Uma Breve História da Ciência (Parte 3)

Nesta terceira parte da série, veremos o surgimento da física moderna (relativística e quântica), e os avanços na área da Cosmologia e Astrofísica, bem como a importância da Divulgação Científica ao longo da história da ciência. Então, mais uma vez, "come with me"...

10) Física Moderna

Max Planck, alemão, nascido em 1858, foi um físico cujos estudos resultaram na fundação da física moderna, sendo por isso considerado o "pai da física quântica". Planck é autor da frase "É verdade, antes a física era mais simples, harmônica e, portanto, mais satisfatória!" Pesquisou radiações eletromagnéticas e descobriu uma nova constante universal, batizada como Constante de Planck em sua homenagem, constante essa usada para calcular a energia do fóton. Descobriu a lei da radiação térmica que foi base da teoria quântica, desenvolvida em conjunto com Einstein e Neils Bohr. Planck era avesso às ideias nazistas e tentou convencer Hitler a dar liberdade aos cientistas judeus, fato que acabou culminando com a morte de seu filho. Como podem perceber, vários cientistas famosos eram contra os ideais fascistas e o uso de armas de destruição em massa. Muitos cientistas eram pacifistas e lutaram pela paz e pelo desenvolvimento da humanidade.

Max Planck

Albert Einstein, alemão, nascido em 1879, foi um físico teórico. Ficou conhecido por ter desenvolvido a Teoria da Relatividade, a qual  é um dos pilares da física moderna ao lado da mecânica quântica. Ficou conhecido por sua fórmula de equivalência entre massa e energia E=mc² , considerada a equação mais famosa do mundo. Recebeu um Prêmio Nobel por sua descoberta do efeito fotoelétrico, o qual contribuiu para a teoria quântica. Associou os fenômenos dos campos gravitacionais à Teoria da Relatividade Especial, formulando a Teoria da Relatividade Geral. Trabalhou com mecânica estatística e teoria quântica, resolvendo a questão do movimento browniano. Investigou as propriedades da luz, o que levou ao desenvolvimento posterior da teoria dos fótons. Trabalhou com os americanos e seus estudos levaram àquele que ficou conhecido como o Projeto Manhattan, no qual o cientista Robert Oppenheimer criou as armas nucleares a partir da fissão nuclear. Colocou-se, entretanto, como opositor ao uso dessa energia como armamento. Junto com o filósofo Bertrand Russel criou o manifesto Russel-Einstein, contra a corrida armamentista, o qual foi assinado por vários outros cientistas da época.

Albert Einstein

Edwin Hubble, americano, nascido em 1889, foi um astrônomo que ficou famoso por ter descoberto que as nebulosas eram galáxias fora da Via Láctea e que estas se separavam umas das outras em velocidade proporcional à distancia que as separam, a Lei de Hubble e a Constante de Hubble. Criou uma classificação para galáxias que é usada ainda nos dias de hoje. Seus estudos serviram de base para que George Gamow, posteriormente, elaborasse a Teoria do Big Bang. O Telescópio Espacial Hubble foi batizado em sua homenagem.

Edwin Hubble

Niels Bohr, dinamarquês, nascido em 1885, foi um físico que contribuiu para a formulação do modelo clássico de átomo que conhecemos ainda hoje. Além de elucidar a estrutura atômica, Bohr contribuiu para a física quântica. Ele conseguiu interpretar algumas das propriedades das séries espectrais do hidrogênio e a estrutura do sistema periódico dos elementos químicos, formulou o princípio da correspondência e da complementaridade, estudou o modelo nuclear da gota líquida e previu a propriedade da fissão nuclear antes da descoberta do plutônio. Propôs um modelo atômico que levava em conta a teoria quântica, sendo ajudado por Einstein, Schrödinger, Heisenberg e Pauli, outros nomes importantes na Física Moderna.

Niels Bohr

Erwin Schrödinger, austríaco, nascido em 1887, foi um físico teórico conhecido pelas suas contribuições à mecânica quântica, em especial pela Equação de Schrödinger e pelo experimento mental conhecido como O Gato de Schrödinger. Deu atenção também ao âmbito da filosofia da ciência, bem como a conceitos éticos e religiosos orientais e antigas (embora fosse ateu). Na área da biologia contribuiu com sua obra "O Que é Vida?", onde propõe explicar o comportamento dos organismos através das leis da física. Segundo ele: "(...) devemos estar preparados para descobrir que ela (estrutura da matéria viva) funciona de uma forma que não pode ser reduzida às leis comuns de física. E isso, não sobre o fundamento de que exista alguma "nova força" ou o que quer que seja dirigindo o comportamento de cada um dos átomos de um organismo vivo, mas sim porque sua construção é diferente de qualquer outra coisa que já tenhamos testado em um laboratório de física"

