História da Física: buscando explicar os fenômenos do Universo

07:00:00 Professora Manuka 0 Comentários

A história da Física teve início quando o primeiro homem observou o mundo à sua volta e procurou explicar como ele funcionava, isto é, procurou conceber a lei natural que respondia satisfatoriamente como e por que um fenômeno ocorria. Acompanhe:

Imagem: Freepik.

As ideias sobre origem, estrutura e modo de formação do Universo estão entre as mais antigas especulações da mente humana e tiveram um papel fundamental no desenvolvimento das ciências e da Física em particular.

A moderna Astronomia e a Cosmologia desenvolveram-se a partir da herança dos povos da antiguidade, principalmente dos árabes e gregos.

Os dados antigos mostram que os sumérios, em 3.000 a.C., possuíam um grau notável de cultura astronômica, que foi transmitido aos babilônicos. O mundo dos babilônicos era como uma ostra, com água por baixo e por cima.

A Terra era um monte colocado no centro e banhada pelas águas inferiores. Por cima, estendia-se uma abóbada sólida coberta pelas águas superiores. Essas águas superiores eram filtradas pela abóbada na forma das chuvas.

O Sol, a Lua e as estrelas moviam-se lentamente pela abóbada, entravam por portas situadas a leste e desapareciam pelas portas situadas a oeste.

O Universo dos egípcios era uma espécie de caixa. A Terra era o fundo da caixa, o céu era uma vaca cujas quatro patas descansavam nos quatro cantos da Terra. Mais adiante, foi acrescentada uma tampa metálica em forma de abóbada. As estrelas eram lâmpadas suspensas na abóbada ou seguras por deuses.

Os caldeus anotavam dados astronômicos em tabuinhas de argila, datadas de 3.800 a.C., contendo observações feitas por sacerdotes daquele tempo acerca do movimento do Sol e das estrelas, cujos dados são surpreendentemente precisos: computavam a duração dos anos com um erro menor que uma parte em 100.000.

Séculos depois, na antiga Grécia, entre 650 a.C. e 250 a.C., a “Física” tomou um novo impulso: as especulações sobre a natureza do Universo adquiriram um caráter muito mais racional, colocando de lado elementos sobrenaturais.

Anaximandro propôs que a Terra é um disco rodeado de água. Para Pitágoras, a Terra era uma esfera e, ao redor dela, o Sol, a Lua e os planetas giram em círculos concêntricos.

Filolao foi o primeiro filósofo que atribuiu movimento à Terra, o qual descreve um círculo em torno de um ponto situado fora do planeta, no espaço, sendo esta a sua explicação do movimento diário dos diferentes corpos celestes.

Um século mais tarde, Heráclito postulou que a Terra gira sobre seu próprio eixo. Essa concepção explica o movimento das estrelas, mas não explica o movimento dos planetas.

A partir de 350 a.C., aproximadamente, o desenvolvimento da astronomia grega centrou-se em Alexandria.

Aristarco propôs que o Sol era o centro do Universo; a Terra era somente um planeta a mais que girava em torno do Sol, sendo essa a primeira proposta de que se tem notícia, segundo a qual o Sol é o centro do sistema.

Curiosamente, o sistema heliocêntrico de Aristarco caiu no esquecimento por quase 2.000 anos, sendo que a Escola de Alexandria ficou famosa por meio de outra teoria, a dos epiciclos, que dominou a Astronomia até meados do século XVI.

Biblioteca de Alexandria.
Fonte: imagens públicas do Google.

O sistema dos epiciclos, realização coletiva da Escola da Alexandria, sendo normalmente associado ao nome de Ptolomeu, autor do livro Al magesto, também traduzido em árabe.

A Terra supõe-se fixa no centro do Universo. O Sol e a Lua giram em volta dela, em órbitas circulares. Os planetas descrevem pequenos círculos, denominados epiciclos, com movimento uniforme.

