De certo além da teoria criacionista, religiosa, o Big Bang atualmente é a teoria científica cosmológica mais aceita no meio científico divulgada no início do século XX, para explicar a origem do Universo. Com efeito, a teoria do Big Bang, afirma que após a suposta explosão e a acomodação das diferentes matérias, essas se aglomeraram formando os bilhões de galáxias do Universo por intermédio de fabulosos, complexos e misteriosos sistemas e subsistemas que se interligam entre os diversos mundos existentes no tempo-espaço cósmico, estudados atualmente por instrumentos tecnológicos de ponta pelas ciências modernas, além da ciência da Administração. E, com base nessa teoria, a do Big Bang, o Universo continua em constante expansão.
Acrescente-se que a Teoria do Big Bang apoia-se em parte, na teoria da relatividade do físico Albert Einstein (1879-1955) e nos estudos dos astrônomos Edwin Hubble (1889-1953) e Milton Humason (1891-1972), os quais demonstraram que o universo não é estático e se encontra em constante expansão, ou seja, as galáxias estão se afastando umas das outras. Portanto, no passado elas deveriam estar mais próximas que hoje, e, até mesmo, formando um único ponto.
Igualmente num processo de desenvolvimento espaço-tempo o Homem tendo como base o mirar do Universo, em todos os tempos busca estudar cosmologicamente a própria criação e existência evolutiva, originada de matérias visíveis e invisíveis, numa mistura entre forças de ação e reação, no bojo de complexos e misteriosos processos constituídos pelas interligações de sistemas e subsistemas inteligentes da criação, originando movimentos infindos de homeostase – relativa estabilidade – e de entropia – relativa desordem da partícula – numa constante organização orgânica e inorgânica, criativa e perfeita da vida. Como por exemplo, para responder cientificamente o que somos? De onde vimos? Para onde vamos?
Sobretudo a química moderna, que explica que há uma combinação das substâncias e não uma decomposição. Contudo, esse ponto era ignorado pela Ciência de antes do século XVII, que dava maior ênfase aos aspectos qualitativos, desprezando as quantidades. Neste aspecto, Antoine Lavoisier (1743-1794), químico, considerado o pai da Química, foi o primeiro a observar que o oxigênio, em contato com uma substância inflamável, produz a combustão. Deduziu, também, baseado em reações químicas, a célebre lei da conservação da matéria: "Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma". Lavoisier também tentou encontrar, uma linguagem própria para a química junto a outros estudiosos.
Analogamente, as propriedades da Matéria podem ser classificadas em gerais e específicas que, por sua vez, se dividem em químicas, físicas, organolépticas (características dos materiais que podem ser percebidas e avaliadas pelos sentidos humanos como a cor, o brilho, a luz, o odor, a textura, a maciez, o som e o sabor) e funcionais. Matéria é tudo o que tem massa e ocupa lugar no espaço, e é formada por pequenas partículas, átomos e moléculas. As propriedades da matéria são as características físicas ou químicas que nela existem e servem para diferenciar os materiais.
Isaac Newton (1643-1727), o pai da ciência moderna, astrônomo, alquimista, filósofo natural, teólogo e cientista inglês, mais reconhecido como físico e matemático, fez descobertas muito importantes para a ciência: a) descobriu a lei fundamental da gravitação; b) imaginou as leis básicas da Mecânica e aplicou-as aos corpos celestes; c) inventou os métodos de cálculo diferencial e integral; d) além de estabelecer os alicerces de suas grandes descobertas ópticas.
Na Física as leis de Newton fundamentam a base da Mecânica Clássica e é um conjunto de três leis: 1- Lei da Inércia; 2- Princípio Fundamental da Dinâmica; e 3- Lei da Ação e Reação. Essas leis são usadas para determinar a dinâmica dos movimentos dos corpos; e essas leis foram publicadas pela primeira vez por Newton na obra, Princípios Matemáticos da Filosofia Natural, considerada uma das mais influentes na história da ciência.
