quinta-feira, 10 de janeiro de 2019

Olavo e a Relatividade

Em cada época da história há pessoas na vanguarda da compreensão da vida, do universo e tudo mais. Chamamos essas pessoas de filósofos. A palavra filósofo vem do grego φιλόσοφος, ou amante da sabedoria. Filósofos importantes influenciaram e mesmo determinaram como a sociedade se organizou, a moral, a ética, de onde viemos e para onde vamos. Obviamente a invenção do pensamento científico contemporâneo, que começou na Europa renascentista do século XVI, teve forte influência na filosofia. Isaac Newton chamou seu tratado sobre a natureza em três volumes de Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Princípios Matemáticos da Filosofia Natural). Nessa obra colossal é descrito o modelo que usamos até hoje para descrever o movimento de corpos materiais, a gravitação, o movimento de planetas. Ele sistematiza a noção de campos, e de quebra descreve o cálculo infinitesimal. No volume 3 Newton propõe "Regras de Raciocínio em Filosofia" em que enuncia algumas bases do raciocínio científico: efeitos similares devem ter causas similares (universalidade das leis da Física) e a compreensão da realidade deve derivar de fenômenos observados experimentalmente. Isso atualmente pode parecer óbvio, mas no século XVII não era.

O Brasil de 2019 está passando por um fenômeno muito curioso. Membros importantes do governo recém empossado (incluindo o presidente) têm citado como referência intelectual o senhor Olavo de Carvalho. Mesmo sem ter tido educação formal na área, o Sr. Carvalho se apresenta como filósofo e mantém uma página na qual oferece cursos on line sobre diversos assuntos ligados à filosofia.


Mas o que faz de um pacato cidadão um filósofo? Difícil de saber. Certamente não é um curso de graduação em Filosofia. Minha mãe era formada em Filosofia e nem por isso ficava filosofando ou falando dos mistérios da vida, do universo e tudo mais. O Sr. Carvalho é autor de uma longa lista de livros sobre os mais diversos assuntos. No entanto, ele não é reconhecido pelos pares ou pelo mundo acadêmico como alguém com algo relevante a dizer sobre a vida, o universo e tudo mais, como pode ser verificado aqui, aqui e aqui.


O Sr. Carvalho costuma publicar vídeos em seu canal no Youtube nos quais fala sobre os mais diversos assuntos, inclusive Ciência. Vou comentar um dos seus vídeos, no qual o Sr. Carvalho aplica seu bom senso ao movimento da terra em torno do sol.


"Com relação à origem da relatividade o que aconteceu foi o seguinte: no fim do século passado [houve] uma dupla de cientistas, Michelson e Morley, que disseram o seguinte: se de fato a terra se move em volta do sol então devem haver diferenças na velocidade da luz em vários pontos da terra conforme as várias estações do ano. Eles mediram isso milhares, milhares e milhares de vezes e viram que não mudava nada. Então das duas uma: ou a terra não se move ou então é preciso modificar a Física inteira. Um cidadão chamado Albert Einstein viu isso e decidiu que era preferível modificar a Física inteira só para não admitir que não havia provas do heliocentrismo. Ele fez então um arranjo que implicava em várias noções muito estranhas como a curvatura do espaço que é um conceito que até hoje eu não entendi. [...] Mais ainda a noção de que pessoas que viajassem através do espaço teriam várias idades ao mesmo tempo, e muitas coisas muito esquisitas que nunca foram provadas, mas que eram intelectualmente muito elegantes e de algum modo salvavam as aparências. O fato é que no confronto entre geocentrismo e heliocentrismo não existe nenhuma prova definitiva nem de um lado nem do outro. Você pode usar um sistema de referência ou pode usar o outro."
Citando a frase atribuída ao genial Wolfgang Pauli, isso é tão absurdo que nem chega a estar errado.

Como demonstraremos a seguir, o Sr. Carvalho mostra ter pouca familiaridade com o Método Científico, com a História da Ciência e com a própria Teoria da Relatividade.

