio, para fazer coincidir suas idéias sobre astrologia e seus preconceitos místicos com os resultados das observações.

Newton, como se descobriria depois, foi tão obcecado pelo misticismo quanto Kepler. Só que ele manteve ciência e religião completamente separados em sua mente. Uma não influía sobre a outra.

Casa de Newton em Londres, em Leicester Square

Newton sempre teve o apoio do mundo científico de sua época, usufruindo de todas as honrarias que podem ser concedidas a um homem de ciência: em 1668, foi nomeado representante da Universidade de Cambridge, no Parlamento; em 1696, assumiu o cargo de inspetor da Casa Real da Moeda, tornando-se seu diretor em 1699; nesse mesmo ano foi eleito membro da Academia Francesa de Ciências; em 1701, deixou sua cátedra em Cambridge, e, a partir de 1703, até sua morte, foi presidente da Royal Society.

Mas, ao assumir mais cargos e receber mais gratificações, sua atividade científica passou a diminuir e sua preocupação com religião e ocultismo tendeu a aumentar. Depois da publicação dos Princípios, suas contribuições se tornaram cada vez mais esparsas e, na maior parte das vezes, insignificantes quando comparadas com a obra anterior.

No início de 1727, Newton, cuja saúde declinava há anos, ficou gravemente enfermo. Morreu no dia 20 de março desse ano, tendo sido sepultado na Abadia de Westminster com o seguinte epitáfio: "É uma honra para o gênero humano que um tal homem tenha existido."

Buraco Negro

Buraco Negro é uma "coisa" que de negro tem tudo, mas de buraco não tem nada.

Buraco Negro é uma região do espaço onde o campo gravitacional é tão forte que nada sai dessa região, nem a luz; daí vermos negro naquela região. Matéria (massa) é que "produz" campo gravitacional a sua volta. Um campo gravitacional forte o suficiente para impedir que a luz escape pode ser produzido, teoricamente, por grandes quantidades de matéria ou matéria em altíssimas densidades.

Velocidade de Escape

Se atirarmos uma pedra para cima ela "sobe" e depois "desce", certo?
Errado!

Se atirarmos um corpo qualquer para cima com uma velocidade "muito" grande, esse corpo "sobe" e se livra do campo gravitacional da Terra, não mais "retornando" ao nosso planeta.

A velocidade mínima para isso acontecer é chamada de velocidade de escape. A velocidade de escape na superfície da Terra é 40.320 Km/h. Na superfície da Lua, onde a gravidade é mais fraca, é 8.568 Km/h, e na superfície gasosa do gigantesco Júpiter é 214.200 Km/h.

A velocidade da luz é aproximadamente 1.080.000.000 Km/h. Um buraco negro é um corpo que produz um campo gravitacional forte o suficiente para ter velocidade de escape superior à velocidade da luz.

A massa do Sol (0,2 X 10³¹Kg) é 333 mil vezes a massa da Terra e seu diâmetro (1,4 milhões de quilômetros) é mais de 100 vezes o diâmetro da Terra. Ele se transformaria em um buraco negro caso se contraísse a um diâmetro menor que 6 Km.

Detecção

Uma vez que nada sai de um buraco negro, nada de um buraco negro chega até nós. Resta-nos então observá-lo indiretamente, através de sua ação sobre sua vizinhança. "Vemos" um buraco negro observando "coisas" que o rodeiam sob a ação do seu campo gravitacional ou então que "caem" em sua direção, também sob a ação desse mesmo campo gravitacional.

A velocidade com que a matéria, a uma determinada distância de um corpo, o orbita, é proporcional à gravidade desse corpo. Mesmo sem vermos o corpo central podemos saber qual a sua massa se virmos e medirmos a velocidade de nuvens de gás e poeira que o orbitam, por exemplo.

Uma outra situação: se sob a ação da gravidade do corpo central, matéria "cai" em direção a ele, esse material enquanto vai "caindo" vai se comprimindo; por se comprimir vai se esquentando, e quanto mais quente fica, mais irradia… Também nesse caso, se medimos essa radiação, obtemos informações sobre o corpo central.

Buracos Negros Super Massivos

Em 1994, astrônomos que trabalhavam com o Telescópio Espacial Hubble, não apenas obtiveram fortes indícios da presença de um buraco negro no centro de uma galáxia espiral, como também mediram a sua massa. Através de um efeito bem conhecido da física (Efeito Doppler) foi possível medir a velocidade de gás e poeira girando em torno do centro da galáxia M87.

