HISTÓRIA DA FÍSICA DESDE SUA ORIGEM ATÉ O PRESENTE - FISICA - 2025

A história da física pode ser rastreada até a antiguidade, onde os filósofos da Grécia clássica se dedicaram ao estudo do funcionamento do universo. Muitos partiram da observação, como a ferramenta que poderia levá-los a entender as leis que regem o mundo.

Os movimentos da Terra, das estrelas e a tentativa de descobrir a origem da matéria foram alguns dos principais pontos de pesquisa da época. Além disso, muitos desses argumentos serviram para o desenvolvimento da mecânica.

Albert Einstein, uma das figuras mais importantes da história da física do século 20

Imagem de Jackie Ramirez de Pixabay

Filósofos como Leucipo e Demócrito propuseram que a matéria era composta de átomos, uma partícula menor e indivisível. Por sua vez, Aristarco de Samos foi o primeiro a discernir que a Terra girava em torno do Sol, realizando o primeiro modelo heliocêntrico do sistema solar, um plano astronômico que colocava o Sol no centro em vez da Terra, como se pensava que foi localizado.

Aristarco de Samos

Aristóteles defendeu a importância dos quatro elementos - ar, terra, água e fogo - no processo de formação da matéria. Ele também afirmou que tudo o que se move é movido por um motor interno ou externo.

Busto de Aristóteles, por Internet Archive, via Wikimedia Commons

Outros personagens relevantes, como Arquimedes de Siracusa no século III, deram contribuições no estudo da mecânica, elaboraram as bases da hidrostática e da estática.

Arquimedes de Siracusa

Ele também poderia criar um sistema de roldanas para reduzir o esforço ao levantar pesos. Hiparco de Nicéia conseguiu criar um mapa do movimento das estrelas por meio da geometria, o que permitiu a detecção de eventos astronômicos, como eclipses.

Hipparchus of Nicea - Fonte: Transferido de de.wikipedia para Commons por Maksim - Sob domínio público

Descobertas do mundo islâmico

Muitos dos estudos da antiguidade foram traduzidos para o árabe, na época da queda do Império Romano. Muito do legado grego foi recuperado pelo mundo islâmico, o que permitiu que certos desenvolvimentos ocorressem também nesta comunidade. Alguns deles podem ser mencionados:

-Omar Khayyám (1048-1131), que calculou a duração de um ano solar e propôs um modelo de calendário 500 anos antes do atual calendário gregoriano.

-Avempace (1085-1138), um dos principais precursores da terceira lei de Newton, propôs que para cada força utilizada existe uma força de reação. Ele também se interessava por velocidade e era um grande comentarista das obras aristotélicas.

-Nasir al-Din al-Tusi (1201-1274), descreveu em seu trabalho o movimento circular dos planetas em suas órbitas.

Idade Média

Todo o conhecimento que poderia ser herdado do período anterior à Idade Média foi levado em primeira mão pelos membros da igreja. O campo acadêmico limitava-se à cópia de manuscritos da Igreja. No entanto, mais tarde haveria um confronto devido a conflitos de fé.

O dilema dos cristãos pela tradução e aceitação de textos de origem "pagã" do mundo islâmico, originou certa aversão até a chegada de Tomás de Aquino, que conseguiu integrar o conhecimento aristotélico e grande parte da filosofia grega com o cristianismo.

São Tomás de Aquino

O Renascimento e a Revolução Científica

O clamor pelo conhecimento dos antigos continuou durante o Renascimento, mas intimamente ligado à religião, aspecto que trouxe várias consequências em termos de novas descobertas. Qualquer coisa que se opusesse ao pensamento aristotélico ou à igreja poderia ser condenada.

Foi o caso de Nicolás Copérnico no século 16, quando afirmou que a Terra e os outros planetas giravam em torno do sol. Isso foi imediatamente qualificado como heresia. De acordo com as crenças cristãs, a Terra era estacionária e estava no centro do universo.

