domingo, 29 de junho de 2014

História da exploração espacial

O homem começou a se interessar pelo céu muito tempo atrás, ainda na pré-história com a
contemplação do céu noturno. Dezenas de milhares de anos mais tarde, já na antiguidade histórica, alguns povos civilizados aprenderam a descrever e prever com precisão o movimento dos astros na abóbada celeste.
Entretanto, até a Idade Moderna o Universo permaneceu inteiramente misterioso. Os bandeirantes já tinham desbravado o interior do Brasil quando, finalmente, na Europa, foram descobertas leis físicas capazes de explicar os movimentos dos corpos celestes (entre os quais a própria Terra). Ficou demonstrado que os objetos materiais com que convivemos na superfície da Terra estão sujeitos a essas mesmas leis.
A partir dessa época o conhecimento científico da Natureza vem se acumulando. O espaço exterior deixou de ser inacessível. Todavia a cada nova descoberta a humanidade constata que o mistério do Universo é
maior e mais fascinante do que antes se imaginava.

Entre os pioneiros de estudos e experimentos em astronáutica merecem destaque Konstantin E. Tsiolkovsky, Robert H. Goddard e Hermann Oberth. Trabalhando independentemente, quase sempre com
poucos recursos, eles resolveram problemas de engenharia e demonstraram que foguetes de propulsão química poderiam um dia levar cargas úteis ao espaço. Em geral seus trabalhos foram mal compreendidos e receberam pouco apoio. A possibilidade concreta de uso militar dos foguetes é que levou os governos da Alemanha, da URSS e dos EUA, a partir de um dado momento, a apreciar e aproveitar os resultados obtidos por esses pioneiros. Durante a Segunda Guerra Mundial a Alemanha investiu no desenvolvimento de foguetes de propelentes líquidos para transportar “bombas voadoras”. Até o fim da guerra Oberth trabalhou com Wernher Von Braun e uma equipe de especialistas na base de Peenemünde. Depois da guerra, os EUA e a URSS aproveitaram a experiência dos alemães em seus programas de armamentos, cujos foguetes oportunamente também se prestariam à exploração do espaço.

Sputnik 1
O lançamento do primeiro satélite artificial da Terra, o Sputnik 1, a 4 de outubro de 1957, marca o início da Era Espacial. Era uma esfera de alumínio de 58 cm de diâmetro e 84 kg de massa, com instrumentos
rudimentares e um transmissor de rádio. Entrou em órbita elíptica entre 230 e 942 km de altura. Um mês depois a URSS pôs em órbita o segundo Sputnik, de meia tonelada, com uma cadela a bordo, usando um foguete com empuxo de centenas de toneladas. O primeiro satélite lançado pelos EUA com sucesso foi o pequeno Explorer 1, de 8 kg, em 31 de janeiro de 1958. A vida útil desses primeiros satélites em geral não passava de poucas semanas.
Luna 2

A URSS atingiu a Lua com uma sonda de impacto (Luna 2) em setembro de 1959. No mês seguinte, com a Luna 3, obteve imagens da face da Lua que nunca é vista da Terra. Em 1960 os EUA lançaram um satélite meteorológico (Tiros 1), um satélite de navegação (Transit 1B) e um satélite passivo de comunicações (Echo 1). Este último era um enorme balão esférico inflado no espaço para refletir as ondas de rádio. Ao findar aquele ano já tinham entrado em órbita 44 satélites. Impulsionada pela Guerra Fria, a corrida espacial entre as duas superpotências começava a gerar resultados científicos importantes, como a descoberta dos cinturões de radiação que circundam nosso planeta.
Por alguns anos a URSS e os EUA foram os únicos países capazes de explorar o espaço. O desenvolvimento de grandes foguetes era custoso e incerto. A URSS, por esforço próprio, inspirada na tradição de Tsiolkovsky e aproveitando alguns técnicos e materiais capturados da Alemanha em 1945, foi a primeira a produzir foguetes de grande empuxo, que lhe deram clara vantagem até meados da década de sessenta. Os EUA dispunham de amplos recursos econômicos e tecnológicos, tinham experiência própria graças ao trabalho de Goddard, e contavam com os melhores especialistas de Peenemünde. Entretanto, em boa parte devido a problemas organizacionais, ficaram a reboque da URSS no início da corrida espacial. Até o lançamento do Sputnik 1 a perspectiva da exploração do espaço não empolgara a opinião pública nos EUA, onde o assunto era visto em setores do governo como uma disputa entre grupos rivais do Exército, Marinha e Força Aérea.

O impacto causado pelo sucesso dos soviéticos levou os EUA a uma reação rápida e exemplar: houve uma autocrítica implacável, cresceu a demanda popular por resultados imediatos e o governo entendeu que precisava se reorganizar. O “efeito Sputnik”, além de diligenciar a criação da NASA, agência espacial constituída com base nos centros de pesquisa e equipes técnicas já disponíveis, desencadeou um processo de mudanças no sistema educacional. Em todo o país houve um esforço para ampliar e melhorar o ensino de matemática e ciências nas escolas. A corrida espacial marcou presença até nos jardins-de-infância norte-americanos, onde muitas crianças aprenderam primeiro a contar na ordem regressiva, como nos lançamentos: 10, 9, 8, ...

