Biografias
Biografia de Isaac Newton
Sir Isaac Newton - físico, matemático e astrônomo inglês, nasceu em 25 de dezembro de 1642 na cidade de Woolsthorpe, Lincolnshire. Estudou no Trinity College de Cambridge, onde recebeu em 1665 o título de bacharel.
A partir de 1665 a peste que assolava a Inglaterra obrigou-o a recolher-se, por aproximadamente dois anos, a sua aldeia natal. Esse longo período de recolhimento forçado de Newton ( 1665-1667 ) fica conhecido como " os anos admiráveis " é quando o cientista imagina seus mais importantes princípios com respeito ao movimento dos astros, procurando, ao mesmo tempo, esquematizar as importantes conclusões a que haviam chegado muitos físicos anteriores, tais como: Robert Boyle, Robert Hooke e Edmund Halley. A lei da gravitação, a decomposição da luz solar no espectro, os anéis coloridos das lâminas delgadas, serão, muitos anos depois, os frutos dessa ociosidade involuntária. As conseqüências dessas descobertas, estender-se-ão por todo o campo científico; elas abrem a porta à ciência moderna. Ao firmar o princípio da gravitação universal, Newton elimina a dependência da ação divina e influencia profundamente o pensamento filosófico do século XVIII. É o fundador da mecânica clássica.
Naqueles " anos admiráveis " , Newton, na fazenda de sua mãe, fez uma das observações mais famosa: viu uma maçã caindo ao chão. Esse fenômeno o levou a pensar que haveria uma força puxando a fruta para a terra e que essa mesma força poderia, também, estar puxando a Lua, impedindo-a de escapar de sua órbita. Levando em consideração os estudos de Galileo e Kepler, como também os seus estudos sobre o assunto, foi que Newton formulou o seguinte princípio: " A velocidade da queda de um corpo é proporcional à força da gravidade e inversamente proporcional ao quadrado da distância até o centro da Terra ".
Esta foi a primeira vez que se cogitava que uma mesma lei física, isto é, a atração dos corpos, pudesse se aplicar tanto a objetos terrestres quanto a corpos celestes. Até então, seguinte o raciocínio de Aristóteles**, achava-se que esses dois mundos - Terra e céu - tivessem naturezas diferentes, sendo cada um regido por um conjunto específico de leis. " Se enxerguei além dos outros é por que estava no ombro de gigantes ", segundo Isaac Newton.
Em 1667, quando Newton retornou à Cambridge, redigiu o princípio que trata da atração dos corpos, porém, ele estava mais interessado na mecânica celeste pois, apresentou a Isaac Barrow ( mestre de Newton, que renunciou à cátedra de matemática em 1669 com o objetivo de que a vaga fosse ocupada por Newton ) cinco memórias sobre o cálculo infinitesimal, chamando-as de " método matemático dos fluxos ".
Em 1667 e 1668, descobre a aceleração circular uniforme, a que dá o nome de " centrípeta ". Em conseqüência, raciocina que o princípio determinante da gravitação terrestre é o mesmo que governa a rotação da Lua ao redor da Terra. Para comprovar essa teoria seria preciso conhecer a extensão exata do raio terrestre; por isso, abandona por cerca de vinte anos seus trabalhos nesse terreno.
Em 1669, dedicar-se especialmente à Ótica e formula sua teoria das cores, sobre o prisma e o espectro, construindo o primeiro telescópio de reflexão. As experiências de Newton com a luz possibilitaram descobertas surpreendentes. A mais conhecida delas foi conseguida quando deixou um pequeno feixe de luz do Sol penetrar numa sala escura e atravessar um prisma de vidro. Verificou que o feixe se abria ao sair do prisma, revelando ser constituído de luzes de diferentes cores, dispostas na mesma ordem em que aparecem no arco-íris. Para que essas cores não fossem acrescentadas pelo próprio vidro, Newton fez o feixe colorido passar por um segundo prisma. Como resultado, as cores voltaram a se juntar, provando que sua reunião formava outro feixe de luz branca, igual ao inicial.