Erwin Schrödinger

Wolfgang Pauli, austríaco, nascido em 1900, foi um físico conhecido por seu trabalho na teoria do spin do elétron, contribuindo bastante para a mecânica quântica. Ele propôs um novo grau de liberdade quântico para explicar a inconsistência entre o espectro molecular observado e o desenvolvimento da mecânica quântica (posteriormente identificado como o spin) e formulou o Princípio de Exclusão, que estabelece que nenhuma partícula pode existir no mesmo estado quântico. Seu trabalho influenciou Dirac na formulação da equação de Dirac para o elétron relativístico. Propôs a existência de uma partícula neutra não-observada e sem massa (posteriormente chamada de neutrino) e provou o teorema estatístico de spin, fator de extrema importância para o desenvolvimento da mecânica quântica.

Wolfgang Pauli

Werner Heisenberg, alemão, nascido em 1901, foi um físico teórico responsável por oficialmente criar a mecânica quântica. Heisenberg estabeleceu as bases da formulação matricial e apresentou o famoso princípio da incerteza, além de contribuir nos campos da hidrodinâmica, estudos do núcleo atômico, ferromagnetismo, raios cósmicos e partículas subatômicas. Teve participação ainda no planejamento do primeiro reator nuclear alemão.

Werner Heisenberg

Linus Pauling, americano, nascido em 1901, foi químico quântico, bioquímico, cristalógrafo, biólogo molecular e médico.  Pauling é conhecido como um dos principais químicos do século XX. Foi pioneiro na aplicação da mecânica quântica em química, estudou a natureza das ligações químicas, fez importantes contribuições à determinação da estrutura das proteínas e cristais, sendo considerado um dos fundadores da Biologia Molecular. Atuou ainda nos campos da química inorgânica, metalurgia, imunologia, anestesiologia, psicologia e radioatividade. Recebeu o Prêmio Nobel da Paz por suas campanhas contra os testes nucleares. Popularizou também a controversa medicina ortomolecular, uma medicina alternativa que advoga o uso de biomoléculas acima dos limites recomendados pela medicina tradicional. É, entretanto, mais conhecido por ter desenvolvido o Diagrama de Linus Pauling, que determina a distribuição eletrônica de um átomo.

Linus Pauling

Richard Feynman, americano, nascido em 1918, foi um físico pioneiro na eletrodinâmica quântica. Também trabalhou na superfluidez do hélio líquido, teoria das interações fracas e teoria das interações fortes. Feynman era um verdadeiro gênio e se interessava por absolutamente tudo desde a sua infância, quando aprendeu a consertar sozinho os rádios da vizinhança. Na vida adulta, Feynman manteve esse espírito, estudando inclusive como as formigas encontravam açúcar na cozinha da sua casa, contribuindo para a zoologia desses insetos. Além de inteligente, Feynman era extremamente extrovertido e adorava pregar peças nos outros, fatos descritos em seu livro "Surely You're Joking, Mr. Feynman". Acima de tudo, foi um dos grandes divulgadores da ciência da história, fato este que lhe renderá uma postagem exclusiva em algum momento neste blog. Vale a pena ressaltar que ele esteve no Brasil e também discutiu o sistema educacional aqui encontrado.

Richard Feynman

Peter Higgs, inglês, nascido em 1929, é um físico teórico e atualmente professor na Universidade de Edimburgo. Entre seus maiores trabalhos estão a proposta da quebra de simetria na teoria eletrofraca, explicando a origem da massa das partículas elementares, o chamado Mecanismo de Higgs, o qual previu a partícula Bóson de Higgs, apelidada por muitos como "a Partícula de Deus", a qual foi procurada por anos na física atual até ser encontrada no CERN em 2012. O mecanismo de higgs é o ingrediente mais importante do modelo padrão de partículas.

 Peter Higgs

11) Cosmologia  e Astrofísica

Roger Penrose, inglês, nascido em 1931, é um físico, matemático e filósofo da ciência que trabalha atualmente como professor na Universidade de Oxford. Penrose reinventou a matriz inversa generalizada, inventou o Triângulo de Penrose e provou que uma singularidade (como os buracos negros) poderia ser formada pelo colapso gravitacional proveniente da morte de estrelas. Inventou ainda a Teoria Twistor, que mapeia objetos geométricos do Espaço de Minkowski em um espaço complexo tetradimensional com assinatura métrica. Conjeturou a hipótese da censura cósmica, que propõem que o Universo nos protege da imprevisibilidade de uma singularidade através da limitação de noss visão além do horizonte de eventos. Tal proposição foi originada a partir da relatividade geral de Einstein. Suas maiores contribuições foram à área da cosmologia com seus trabalhos sobre buracos negros e a Teoria do Big Bang.