Quais outros países tinham condições de tornar-se exploradores do espaço a partir de 1960? A Alemanha e o Japão estavam na situação peculiar de potências derrotadas na Segunda Guerra Mundial, com restrições externas ou auto-impostas a tudo que pudesse se relacionar com armamentos. Por isso o desenvolvimento da indústria espacial nesses países foi mais tardio em determinados setores __ o que não impediu que ambos chegassem à vanguarda, onde seguramente se encontram hoje.
A Grã-Bretanha tinha recursos técnicos e outras condições favoráveis, mas adotou uma linha discreta em seus projetos espaciais, apoiando-se mais na Aliança Atlântica, como fez também na área nuclear. Pôs em órbita um pequeno satélite em 1971. A França, ao contrário, além de participar dos planos e programas internacionais europeus, desde cedo mostrou-se determinada a desenvolver capacidade própria. Em 1962 estabeleceu sua agência espacial, o Centre National d’Études Spatiales (CNES), assegurando investimentos para pesquisas, desenvolvimento e industrialização. De 1965 a 1971 a França lançou ao espaço nove pequenos satélites tecnológicos e científicos, dois com foguete da NASA e sete com lançador próprio. Em 1968 pôs em operação uma base de lançamentos na Guiana Francesa. A Itália e os outros países da Europa Ocidental só deram impulso significativo à indústria espacial quando se consolidou a Comunidade Européia e formou-se a Agência Espacial Européia (ESA). O Canadá também desenvolveu a indústria de satélites, contando com outros países para fazer os lançamentos. Na Ásia, além do Japão, primeiro a China e mais tarde a Índia, apesar do atraso econômico e do isolamento, empreenderam programas espaciais autônomos. A China desenvolveu uma família de foguetes e pôs em órbita seu primeiro artefato em 1970. Desde então lançou com sucesso dezenas de satélites, muitos dos quais recuperáveis após manobra de reentrada na atmosfera. A Índia produziu satélites para aplicações científicas, tecnológicas e utilitárias, que foram lançados a partir de 1975 por foguetes estrangeiros e indianos.
Nos últimos vinte anos diversos outros países começaram a participar da exploração do espaço __ entre eles o Brasil, do qual será abordado mais adiante. A competição entre países cedeu lugar à cooperação internacional (exceto nas tecnologias com aplicação militar) e à competição entre grupos industriais. O uso de sistemas de satélites para aplicações rentáveis (das quais a principal são as telecomunicações) teve enorme expansão, com investimentos de bilhões de dólares.
Em abril de 1961, meros três anos e meio depois do Sputnik 1, a URSS noticiou o vôo orbital de Yuri A. Gagarin a bordo da Vostok 1, abrindo uma nova fase da conquista espacial, fascinante e dispendiosa, que culminaria com o pouso de astronautas na Lua. No início astronautas solitários deram umas poucas voltas em torno da Terra a bordo das naves Vostok e Mercury. Depois voaram em grupos de dois ou três, cumprindo missões cada vez mais longas. Em 1961 o presidente dos EUA anunciou a meta nacional de explorar a Lua com astronautas antes do final da década. Em poucos anos todas as etapas necessárias a esse feito extraordinário foram planejadas e levadas a cabo com pleno sucesso.

No Natal de 1968 três astronautas navegaram em torno da Lua a bordo da Apollo 8. Finalmente, a 20 de julho de 1969, Neil A. Armstrong e Edwin E. Aldrin Jr., da Apollo 11, pousaram no Mare Tranquillitatis. O programa terminou com a missão da Apollo 17, em 1972, e desde então até hoje ninguém mais se afastou das cercanias da Terra! Os soviéticos nunca puseram em prática seus planos de enviar naves tripuladas à Lua, mas coletaram amostras de rochas lunares com o módulo de regresso da nave automática Luna 16 (1970).