O fenômeno da refração luminosa ocorria, de fato, sempre que a luz atravessava prismas ou lentes ( de modo menos pronunciado ), o que limitava a eficiência dos telescópios. Newton projetou então um telescópio refletor, no qual a concentração da luz, em vez de ser feita com uma lente, era obtida pela reflexão num espelho parabólico. Este modelo de telescópio foi apresentado à academia em 1671 cujos princípio é utilizado até hoje na maioria dos telescópios.
Neste mesmo ano, Newton assume a vaga de professor catedrático de matemática da Universidade de Cambridge a qual foi deixada quando ele era discípulo de Isaac Barrow.
Em 1672, Newton é eleito para a Royal Society e apresenta um relatório sobre a teoria das cores, revelando suas experiências sobre a decomposição da luz branca pelo prisma. Demonstra que as cores primitivas ou fundamentais - amarelo, azul e vermelho - possuem caráter especial e não são passíveis de decomposição, sendo este trabalho apresentado á Academia Real de Ciências e em seguida foi lançado um opúsculo com o título " Nova teoria da luz e da cor ".
Em 1675 foi apresentado à Royal Society um trabalho de fundamental importância no campo da ótica que trata das propriedades da luz, bem como, uma explicação da produção das cores por lâminas delgadas. A memória contém ainda o resultado da medição dos anéis coloridos, que ficaram conhecidos como " Anéis de Newton ". Em seguida, formula a teoria corpuscular da luz a qual foi substituída pela teoria ondulatória, de Huygens. Em 1905, Einstein, ao descobrir o efeito fotoelétrico admite haver pontos de concordância entre as teorias de Newton e de Huygens: a energia elétrica estaria concentrada em corpúsculos ou fótons ; certos fenômenos, porém, somente podem ser explicados pelas ondas luminosas.
Em 1684, pelo fato da insistência de Edmond Halley - um grande astrônomo daquela época que descobriu o cometa que leva o seu nome - que Newton, retornando à Cambridge em 1686, se dedicou a escrever sua principal obra sobre o título " Philosophiae naturalis principia mathematica " ( Princípios matemáticos da filosofia natural ), na qual, baseado na lei de gravitação, explica a mecânica de Galileo. O trabalho foi dividido em três partes e trata inicialmente da mecânica racional. Formula definições e axiomas, expõe a lei da inércia, introduz a noção de massa - excluindo a possibilidade de reduzir-se a mecânica à cinemática pura -; nova noção de força, mais o princípio de igualdade entre ação e reação, além das regras da aceleração central no vácuo, completam a primeira parte, intitulada " De Motu corpurum " ( Do Movimento dos corpos ) terminada e apresentada à Academia Real em 28 de abril de 1686. A segunda é uma extensão da primeira, em que Newton trata do movimento dos corpos num meio resistente, delineando a hidrodinâmica, terminada em 20 de junho de 1687. Finalmente, a terceira parte apresenta a mecânica do sistema universal. Não apenas os movimentos dos planetas, mas também dos cometas e das marés, são examinados à luz de princípios matemáticos, ou seja, esta parte oferece um tratamento matemático ao problema da organização dos sistemas do mundo, precedida de considerações filosóficas a respeito das regras do raciocínio, dos fenômenos e das proposições. Por esta razão foi intitulada " De Sistemate mundi " (Do Sistema do mundo) a qual foi terminada em 1687. O trabalho obteve grande repercussão internacional, mesmo conseguindo uma tiragem reduzida de apenas trezentos exemplares.
Newton tinha um vasto conhecimento matemático e um poder de raciocínio que impressionava não só o seu ex-professor Isaac Barrow mas também toda a comunidade científica. Mas, infelizmente, ele colocava a matemática numa posição secundária, instrumental, a merecer-lhe a atenção na medida em que se revelasse fecunda para a solução de problemas levantados pela mecânica celeste. Neste sentido, somente pesquisa novos métodos na medida em que os já conhecidos se revelam insuficientes. Mas, mesmo assim, é profunda a revolução que introduz no campo da matemática. Basta lembrar que antes dele não se tinha conhecimento do cálculo diferencial. É, ainda, com Newton que assume forma precisa o cálculo diferencial, embora não se possa deixar de referir a valiosa colaboração de Fermat e René Descartes.