Nicolas Copernicus - Fonte: UnknownDeutsch: Unbekannt Inglês: DesconhecidoPolski: Nieznany

O trabalho de Copérnico seria publicado pouco antes de sua morte em 1543, com base no modelo heliocêntrico do sistema solar desenvolvido por Aristarco de Samos. A ideia do movimento da Terra conseguiu ser tão revolucionária que daria lugar ao desenvolvimento do pensamento científico nos próximos séculos.

Galileo Galilei também está entre aqueles que se opuseram à rígida academia imposta pela igreja. Desta forma, tendo como referência as obras de Copérnico, após construir o seu próprio telescópio, conseguiu descobrir novos elementos dentro do sistema solar. A superfície montanhosa da Lua, as luas de Júpiter e as fases de Vênus.

Galileo Galilei - Fonte: Domenico Tintoretto

O apreço de Galileu pelos estudos de Copérnico e suas novas descobertas levaram a inquisição a condená-lo à prisão domiciliar aos 68 anos, no entanto, ele continuou seu trabalho de casa e entrou para a história dos maiores representantes no desenvolvimento da física moderna.

O método científico

Rene Descartes

René Descartes é um dos filósofos modernos mais proeminentes da história. Fonte: wikipedia.org

René Descartes é um dos principais personagens que marcam o início do método científico no quadro do século XVII. Ele é conhecido pelo desenvolvimento do reducionismo, um método de estudo que consiste em decompor um problema em suas várias partes para analisar cada uma delas independentemente e, assim, compreender o fenômeno ou problema em sua totalidade.

Descartes afirmou que a única maneira de compreender os princípios da natureza era por meio da razão e da análise matemática.

Mecânica

Outra das grandes etapas fundamentais para o desenvolvimento da física é o estudo da mecânica. Isaac Newton é um dos mais influentes neste campo.

Isaac Newton

Sua teoria da gravitação em sua publicação Mathematical Principles of Natural Philosophy em 1687, explica como a massa é atraída por outra massa através de uma força inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. Uma força conhecida como "gravidade", que está presente em todo o universo.

As três leis de Newton são atualmente as contribuições mais reconhecidas:

-A primeira delas estabelece que um corpo não pode alterar seu movimento a menos que outro corpo aja sobre ele.

-A segunda, conhecida como “lei fundamental”, afirma que a força resultante aplicada a um corpo é proporcional à aceleração que o corpo adquire.

-A terceira lei nos diz o princípio de ação e reação, estabelecendo que "se um corpo A exerce uma ação sobre outro corpo B, ele executa outra ação igual em A e na direção oposta em B."

Estudos de calor

Após invenções como a máquina a vapor de Thomas Newcomen (1663-1729), os estudos da física começaram a se concentrar no calor. O calor passou a ser relacionado à força de trabalho, por meio de mecanismos como rodas d'água.

Mais tarde, o inventor americano Benjamin Thompson, conhecido como Conde Rumford, notou a relação entre trabalho e calor, observando como a superfície de um canhão aquecia quando era perfurada durante a construção.

Retrato de Benjamin Thompson. Não especificado

Mais tarde, o físico britânico James Prescott Joule (1818-1889) estabeleceria uma equivalência matemática entre trabalho e calor. Além disso, descubra o que é conhecido como lei de Joule, que relaciona o calor gerado pela corrente através de um condutor, a resistência do condutor, a própria corrente e seu tempo de emissão.

James Prescott Joule

Essa descoberta nos permite começar a lançar as bases para as leis da termodinâmica, que estudam o efeito do calor e da temperatura em relação ao trabalho, à radiação e à matéria.

Teoria da eletricidade e eletromagnetismo

Durante o século XVIII, a pesquisa sobre eletricidade e magnetismo foi outro grande ponto de estudo da física. Entre os achados, destaca-se a sugestão do filósofo e estadista Francis Bacon, de que a carga elétrica tem dois aspectos, um positivo e outro negativo, que, sendo iguais, colidem e sendo diferentes, se atraem.