 
A contribuição dos astronautas à pesquisa científica do espaço é modesta (em comparação com a das naves automáticas) e sua presença nos satélites comerciais é inteiramente dispensável. Não obstante, na visão do cidadão comum, sem eles a exploração espacial perderia grande parte de sua razão de ser. Talvez por isso, mais do que por alguma visão estratégica de colonização do espaço exterior no curto prazo, os investimentos dos EUA e da URSS com naves e estações tripuladas tornaram-se desproporcionalmente vultosos durante a Guerra Fria. Conseqüências dessa política persistem até hoje. O Space Shuttle e a futura estação espacial internacional resistem a todas as críticas e continuam com a parte do leão nos orçamentos da NASA.
A exploração sistemática do Sistema Solar por naves não-tripuladas é sem dúvida uma das realizações científicas mais notáveis da humanidade. Os primeiros astros visitados foram a Lua e os dois planetas vizinhos, Vênus e Marte. Após as missões pioneiras da URSS à Lua, já citadas, os EUA obtiveram dados e imagens da superfície lunar com as sondas da série Ranger. A URSS conseguiu pousar a Luna 9 na superfície no início de 1966, e logo em seguida pôs outra sonda em órbita da Lua. Meses depois, os EUA também conseguiam pousar com sucesso na Lua a primeira nave da série Surveyor, e imagearam toda a superfície com os satélites Lunar Orbiter.
As primeiras missões interplanetárias foram dirigidas a Vênus, pelos soviéticos, que em 1965 fizeram a nave Venera 3 colidir com o planeta. Em 1967 a Venera 5 transmitiu dados enquanto mergulhava nas altíssimas temperaturas e pressões da atmosfera venusiana. O primeiro pouso com sucesso só foi conseguido em 1970 (Venera 7). Os EUA deram mais prioridade a Marte. Em 1965 a sonda Mariner 4 passou perto do “planeta vermelho” e transmitiu imagens de algumas áreas. Seis anos depois o orbitador marciano Mariner 9 obteve dados científicos muito valiosos e fez imagens de toda a superfície, que se revelou variada e interessantíssima. A URSS também aproveitou a mesma época favorável e fez chegar a Marte no final de 1971 duas sondas orbitais de grande porte, das quais se separaram módulos que pousaram com sucesso na superfície. A exploração desses planetas vizinhos prosseguiu com missões mais complexas. As naves Viking (1976) procuraram e não encontraram processos bioquímicos no solo marciano. Bem mais recentemente a nave Magalhães, em órbita de Vênus, mapeou por radar toda a superfície do planeta. Também houve grandes fracassos, como a perda de um par de naves soviéticas enviadas a Marte (pelo menos uma delas vítima de falha humana no envio de telecomandos) e a mais recente e ainda misteriosa perda do Mars Orbiter, dos EUA, que custara centenas de milhões de dólares. Atualmente o Mars Global Surveyor, um novo observador orbital, transmite imagens de alta resolução da superfície marciana, onde pousou com sucesso o pequeno veículo Pathfinder.
O planeta Mercúrio só foi visitado em duas passagens da sonda imageadora Mariner 10, lançada em 1973. Os planetas gigantes, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, bem como os satélites desses planetas, receberam bastante atenção desde o final da década de setenta, da parte de naves norteamericanas das séries Pioneer e Voyager, que fizeram muitas descobertas científicas e transmitiram imagens impressionantes. A nave Galileo partiu com grande atraso (em 1989) para uma nova fase da exploração de Júpiter e foi prejudicada pela falha de sua antena principal. Não obstante, a longa missão teve sucesso. Em 1995 transmitiu dados captados por um módulo que se separou do corpo principal da nave e mergulhou na atmosfera do planeta. A nave Cassini-Huygens, lançada em 1997, empreendimento conjunto NASA/ESA, deverá chegar a Saturno e ao seu satélite Titã em 2004.
O próprio espaço interplanetário, povoado de partículas, radiação e campos magnéticos, tem sido esquadrinhado por sondas espaciais. Telescópios e sensores foram lançados ao espaço para observar sinais provenientes de todo o Universo, especialmente nas faixas de radiação às quais a atmosfera terrestre não é permeável. A nave Ulysses foi posta em órbita em torno do Sol em um plano que lhe permite olhar para as regiões polares da nossa estrela. Outras missões já foram realizadas ou estão planejadas para explorar cometas e asteróides. Algumas delas foram empreendidas pelos europeus (caso da sonda Giotto, que se aproximou do cometa de Halley em 1986) e pelos japoneses.
O Brasil oficializou seu interesse pela exploração do espaço em 1961, com a criação da CNAE, precursora do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Desde o início esse órgão público federal cooperou com agências espaciais estrangeiras e instalou estações para receber e processar dados de satélites científicos e meteorológicos. Com o tempo, o Brasil tornou-se um dos maiores usuários de imagens da Terra transmitidas por satélites, e desenvolveu técnicas próprias para sua utilização. Através da Embratel, o país também foi um dos primeiros países a usar comunicações por satélites.
Em 1965 o Ministério da Aeronáutica instalou uma base de lançamentos no Rio Grande do Norte, e começou a desenvolver foguetes de sondagem e mísseis no Centro Técnico de Aeronáutica (CTA). A partir dessa época cresceu a indústria aeroespacial e de armamentos sediada em São José dos Campos. Em 1980, com base em estudos de viabilidade feitos por engenheiros do CTA e do INPE no ano anterior, o governo decidiu empreender um grande projeto de capacitação tecnológica, que recebeu o nome de Missão Espacial Completa Brasileira (MECB). Ficou estabelecida a meta de desenvolver no país um veículo lançador __ foguete de propelente sólido __ e quatro satélites com aplicações ambientais (dois para coleta de dados e dois para sensoriamento remoto da Terra). Os satélites deveriam ser colocados sucessivamente em órbita pelo foguete nacional, lançado do território brasileiro, no triênio 1986__1988. No ano seguinte (1981) a programação da MECB foi refeita: o primeiro lançamento ficou marcado para 1989. Todavia mesmo este prazo mais realista não pôde ser cumprido, principalmente porque não se conseguiu levar a cabo o desenvolvimento do foguete da maneira prevista.
O projeto MECB como um todo foi prejudicado, desde a origem, por problemas organizacionais, gerenciais e orçamentários que não foram submetidos a avaliações e correções oportunas. A partir de 1987 aumentaram as restrições do exterior à importação pelo CTA de certos materiais e componentes necessários ao desenvolvimento do veículo lançador de satélites (VLS), dificultando ainda mais sua realização, já então bastante atrasada. A dependência de fornecimentos externos e tecnologia estrangeira no plano de desenvolvimento do VLS, antes dissimulada, teve de ser reconhecida de público.
Em 1988 já estava patente que, além de rever a estratégia e as táticas para obter sucesso com o foguete lançador no médio prazo, era necessário providenciar algum outro meio de lançamento, no exterior, pelo menos para o primeiro satélite, cujo desenvolvimento não encontrara obstáculo. A despeito de gestões feitas nesse sentido, dado que o pessoal técnico e gerencial do CTA e do INPE dispunha de elementos suficientes para formular e propor a indispensável atualização do projeto MECB, as autoridades militares persistiram em mantê-lo engessado na sua concepção original. O impasse político só foi superado em 1991.
O primeiro satélite nacional, o SCD1, com a missão de coleta de dados ambientais, foi finalmente lançado a 9 de fevereiro de 1993 por um foguete Pegasus, que partiu de um avião da NASA enquanto este sobrevoava o Oceano Atlântico a sudeste da Flórida. O lançamento foi contratado pelo governo brasileiro de uma empresa dos EUA. Desde então o SCD1, de 110 kg, funciona em sua órbita, a 760 km de altitude, recebendo e retransmitindo dados captados no solo por pequenas estações automáticas conhecidas como PCDs (plataformas coletoras de dados). O desempenho do SCD1 excedeu todas as expectativas plausíveis para um protótipo pioneiro desenhado e construído para funcionar por um ano com 80% de confiabilidade.
O SCD2, lançado na noite de 22 de outubro de 1998, novamente por um foguete Pegasus, também teve pleno sucesso. Este segundo satélite é quase idêntico ao primeiro, exceto por alguns aperfeiçoamentos incorporados ao projeto em 1988. Mais significativo é o fato de que, enquanto a maioria dos equipamentos de bordo do SCD1 foi construída no próprio INPE, o fornecimento pela indústria privada nacional já predominou no SCD2. Atualmente há cerca de trezentas PCDs instaladas e em operação no território brasileiro. Este número, que só cresceu recentemente, é ainda muito pequeno em relação à capacidade dos satélites.
Em um quadro de muitas dificuldades e sucessivos atrasos, prossegue no CTA o desenvolvimento do veículo lançador de satélites nacional. O VLS é um foguete de propelente sólido, de quatro estágios e 50 toneladas de massa na decolagem. Seu vôo inaugural a partir da base de Alcântara, no Maranhão, em 1997, não teve sucesso: um dos quatro motores do primeiro estágio não acendeu. Além do foguete, perdeu-se no lançamento um satélite de coleta de dados semelhante ao SCD2. Infelizmente a falha na decolagem não permitiu que se comprovasse nesse primeiro teste o funcionamento dos demais estágios e subsistemas do VLS. O próximo lançamento do VLS ficou previsto para 1999. A carga útil, a ser fornecida pelo INPE, poderia ser um satélite científico incrementado por mais um retransmissor de dados de PCDs.
Paralelamente ao programa de foguetes e satélites nacionais MECB, já em 1988 o Brasil começou um outro projeto, em cooperação com a China, cujo objetivo é desenvolver, lançar e operar dois satélites de médio porte (uma tonelada e meia) para sensoreamento remoto óptico de recursos naturais. Os satélites serão lançados por foguetes chineses. O acordo binacional previu 30% de participação financeira do Brasil nos satélites e nos lançamentos. A participação do INPE e da indústria brasileira na realização dos satélites em princípio estaria na mesma proporção, mas na prática é menor, devido a subcontratos passados a empresas chinesas e de outros países. Ao longo dos anos houve substancial aumento nos custos do projeto inicialmente previstos pelo acordo. O lançamento do primeiro satélite sinobrasileiro, denominado CBERS, também sofreu grande atraso: originalmente previsto para 1993, está agora programado para o segundo semestre de 1999. Um fato importante é que esse lançamento também levará ao espaço, de carona, um satélite científico brasileiro, o Saci 1, de apenas 60 kg, construído pelo INPE em cooperação com outras instituições de pesquisa nacionais.
Após o sucesso do SCD1 vários outros projetos de pequenos satélites científicos e de aplicações granjearam apoio no Brasil e estão em fases de estudo ou desenvolvimento, na maioria dos casos com parceiros estrangeiros. Há grandes oportunidades para um papel cada vez mais significativo do Brasil na exploração do espaço nos próximos anos. Já temos experiência, infra-estrutura e empresas que poderão gradualmente constituir uma indústria espacial nacional competitiva, capaz de trabalhar em pé de igualdade com as empresas estrangeiras. Temos uma forte demanda por novos serviços de satélites, que pode ser atendida por sistemas concebidos por nossos cientistas e engenheiros e realizados com participação efetiva da indústria nacional. A capacidade de lançamento nacional de pequenos satélites também poderá ser conseguida.
No retrospecto, parece que a exploração espacial, como aventura heróica da espécie humana, atingiu o ápice na saga da Apollo 13 (abril de 1970) e depois perdeu muito do seu ímpeto. Em certa medida isto seria conseqüência natural e inevitável do amadurecimento. Do lado positivo, é inegável que de 1970 até hoje houve enorme evolução tecnológica e desenvolvimento industrial na área, ao lado de grande progresso científico. Sem a tecnologia espacial e os sistemas de satélites o mundo de hoje não funcionaria. Como já ficou dito, a cooperação internacional aos poucos foi se sobrepondo à competição, e os empreendimentos comerciais ganharam vulto. Todavia ainda é predominante em todo o mundo a participação governamental nos investimentos espaciais, não apenas nas aplicações de interesse militar (cuja importância não diminuiu, pois são vitais para vigilância, navegação e comunicações) mas também nas civis. A exploração científica do espaço, a meteorologia por satélites, aplicações da área ambiental, a localização para busca e salvamento e outros serviços semelhantes, de benefício difuso ou de caráter estratégico, tradicionalmente têm sido campo de atuação dos Estados, embora a iniciativa de organizações não-governamentais e empresas privadas venha se expandindo em alguns desses setores. Os serviços comerciais de lançamento por meio de foguetes já estão essencialmente privatizados, acompanhando as telecomunicações por satélites e a própria indústria produtora de equipamentos e sistemas espaciais.
O Brasil deve ficar atento a essas tendências, buscando pela integração competitiva capacitar e fortalecer sua indústria. Deve também manter no âmbito estatal não apenas a capacidade de formular políticase programas de interesse nacional para o setor, mas também uma base científica, tecnológica e gerencial, com pesquisadores, engenheiros e técnicos de alto nível (que não precisam ser estatutários do serviço público) reunidos em centros de excelência, a exemplo do que têm feito os países mais desenvolvidos.