Roger Penrose

Carl Sagan, americano, nascido em 1934, foi um astrônomo, astrofísico, cosmólogo, escritor e um dos maiores nomes da divulgação científica da história, com mais de 600 publicações e 20 livros de ciência e ficção científica. Foi um grande defensor do ceticismo e do método científico. Foi um dos participantes do projeto SETI de busca por vida inteligente no espaço. Foi um dos primeiros cientistas a estudar o efeito estufa em escala planetária. Foi pioneiro na Astrobiologia (Exobiologia). É autor da famosíssima série de TV "Cosmos", que também teve um livro publicado. Foi também um grande defensor do pacifismo e cooperação entre as nações em prol da ciência e do desenvolvimento científico da humanidade. Sua importância é muito maior como divulgador da ciência do que como cientista propriamente dito. Foi uma figura fenomenal na história da ciência!

Carl Sagan

Stephen Hawking, inglês, nascido em 1942, foi um físico teórico e cosmólogo considerado um dos mais consagrados cientistas do século XX. Depois de Einstein, talvez seja o cientista mais famoso do mundo, figurando em várias obras da cultura pop mundial. Assim como Carl Sagan, sua importância como divulgador da ciência é muito maior do que sua contribuição como cientista propriamente dito. Entre seus trabalhos no âmbito da ciência, pesquisou cosmologia teórica e gravidade quântica. Em colaboração com Penrose provou o primeiro dos teoremas de singularidade no espaço-tempo, propôs as 4 leis da mecânica de buracos negros e descobriu a emissão de radiação por estes, radiação que foi batizada como Radiação de Hawking, e demonstrou a possível existência de miniburacos negros,  participou do desenvolvimento da teoria da inflação cósmica. Publicou livros e participou de programas e documentários como divulgador da ciência (mais detalhes nesta postagem aqui). O fato mais marcante da vida de Hawking, entretanto, foi ele manifestar Esclerose Lateral Amiotrófica e ir perdendo gradativamente a mobilidade do corpo, capacidade de falar, etc., sendo por isso guiado por uma cadeira de rodas computadorizada e falando através de um sintetizador de voz.

Stephen Hawking

Neil deGrasse Tysson, americano, nascido em 1958, é astrofísico e um dos maiores divulgadores científicos da atualidade. Discípulo de Carl Sagan, foi responsável por estrelar a nova versão da série de TV "Cosmos", lançada em 2013. Existem centenas de vídeos de palestras, cursos, aulas, debates envolvendo Neil deGrasse Tysson na internet. Tysson é provavelmente o cientista mais popular da atualidade. Assim como Carl Sagan, é um grande defensor do método científico e do ceticismo como postura de investigação.

Neil deGrasse Tysson

Marcelo Gleiser, brasileiro, nascido em 1959, é físico, astrônomo, escritor, roteirista e atualmente professor na Faculdade de Darthmouth, EUA. Gleiser é o mais popular divulgador da ciência brasileiro. Escreveu cerca de 10 livros e participou de documentários, como algumas séries exibidas no Brasil pelo Fantástico. Recebeu um prêmio Jabuti por seu livro "A Dança do Universo" (cuja leitura é fortemente recomendada!) e foi eleito membro da Academia Brasileira de Filosofia. Em Darthmouth é responsável pela disciplina "Física para Poetas", cujas aulas abordam história da ciência e os princípios básicos da ciência de maneira bastante simples e didática. Recebeu um prêmio de Bill Clinton por seu trabalho em Cosmologia e dedicação ao ensino.

Marcelo Gleiser

Finalizando esta terceira parte, podemos perceber que a física clássica deu lugar a uma física mais moderna, que envolve a astrofísica e modelos cosmológicos para explicar o funcionamento do universo, bem como modelos quânticos que exploram o universo das subpartículas atômicas e seus bizarros fenômenos. A física parece ter se dividido em duas: uma física do macrocosmos e outra do microcosmos. Até hoje ninguém conseguiu propor uma teoria que unificasse as duas vertentes. Será uma verdadeira revolução o dia em que isso acontecer... Quase todos os cientistas citados até agora já não estão mais entre nós, mas no final desta parte começamos a conhecer um pouco daqueles que ainda estão vivos e trabalhando, bem como a relevância daqueles que se dedicam à divulgação do conhecimento científico, tarefa que considero de igual importância. No próxima (e última) parte, veremos alguns dos grandes nomes atuais e um vislumbre das chamadas "ciências do futuro".