Newton retira o caráter de mero pressentimento às relações entre o cálculo diferencial e o integral, fazendo surgir o cálculo infinitesimal com base nos estudos feitos pelo francês Pierre de Fermat. Em sua obra, o cálculo infinitesimal surge sob duas formas, uma das quais, o método dos fluxos, decorrente da outra - o método das primeiras e últimas razões. Em torno da prioridade da descoberta do cálculo infinitesimal levantar-se-ia, mais tarde, acirrada polêmica entre Newton e Leibniz, ou, mais precisamente, entre os adeptos de um e outro.
Está historicamente provado ter havido coincidência de conclusões, alcançadas simultânea e independentemente, pelos dois cientistas. Se, cronologicamente, Newton pode ter chegado, àquele resultado em primeiro lugar, também é certo que Leibniz se mostra mais feliz no capítulo das anotações, criando símbolos que, por comodidade de emprego, ainda hoje são utilizados.
Apesar de que Newton não tenha criado o método dos desenvolvimentos em série, deve-se observar que lhe deu uma nova visão no campo da matemática, fazendo com que fosse descoberta a fórmula de desenvolvimento do binômio. Newton, consegue, ainda, através do método de interpolação, resolver por aproximação certos problemas relativos a curvas complexas, aplicando resultados conhecidos e relativos a curvas mais simples.
Os trabalhos de Newton, na álgebra, beneficiaram a teoria das equações, com a criação de procedimentos para cálculo de raízes e formulação de regras para determinação do número de raízes de certa espécie. Referindo-se às raízes imaginárias que denominava " impossíveis ", sua visão instrumental da matemática, leva Newton a afirmar: " É de conveniência que a equações revelem raízes impossíveis, pois, se assim não fosse, nos problemas, certos casos impossíveis pareceriam possíveis ".
Newton foi membro do Parlamento no período de 1687 a 1690, mantendo a cadeira até a dissolução do mesmo, embora prosseguisse estudando, não produziu nem publicou nenhuma obra importante. Durante esse período, em que era membro do parlamento, representou a universidade de Cambridge nos anos de 1689 e 1690. Com a dissolução do Parlamento, regressou a Cambridge e retomou seus estudos matemáticos.
Em 1696, Newton muda-se para Londres pelo fato de ter uma depressão nervosa, levando-o a afastar-se durante algum tempo do trabalho científico, porém, assumiu a inspetoria da Casa da Moeda. Neste ano, porém, Jean Bernoulli escreveu uma carta aberta aos matemáticos de todo o mundo, instigando-os a resolver dois importantes problemas de matemática. Em janeiro de 1697, Newton recebeu duas cópias dessa carta e, no mesmo dia, conseguiu resolvê-los, fazendo a devida comunicação à academia.
Em 1701, porém, é eleito deputado, pelo segundo mandato, voltando também ao magistério apresentando nesse ano à Royal Society seu único trabalho sobre química: uma memória à qual acrescentará pouco depois suas observações sobre as temperaturas de ebulição e de fusão, assim como um enunciado da lei de resfriamento por condução.
Em 1703, foi eleito presidente da Royal Society, cargo para o qual foi reeleito anualmente, enquanto viveu. Também foi de grande importância para a ciência a obra publicada em 1704 sobre o título " Opticks, or A Treatise on the reflections, refractions and colours of light " ( Óptica, ou Um Tratado sobre a reflexão, refração e cores da luz ). Redigida anos antes, na primeira edição inglesa Newton acrescenta importantes complementos, como, sob o nome de " teoria dos acessos de fácil transmissão ", uma prefiguração da noção de comprimento de onda. Na edição de língua latina, apresenta um apêndice que constitui verdadeiro tratado de cálculo integral. Além disso, na segunda edição de " Opticks ", em 1717, em inglês, inclui 31 Questions, abordando especialmente o problema da matéria e da luz.
Em 1705, iniciou-se a célebre disputa entre seus admiradores ( Samuel Clarke ) e os de Leibniz a respeito da autoria do cálculo diferencial. Ficou provado que as pesquisas de Leibniz foram posteriores à de Newton.
Em 1707, foi publicado mais uma obra sobre o título " Arithmetica Universalis sive De compositione et resolutione arithmetica " ( Aritmética Universal ou Sobre a composição e resolução aritméticas ), em que Newton exprime em fórmulas matemáticas a lei gravitacional e suas aplicações, estabelecendo os fundamentos do cálculo infinitesimal.