Um dos principais legados deixados por Newton foi a precisa explicação matemática para o movimento dos corpos, isto é, as causas que podem alterar seu estado de movimento, sujeitos a inúmeras forças que se cancelam em estado de equilíbrio estático ou dinâmico, quando se movendo com velocidade constante e em linha reta. Ou seja, a Mecânica Newtoniana mostrou-se capaz de predizer a trajetória de asteroides e o surgimento das marés, tornando-se um dos marcos da Física por trazer equações matemáticas para a explicação de fenômenos naturais. E, o agente responsável pela mudança no estado de movimento dos corpos é chamado de força, uma grandeza vetorial cuja unidade é o kg•m/s², batizada posteriormente, como N (Newton). Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele.
O cientista escocês James Clerk Maxwell (1831-1879), buscando explicar a natureza da luz, propôs a teoria de que a luz seria constituída por ondas eletromagnéticas. Assim, as diferentes radiações visíveis (cores) e invisíveis (raios gama, raios X, ultravioleta, infravermelho, micro-ondas e ondas de rádio) distinguir-se-iam por possuírem comprimentos de onda e frequências diferentes.
O comprimento de onda é a distância de dois picos consecutivos em uma onda e é representado pela letra grega lambda “?”. Já a frequência (f) é o número de oscilações da onda eletromagnética por segundo. Essas duas grandezas são inversamente proporcionais, quanto menor o comprimento de onda, maior a frequência e a energia da radiação.
Essa maneira de estudar e entender a luz explicava muitos fenômenos, como o modo de sua propagação.
No entanto, havia alguns aspectos que essa teoria não explicava, sendo que o principal tratava-se da cor que determinados objetos emitiam quando eram aquecidos. Todo objeto que se encontra em temperatura ambiente é visualizado porque reflete radiação em determinada frequência e em determinado comprimento de onda que corresponde à sua cor (luz visível). No entanto, no caso de objetos que estão em temperaturas altíssimas, eles não refletem alguma luz que incidiu sobre eles, mas sim emitem luz própria em intensidade suficiente para visualizarmos.
Por exemplo, o ferro muda de cor à medida que sua temperatura aumenta. Ele primeiro fica vermelho, depois amarelo, posteriormente branco e, em temperaturas extremamente elevadas, o branco fica ligeiramente azul.
Ao estudar esse fenômeno, os cientistas mediam a intensidade da radiação em cada comprimento de onda e repetiam as medidas para uma variedade de temperaturas diferentes. O físico alemão Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) descobriu que essa radiação emitida só dependia da temperatura, e não do material.
Um objeto que age dessa forma passou a ser denominado pelos cientistas como corpo negro. Ele não é chamado assim por causa de sua cor, pois ele não é necessariamente escuro, pelo contrário, muitas vezes resplandece na cor branca. Esse nome vem do fato de que o objeto não favorece a absorção ou a emissão de um comprimento de onda, pois enquanto o branco reflete todas as cores (radiações visíveis em vários comprimentos de onda), o preto não reflete nenhuma cor. O corpo negro absorve toda a radiação que incide sobre ele.
Então, quando os cientistas buscavam explicar as leis da radiação do corpo negro, os dados obtidos experimentalmente se mostravam incompatíveis com a teoria ondulatória de Maxwell, James Clerk Maxwell (1831-1879), físico e matemático britânico, mais conhecido por ter dado forma final à teoria moderna do eletromagnetismo, que une a eletricidade, o magnetismo e a óptica. Estes resultados apontavam para uma situação catastrófica, que ficou conhecida como a catástrofe do ultravioleta. A Física clássica dizia que qualquer corpo negro a qualquer temperatura não nula deveria emitir uma radiação ultravioleta muito intensa, o que quer dizer que o aquecimento de qualquer objeto levaria a uma devastação ao seu redor por meio da emissão de radiações com altas frequências. Inclusive um corpo humano com a temperatura de 37º C brilharia no escuro. Mas isso não acontece no cotidiano. Então, o que estaria errado?
A explicação correta veio em 1900, pelo físico e matemático alemão Max Karl Ernest Ludwig Planck (1858-1947), físico alemão, considerado o pai da física quântica e um dos físicos mais importantes do século XX, Nobel de Física de 1918, por suas contribuições na área da física quântica.