sábado, 21 de junho de 2014

Teorias do multiverso

Teoria da Inflação Eterna


A teoria da inflação eterna, ou inflação caótica, foi proposta por Andrei Linde, da Universidade de Stanford. É uma nova versão da amplamente aceite teoria da inflação cósmica que resolve alguns problemas das anteriores versões. Linde propôs que o mecanismo que provocou a inflação (uma expansão rápida do espaço) no nosso universo ainda está a funcionar, fazendo com que certas regiões do espaço sofram inflação de forma aleatória. Assim, uma pequena porção do universo pai que subitamente sofra inflação dá origem a um universo bebé, uma bolha que brota do “progenitor” e que pode, por sua vez, vir a gerar outros universos, pelo mesmo processo. A teoria diz que existe uma infinidade de bolhas, cada uma de tamanho infinito, desligadas umas as outras, e que este processo continuará para sempre. Neste cenário o multiverso é eterno, apesar de cada universo particular poder não o ser. É portanto provável que o nosso universo tenha nascido de um outro e em contrapartida produza mais universos. Pensa-se também que, quando ocorre formação de universos por este processo, flutuações quânticas provocam quebras de simetria diferentes em cada bolha, resultando em universos com diferentes propriedades, como as constantes físicas e as dimensões do espaço e do tempo. Um aspecto interessante do nosso universo é que a maioria dos atributos que se pensa terem sido estabelecidos por quebras de simetria aleatórias durante o seu nascimento têm exatamente os valores necessários para sustentar a vida. Se este universo for o único que existe, então estamos perante uma muito estranha coincidência, mas se existir um número infinito de universos paralelos com diferentes valores para os parâmetros físicos então é natural que nos encontremos num daqueles que permite a vida, em particular o nosso tipo de vida, senão obviamente que não estaríamos aqui para contar a história. Assim, apesar de neste modelo não haver forma de observar ou interagir com os outros universos, a sua presença pode explicar estas coincidências no nosso universo, o que também é válido para as restantes teorias (desde que os parâmetros físicos possam variar entre universos). No entanto, se se vier a descobrir que o universo está ajustado de forma ainda mais específica do que o que a nossa presença requer, esta explicação deixa de ser plausível.


Os Buracos Negros de Lee Smolin


Uma outra ideia foi lançada por Lee Smolin, do PerimeterInstitude for TheoreticalPhysics. Ele propõe que possam ser gerados universos bebé através do mecanismo de colapso gravítico que leva à formação de buracos negros em universos preexistentes. Smolin especula que se forme uma nova região de espaço inflacionário no interior do buraco negro, ligada ao espaço inicial por um buraco de verme. Posteriormente, devido à evaporação do buraco negro pelo processo de Hawking, o universo “bebé” desliga-se espacialmente do inicial. O novo universo “herda” as propriedades físicas do progenitor, mas com ligeiras variações aleatórias, tal como no caso da inflação eterna. Ainda não há nenhuma teoria pormenorizada que explique como a informação física seria transmitida de um universo para outro por esta concepção, mas há previsões acerca do nosso universo que poderão vir a ser confirmadas. Se esta conjectura estiver correta, os universos cujas características favoreçam a produção de buracos negros reproduzem-se mais que os outros. Como há uma certa “hereditariedade”, estas características são transmitida à descendência, e assim são estes universos, de entre o conjunto de universos com todos os parâmetros físicos possíveis, que representam o maior volume de espaço. Assim, o nosso universo, caso tenha resultado desta “seleção natural”, deverá ser muito eficiente na formação de buracos negros, pelo que uma qualquer alteração nos seus parâmetros físicos tornaria a sua formação menos provável.


Teoria M


A teoria M, a extensão em 11 dimensões da teoria de cordas, afirma que todo o nosso universo é uma membrana tridimensional num espaço com mais dimensões. Quando os 3 físicos começaram a trabalhar na 11ª dimensão descobriram cada vez mais membranas, ou possíveis universos, tendo chegado à conclusão de que o seu número podia ser infinito. O nosso universo coexiste com estas membranas, que apesar de não se verem podem até estar bastante próximas de nós (a menos de 1mm!). Em cada uma delas as leis físicas, o número de dimensões observáveis, etc., podem ser completamente distintos dos nossos. Apesar de poder ser um pouco prematuro, há já cientistas que utilizam a teoria M para responder a algumas perguntas cosmológicas importantes. Lisa Randall e os seus colegas na Universidade de Harvard, mostraram, por exemplo, que a gravidade pode fluir entre universos paralelos. Assim, o facto de a força da gravidade ser tão fraca no nosso universo pode dever-se ao facto de esta provir de um outro, no qual é tão forte como as outras forças, mas quando chega até nós já é apenas um fraco sinal. É também possível que a matéria negra seja um universo que esteja tão próximo de nós que a sua matéria interactuagraviticamente com a do nosso universo. Por outro lado, Neil Turok da Universidade de Cambridge, Burt Ovrut da Universidade da Pensilvânia e Paul Steinhardt da Universidade de Princeton acreditam que as membranas se movem na 11ªdimensão, e que quando colidem se dá um Big Bang, surgindo um novo universo cuja matéria e radiação provêm da energia cinética da colisão. Isto resolveria o enigma da causa do Big Bang, para o qual não há uma resposta definitiva, e implicaria que o Big Bang não foi o início do Tempo. Significaria também que os Big Bangs ocorrem frequentemente, sendo mesmo possível que a nossa membrana colida com outras no futuro. Se a teoria M estiver certa e existir um universo paralelo a apenas 1mm de distância do nosso, é até possível que o LargeHadronCollider o consiga detectar nos próximos anos.


