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Éter: Preenchendo o espaço vazio

Física: Conceito e história — By on março 20, 2011 at 11:56

O conceito de luz, como por exemplo, a luz proveniente do sol, já causou grandes debates e alguns erros teóricos na ciência. Para Newton, que realizou a decomposição da luz branca utilizando um prisma, a luz era composta de minúsculas partículas. Para explicar as variedades de cores, Newton disse que a luz era composta de várias partículas de diferentes velocidades, e que cada velocidade correspondia a uma cor diferente.

Já na outra teoria que propunha uma explicação para a luz no século 17, cujo principal autor foi Huygens, a luz era uma onda. Como sabemos que podemos definir uma onda através de sua freqüência, a explicação dada para as variadas cores diferentes era de que a luz branca, soma de todas as cores, era composta por várias ondas de diferentes freqüências, cada uma correspondendo a uma determinada cor.

As duas teorias, a teoria corpuscular da luz e a teoria ondulatória da luz, conseguiam explicar cada uma determinados fenômenos. Porém certos fenômenos explicados pela teoria corpuscular não eram possíveis de ser explicados pela teoria ondulatória e vice versa. Isso criou entre os diversos cientistas da época um sentimento de que alguma teoria estava errada ou incompleta. Devido ao fato da teoria ondulatória da luz ser capaz de explicar uma quantidade maior de fenômenos na época, ela passou a ser adotada como a mais correta para explicar a luz.

O conceito de onda pode ser entendido como algo que transporta energia, em suas diversas formas, através do espaço. Como exemplo, temos a onda sonora, que transporta energia sonora, e temos as ondas luminosas provenientes do sol, que transportam energia térmica do Sol para a Terra.

Até o final do século 19 os físicos eram, em sua grande parte, os mais tradicionais possíveis. Era tido como certo que as ondas, em todas suas formas, necessitariam de um meio material para se propagarem. Assim, podemos entender uma onda como sendo vibrações de partículas (moléculas) do meio, que se transladam no espaço através do choque entre as moléculas. Temos então duas idéias que não estavam tão correlacionadas no meio do seculo19: uma era que a luz proveniente do sol era uma onda; a outra era que toda onda necessitava de um meio para se propagar. Isso gera uma pergunta: como as ondas provenientes do Sol chegam a Terra? Para explicar isso, os físicos dos séculos 19 introduziram o conceito do éter. O éter seria, em essência, um meio material que permeava todo o espaço, não existindo assim espaço vazio no universo. O éter resolveria assim o problema da propagação da luz proveniente do Sol!

A idéia de um meio físico preenchendo todo o espaço não é nada trivial. Sabia-se há muito tempo que o movimento dos planetas era algo praticamente constante, ou seja, suas velocidades praticamente não se alteravam. Aqui surge o primeiro problema. Se o éter é um meio material, ele deve ser constituído por partículas, logo, essas partículas ofereceriam uma resistência ao movimento dos planetas, ocasionando assim uma diminuição em suas velocidades. Porém, essa alteração na velocidade não foi constatada. Para explicar isso, os físicos disseram que o éter era um meio pouco denso (poucas partículas por volume) e assim a resistência ao movimento dos planetas poderia ser desprezada.

Mas, havia outro problema, pois o éter deveria possuir uma densidade tal que possibilitasse o choque entre as moléculas, ocorrendo assim as vibrações necessárias para a propagação da luz no espaço. Portanto, o éter deveria apresentar uma densidade grande o bastante para possibilitar a propagação da luz, mas pequena o suficiente para não oferecer resistência ao movimento dos planetas.

Pode ser visto claramente que uma das grandes idéias do século 19, o éter, resolvia um problema, mas ao custo de criar vários outros que não eram simples de serem solucionados. Hoje sabemos que o éter não existe, e que a luz é uma onda eletromagnética e que por isso pode se propagar no vácuo. Idéias e teorias surgem e são abandonadas ao longo do tempo na física, dependendo da capacidade experimental da época em confirma-las ou refutá-las.

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12 Comments

  1. Francisco disse:

    Ótimo texto, bastante esclarecedor para esse assunto tão complexo de ser entendido.

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  2. N tem nome disse:

    Realmente o texto está ótimo, parabéns e obrigado pela ajuda.

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  3. Priscila disse:

    Fascinante ter acesso as informações que um dia foram verdades e hoje não são mais e de forma tão simples.

    Isso deixa a minha mente mais aberta ao conhecimento, seja porque as palavras e estudos não são imutáveis ou pelo fato de conhecer novas formas de pensar.

    Obrigada!

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    Jonas Floriano Resposta:

    Obrigado pelo comentário, Priscila. De fato, é muito bacana saber como as pessoas pensavam na antiguidade, sem nenhum recurso tecnológico.
    Se quiser saber mais sobre o éter, eu recomendo fortemente o livro “A teoria da relatividade restrita” do David Bohm, editora contraponto. Vale a pena.
    Abraços.

