Domingo, 24 de dezembro de 2017

O planeta Vulcano, um exemplo de como a ciência evolui


Quando uma teoria física começa a apresentar falhas nas suas previsões ela deve ser imediatamente abandonada?

A mitologia sobre a ciência diz que sim. A história, no entanto, nos mostra que em situações desse tipo, os cientistas agem levados por motivações um pouco mais complexas. A procura pelo planeta VULCANO ocorrida no século XIX, por exemplo, ilustra bem a maneira como a ciência evolui e como os cientistas tomam suas decisões.

Em 1781, o astrônomo inglês William Herschel, após uma longa e sistemática busca, anuncia a descoberta do planeta URANO. Em seguida, teve início um intenso trabalho visando a determinação da órbita do novo planeta. Os astrônomos, porém, logo perceberam que a órbita apresentava desvios que a teoria da gravitação Newtoniana não explicava.

A primeira vista, se uma teoria científica não é mais capaz de fazer boas previsões ela deve ser substituída. Naquele contexto, no entanto, a opção da comunidade científica foi a de confiar na teoria e, assim, propor que as irregularidades observadas tinham origem na presença de um outro planeta numa órbita vizinha.

A comunidade científica assumiu essa hipótese e o trabalho de pesquisa tomou essa direção. A astrônomo francês Urbain Le Verrier, por exemplo, tentou calcular a órbita desse novo planeta a partir das pertubações observadas na órbita de Urano e, em 1846, o astrônomo alemão Johann Galle, usando os seus cálculos, observou o novo planeta.

Para glória da teoria Newtoniana a localização desse novo astro estava muito próxima daquela de o astrônomo francês Le Verrier havia calculado usando essa teoria. O novo planeta recebeu o nome NETUNO.

Veja as imagens no topo da página (retrato de Le Verrier) e na lateral (foto do planeta Netuno).

Depois desses acontecimentos, os astrônomos permaneceram no seu trabalho de desbravar o sistema solar e, com isto, a teoria Newtoniana continuou a enfrentar desafios. Um desses desafios vinha das características apresentadas pelo planeta mais próximo do sol. A teoria Newtoniana não conseguia, por exemplo, oferecer uma explicação da precessão do periélio da órbita do planeta MERCÚRIO.

As órbitas planetárias têm a forma de uma elípse, com o sol situado num dos focos dessa elípse. No caso do planeta Mercúrio, a elípse gira lentamente em torno do sol, de forma parecida como um bambolê gira em torno do corpo de uma criança, e o ponto em que o planeta está mais próximo do sol, chamado Periélio, vai mudando a posição a cada órbita. Veja na imagem ao lado.

Em 1860, o astrônomo Le Verrier, talvez motivado pelo sucesso do seu trabalho na descoberta de Netuno, sugeriu que essas pertubações poderiam indicar a existência de um novo planeta, desta vez numa órbita próxima do sol. Iniciou-se assim uma busca intensa por esse planeta, que recebeu antecipadamente o nome de VULCANO.

Repare como é interessante o funcionamento da ciência. No caso do planeta Netuno a teoria de Newton forneceu uma explicação, que foi aceita porque, posteriormente, o planeta foi descoberto. No caso do planeta Vulcano, a explicação da teoria Newtoniana era perfeitamente aceitável (afinal ela funcionou no caso anterior) e seria aceita SE o planeta fosse descoberto.

Infelizmente, ele não foi.

Essa busca permaneceu ativa por mais de 50 anos. A descoberta de VULCANO foi anunciada em várias ocasiões. Em todas elas recebendo da impressa uma grande cobertura. Infelizmente nenhuma delas foi confirmada e, após a morte de Le Verrier, a busca pelo planeta foi, aos poucos, abandonada.

O desafio da órbita de MERCÚRIO permanecia sem solução.

Repare, na imagem abaixo, que VULCANO chegou a fazer parte de algumas litogravuras escolares do sistema solar utilizadas na época.

Aconteceu que, no início do século XX, foi proposta, pelo físico alemão Albert Einstein, uma nova teoria da gravitação. Essa teoria necessitava ser testada. Einstein não perdeu a oportunidade. Usou sua teoria e ofereceu uma explicação alternativa para as pertubações apresentadas na órbita de Mercúrio sem utilizar da hipótese da existência de um novo planeta.

Desta situação podemos concluir que a teoria da gravitação de Newton está errada e que, por isto, deve ser abandonada?

Não. A ciência não funciona nesses termos. Hoje, sabe-se que a teoria da gravitação de Einstein é mais geral, isto é, oferece mais e melhores previsões e é aplicável em mais situações. Isto não impede que a teoria de Newton continue a ser usada, por exemplo, para calcular as órbitas das sondas enviadas pelas agências espaciais (NASA, ESO, etc).

A teoria Newtoniana passou a ser um caso especial da teoria de Einstein e passa bem, obrigado!

Para mais informações, assista ao vídeo de Sergio Sacani, do site Space Today.








Os conceitos de CERTO ou ERRADO devem ser aplicados com muito cuidado às teorias científicas, especialmente no contexto do ensino de ciências. Para isto, é interessante a introdução de aspectos da história da ciência. Não somente as histórias de sucesso, mas também os "becos sem saída" e os caminhos errados seguidos por alguns cientistas.






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