Pelo desvio das linhas espectrais da radiação emitida por esse material, chegou-se à conclusão que ele gira em torno do núcleo de M87 com uma velocidade muito grande. Para manter esse material com uma velocidade tão grande é preciso uma massa central também muito grande. Uma quantidade tão grande de massa no volume interno à órbita do material que o circula só pode ser um buraco negro. A massa deste buraco negro foi estimada em 3 bilhões de massas solares.

Posteriormente foram obtidos indícios de outros buracos negros no centro de outras galáxias. A tabela abaixo nos apresenta 17 galáxias que atualmente suspeitamos possuírem buracos negros supermassivos em seus centros. Também é apresentada a massa estimada desses buracos negros.

Nome da Galáxia

Massa do Buraco Negro (Sol=1)

Hoje acreditamos ser possível que toda grande galáxia tenha um buraco negro, de massa equivalente a milhões ou bilhões de estrelas, em seu centro. Esses buracos negros podem ter se formado no universo primitivo, a partir de gigantescas nuvens de gás ou então depois das galáxias já formadas, a partir do "colápso" de imensos aglomerados estelares.

Buracos Negros Estelares

Antes da fantástica descoberta acima descrita a procura por buracos negros no universo se concentrava principalmente na possível detecção de objetos muito compactos com massa algumas poucas vezes maior que a massa do Sol e que estariam espalhados nas galáxias.

Desde 1939 acreditamos que, em seu processo evolutivo, uma estrela de massa maior que 3,2 vezes a massa do Sol, quando acaba o seu combustível, pode "desabar sob seu próprio peso". Essa estrela pode se contrair tanto que dê origem a um campo gravitacional forte o suficiente para impedir que a luz escape de suas proximidades. Um buraco negro!

Se um buraco negro desses estiver envolto por uma nuvem de gás e poeira ou se tiver uma estrela por companheira, pode ser que tenhamos matéria dessa nuvem ou dessa estrela "caindo" no buraco negro e então irradiando (principalmente na frequência de raio X). Um número considerável de estrelas da nossa galáxia forma sistemas duplos. É possível então que tenhamos vários buracos negros cabíveis de serem detectados através dessa radiação.
Cygnus X-1 é uma "fonte de raios X", companheira de uma estrela de massa aproximadamente 30 vezes a do Sol (HDE 226868) e é um dos mais fortes candidatos a buraco negro conhecido.

A tabela abaixo nos apresenta 8 estrelas que acreditamos possam ser companheiras de buracos negros. Também é apresentada a massa estimada desses buracos negros.

Nome da Estrela

Massa do Buraco Negro (Sol=1)

Uma Nova Classe de Buracos Negros

Em abril passado astrônomos da NASA e da Carnegie Mellon University comunicaram haver obtido, separadamente, evidências da existência de buracos negros de massas variando entre 100 e 10.000 massas solares, nos centros de algumas galáxias.
Os astrônomos da NASA obtiveram tal evidência estudando raios X emitidos por 39 galáxias próximas à nossa. NGC 4945, uma galáxia espiral muito parecida com a Via Láctea (nossa galáxia), é uma dessas. Os astrônomos da Carnegie Mellon University chegaram à mesma evidência estudando raios X provenientes de M82.
Têm sido elaboradas teorias procurando entender a origem dessses buracos negros "meio pesados".

Mini Buracos Negros?

Vale a pena lembrar que muitos astrônomos e físicos acreditam na existência de mini buracos negros que teriam sua origem nos primórdios do universo.
Alguns procuram explicar a explosão que ocorreu sobre o rio Tunguska na Sibéria em 1908 e destruiu mais de 2.150 quilômetros quadrados de densa floresta, à colisão de um desses mini buracos negros com a Terra.

Fonte: www.observatorio.ufmg.br

Buraco-Negro

Imagine uma região do espaço onde a matéria se concentra. Sabemos que matéria atrai matéria, logo esta concentração cria um campo gravitacional intenso que irá atrair mais matéria, aumentando o campo gravitacional e atraindo mais matéria. Se a matéria estiver disponível em grande quantidade, a concentração irá aumentando exponencialmente. A compressão desta matéria irá formar uma estrela que empurra a matéria para fora até esgotar seu combustível, quando a estrela colapsa, seu campo gravitacional vence a batalha e atrai mais matéria, num vórtice alucinante: a estrela desmorona sobre si mesma. Ao atingir uma massa crítica a estrela "desaparece"! É que seu campo gravitacional se tornou tão forte que a própria luz não consegue escapar! Acaba de se formar um buraco negro.