Em 1708 foi elaborada a segunda edição dos " Principia ", que somente apareceu em 1713, sendo feita a terceira edição em 1726.
Newton, ficou com os cabelos grisalhos quando tinha trinta anos, mantendo-se mentalmente em boas condições durante toda sua vida, orgulhando-se de enxergar e ouvir bem e ainda possuir todos os dentes, segundo sua avaliação quando tinha oitenta anos. Tentando avaliar sua carreira, ele disse: " Tenho a impressão de ter sido uma criança brincando à beira-mar, divertindo-me em descobrir uma pedrinha mais lisa ou uma concha mais bonita que as outras, enquanto o imenso oceano da verdade, continua misterioso diante de meus olhos ".
Os últimos anos de verdadeira glória que viveu, Newton, na Inglaterra, ocupou-se exclusivamente a complexos estudos teológicos. Faleceu no dia 20 de março de 1727 em Kensington, Middlesex e foi sepultado na abadia de Westminster, onde lhe foi erguido o maior dos monumentos ali existentes.
Biografia de Albert Einsten
Albert Einstein - físico, matemático e filósofo, nasceu às 11:30 hs de uma sexta-feira na cidade alemã de Ulm ( hoje, Württemberg - sul da Alemanha ) no dia 14 de março de 1879 registrado no cartório da cidade sob o nº 224. Filho de Hermann Einstein, um pequeno industrial judeu e de Pauline Koch que se casaram no dia 08 de agosto de 1876 na sinagoga de Connstatt e foram residir em Münsterplatz e, em 1878, em Bahnhofstrasse, estabelecendo-se posteriormente em Ulm. Naquela época, ele era sócio de uma fábrica de colchões e o negócio não ia muito bem e, em conseqüência, decidiram transferir-se em 21 de junho de 1880 para Munique ( em alemão München, cidade da Alemanha e capital da Bavária(em alemão Bayern) ou Baviera às margens do rio Isar ) e, juntamente, com o seu irmão Jakob montar uma empresa de instalações de água e gás, pois Jakob era engenheiro e com um bom grau de qualificação nessa área. A empresa foi inaugurada em 11 de outubro do mesmo ano onde Hermann era o responsável pela parte comercial e financeira, pois, investira pesado juntamente com sua esposa em decorrência do projeto ser viável e promissor, tanto que Jakob um pouco mais ambicioso e com uma melhor visão nesse ramo, propôs, alguns anos mais tarde, a construção de uma fábrica com o intuito de fabricar equipamentos elétricos de medição, lâmpadas, dínamos, etc. A idéia foi concretizada e em 06 de março de 1885 a fábrica foi instalada em Munique tendo sido registrada com a denominação " Elektrotechnische Fabrik J. Einstein und Co. ". Durante esse período, mais precisamente, no dia 18 de novembro de 1881 nasce Maja sua primeira e única irmã. Eles trabalharam no fornecimento de estações de elétrica de Munique - Schwabing, como também, nas cidades de Varèse e Susa, na Itália.
Transcorrido esse período a família residia em Sendling, um subúrbio de Munique onde os seus filhos, Albert Einstein e Maja passaram a maior parte de sua infância. Einstein levou muito tempo para aprender a falar e, em conseqüência, os seus pais temiam que fosse uma criança com problemas mentais. Logo nos seus primeiros anos de vida, seus pais, observaram que ele era de temperamento calmo e tímido levando às outras crianças a se afastarem. Era um jovem triste, não participava de jogos e competições e tinha poucos amigos. O que ele mais gostava era compor ao piano hinos religiosos. Ele aprendeu a tocar sozinho, ouvindo a talentosa pianista que era a sua mãe. Nessa cidade, por volta de 1886, ele começou os seus primeiros estudos, inclusive lições de violino, que era o seu instrumento predileto, com o seu mestre Herr Schmied até quando completou treze anos e, em casa, recebia aulas de religião judaica.
Em 1888, aos nove anos, ele foi para o Luitpold Gymnasium onde estudou religião e matemática, quando foi dado maior atenção para o estudo do cálculo.