Francis Bacon

Bacon também desenvolveu um novo método de estudo para a ciência em sua publicação Novum Organum, na qual especificou certas etapas para pesquisas baseadas em empirismo, estudos conduzidos por meio de experiência e experiência:

1. A descrição dos fenômenos.
2. A classificação dos fatos em três categorias ou tabelas: primeiro, as circunstâncias dadas no momento da realização do experimento; em segundo lugar, as circunstâncias ausentes, momentos em que o fenômeno não aparece; terceiro, as variáveis ​​estão presentes em diferentes níveis ou graus de intensidade.
3. Tabela de rejeição dos resultados não vinculados ao fenômeno e a determinação do que está relacionado a ele.

Outro experimentalista decisivo neste campo foi o britânico Michael Faraday (1791-1867). Em 1831 ele fez sua descoberta por meio de correntes induzidas. Ele experimentou um circuito de fio cuja corrente era mantida se o fio estivesse se movendo perto de um ímã ou, se não, se o ímã estivesse se movendo perto do circuito. Isso lançaria as bases para a geração de eletricidade por procedimentos mecânicos.

Michael Faraday

Por sua vez, James Clerk Maxwell deu uma contribuição fundamental para a teoria eletromagnética, definindo que luz, eletricidade e magnetismo fazem parte de um mesmo campo, denominado "campo eletromagnético", no qual permanecem em movimento e são capazes de emitem ondas transversais de energia. Mais tarde, essa teoria apareceria como uma referência importante para os estudos de Einstein.

Física moderna

Após a descoberta das partículas subatômicas, elétrons, prótons e nêutrons e da teoria eletromagnética, a entrada para o século XX também seria composta por teorias pertinentes à contemporaneidade. É assim que Albert Einstein está entre as figuras mais proeminentes desta época.

Einstein em 1933. Por Acme, via Wikimedia Commons

Os estudos de Einstein demonstraram a relatividade que existe na medição da velocidade e sua relação com o tempo, o espaço e o observador. Na época de Einstein, a velocidade de um objeto costumava ser medida apenas em relação à velocidade de outro objeto.

A teoria da relatividade especial de Einstein revolucionou o conceito de espaço-tempo existente até então e foi publicada em 1905. Ela determinou que a velocidade da luz no vácuo era independente do movimento de um observador, ou seja, este permanece constante e que a percepção do espaço-tempo é relativa para cada observador.

Desse modo, um evento que ocorre em duas partes pode ser percebido de forma diferente por dois observadores que estão em dois lugares diferentes simultaneamente. A lei sugere que se uma pessoa pudesse se mover em alta velocidade, a percepção do espaço-tempo seria diferente da de uma pessoa em repouso e que nada é capaz de se equiparar à velocidade da luz.

Em relação à teoria da relatividade geral publicada em 1915, ela explica que objetos com grandes volumes, como planetas, são capazes de dobrar o espaço-tempo. Essa curvatura é conhecida como gravidade e é capaz de atrair corpos em sua direção.

Mecânica quântica

Por fim, dentro dos mais recentes e significativos campos de estudos, destaca-se a mecânica quântica, voltada para o estudo da natureza nos níveis atômico e subatômico e sua relação com a radiação eletromagnética. Baseia-se no observável por meio da liberação de diferentes formas de energia.

A descoberta das partículas subatômicas abriu caminho para um dos mais recentes campos da física, a mecânica quântica

SVG da Indolences, recolorindo e corrigindo alguns glitches feitos por Rainer Klute. / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Nessa área, destaca-se Max Planck, conhecido como o pai da teoria quântica. Ele descobriu que a radiação é emitida em pequenas quantidades de partículas chamadas "quanta".

Max planck

Mais tarde, ele descobre a lei de Planck que determina a radiação eletromagnética de um corpo a uma determinada temperatura. Essa teoria foi desenvolvida no início do século XX quase no mesmo nível das teorias de Einstein.

Referências

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