Multiverso mirabolante


Há ainda a hipótese de um multiverso mais mirabolante, proposto por Max Tegmark(1), do MIT. Ele sugere que todos os universos logicamente possíveis existam na realidade, ou, por outras palavras, que qualquer universo hipotético que se baseie numa determinada estrutura matemática seja real. Cada universo destes pode assim reger-se por leis da física completamente distintas. Com este tipo de multiverso abre-se todo o reino das possibilidades. Tudo o que possamos imaginar pode acontecer realmente num outro Universo, com outras leis físicas, outras constantes, outra estrutura do espaço-tempo. Para justificar esta especulação, Tegmark utiliza o incrível facto de as estruturas matemáticas descreverem com notável verosimilhança a Natureza, sem que haja uma explicação lógica para tal. Segundo este modelo, isso é um resultado natural do facto de o próprio mundo físico ser uma estrutura matemática. Isto responderia ao porquê de o nosso universo ser como é. Se a realidade física não englobar todos os universos possíveis, isso implica que tem de haver uma razão para alguns existirem e outros não, para algumas estruturas matemáticas terem sido selecionadas para o privilégio de descrever a realidade. Mas então qual é essa razão, e porquê ela e não outra? Este cenário, uma vez que esgota todas as possibilidades, torna essa pergunta desnecessária – há uma total simetria matemática, todas as estruturas matemáticas existem fisicamente e correspondem a universos paralelos que existem fora do espaço e do tempo. De fato, pode argumentar-se que quanto mais abrangente for o tipo de multiverso mais simples ele é, pois ganha simetria relativamente aos outros modelos e torna desnecessária a adição “forçada” de certas condições.


A Interpretação dos Muitos Mundos da Mecânica Quântica


A mecânica quântica é uma teoria bem consolidada e confirmada experimentalmente que descreve o mundo atômico. Ela descreve o estado do universo em termos que um objecto matemático – a função de onda –, que evolui no tempo de forma determinística. Há, no entanto, uma certa dificuldade em relacionar a função de onda – que descreve o 4 objecto quântico numa sobreposição de todos os estados quânticos possíveis – com o que nós observamos – o objecto em apenas um estado quântico. Para resolver este problema, postulou-se que quando se faz uma observação a função de onda colapsa num estado quântico definido, deixando de ser necessária. Isto implica que o processo de observação determina o estado final, ou seja, que ao observarmos o objeto afetamos o seu comportamento. Esta proposta explica as observações, mas acrescenta incerteza à teoria, visto que não temos forma de definir matematicamente uma observação. Assim, a teoria deixa de ser determinística e permite situações contra intuitivas, como o caso do gato de Schrödinger, que antes de ser observado está simultaneamente morto e vivo.


gato de Schrödinger

Este é o ponto de vista apoiado pela interpretação de Copenhaga, que se deve principalmente a Niels Bohr e que continua a ser até hoje a mais aceite pelos físicos. Há, no entanto, outras interpretações possíveis. Hugh Everett III propôs, na sua tese de doutoramento em 1957, na Universidade de Princeton, uma interpretação alternativa dos acontecimentos descritos pela mecânica quântica – a interpretação dos muitos mundos. Ele mostrou que a teoria quântica não necessita do postulado do colapso da função de onda para ser coerente como descrição da realidade. Podemos considerar que a equação de Schrödinger é sempre válida, ou seja, que a função de onda nunca colapsa. Esta interpretação foi posteriormente desenvolvida por outros físicos, como Bruce DeWitt e David Deutsch.Se a função de onda nunca colapsa, então todos os resultados possíveis num processo quântico são obtidos na realidade, cada um num universo diferente, apesar de nós apenas termos percepção do resultado observado no nosso mundo. Por outras palavras, cada processo quântico em cada átomo do universo faz com que ele literalmente se divida em múltiplas reproduções de si mesmo, estruturalmente idênticas mas em diferentes estados.Por mais perturbador que isto pareça, se a interpretação estiver correta ela tem implicações para além do nível quântico – todas as ações que tomamos correspondem a um determinado conjunto de estados quânticos, logo todos os acontecimentos possíveis se realizam nalgum universo alternativo deste multiverso quântico.Resolvem-se assim situações contra intuitivas correspondentes a funções de onda legítimas, como o paradoxo do gato de Schrödinger – o gato não está morto-vivo, mas sim morto em metade dos universos e vivo na outra metade.
O multiverso de Everett, visto como um todo, é na realidade muito simples: existe apenas uma função de onda que evolui deterministicamente ao longo do tempo, e cada um dos seus ramos corresponde a um universo inteiro igualmente real. No entanto, como o observador apenas tem acesso a uma pequena fracção da realidade total, uma divisão no universo traduz-se para ele numa aleatoriedade quântica.Por outro lado, como não há forma de saber qual das cópias nos diferentes universo seu sou, não há forma de eu prever o meu futuro, mesmo que tenha um conhecimento absoluto do estado do multiverso. A única coisa que eu posso dizer é que se um acontecimento tem uma determinada probabilidade de ocorrer então numa percentagem correspondente de universos os observadores vêm esse acontecimento ocorrer.Esta interpretação é perfeitamente consistente com a experiência e matematicamente equivalente à interpretação de Copenhague – as probabilidades que se observam são exatamente iguais às calculadas usando o colapso da função de onda.
Se estiver certa, ela elimina os paradoxos geralmente associados às viagens ao passado sem que haja perda do livre arbítrio. Ao fazermos diferentes escolhas estamos a viver universos diferentes daqueles onde já estivemos: podemos matar o nosso jovem avô e, nesse universo alternativo, nunca nascerá uma pessoa geneticamente igual a nós, mas nós próprios continuamos a existir, bem como o nosso avô real (no universo original).Apesar de não podermos comunicar com estes universos, eles podem ter efeitos sobre o nosso. David Deutsch(3), da Universidade de Oxford, afirma mesmo que a existência de 5 universos paralelos é uma consequência direta das observações experimentais de “interferência”,não havendo outra explicação coerente possível para o fenômeno. Observa-se interferência quando a trajetória de uma partícula no nosso universo é afetada por “entidades”que se comportam como partículas do mesmo tipo da inicial mas que não são detectáveis por nós. Para este cientista, estas “entidades” são apenas as partículas equivalentes à nossa partícula, mas em universos paralelos, e como tal não afetam qualquer outra parte do nosso universo.
Está-se também a tentar construir computadores quânticos, que seriam capazes de, recorrendo à interferência, explorar as partículas nos universos paralelos para fazer cálculos,adquirindo portanto uma muito maior rapidez relativamente aos computadores atuais.Para além disso, já foram demonstradas sobreposições sem colapso em moléculas de carbono-60, confirmando a previsão da teoria de que por maior que seja o sistema não será possível observar o colapso.Por todos estes motivos esta interpretação tem ganho gradualmente mais aceitação por parte da comunidade científica.Desta forma de olhar o mundo, tomando a mecânica quântica como descrição absoluta da realidade, podemos inferir uma visão alternativa do conceito de Tempo. Cada universo é apenas um conjunto de estados quânticos definidos, é estático, e no seu todo os universos concretizam todos os arranjos de matéria possíveis. Na realidade, os universos não evoluem o tempo, mas estão constantemente a subdividir-se noutros universos, sendo por eles substituídos. Assim, o tempo é apenas uma forma de pôr estes universos numa sequência.
 O que o observador entende por passagem do tempo corresponde à sua passagem de uns universos para os outros, universos que chama “momentos”e cujo conteúdo é ligado pelas leis da física. Como existem sempre todos os estados possíveis,não faz sentido dizer que uma coisa ocorreu antes ou depois da outra, e o decorrerdo tempo pode não passar de uma ilusão.