Max Planck buscou uma explicação para as características especiais da luz emitida por corpos aquecidos (ou aquilo que os físicos chamam de radiação de corpo negro). E, disse que, a energia não seria contínua, como se pensava anteriormente. Sua teoria dizia basicamente o seguinte: “A radiação é absorvida ou emitida por um corpo aquecido não sob a forma de ondas, mas por meio de pequenos pacotes de energia”.
Por volta de 1930, a esses pequenos “pacotes de energia” Max Planck deu o nome de quantum (seu plural é quanta), que vem do latim, e significa “quantidade”, literalmente quanto, quantum, passando a ideia de unidade mínima, indivisível; já que o quantum seria uma unidade definida de energia proporcional à frequência da radiação. Foi a partir daí que surgiu a expressão teoria quântica.
Atualmente um quantum é chamado de fóton.
Além disso, Max Plank forneceu uma função que permitia determinar a radiação das partículas oscilantes que emitem radiação em um corpo negro.
A constante de Planck é uma das mais importantes constantes no mundo quântico, pois ela é fundamental para o entendimento de vários conceitos e interpretações físicas e químicas.
Posteriormente, Albert Einstein (1879-1955), usou essa hipótese de Max Planck para explicar os resultados obtidos em seus trabalhos sobre o efeito fotoelétrico em 1905.
Assim, é importante salientar que atualmente se adota o modelo da dualidade onda-partícula da matéria. Isso significa que as duas teorias são usadas para explicar a natureza da luz: a ondulatória e a corpuscular.
A teoria ondulatória explica alguns fenômenos da luz e pode ser demonstrada por determinados experimentos, enquanto a teoria de que a luz é composta por minúsculas partículas de energia explica outros fenômenos e pode ser comprovada por outros experimentos. Não há nenhum experimento que demonstre as duas naturezas da luz ao mesmo tempo. Portanto, as duas teorias são utilizadas, de acordo com o fenômeno que está sendo estudado.
A luz possui característica de onda-partícula.
Albert Einstein (1879-1955), Nobel da Física em 1921, foi uma das mentes mais brilhantes da ciência, e o seu legado inclui a explicação do efeito fotoelétrico, a formulação da teoria da relatividade espacial geral e restrita, além de grandes contribuições para a Física Estatística (ramo da física que usa métodos da teoria das probabilidades e estatística e, particularmente, as ferramentas matemáticas para lidar com grandes populações e aproximações, na solução de problemas físicos), por meio de sua explicação para o movimento browniano - movimento aleatório de partículas num fluido, líquido ou gás, como consequência dos choques entre todas as moléculas ou átomos presentes no fluido - descobertos pela primeira vez em 1827, por Robert Brown (1773-1858), botânico e físico escocês, que se notabilizou como colector na Austrália e no sudeste asiático durante a primeira metade do século XIX. Realizou estudos pioneiros sobre o núcleo das células vegetais e na sustentação da teoria cinética das moléculas.
Einstein também trouxe grandes contribuições para a Termodinâmica (ramo da física que estuda as causas e os efeitos de mudanças na temperatura, pressão e volume em sistemas físicos em escala macroscópica).
Aos 25 anos, em 1905, Einstein publicou artigos responsáveis por uma grande mudança de paradigma no conhecimento vigente. São eles: 1- “Sobre um ponto de vista heurístico - método ou processo criado com o objetivo de encontrar soluções para um problema - relativo à produção e transformação da luz, que trata sobre a absorção da luz pelo efeito fotoelétrico”; 2- “Sobre o movimento de pequenas partículas em suspensão dentro de líquidos em repouso, tal como exigido pela teoria cinética molecular do calor”, cujo objetivo é explicar que o movimento aleatório de pequenos grãos de pólen em suspensão num líquido é originado das minúsculas colisões moleculares; 3- “Sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento”, trabalho que lançou as bases para uma área da Física totalmente nova: a relatividade restrita; 4- “A inércia de um corpo depende do seu conteúdo energético?”, artigo no qual apresenta o princípio da equivalência e a famosa relação entre energia e massa de repouso: E = mc².