Em 1891, já com doze anos, decidiu estudar sozinho matemática e ciências e nas horas de descanso, seu tio Jakob, ensinava-o as primeiras noções de álgebra e geometria, isto porque na escola não passava de um aluno medíocre. Destacava-se, apenas, em matemática e física, todavia, não apresentava sinais de genialidade, seu desenvolvimento era muito lento e em línguas não possuía a menor inclinação. Após a leitura de alguns tratados relativos à Geometria, Einstein despertou interesse pela matéria.
Em 1894 a família de Einstein ¾ que se encontrava à beira da falência ¾ mudou-se para Milão, uma belíssima cidade da Itália, capital da Lombardia e sede provincial que em italiano chamava-se Milano, mas ele permaneceu em Munique para terminar seus estudos secundários. Um ano depois, Einstein foi expulso da escola sob alegação de ser um aluno rebelde e, no mesmo ano, foi para a Suíça concluir os seus estudos onde se submeteu, também, após a conclusão de seu curso, a um exame admissional na Eidgenössische Technische Hochschule ( O nível dessa escola é equivalente, no Brasil, a de uma escola técnica ) em Zurique ( cidade da Suíça, onde havia um dos maiores centros culturais da confederação ) mas, não atingiu o seu propósito por ter sido reprovado.
Não desanimando e com receio de ser reprovado outra vez, Einstein começou a freqüentar uma escola secundária ( Provincial ) em Aarau ¾ cidade da Suíça, sede do cantão de Argóvia, à margem do rio Aar ¾ , pois, seria o melhor caminho para ter êxito em seus planos. Durante o curto tempo em que passou nesta cidade, escreveu o seu plano para o futuro.
" Se eu tivesse a sorte de passar nos meus exames, iria para Zurique. Ficaria lá durante quatro anos para estudar matemática e física. Imagino-me tornando professor naqueles ramos das ciências naturais, escolhendo a parte teórica deles. Eis as razões que me levam a este plano. Acima de tudo, esta é minha disposição para pensamento abstrato e matemático, e minha falta de imaginação e habilidade prática ".
Em 1896 ingressou, após se submeter a exame admissional, na Eidgenössische Technische Hochschule onde concluiu, em 1900, o seu curso, graduando-se em física e matemática. Nesse mesmo ano, ele renunciou a cidadania alemã e só requerendo a nacionalidade suíça em 1899, a qual lhe foi concedida em 1901.
Findo o curso, Einstein viveu algum tempo em precárias condições econômicas, mesmo assim, não se interessou pela carreira militar, apesar de ser cidadão suíço, conseguiu livrar-se do serviço militar e ocupou temporariamente a cátedra de um professor de matemática pedagógica na Tecnical High School ( Escola Técnica secundária ) em Winterthur, cidade suíça às margens do rio Töss, um afluente do Reno. Em suas reflexões, durante esse período, Einstein escreveu:
Eu deixei a ambição para quando chegar em uma universidade...
Conseguiu, também, lecionar temporariamente numa escola privada em Schaffhausen, cidade às margens do Reno e perto de Winterthur. Com a ajuda do pai de um amigo dele, Marcel Grossmann, recomendou, Einstein, ao Diretor do Departamento Nacional de Patentes em Berna. Em seguida, Einstein foi nomeado, em 1902, como especialista técnico de terceira classe. O trabalho não era excessivo e sobrava-lhe tempo para se dedicar ao estudo dos problemas da física teórica e se concentrar nas suas próprias investigações. Dedicava-se, também, à tarefa de relacionar o tempo e o espaço, a matéria e a energia. Por vezes desesperou, e, precisamente na véspera de chegar a um resultado certo, declarou a um colega de trabalho: " Vou dar-me por vencido ".
Em 1903, Einstein casou-se com uma antiga companheira de classe, a húngara Mileva Maric e tiveram dois filhos: Hans Albert e Eduard. Após dez anos de desentendimentos, separaram-se no ano de 1913.
Einstein trabalhou no escritório de patente de 1902 a 1909, passando pelo cargo temporário durante dois anos e em 1904 o ocupou definitivamente, sendo promovido, em 1906, a perito técnico de segunda classe.