O MULTIVERSO E OS UNIVERSOS PARALELOS

A maioria dos cientistas desprezava até bem pouco tempo a hipótese da existência de vários universos, pois a consideravam fantasia e coisa de ficção científica, mas nos últimos tempos, devido ao desenvolvimento da física, esta visão tem mudado. Normalmente associa-se o conceito de universo a toda a realidade física. Nesta perspectiva ele é substituído por “multiverso”, o conjunto de todos os possíveis universos, os chamados universos paralelos.



Os objetos mais longínquos do nosso universo observável, neste caso o nosso universo, encontram-se a cerca de 4·1026m, que é a distância que a luz percorreu desde o Big Bang. Sobre o espaço exterior nada se sabe, mas podem-se inferir algumas das suas propriedades com base em observações astronômicas.As flutuações na radiação cósmica de fundo recentemente medidas pelo satélite WMAP indicam que o espaço é muito grande ou infinito. Além disso, mostraram que a distribuição de matéria no espaço é uniforme em grandes escalas, o que significa que, assumindo que este padrão continua, as outras regiões não visíveis do espaço devem assemelhar-se ao nosso universo visível, com galáxias, estrelas e planetas.Se estas conclusões estiverem certas, então o espaço está dividido em infinitos universos “locais”, esferas de 4·1026m de raio centradas no observador. Estes “universos paralelos”são apenas regiões do nosso próprio espaço-tempo que ainda não são visíveis, visto estarem demasiado afastadas, e o multiverso é todo o espaço-tempo interligado.

Cada um destes universos tem características semelhantes ao nosso, as mesmas leis e constantes físicas, diferindo apenas na sua distribuição inicial de matéria. As atuais teorias indicam que após o Big Bang a matéria foi espalhada pelo espaço de forma aleatória, de tal modo que, se o espaço é infinito, todas as configurações de matéria estão presentes no multiverso, e terão de se repetir inevitavelmente! Por outras palavras, para tudo o que seja possível pelas nossas leis e constantes físicas, haverá algum sítio em que isso acontece.

Há também, pelo mesmo raciocínio, um número infinito de planetas com vida, um número infinito de cópias de uma determinada pessoa, com o mesmo aspecto, nome e memórias,e que concretizam todas as ramificações possíveis da sua vida. Fazendo uma estimativa bastante conservadora calcula-se que a cópia mais próxima de alguém estará a 10.1028 m de distância, e que a 10.10118m estará um universo completamente igual ao nosso.Este é o tipo de multiverso mais simples e menos controverso. É uma implicação lógica das propriedades que as observações indicam que o multiverso tenha, apesar depoucos terem essa noção.