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  4. Gabriel Dias da Silva disse:

    Belo texto, parabéns pelo excelente manuscrito que sanou-me diversas dúvidas a respeito do assunto.

    [Responder]

    Jonas Floriano Resposta:

    Obrigado pelo comentário, Gabriel.
    Se quiser saber mais sobre o éter, eu recomendo fortemente o livro “A teoria da relatividade restrita” do David Bohm, editora contraponto. Vale a pena.
    Abraços!!

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  5. Elliot disse:

    A finalização do texto com a frase “Hoje sabemos que o éter não existe, e que a luz é uma onda eletromagnética e que por isso pode se propagar no vácuo” tirou um um pouco a qualidade do mesmo, pois:

    (1) não se sabe se o éter existe ou não; nem a teoria da relatividade prova sua inexistência.

    (2) dizer que “a luz é uma onda eletromagnética e que por isso pode se propagar no vácuo” é incoerente, pois a grande dúvida é saber como pode um onda propagar no vácuo, uma vez que um fenômeno ondulatório pressupõe um meio que vibre.

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  6. Oi Elliot, obrigado pelo comentário.
    Sobre sua observação (1): Acredito que ficou bem claro no texto que o éter mencionado é éter como imaginado na época antes da formulação da relatividade, ou seja, um meio físico com densidade suficiente para permitir a propagação de ondas mecânicas. Para isso, o meio deve possuir uma densidade mínima a fim de permitir tal propagação, valor este que você pode encontrar na internet. Porém o meio não pode ser muito denso a ponto de impedir o movimento da Terra pelo espaço, uma vez que neste movimento temos a conservação da energia, o que não aconteceria se o éter agisse como uma força de resistência ao movimento. Este conceito de éter sobreviveu. Mesmo em sua época os cientistas tinham dificuldades em sustentar a ideia. Se formos falar em éter como um conceito moderno, pouco importa a teoria da relatividade, porque devemos nos atentar ao conceito quântico de matéria, e para isso devemos lançar mão da mecânica quântica. Mas isso é outra história.
    Sobre o item (2): Se você olhar em qualquer livro de física do ensino médio, verá que existem algumas diferenças entre ondas. Existem as ondas transversais, e as longitudinais, e também as mecânicas e as eletromagnéticas. São meros nomes, que significam que as mecânicas necessitam de um meio físico (no conceito clássico) para se propagar, ao passo que as ondas eletromagnéticas não necessitam de um meio (no conceito clássico). Caso você saiba um pouco de teoria quântica de campos, deve saber então que o vácuo é sim um meio, que ele possui energia, ou melhor, flutuações de energia. Mas os termos ondas mecânicas e eletromagnéticas foram cunhados há muito tempo. E são seguidos por questão de tradição. Espero ter ajudado no esclarecimento.

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    Jonas Floriano Resposta:

    Correção no texto acima: “Este conceito de éter não sobreviveu”.

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  7. Elliot disse:

    Quanto ao ponto (1) no meu comentário anterior, você pode verificar que não somente eu afirmo isso em várias publicações; a mais à mão se encontra no saite http://www.if.ufrgs.br/cref/?area=questions&id=702 , onde se lê que “A ‘derrubada da teoria do éter luminífero’ NÃO aconteceu graças aos experimentos Michelson-Morley. Esta é uma lenda a serviço da concepção empirista sobre como funciona a ciência.”

    Quanto ao ponto (2), creio que você se confundiu ao dizer que “a luz é onda (eletromagnética) e que por isso pode se propagar no vácuo”. De fato, a propagação no vácuo por partículas (que simplesmente se projetam através dele) é bem mais fácil de conceber do que por ondas. Convém lembra da dualidade onda-partícula da luz, segundo a Mecânica Quântica.

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  8. Oi Elliot.
    Veja, de fato você está certo em reproduzir que a derrubada do conceito do éter não foi devido ao experimento. O próprio conceito de éter foi ficando difícil de se sustentar e foi então descartado, como eu disse. E como acontece muito com conceitos propostos ao longo da ciência.
    Sobre a luz, normalmente quando se diz que a luz é uma onda eletrognética, está se dizendo em termos clássicos, sem levar em conta a mecânica quântica. Foi esta a intenção do texto, mesmo porque eu nem mencionei a dualidade onda partícula quântica existente, uma vez que não fazia parte do escopo do texto.

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  9. Pâncreas disse:

    O Éter é o Campo de Higgs. A Ciência do passado repudiou o éter, porque utilizou a luz para provar a sua existência. Eles não sabiam que os fótons não interagem com o Campo de Higgs. Atualmente, graças ao LHC, sabemos que o éter existe, que é o Campo de Higgs, que permeia todo o Universo, sem faltar em lugar algum. É preciso evoluir e se desprender de conceitos ultrapassados e revogados pelas novas descobertas.

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