Em 1905, Einstein elaborou sua tese de doutoramento pela University of Zurich ( Universidade de Zurique ) a qual foi dedicada a seu amigo Grossmann e que recebeu o título " On a new determination of molecular dimensions " ( Sobre uma determinação nova de dimensões moleculares ). Sua tese apareceu publicada na edição de uma revista científica alemã " Annalen der Physik " ( Anais da Física ) que continha os seus três famosos artigos:
O primeiro aborda o efeito fotoelétrico a partir da hipótese dos quanta de luz cuja explicação dessa teoria, que na época alguns físicos achavam muito radical, só foi aceita em 1916, após confirmação experimental elaborada por Robert Andrews Millikan. Einstein postulou, após estudos das teorias de Heinrich Hertz em 1887, Hallwachs e Max Planck, que um feixe luminoso consistia de pequenos ' pacotes ' de energia chamado, hoje de fótons ou quanta de luz. A energia de um fóton W é proporcional à sua freqüência f, ou é igual à sua freqüência multiplicada por uma constante, ou seja: W = hf, onde h é uma constante universal, denominada constante de Planck ¾ nome atribuído, devido ter partido da hipótese de Planck ¾ e seu valor é igual a 6,63 x 10-27 erg.segundo ou no sistema MKS igual a 6,63 x 10-34 joules.segundo. Quando um fóton colide com um elétron da superfície do metal, ele pode transferir sua energia ao elétron. Esta transferência é um processo ' tudo ou nada ', isto é, ou o fóton transfere para o elétron toda a sua energia ou nenhuma, deixando então de existir. A energia adquirida pelo elétron pode permitir que ele escape da superfície do metal, caso se mova na direção adequada.
Para abandonar a superfície, o elétron perde uma energia f denominada função de trabalho da superfície. Alguns elétrons podem perder mais energia que f, se eles estão mais afastados da superfície do metal, mas a energia máxima com que eles podem emergir da superfície é igual à energia recebida do fótons menos a função de trabalho. Logo, a energia cinética máxima dos fotoelétrons liberados por luz de freqüência f é dada pela equação do efeito fotoelétrico proposta por Einstein e em concordância com as experiências de Millikan.
Esta descoberta da lei do efeito fotoelétrico fez com que Albert Einstein recebesse, dezesseis anos após sua formulação, o Prêmio Nobel de Física de 1921.
O segundo artigo versa sobre a teoria estatística do movimento browniano. Esse movimento foi descoberto, em 1827, pelo botânico inglês Robert Brown ao observar que os grãos de pólen suspensos em água movimentam-se continuamente de maneira desordenada, quando observados ao microscópio. Inicialmente esse movimento foi considerado como uma forma de vida, mas logo verificou-se que pequenas partículas inorgânicas apresentavam o mesmo comportamento. Em decorrência de não haver explicação quantitativa desse fenômeno até o desenvolvimento da teoria cinética, Einstein, através do seu artigo ¾ sobre Mecânica Estatística que pressupõe a existência de átomos; suas leis fundamentais são as da mecânica, aplicadas aos átomos que constituem o sistema ¾ desenvolveu a teoria do movimento browniano. O movimento dessas partículas imperceptível foi estudado por Einstein que o fundamentou nas leis da estatística chegando a concluir que, por exemplo, pode ser determinado o número de moléculas que se encontram num cm3, o tamanho real de cada uma, sua velocidade, etc. Einstein em sua autobiografia escreveu: " O meu objetivo principal nesse trabalho era encontrar fatos que garantissem tanto quanto possível a existência de átomos de tamanho definido. Durante o meu trabalho descobri que, de acordo com a teoria atômica, partículas microscópicas em suspensão deveriam ser dotadas de movimento observável..... ". Em outras palavras, Einstein, observou o movimento browniano em outras situações, como por exemplo, o movimento de partículas no ar, solução diluída de nanquim ou solução de ouro coloidal, e relacionou-o com a teoria atômico-molecular chegando às seguintes observações:
As partículas movimentam-se por serem bombardeadas pelas moléculas do fluido ( líquido ou gás ), que também tem movimento desordenado.
As pequeníssimas partículas agem como moléculas muito grandes e seus movimentos devem ser análogos aos das moléculas.
A agitação molecular segue as mesmas leis gerais que o movimento browniano.
A partir de todas essas observações, Einstein, concluiu que:
O movimento browniano representa um modelo observável do movimento molecular.