Em 1543, renasceu a ideia de Aristarco por meio da publicação da obra De revolutionibus orbium celestium (Sobre as revoluções das esferas celestes), do polonês Nicolau Copérnico (1473-1543), sendo o primeiro sistema heliocêntrico conhecido, depois do de Aristarco.

Copérnico confere ao Sol a posição central e considera a Terra, acompanhada pela Lua, como mais um planeta a girar em volta do Sol. A esfera das estrelas é fixa, e o seu movimento aparente deve-se ao movimento de rotação da Terra sobre si mesma a cada 24 horas.

A teoria copernicana provocou uma revolução profunda no pensamento físico da época, apresentando enormes resistências em ser aceita.

A ideia de que a Terra não era o centro do Universo chocou-se com as opiniões filosóficas dominantes, desencadeando uma grande batalha ideológica, mas abriu caminho para novas explicações a respeito do Universo.

Depois de Copérnico, Giordano Bruno, Tycho Brahe e Kepler exploram e ampliam as concepções heliocêntricas e, juntamente com Galileu, em seus estudos de movimentos e quedas de corpos, derrubam as concepções de Aristóteles sobre o assunto.

A Física, a partir daí, tornou-se uma ciência específica, abrindo novos campos de estudo.

No início do século XVII, Isaac Newton publicou o livro Princípios Matemáticos de Filosofia Natural, uma das principais obras da Física, que sintetiza o conhecimento dos séculos passados e constitui a base de todos os desenvolvimentos posteriores da Física na mecânica.

Isaac Newton.
Fonte: imagens públicas do Google.

Newton introduziu também a noção de gravitação universal, explicou o movimento dos planetas, o achatamento dos polos, introduziu o conceito de frequência das ondas luminosas, estudou a dispersão da luz branca pelos prismas e construiu o primeiro telescópio de reflexão.

Teorias e estudos acerca do calor realizados por Joule, Celsius, Fahrenheit, Kelvin e outros proporcionaram o desenvolvimento da máquina a vapor. Esses estudos tiveram enorme aplicação na Revolução Industrial.

Os estudos na área dos fenômenos ópticos tiveram grande impulso com os trabalhos de Newton e de Huygens, apesar de serem teorias conflitantes. As de Newton tiveram maior aceitação, pois explicavam de forma satisfatória os fenômenos ópticos conhecidos na época, além de ter maior prestígio.

Os fenômenos elétricos também foram objeto de muitas pesquisas no século XVIII. Franklin estudou a eletrização e os raios como sendo descargas elétricas, e Volta construiu a primeira pilha, possibilitando os estudos de Ohm sobre corrente elétrica.

Em meados do século XIX, Oersted estabeleceu a interligação entre eletricidade e magnetismo, que, somada aos estudos de Ampère, Faraday e Maxwell, desenvolve a teoria do eletromagnetismo, que proporciona construir motores elétricos, transformando, radicalmente, o modo de vida da sociedade pelo uso industrial e doméstico de máquinas elétricas, além de propiciar o início das telecomunicações.

Na primeira metade do século XX, temos uma nova compreensão dos fenômenos físicos por meio da Teoria da Relatividade, de Einstein, e da Teoria Quântica de Bohr, que permitiram a utilização do átomo como fonte de energia com diversas aplicações de uso pacífico e também de uso militar.

Na segunda metade do século XX, os estudos do núcleo do átomo proporcionaram uma coleção de partículas, além de prótons, elétrons e nêutrons, chamados quarks, que trazem novas luzes para definir o que é um átomo.


Na Cosmologia, temos a concepção do Big-Bang, dentre outras, para a formação e evolução do Universo. O telescópio Hubble trouxe novos conhecimentos, proporcionando novas teorias acerca do Universo, mostrando que o conhecimento não é definitivo e podemos ser surpreendidos por fatos novos.

Fonte:
                                         
Multimatérias. MAIA, Raul. LISTA, Eliana Maia. TUCCO. PAULA, Ivan de. ROSA, Karla Lista. São Paulo: DCL, 2006.

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