domingo, 15 de junho de 2014

Cronologia Geral da Física


Antiguidade
Os egípcios e mesopotâmios afirmam que a água, o ar e a terra são os
elementos primários da natureza: os gregos acrescentam o fogo em 380
a.C.
Atomismo - Cerca de 480 a.C.: Leucipo de Mileto, e Demócrito, de Abdera,
elaboraram a hipótese de a matéria ser constituída por átomos.
Hidrostática - 250 a.C.: Arquimedes, de Siracusa, formula o princípio de
flutuação e das densidades relativas.
Mecânica - Cerca de 335 a.C.: Aristóteles formula modelo de cosmo cujo
centro é a Terra, imóvel.
Óptica - 295 a.C.: Eucilhes publica estudos de óptica.
Idade Moderna
Eletromagnetismo -
1600 :o inglês William Gilbert publica De magnete, sobre eletricidade e
magnetismo.
1745: o alemão Ewald Jürgen vonkleist inventa o capacitor elétrico -
garrafa de Leyden.
1785: o francês Charles Augustin Coulomb enuncia a lei das forças
eletrostáticas.
Mecânica - 1510: o polonês Nicolau Copérnico publica Commentariolus e
apresenta pela primeira vez os princípios do heliocentrismo.
1543: Copérnico publica Das revoluções dos corpos celestes.
1590: Galileu reúne em De motu experimentos sobre a queda livre de
diversos tipos de corpos.
1592: no Della scienzamechanica. Galileu estuda problemas de
levantamento de pesos.
1602: Galileu apresenta os primeiros enunciados para as leis de queda
dos corpos e da oscilação. 1648: o italiano Evangelista Torricelli inventa o
barômetro.
1654: Blaise Pascal, francês, prova a existência da pressão atmosférica e,
juntamente com o francês Pierre de Fermat, formula a teoria das
probabilidades, que o holandês Christiaan Huygens amplia em 1657.
1665: o Inglês Isaac Newton faz suas primeiras hipóteses sobre
gravitação.
1676: o abade francês EdméMariotte enuncia a lei da compressibilidade
dos gases.
1687: Newton publica Philosophiaenaturalis principia mathematica, em
que enuncia a lei da gravitação universal e resume suas descobertas.
1738: o suíço Daniel Bernoulli publica estudos sobre a pressão e a
velocidade dos fluidos.
Óptica: 1648: o holandês VillebrordusSnellius descobre a lei da refração
da luz.
1671: o alemão Wilhem Leibniz propõe a existência do éter .
1676: o dinamarquês OlausRömer descobre que a velocidade da luz é
finita.
1678: Huygens descobre a polarização da luz.
1690: Huygens formula a teoria ondulatória da luz.
Termodinâmica - 1761: o inglês Joseph Black cria a calorimetria, o estudo
quantitativo do calor.
1784: os franceses Antoine Lavoiser e Pierre Laplace inventam o
calorímetro de gelo.
Idade Contemporânea
Eletromagnetismo
1811: o inglês HumphryDavy inventa o arco elétrico.
1819: o francês Auguststin Fresnel desenvolve a teoria ondulatória da luz.
1820: o francês André-Marie Ampère formula leis da eletrodinâmica.
* Laplace calcula a força eletromagnética.
* Os franceses Jean-Baptiste Biot e Félix Savart medem a indução criada
por uma corrente.
* Oersted descreve o desvio produzido pelas correntes elétricas sobre a
agulha da bússola..
1821: o inglês Michael Faraday descobre os fundamentos da indução
eletromagnética.
1827: o alemão Georg Ohm formula a lei que relaciona o potencial, a
resistência e a corrente elétrica.
1831: Faraday descobre a indução eletromagnética.
* James Maxwell afirma o caráter eletromagnético da luz.
1833: o russo Heinrich Lenz determina a lei de sentido das correntes
induzidas.
1834: Faraday formula as leis da eletrólise. Wheatstone descobre o
processo para medir a velocidade de uma carga elétrica num campo
condutor.
1839: o francês Antoine Becquerel descobre a célula fotovoltaica.
1846: o alemão Ernest Weber constrói o primeiro eletrodinamômetro, para
medir a força de atração entre cargas elétricas.
1851: o alemão Franz Ernst Neumann formula a lei da indução
eletromagnética.
1855: o francês Leon Foucault descobre as corrente induzidas nos
condutores metálicos.
1865: o inglês James Clerk Maxwell expõe a teoria eletromagnética da luz.
1880: James Wimshurt, inglês inventa o gerador eletrostático.
1881: o inglês James Alfred Ewing e o alemão Emil Warburg descobrem a
histeresse magnética (campo residual de um objeto ferromagnético).
1884: o americano Thomas Edison faz a primeira válvula eletrônica.
1887: o alemão Heirich Rudolf Hertz descobre o efeito fotoelétrico.
1888: trabalhando separadamente, Hertz e Oliver Lodge estabelecem que
as ondas de rádio pertencem à mesma família das ondas de luz.
1895: Jean-Baptiste Perrin, francês demonstra que os raios catódicos
transportam eletricidade negativa. * O alemão Wilhelm Röntgen descobre
os raios X.
1896: Ernest Rutherford, da Nova Zelândia, descobre o processo de
detecção magnética das ondas eletromagnéticas.
1902: Oliver Heaviside, inglês afirma existir uma camada altosféricaque
favorece a refração das ondas de rádio.
1910: a polonêsa Marie Sklodowska Curie publica o Traitésurla
radiographie, em que sintetiza as pesquisas feitas com seu marido, Pierre
Curie, e com seu aluno Langevin.
1913: o alemão JohannesStark descobre a ação do campo elétrico sobre
a luz .
1923: o americano Louis Bauer analisa o campo magnético da Terra.
1932: o americano Robert van de Graaeff constrói a primeira máquina
eletrostática.
1948: os americanos John Bardeen, Walter Brattain e William Shokley
formulam a teoria do transistor e constroem os primeiros modelos.
1955: o Instituto de Tecnologia de Massachusetts(MIT), EUA produz as
primeiras ondas de freqüênciaultra-rápida.
1905: Lee de Forest, americano, inventa o tríodo, a válvula eletrônica de
três elementos.
1986: Bednorz e K.A. Müller produzem um supercondutor a "alta"
temperatura (material que, sob temperaturas baixas, mas não tão baixas
como as dos supercondutores puros, apresenta resistividade elétrica nula).
Física de partículas
1895: o holandês Hendrik Lorentz desenvolve um modelo atômico que
permite explicar a estrutura fina dos espectros atômicos.
1911: o americano Robert Millikan mede a carga do elétron.
1912: o escocês Charles Wilson torna visíveis os caminhos de partículas
eletricamente carregadas em câmaras com gás ionizável.
1913: o dinamarquês Niels Bohr formula a teoria da estrutura atômica
segundo a teoria quântica.
* O inglês James Frank e o alemão Gustav Herta criam o conceito do nível
de energia do elétron dentro do átomo.
1925: o americano Samuel Goldsmith e o dinamarquês George Uhlenbeck
definem o spin do elétron.
1927: os americanos Thompson, Clinton Davisson e Lester Germer
produzem a difração de elétrons.
1930: o holandês P.J. Debye usa os raios X para investigar a estrutura
molecular.
1931: o americano Ernest Lawrence desenvolve o ciclotron, instrumento
para a aceleração de partículas carregadas.
1932: os americanos Carl Anderson e Robert Milikan e o inglês James
Chadwick descobrem o neutrino e o pósitron.
* O inglês John Cockcroft e o irlandês Ernest Walton constroem um
acelerador de partículas.
1934: o japonês Hideki Yukawa formula a teoria da existência do méson.
1936: o americano Anderson e o alemão Neddermeyer observam na
prática o méson.
1936: o italiano Enrico Fermi bombardeia elementos químicos pesados
