A questão de como a velocidade da luz foi medida desperta bastante curiosidade, afinal, como medir a velocidade de algo que não se pode tocar e nem acompanhar na íntegra todo o seu trajeto do ponto A ao ponto B devido a sua extraordinária propagação?
Essa medição aparentemente impossível, devido às dificuldades de análise proporcionada pelo objeto de estudo em questão, levou por muito tempo, por séculos, pessoas a acreditarem que a pergunta de como a velocidade da luz foi medida não pudesse ser respondida por ser impossível tal feito.
Isso fazia com que os antigos elaborassem algumas teorias sobre a propagação da luz que hoje são consideradas furadas, mas que foram levadas a sério por falta de tecnologia e dados suficientes para observações mais perspicazes.
O que se pensava sobre a propagação da luz
Antes de ser possível encontrar uma resposta de como a velocidade da luz foi medida, ocasião que só pôde começar a ser respondida de forma satisfatória em 1676, a teoria mais aceita sobre o tema era de que a velocidade da luz não poderia ser medida porque era infinita, que não haveria como fazer qualquer tipo de medição tamanha a singularidade de sua propagação no vácuo. Uma das figuras mais famosas das civilizações antigas que defendia essa tese, era o filósofo Empédocles, que viveu no período de 5 a.C.
Outras teorias elucubravam de que não era o caso de ser infinita, mas talvez a fonte emissora de luz causasse a ilusão, a percepção de velocidade infinita, por impedir que flagrássemos o seu deslocamento ou o instante exato de sua chegada. Com esse raciocínio, Ptolomeu e Euclides acreditaram que os nossos olhos eram a fonte emissora da luz.
Heron de Alexandria e Aristóteles seguiam por caminho parecido. Também tinham a impressão de que não era o caso da velocidade da luz ser infinita e que tal sensação se devia pela fonte emissora e pelo meio de propagação. No entanto, em vez dos olhos, apostavam que a luz propagava-se pelo espaço, com velocidade finita, por entre os corpos.
Tal linha de raciocínio chegou a influenciar grandes nomes da ciência como René Descartes e Johannes Kepler.
A velocidade da luz
Bem, como deve saber, a velocidade da luz é finita, porém, assombrosa, e o avançar da ciência pôde determinar um número preciso: 299.792.458 m/s. O que quer dizer que a cada segundo a luz viaja por 300.000 km pelo vácuo.
Mas como se chegou a tais números? Como a velocidade da luz foi medida?
É interessante acompanharmos o processo, o longo caminho que revirou as noites de cientistas célebres ao longo dos séculos, para se chegar a medição perfeita.
As experiências má-sucedidas
Como todo bom amante da ciência, a curiosidade costuma falar mais alto e é claro que testes e experiências foram realizados para se tentar medir a velocidade da luz.
Naturalmente, tais experimentos só puderam vir por parte daqueles que acreditavam na luz finita, mesmo que suas concepções sobre a forma de propagação estivessem equivocadas conforme se pode averiguar séculos mais tarde. Significa que Empédocles e seus admiradores, por questão de lógica, não integram a lista a seguir.
Como a velocidade da luz foi medida: Pólvora?
Em 1629, o cientista holandês Isaac Beeckman se esforçou para ser relembrado infalivelmente ao longo de eras toda vez que algum curioso perguntasse para si ou para um suposto mais esclarecido sobre o tema: como a velocidade da luz foi medida?
Para tirar a dúvida e alcançar a glória, tentou o seguinte:
- Colocou vários espelhos à distância segura, e nas mais diversas, de uma detonação de pólvora;
- Reuniu algumas pessoas para observarem o experimento, principalmente os espelhos que posicionara;
- A intenção era verificar junto aos observadores se havia diferença de flash de luz refletido em cada espelho.
O resultado foi considerado inconclusivo, pois era muito difícil determinar algo exato com apenas esse aparato.
Como a velocidade da luz foi medida: Lanternas?
Quase dez anos depois do experimento fracassado de Beeckman, Galileu, que também acreditava que a luz, ou sua velocidade, não poderia ser infinita, resolveu testar suas habilidades e sorte.
Em 1638 desenvolveu um teste que acreditava ser capaz de encontrar uma resposta aceitável para todos que posteriormente viessem a lançar a dúvida de como a velocidade da luz foi medida.
O teste para ter sucesso, segundo a sua avaliação, necessitava destes elementos;
- Duas (2) montanhas;
- Duas (2) lanternas;
- Um (1) relógio de água;
- Um (1) assistente.
Com a ajuda de um assistente, Galileu colocou no topo de duas montanhas, separadas por 2 quilômetros de distância, uma lanterna que podia ser coberta e descoberta.
A intenção era observar se havia algum atraso perceptível entre a luminosidade das duas e, se sim, quanto tempo de atraso seria. Considerando que a sua suspeita se confirmasse, era de conhecimento de Galileu que o tempo, a velocidade a ser calculada, seria extraordinária e muito difícil para o olho humano captar, ter a sensibilidade necessária de identificar intervalo tão ínfimo.
Seria necessário para fins de exatidão, ou maior exatidão, o emprego de outros recursos disponíveis à época. Por isso, é provável que tenha utilizado um relógio de água, onde se calcula a passagem de tempo conforme a quantidade de líquido despejado em um recipiente, para chegar na conclusão de que o tempo da luz para percorrer a distância de 2 quilômetros foi de menos de 10-5 s (0,00001 s).
O experimento de Galileu pôde colher noção mais aproximada, caminhos a se seguir para se chegar à uma conclusão definitiva, mas não teve sucesso em alcançar uma conclusão definitiva porque não havia recursos tecnológicos à época para se chegar no tempo exato. E a proposta do experimento era essa, não é mesmo?
Como a velocidade da luz foi medida?
O dinamarquês Olaus Roemer foi o responsável por praticamente ter desvendado o mistério. E dizemos “praticamente” porque seus cálculos se aproximaram dos números atuais e só não foram perfeitos porque teve que se basear em cálculos errados sobre a órbita da Terra, cálculos estes feitos por outras pessoas com os recursos que se tinha disponível.
Mas considerando a tecnologia do período, seu trabalho foi impressionante, porque quase matou a charada com apenas cálculos e observação.
Em 1676 trabalhava no observatório de Paris e percebeu que as luas que passavam por trás do planeta Júpiter faziam órbitas circulares e passavam quase sempre no mesmo horário, o que o fazia prever com exatidão quando essas luas formariam um eclipse com Júpiter.
Contudo, notou que esse desaparecimento momentâneo se atrasava em até 8 minutos em determinado período do ano e depois se normalizava, o que o fez levantar a hipótese de que devido à translação da Terra que a faz ficar mais distante ou mais perto de Júpiter, a depender da época do ano, esse atraso poderia ocorrer por razão do tempo que a luz levava para ir da lua até a Terra em razão do aumento dessa distância circunstancial.
Dito e feito. Calculando os diâmetros da órbita da Terra e de Júpiter, somado a outros cálculos espertos, chegou à conclusão de que a luz demorava para atravessar a distância da órbita da Terra ao redor do sol cerca de 22 minutos e isso determinava velocidade de 200.000 km/s.
O número exato
Somente em 1983, se valendo do uso de lasers e pela redefinição da medida do metro do Sistema Internacional de Unidades pela Conferência Geral de Pesos e Medidas, pôde-se enfim determinar números precisos.
Comentar