Viajar na maionese faz parte da natureza humana, até mesmo dos cientistas mais geniais, conforme venho mostrando em vários vídeos. Não faço isso para desmerecer esses cientistas. Tenho profunda admiração por eles. Faço para mostrar às pessoas comuns que até os maiores cientistas da história cultivam certezas sem fundamento –mentes treinadas que escorregam na maionese. Se acontece com eles, imagine conosco. Para ter mente saudável, mente aberta, é preciso estar sempre revendo as certezas que carregamos.
Algumas das grandes descobertas demoliram certezas estabelecidas há séculos na cabeça dos maiores cientistas. Não foi diferente na física quântica, que surgiu com a descoberta do quantum de energia. A descoberta de que a energia é transportada em pequenos pacotes de tamanho fixo.
Qual era a certeza cultivada pelos cientistas que dificultava descobrir o quantum? Era a crença de que todas as mudanças na natureza ocorrem de forma gradativa, contínua. Sua origem vinha desde Aristóteles que defendia que o espaço, o tempo, a matéria e o movimento eram contínuos e que a estrutura de um continuum é fundamental e irredutível – não pode ser formada por – entidades discretas, pontuais. A crença recebeu um reforço de peso há 300 anos, quando foi adotada pelo matemático alemão Leibniz (1646-1716), um dos mais respeitados da história. Essa certeza permaneceu enraizada até o século XX.
Leibniz estabeleceu o princípio da continuidade, pelo qual algo só pode passar de um estado para outro mediante um número infinito de intermediários. Esse princípio foi considerado uma lei inabalável, muito embora seu fundamento fosse de origem emocional. Leibniz cultivava o sentimento de que um mundo contínuo era mais agradável. Há uma frase que costuma ser atribuída a ele que diz: “Natura non facit saltus”, – a natureza não dá saltos.
Charles Darwin repetiu esta frase muitas vezes na sua obra “A Origem das Espécies”, baseada em pequenas mudanças imperceptíveis passando de geração em geração. Essa ideia ainda está viva. Persiste até hoje na base da Teoria da Evolução, mesmo diante do conhecimento atual da genética. Há inúmeros saltos evolutivos na natureza, que não podem ter surgido aos poucos, porque dependem de alterações simultâneas em muitos genes do DNA. Mesmo que ocorra um acidente altamente improvável – mutações simultâneas em muitos genes – a reprodução sexuada só transmitiria metade desses genes para a prole. Metade de algo que funciona, não funciona. Neste canal, há um vídeo sobre um desses casos de saltos na natureza, o da evolução da placenta.
Bem, no início do século XX, essa viagem na maionese da continuidade conduziu a termodinâmica para um beco sem saída. Os cientistas aqueciam fornos e faziam um pequeno furo neles por onde a radiação escapava e era estudada. Havia duas teorias para explicar o resultado dessas experiências, ambas criadas sabem como? Usando matemática, arranjando uma fórmula que explicasse o observado nas precárias experiências da época.
À medida em que foi aumentando a precisão dessas experiências, os cientistas perceberam que estavam erradas as duas teorias existentes, uma delas funcionava em altas frequências, mas não nas baixas. A outra funcionava nas baixas frequências, mas nas altas produzia a catástrofe do ultravioleta.
Se a natureza não dá saltos, se havia um número infinito de estados intermediários, o aquecimento do forno produziria um número de ondas infinito com frequências cada vez menores, continuamente menores – o que significava energia infinita, concentrada 99% no lado ultravioleta do espectro de frequências, que é onde cabiam mais ondas.
Em 1900, Max Planck foi o primeiro a ter êxito em aprimorar as equações de forma a que refletissem o observado. O gráfico mostra o real, a curva de Plank, e as curvas previstas pelas teorias erradas.
Faltava o quê? Entender o que significava a equação, especialmente a constante introduzida, batizada com o nome de seu criador: a constante de Planck – um valor fixo, bem pequeno, que só podia existir em quantidades fixas em cada comprimento de onda.
Por conta disso, comprimentos de onda mais curtos transportariam cada vez menos quantuns de energia. A energia infinita desapareceu da equação anterior. Passaram a ser obtidos valores finitos que concordavam com os experimentos. Por conta disso, Max Planck ganhou o Nobel de Física de 1918.
Em 1900, Planck não havia percebido a dimensão de sua descoberta e ainda considerava o quantum um mero artifício formal. Até 1911, ele seguiu apegado à maionese da Física Clássica, dedicando tempo e esforço para encontrar uma explicação alternativa que mantivesse viva a Física Clássica. Planck confessou que só formulou sua teoria em “um ato de desespero”, dizendo: “era uma hipótese puramente formal, e não lhe dei muita atenção, adotando-a porque era preciso, a qualquer preço, encontrar uma explicação teórica”.
Einstein percebeu que Planck havia descoberto algo importante, algo de fundamental na natureza. Em 1905, escreveu um artigo sobre o efeito fotoelétrico, que lhe rendeu o Prêmio Nobel de 1922. Ele deduziu que o quantum de energia também servia para explicar o resultado de outra experiência que mostrava algo básico da natureza: o comportamento de elétrons ejetados de uma placa de metal sob luz UV. O elétron não absorvia a luz continuamente. Ele só saltava da placa depois de receber ‘pacotes’ com determinada energia – o ‘quantum’ de luz, mais tarde batizado de fóton. Por isso, Einstein é considerado um gênio, enquanto Planck permaneceu em um degrau inferior da escada da genialidade.
Einstein era tão genial que acertava mesmo quando errava. Essa história aconteceu mesmo. Foi com outra constante, a constante cosmológica que Einstein inventou um tempo depois da sua descoberta Teoria da Relatividade. Ele introduziu a constante em sua equação, depois admitiu o erro e a retirou. Passou o tempo, descobriram que a expansão do universo começou, de repente, a acelerar de uns 10 bilhões de anos pra cá e muitos astrofísicos começaram a suspeitar que essa constante não era um erro, que Einstein estava certo. Contei essa história em um dos meus primeiros vídeos. Clique para assistir.