com nêutrons, produzindo elementos mais pesados que os existentes na
natureza.
1983: o Centro de Pesquisas Nucleares de Genebra, na Suíça, descobre
uma partícula (o bóson intermediário Z) que confirma a teoria da unificação
da força eletromagnética e nuclear fraca.
Física Nuclear
1876: o inglês William Crookes usa pela primeira vez o termo "raio
catódico".
1890: o francês Paul Villardidêntifica os raios gama.
* Ernest Rutherford e o inglês Frederick Soddy conceituam as famílias
radiativas.
1896: o francês Henri Becquerel descobre a radiatividade. Rutherford
descobre os raios alfa e beta produzidos nos átomos radiativos.
1899: os alemãos Julius Elster e Hans Geitel determinam os períodos dos
radio elementos.
1913: o alemão Hans Geiger inventa um aparelho elétrico para contar os
raios alfa.
*Soddy cunha o termo "isótopo".
* O inglês Henry Moseley relaciona o número atômico de um elemento a
seu espectro de raios X.
1919: o inglês Francis Aston aperfeiçoa o espectrógrafo de massa e define
o fenômeno da isotopia.
1927: o austríaco Erwin Schrödinger aplica a mecânica ondulatória à teoria
atômica.
1928: os alemães Hans Geiger e Walter Müller inventam o contador Geiger
para medir a radiatividade.
1934: o casal francês Frédéric e IrèneJoliot-Curie descobre a radiatividade
artificial.
1938: os alemães Otto Hahn e Fritz Strasmann descobrem a fissão
nuclear.
1941: inicia-se nos EUA, o Projeto Manhattan, para a construção da
bomba atômica.
1942: Fermi coordena, em Chicago, EUA, a construção do primeiro reator
nuclear.
1945: a primeira bomba atômica é detonada pelos EUA em Alamogordo,
Novo México , em 16/7.
* 6/8 os EUA lançam a bomba atômica sobre Hiroshima . *9/8, sobre
Nagasáqui.
1952: os EUA explodem a primeira bomba de hidrogênio, no Oceano
Pacífico, e no ano seguinte a URSS explode a sua.
1956: o Laboratório de Los Alamos, nos EUA, detecta o neutrino.
1967: a China explode sua primeira bomba de hidrogênio.
1982: na Universidade de Princeton, EUA, é realizada a primeira fusão
nuclear controlada, por 5 segundos, a 100.000º C .
1988: Eric Storm testa com êxito um novo método de fusão atômica que
gera polêmica no meio científico .
1989: o inglês Martin Fleishmann e o americano Stanley Pons afirma ter
obtido fusão nuclear à temperatura ambiente (a fusão "a frio") . Logo
depois, Fleishmann admite ter-se enganado.
Física Quântica
1901: o alemão Max Planck formula as leis da radiação do corpo negro,
abrindo caminho para a teoria quântica.
1911: os americanos Gockel e Victor Hess descobrem os raios cósmicos.
1921: o indiano MegmedSaha desenvolve a equação de ionização
térmica, aplicada à interpretação do espectro estelar.
1925: o austríaco Wolfgang Pauli enuncia o princípio quântico da exclusão.
1925: os alemães Werner Heisenberg e Ernst Jordan, o austríaco Erwin
Schrödinger, o dinamarquês Niels Bohr e o inglês Paul Dirac formulam a
nova teoria da mecânica quântica.
1926: Heisenberg reelabora a teoria quântica.
1927: o italiano Enrico Fermit dá uma interpretação estatística da
mecânica quântica. *Heisenberg formula o princípio da incerteza, segundo
o qual a posição e a velocidade das partículas não podem ser conhecidas
ao mesmo tempo e com precisão.
1934: Fermi conclui que nêutrons e prótons são as mesmas partículas
fundamentais, em estados quânticos diferentes.
1986: EphraimFishbach, americano, propõe a existência de uma quinta
força, repulsiva - além das já conhecidas: forte, fraca, eletro-magnética e
gravitacional.
1988: físicos do Laboratório Nacional de Los Alamos, nos EUA, afirmam
ter comprovado a existência da quinta força.
Mecânica
1821 - o inglês Charles Wheatstone demonstra as condições de
reprodução sonora.
1842: Christian Doppeler, austríaco, formula as bases do efeito Doppler,
utilizado na acústica e na astronomia.
1880: PhilippvonJolly , alemão, mede a variação do peso em relação à
altitude.
1923: o francês Louis de Broglie estabelece uma correspondência entre
onda e partícula e formula a mecânica ondulatória.
Óptica
1799: o alemão Friedrich Herschel descobre a existência dos raios
infravermelhos.
180l: o inglês Thomas Young descobre as interferências luminosas. * O
alemão Carl Ritter descobre o raio ultravioleta.
1811: o francês Augustin Fresnel faz pesquisas sobre a difração da luz.
1821: Fresnel efetua as primeiras medições de comprimento de onda
elétrica.
1822: Fresnel aperfeiçoa as lentes usadas em faróis.
1849: o francês Armand Fizeau mede a velocidade da luz.
1852: o inglês George Stokes formula a lei da fluorescência, observando o
efeito da luz ultravioleta sobre o quartzo.
1859: os alemães Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff desenvolvem a
análise espectral, que fornece subsídios para químicos e astrônomos.
1887: osamericanos Albert Michelson e Edward Williams Morley mostram
a constância da velocidade da luz.
190l: o russo PiotrLiebedev prova experimentalmente a pressão da luz.
Relatividade
1905: Einstein formula os fundamentos da teoria da relatividade restrita, a
lei da equivalência entre massa e energia, a teoria do movimento
browniano e a teoria do efeito fotoelétrico.
1911: Albert Einstein e Langevin demonstram a inércia da energia. *
Rutherford formula a estrutura atômica " planetária".
1916: Einstein publica seus estudos finais sobre a teoria geral da
relatividade.
1918: o inglês Eddington confirma experimentalmente a relatividade geral
de Einstein com a observação do eclipse solar de 1918.
1929: Einstein publica suas conclusões sobre a teoria do campo unificado.
1950: Albert Einstein expande a teoria da relatividade na teoria geral do
campo.
1969: J. Weber, alemão, observa as ondas gravitacionais, postuladas por
Einstein em 1916.
Temodinâmica
1819: os franceses Pierre Louis Dulong e Alexis Thérèse Petit
estabelecem a lei que relaciona o peso atômico e a capacidade específica
de calor de um elemento sólido.
1822: o dinamarquês Hans Oersted mede a compressibilidade dos sólidos.
1824: o francês Nicolas Sadi Carnot publica Réflexionssurlapuissance
motricedufeu, que constituiria mais tarde a base da termodinâmica.
1843: o inglês James Joule determina a quantidade de trabalho mecânico
necessária para produzir uma unidade de calor.
1847: o alemão Hermann vonHelmholtz enuncia o princípio da
conservação de energia.
1849: o inglês William Thomson (lord Kelvin) cria a escala termométrica
absoluta.
1850: o alemão Rudolf Julius Emmanuel Clausius formula o segundo
princípio da termodinâmica e a teoria cinética dos gases.
1851: Kelvin formula as leis da conservação e da dissipação da energia.
* O escocês William Rankine conceitua energia potencial e energia
cinética.
1852: Kelvin descobre o resfriamento provocado pela expansão de gases.
1860: o inglês James Clerk Maxwell demonstra que a energia cinética das
moléculas depende de sua temperatura.
1865: Clausius define a entropia.
1869: o austríaco Ludwing Boltzmann calcula a velocidade das moléculas.
1873: o holandês Johannes van der Waals descobre a continuidade dos
estados líquido e gasoso.
1901: o alemão Walter Hermann Nernst postula a terceira lei da
termodinâmica.