A teoria de Einstein tem importantes implicações astrofísicas. Ela aponta para a existência de buracos negros — regiões no espaço onde o espaço e o tempo são distorcidos de tal forma que nada, nem mesmo a luz, pode escapar — como um estado final para estrelas maciças. Há evidências de que esses buracos negros estelares, bem como outras variedades maciças de buracos negros são responsáveis pela intensa radiação emitida por certos tipos de objetos astronômicos, tais como núcleos ativos de galáxias ou microquasares. O desvio da luz pela gravidade pode levar ao fenômeno de lente gravitacional, onde várias imagens do mesmo objeto astronômico distante são visíveis no céu. A relatividade geral também prevê a existência de ondas gravitacionais, que já foram medidas indiretamente; uma medida direta, no final de 2015, por pesquisadores do projeto LIGO (Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser), confirmou as "distorções no espaço e no tempo” causado por um par de buracos negros com 30 massas solares em processo de fusão. Além disso, a relatividade geral é à base dos atuais modelos cosmológicos de um universo sempre em expansão. Foi descrita por cientistas notáveis — como Lev Landau (1908-1968), Nobel de Física em 1962, Steven Weinberg (1933), Nobel de Física em 1979, e Wolfgang Pauli (1900-1958), Nobel de Física em 1945 — como a mais bela de todas as teorias físicas existentes.
Além de suas produções diretas, diversas áreas do conhecimento, como a Óptica Quântica, foram impulsionadas pelos questionamentos de Albert Einstein. Durante toda a sua vida, o sonho de Einstein era construir uma teoria capaz de unificar todas as forças fundamentais em uma única descrição matemática. Tal desejo é refletido em algumas das teorias cosmológicas mais recentes, como a teoria das cordas (modelo físico matemático onde os blocos fundamentais são objetos extensos unidimensionais, semelhantes a uma corda, e não pontos sem dimensão, que são a base da física tradicional).
No ramo da Mecânica Quântica, Einstein deixou diversas questões em aberto que, futuramente, viriam a dar origem a uma nova área da Física, a Óptica Quântica. Os estudos de Einstein relacionados ao comportamento da luz renderam-lhe a explicação do efeito fotoelétrico acelerou o surgimento das células fotovoltaicas, capazes de produzir energia laser e a solar, uma das formas mais limpas de energia por causar pouco impacto ao meio ambiente.
Em razão de seu legado científico, Einstein tornou-se um dos mais famosos e influentes cientistas da humanidade. A teoria da relatividade geral, por exemplo, permitiu que criássemos o GPS (Sistema de Posicionamento Global). Como a gravidade terrestre afeta a propagação das ondas eletromagnéticas, uma série de correções é feita nos sinais de satélite, de forma que esses satélites são capazes de nos localizar rapidamente e com grande precisão.
No domínio da teoria da relatividade, Einstein previu a possibilidade da existência de ondas gravitacionais, que foram detectadas em 2017, durante a colisão de dois buracos negros.
Einstein também foi capaz de estabelecer uma relação de proporcionalidade entre massa e energia por meio da sua fórmula mundialmente conhecida: E = mc². Com essa relação, o físico mostrou que a massa inercial (m) multiplicada pelo quadrado da velocidade da luz (c²) é equivalente a uma quantidade de energia E. As conclusões de Einstein sobre a energia de repouso levaram à criação da bomba atômica e também ao surgimento de usinas nucleares.
Igualmente, teve um vasto legado científico, no entanto, foi o seu artigo sobre o efeito fotoelétrico que levou a comunidade científica a laureá-lo com o prêmio Nobel de Física. Nesse artigo, Einstein explica a origem e o funcionamento desse importante fenômeno quântico.
De acordo com a explicação de Einstein, o efeito fotoelétrico ocorre em razão do comportamento corpuscular da luz, composta por um grande número de partículas chamadas de fótons.
A explicação do efeito fotoelétrico acelerou o surgimento das células fotovoltaicas, responsáveis pela geração da energia elétrica solar, uma das formas mais limpas de energia por causar pouco impacto ao meio ambiente.
Inquestionavelmente Albert Einstein é reconhecido como um dos maiores físicos da história.
Acrescente-se que, a Filosofia Moderna, tem início com o Renascentismo e termina no Iluminismo, tendo como marcas principais a valorização da razão e o cientificismo.
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