Muitas vezes o familiar oculta os maiores mistérios. Esse é o caso da
luz, um fenômeno tão comum que quase ninguém dá muita bola para ele.
Acordamos com ela todos os dias, ligamos e desligamos lâmpadas com
descaso, raramente refletindo sobre a sua natureza, sobre o que está por
trás dessa intensidade visível, porém impalpável, etérea, porém
concreta, discreta, porém essencial.
No seu tratado sobre a luz intitulado "Óptica", publicado em 1704, Isaac
Newton defende sua crença de que a luz é constituída de pequenas
"partes": "Não são os raios de luz corpúsculos diminutos emitidos por
corpos brilhantes?", pergunta. Sugere, além disso, que a luz viaja com
velocidade finita, fazendo referência aos resultados de Ole Roemer, o
qual, em 1676, mediu a velocidade da luz usando o eclipse de Io, uma das
luas de Júpiter.
Em 1865, James Clerk Maxwell publicou o tratado "Teoria Dinâmica do
Campo Eletromagnético", no qual descreve a luz como ondulações do campo
eletromagnético.
A teoria explica conjuntamente a eletricidade e o magnetismo como
manifestações do campo eletromagnético: uma carga elétrica produz um
campo elétrico à sua volta, como cabelos rodeando uma cabeça. Tal como a
gravidade, seu efeito cai com o quadrado da distância. Campos
magnéticos são gerados quando cargas elétricas são aceleradas.
Uma rolha oscilando numa piscina cria ondas circulares. Imagine que a
rolha é uma carga elétrica; ao oscilar, ondas eletromagnéticas são
irradiadas concentricamente. (A carga as emite em três direções, e não
duas.) Se a rolha subir e descer rápido, as ondas estarão próximas,
terão frequência alta; se lentamente, a frequência será baixa.
Algo assim ocorre com as ondas eletromagnéticas, que podem ter altas e
baixas frequências: o que chamamos de luz visível é um tipo de onda com
frequências entre 400 e 790 Terahertz (1 Terahertz=1.012
ciclos/segundo). Já os raios X e gama têm frequências bem mais altas,
enquanto o infravermelho e as micro-ondas têm frequências mais baixas.
Maxwell imaginou que, tal como ondas na água ou de som, a luz precisasse
de um meio para se propagar. Esse era o estranho éter: transparente,
imponderável e muito rígido, uma quase impossibilidade. Mas todos
acreditavam nele, mesmo após os experimentos de Michelson e Morley não o
terem encontrado.
Só em 1905 o jovem Einstein descartou o éter com a sua teoria da
relatividade: ao contrário de todas as outras, as ondas eletromagnéticas
podem se propagar no vazio. (É possível que ondas gravitacionais também
o façam, assunto que fica para outra semana.)
Para complicar, a luz não tem massa. "Como algo que não tem massa pode
existir?", perguntaria o leitor. Em física, energia é mais útil que
massa. E a luz tem energia, podendo ser descrita como onda ou partícula:
Newton e Maxwell estavam corretos. As partículas de luz, os fótons, têm
energia proporcional à frequência. (Vê-se logo a estranheza: uma
partícula com frequência, que é propriedade de onda!)
Lembro-me das palavras de Daniel Boorstin: "O maior obstáculo à novas
descobertas não é a ignorância; é a ilusão do saber". Mesmo que saibamos
tanto sobre o mundo, sabemos ainda tão pouco.
MARCELO GLEISER é professor de física teórica no Dartmouth College, em Hanover (EUA), e autor de "Criação Imperfeita".
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