Ao contrário do que o Sr. Carvalho afirma, os experimentos de Michelson-Morley, realizados entre 1871 e 1878, não estavam testando se a terra se move ou não. Isso já havia sido estabelecido sem sombra de dúvidas por Nicolau Copérnico 400 anos antes. Michelson e Morley estavam testando a hipótese de existir um meio (chamado de éter) para a propagação das ondas eletromagnéticas. Naquela época muitos cientistas pensavam que assim como ondas materiais (som por exemplo) só se propagam em meios materiais, deveria haver um meio de propagação para as ondas eletromagnéticas. Michelson e Morley projetaram um interferômetro extremamente sensível para detectar variações mínimas na velocidade da luz. Eles apontaram seu equipamento em diferentes direções, buscando variações na velocidade da luz, o que deveria ocorrer devido ao movimento da terra caso o éter existisse. Michelson e Morley determinaram que a velocidade da luz era sempre a mesma, não importando a direção na qual orientavam o seu interferômetro. Isso não só descartou a hipótese do éter mas também criou um novo desafio teórico: como pode a velocidade da luz ser a mesma em todas as direções dado que a terra está se movendo? A resposta veio a partir dos trabalhos de Fitzgerald e Lorentz (1892). Eles propuseram que por algum motivo uma mudança de sistema de referência no contexto do eletromagnetismo  (transformação de Lorentz) é diferente do que ocorre no contexto da mecânica (transformação de Galileu), mais intuitiva porque mais próxima de nossa experiência cotidiana. Em 1905 Albert Einstein formulou a Teoria da Relatividade Restrita na qual unificou os resultados da mecânica e do eletromagnetismo postulando que a velocidade da luz é constante em qualquer sistema de referência chamado de inercial. Portanto, apesar de a transformação de Lorenz ser a maneira correta para tratae de mudanças de sistemas de referência, a transformação de Galileu pode ser usada quando o movimento relativo dos sistemas de referência ocorre a velocidades baixas comparadas com a da luz que é de cerca de 300 mil km/s, muito maior do que estamos acostumados a experimentar em nosso dia-a-dia.

Isso tudo não tem nada a ver com a curvatura do espaço (que o Sr. Carvalho confessa não entender, e é um assunto muito difícil mesmo para quem estudou geometria avançada), que é um conceito que aparece na Teoria Geral da Relatividade.

Ao formular as teorias da relatividade restrita e geral, Einstein não estava tentando resolver o problema do movimento da terra, mas sim o problema da invariância da velocidade da luz em mudanças de sistemas de referência. Isso é provavelmente demais para o entendimento de Ciência do Sr. Carvalho, a quem resta aplicar o seu senso comum e interpretar o experimento de Michelson-Morley como evidência para a terra não se mover.

Mas afinal como sabemos que a terra gira em torno do sol (modelo heliocêntrico) e não o sol gira em torno da terra (modelo geocêntrico)? Na verdade, isso ocorre porque supondo o sol no centro do movimento de todos os planetas a descrição desses movimentos fica muito mais simples e compatível com a teoria da gravitação exposta nos Principia. Isso é a essência da Ciência: fazer modelos que nos ajudam a compreender a Natureza.
Com a invenção do telescópio no século XVI uma enxurrada de evidências astronômicas foi produzida:

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APOD/Tunç Tezel/NASA
Movimentos retrógrados dos planetas. Vistos da terra, os planetas executam trajetórias estranhas no céu, como o movimento de Marte reproduzido ao lado. Isso foi observado já no século XVI e foi um dos principais argumentos usados por Copérnico para propor o modelo heliocêntrico. O ajuste preciso das trajetórias só foi possível quando Johannes Kepler propôs que os planetas percorrem trajetórias elípticas e não estritamente circulares em torno do sol.


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As fases de Vênus. Vênus apresenta tem fases semelhantes às da Lua. Isso não tem explicação num modelo geocêntrico mas é consequência direta do modelo heliocêntrico.



As estações do ano. É muito difícil explicar porque ocorrem as estações do ano num modelo geocêntrico. No modelo heliocêntrico basta considerar que o eixo de rotação de terra está inclinado em relação ao plano da órbita em torno do sol. Essa inclinação é de cerca de 23° (é por isso que o trópico de Capricórnio passa bem pertinho de Campinas, que tem latitude 23°). A própria ocorrência de anos é consequência da rotação da terra em volta do sol.

O heliocentrismo foi adotado como a descrição correta do sistema solar porque seus resultados são passíveis de explicação por uma teoria simples e elegante, capaz de fazer previsões sobre a evolução do sistema. Essa é a base da Ciência. Por isso as escolas ensinam heliocentrismo, não geocentrismo. A fala o Sr. Carvalho só mostra o quanto suas ideias sobre Física, heliocentrismo, relatividade e tudo o mais são baseadas apenas no senso comum e não na erudição e entendimento de conceitos como ele quer que acreditemos. Na verdade isso só convence outras pessoas que também não entendem o assunto. O grave é que o Sr. Carvalho tem não só admiradores mas seguidores que tomam suas palavras como uma expressão da verdade. Assim nascem as pseudociências. Ao falar de Ciência o Sr. Carvalho certamente não se qualifica enquanto filósofo, mas simplesmente como articulador de senso comum óbvio e errado, prática comum entre os gurus de auto-ajuda. Ele no fundo não entende do que fala, usando fatos, resultados e conceitos fora de contexto e chegando a conclusões pretensamente científicas. Isso se chama pseudociência.

Pobre do país em que o guru intelectual dos governantes, com poderes suficientes para indicar dois ministros (inclusive o da Educação) seja tão superficial e tacanho.
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