História da física desde sua origem até o presente - Ciência - 2023

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o história da física Pode ser rastreada até a antiguidade, onde os filósofos da Grécia clássica estudaram o 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.

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.

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.

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

Ele também foi capaz de criar um sistema de polias para reduzir o esforço ao levantar pesos. Hiparco de Nicéia conseguiu criar um mapa do movimento das estrelas por meio da geometria, o que tornou possível detectar eventos astronômicos como eclipses.

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 empregada 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 choque 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 ao cristianismo .

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 considerado heresia. De acordo com as crenças cristãs, a Terra era estacionária e estava no centro do universo.

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 é um dos que se opôs 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.

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 em termos do desenvolvimento da física moderna.

O método científico

Rene Descartes

René Descartes é um dos personagens principais 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.

Sua teoria da gravitação em seu posto Princípios Matemáticos da Filosofia Natural Em 1687, ele explicou como a massa é atraída por outra massa por meio 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 de 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 americano e inventor Benjamin Thompson, conhecido como Conde Rumford, percebeu a relação entre trabalho e calor, ao observar como a superfície de um canhão era aquecida ao ser perfurada no momento da construção.

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.

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 para a física. Dentre as constatações, 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.

Bacon também desenvolveu um novo método de estudo para a ciência em sua publicação Novum Organum, em que ele especificou certas etapas para pesquisas baseadas no empirismo, estudos realizados por meio da experiência e da experiência:

A descrição dos fenômenos.
A classificação dos fatos em três categorias ou tabelas: Primeiro, as circunstâncias dadas no momento da realização do experimento; segundo, as circunstâncias ausentes, momentos em que o fenômeno não aparece; terceiro, as variáveis presentes em diferentes níveis ou graus de intensidade.
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 o ímã estivesse se movendo perto do circuito. Isso lançaria as bases para a geração de eletricidade por procedimentos mecânicos.

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 20 também seria composta por teorias pertinentes à contemporaneidade. É assim que Albert Einstein está entre as figuras mais proeminentes da época.

Os estudos de Einstein demonstraram a relatividade que existe ao medir a 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 A revolução de Einstein revolucionou o conceito de espaço-tempo que existia até então, e foi publicada em 1905. Isso determinou que a velocidade da luz no vácuo era independente do movimento de um observador, ou seja, ela permanece constante e essa percepção do espaço-tempo é relativo 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.

Enquanto à teoria geral da relatividade publicado em 1915, ele explica que objetos de grande volume, 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.

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".

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 20 quase no mesmo nível das teorias de Einstein.

Referências

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