Resumo de Brilhantes Experiências Mentais em Física - Um Caso de Estudo

Uma definição precisa de Experiência Mental é difícil de dar, podendo assumir que exigindo as experiências mentais faculdades criativas e de discernimento; não há a sofisticada maquinaria associada às experiências tradicionais. Uma Experiência Mental pura seria a do Paradoxo dos Gémeos, cortesia do génio de Einstein, onde demonstrou que o gémeo viajando à velocidade da luz será mais novo que o irmão passado algum tempo! Uma série de outros pensamentos inovadores (diz – se que Einstein descobriu E=mC2 cavalgando um feixe de luz) destroçou básicamente a Física Newtoniana, e anunciou uma revolução chamada Mecânica Quântica – seguramente a maior realização científica de todos os tempos. Mais interessante, o decano das Experiências Mentais, Albert Einstein nunca usou o termo pessoalmente. Vamos viajar através dos anais científicos em busca de fascinantes e esclarecedoras Experiências Mentais.[BR]Galileu e a queda dos corpos[BR]Aristóteles, o filósofo Grego (384 – 322 a.C.) sustentou que os corpos mais pesados caíam mais depressa que os mais leves e durante 2000 anos as pessoas acreditaram nele, até ao aparecimento de Galileu em cena. Embora as incursões ao topo da torre inclinada de Pisa sejam lendárias e seja impossível verificar a veracidade, já a experiência mental que se segue é autêntica, e tem a assinatura dum génio incomparável. Consideremos duas pedras de peso desigual. Por facilidade de referência, a mais pesada é “H”, e a mais leve é “L”. Ambas são deixadas cair simultâneamente do alto da torre Segundo Aristóteles, H chegará ao solo mais cedo que L. O tempo gasto por H é registado. Agora, H e L são atadas em conjunto por uma corda de massa menor e deixadas cair como um objecto composto H+L do topo da mesma torre. O objecto composto H+L é mais pesado que o corpo isolado mais pesado H, assim pela determinação de Aristóteles H+L levará menos tempo a atingir o solo que H isolado. Até agora o corpo mais leve não foi tido em conta. L atrasará o seu parceiro mais pesado atado a ele, actuando como uma espécie de travão por causa da tendência para cair mais devagar. Assim o composto H+L cairá mais devagar que a peça mais pesada tomada isoladamente. Chegamos a uma contradição absurda, ambas dedutíveis da afirmação de Aristóteles – o corpo composto H+L é simultaneamente mais lento e mais rápido que o corpo pesado O QUE É IMPOSSÍVEL. Prova que os devaneios de Aristóteles acerca da queda dos corpos devem estar errados enquanto ao mesmo tempo fornece um indício óbvio do que a resposta correcta deve ser – “Uma vez que o corpo composto não pode simultaneamente ser mais lento e mais rápido que o corpo pesado, ambos devem cair com a mesma velocidade” – que é precisamente o que Galileu quis dizer na sua versão da “Lei da queda dos corpos”. Nenhuma discussão sobre experiências mentais pode alguma vez ser completa sem ter em conta as maravilhosas experiências mentais de Einstein que fascinaram pessoas de todas as posições sociais por causa da sua elegância e simplicidade. Algumas delas eram tão esclarecedoras e óbvias ao mesmo tempo que os ouvintes muitas vezes ponderavam porque não tinham eles próprios pensado nelas antes! Há uma narrativa que descreve como as leis físicas e as suas manifestações estão relacionadas com as estruturas de referência usadas para as descrever. Vamos supôr que estamos num compartimento de vidro. Uma lâmpada eléctrica localizada exactamente no centro do compartimento pisca periódicamente. O compartimento move – se com velocidade uniforme elevada em direcção a um observador exterior. No momento exacto em que o compartimento alcança o observador exterior, a lâmpada pisca. O evento físico que ocorreu – piscar da lâmpada e emissão de ondas de luz (ou fotões, porque a luz tem carácter dual – efeito fotoeléctrico de Einstein, 1905) que viajam com a mesma velocidade em todas as direcções; é o mesmo para nós e para o observador exterior. Pode haver alguma diferença entre o que nós vemos e o que o observador exterior vê? Aresposta de acordo com a Física de Newton é “Não”, porque Newton advogou a imutabilidade das leis da física, isto é uma vez que as leis da física são de aplicação universal as suas manifestações também devem ser uniformes. Por outro lado Einstein pediu autorização para discordar (e agradeceu a Deus por isso). Einstein contestou que uma vez que a luz da lâmpada viaja a partir dela a velocidade constante, e uma vez que as paredes do compartimento são equidistantes da fonte de luz; segue – se que veremos o embate da luz tanto nas paredes da frente como de trás da casa de vidro no mesmo instante. Contudo, para o observador exterior há uma importante diferença. Do ponto de vista do observador exterior ao compartimento, a parede da frente afasta – se da luz que se aproxima. Ao mesmo tempo, a parede de trás move – se ao seu encontro. Assim do ponto de vista do observador exterior, a luz alcança a parede de trás antes de alcançar a parede da frente. Assim o que é simultâneo para nós serão dois eventos distintos para um observador exterior a partir dum mesmo evento físico que teve lugar – o piscar da luz da lâmpada. A elegante conclusão das experiências mentais descritas sobressai em face dos princípios estabelecidos da Física Clássica é que “ o mesmo evento físico será diferente conforme o sistema de referência do observador”.

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