Além de uma linha teórica limite, chamada de horizonte de eventos, nada mais pode ser detectado. Apesar de não ser mais visto, ele continua a devorar matéria. Os únicos indícios de sua presença são as reações extremas da matéria que tenta fugir a este destino, gerando reações de alto brilho ou emitindo radiações de alta energia, como ondas de rádio e raios X, e o desvio da luz circundante que é distorcida por seu campo gravitacional.

Segundo Albert Einstein o centro do buraco negro é uma "singularidade", um ponto do universo onde o volume tende a zero, enquanto a densidade tende para o infinito. Este panorama é completamente teórico, imaginado pelos cosmologistas para tentar explicar alguns eventos detectados no universo. A idéia que a luz poderia ser atraída por ação gravitacional foi sugerida por John Michell (1724-1793) e posteriormente examinada por Pierre-Simon Laplace (1749-1827). Este fenômeno foi posteriormente teorizado por Albert Einsten e confirmado, na prática, durante um eclipse total do Sol observado do norte do Brasil, em 1919. Ambos sugeriram que se a luz fosse atraída por um corpo suficientemente massivo, ela não poderia escapar. O astrônomo alemão Karl Schwarzschild, em 1916 previu a existência de estrelas colapsadas que não emitiriam radiação, e calculou o raio do horizonte de eventos, que hoje chamamos de raio de Schwarzschild. Para termos um buraco negro, uma estrela com dez vezes a massa do Sol precisaria ter sua matéria aglutinada em um raio de aproximadamente 30 quilômetros.

Apesar de teórico, seu modelo matemático é perfeitamente plausível, por este motivo sua existência já é tida quase como uma certeza. Várias tentativas foram feitas para provar sua existência, mas acabam esbarrando no horizonte de eventos. Um campo gravitacional tão forte altera as características do espaço-tempo, uma concepção einsteniana da dualidade do espaço e do tempo, e, a partir deste ponto, nossa matemática tem de ser revista, para atender a parâmetros de difícil entendimento e visualização, como o aumento exponencial do número de dimensões.

Algumas perguntas ficam no ar, quando imaginamos o que está ocorrendo no interior do horizonte de eventos. Existe um limite onde o buraco negro pararia de crescer? Para onde vai toda aquela matéria? Existe matéria como a que conhecemos no interior do buraco negro? Se o tempo é alterado ele poderia ser parado, acelerado ou talvez "invertido"? Poderia existir um buraco branco, o "anti-buraco negro", que despejaria esta matéria em outro ponto do universo? Onde poderia acontecer este fenômeno: em regiões distantes do buraco negro? A matéria poderia ser transferida através de um universo paralelo? Em que época? No passado ou no futuro? Não sabemos. Quanto mais estudamos o problema mais modelos teóricos, cada vez mais complexos são apresentados e aumentam as lista de perguntas a ser respondidas. Alguns autores já o classificaram como "o supremo desconhecível".

Stephen Hawking, um astrofísico inglês, tem dedicado toda a sua vida ao estudo dos buracos negros e às singularidades do espaço-tempo. Apesar de preso a uma cadeira de rodas devido à paralisia causada por uma doença rara, sua mente extraordinariamente fértil tem surpreendido o mundo seguidas vezes com suas concepções. Segundo sua teoria, buracos negros poderiam se formar de outras formas, além da morte de uma estrela, em qualquer grande concentração de matéria, como o núcleo de uma galáxia, e poderíamos ter mini buracos negros, do tamanho de um próton, gerados no Big-bang que poderiam emitir energia na forma de partículas subatômicas, reduzindo assim sua massa, e desaparecer depois de algum tempo, ao contrário dos mais massivos.

Em 1994 o telescópio espacial Hubble forneceu algumas evidências de que no núcleo da galáxia M87 poderia estar um buraco negro super massivo, equivalente a três bilhões de massas solares.

NOTAS DO 1º BIMESTRE

                                              TURMA  A

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