O terceiro artigo, expôs uma das mais importantes descobertas da física no início do século: a teoria especial da relatividade ou da relatividade restrita a qual abriu novos caminhos para o desenvolvimento da física teórica. Esta teoria tinha por finalidade principal demonstrar a aparente incompatibilidade entre a eletrodinâmica de Maxwell e o princípio da relatividade enunciado por Galileo, ao revisar as noções físicas de espaço e tempo, como também, descartar a hipótese do éter e, em conseqüência, a possibilidade de um meio em que se pudesse considerar o ' repouso absoluto ', bem como o ' movimento absoluto ' a partir da análise da experiência de Michelson e Morley, que admitiam a existência do éter e não foram capazes de encontrar diferenças na velocidade da luz que o atravessa em diversas direções.
Com a eliminação do éter, Einstein explicou a propagação da luz através do seguinte postulado que foi de fundamental importância na teoria da relatividade.
" Se certo número de observadores estiverem se movendo ( com velocidade uniforme ), uns em relação aos outros e em relação a uma fonte de luz, e se cada observador determinar a velocidade da luz emergindo da fonte, todos eles obterão o mesmo valor. "
Em outras palavras, Einstein quer dizer que a velocidade da luz, no vácuo, é constante, independentemente dos movimentos uniformes da fonte e do observador.
Uma outra contribuição de Einstein diz respeito a reformulação dos conceitos de massa e energia que segundo as suas próprias palavras:
" Toda energia E, de qualquer forma particular, presente em um corpo ou transportada por uma radiação, possui inércia, medida pelo quociente do valor da energia pelo quadrado da velocidade da luz c. "
Reciprocamente,
" A toda massa m deve-se atribuir energia própria, igual a mc2, independentemente e além da energia potencial que o corpo ou o sistema possua num campo de forças ".
Como conseqüência, podemos afirmar que:
" Massa é uma forma de energia, isto é, a energia tem inércia ".
Conclusão:
" Massa e Energia são duas manifestações diferentes da mesma coisa, ou duas propriedades diversas da mesma substância física "
Em 1907, candidatou-se e foi aprovado ao cargo de professor de física da Universidade de Berna, conseguindo, assim a ' Venia Legendi ' ( direito de magistrar em faculdades ) e apresenta como dissertação inaugural um artigo de 1905 intitulado " Elektrodynamik bewegter Körper " ( Eletrodinâmica de corpos em movimento ). Pelo fato do assunto abordado nesse artigo ser extremamente controvertido e, em conseqüência, professores da referida universidade tanto recusarem quanto criticarem violentamente o trabalho, fez com que Einstein, ressentido, adiasse seu ingresso no magistério. Um ano após, Einstein, já admitido pela Universidade de Berna como professor de física, aceita ser o conferencista da Universidade depois de submeter a julgamento sua tese denominada " Consequences for the constitution of radiation following from the energy distribution law of back bodies ".
Em 1909 foi convidado para assumir a cátedra de professor-assistente de física da Universidade de Zurique, após ter renunciado as funções de conferencista da Universidade de Berna e apresentado o pedido de demissão de técnico especializado do Departamento Oficial de Registro de Patentes. Neste mesmo ano, Einstein, foi reconhecido como o principal pensador científico e como premiação nasceu o seu segundo filho, Eduard.
Em 1911 foi convidado pela Universidade Germânica de Praga para a cátedra de física teórica na qualidade de professor catedrático.
Em 1912 retornou à Suíça e assumiu o cargo de professor catedrático na Eidgennössische Technische Hochschule, pois, em Praga ( naquela época capital da província austríaca da Boêmia ) o seu período contratual de três semestres chegou ao fim. Foi então que começou uma nova fase de pesquisa no campo gravitacional com ajuda de Grossmann, Tulio Levi-Civita e Gregorio Ricci-Curbastro. A esse novo trabalho, Einstein, denominou de Teoria Geral da Relatividade.
Em 1913, recebeu a visita do físico Max Planck e do físico-químico Walter Nernsf que o convidou para o cargo de Diretor de Física do Kaiser Wilhelm Institute em Berlim. Nesse mesmo ano, divorciou-se de Mileva Maric e, em 1914, antes de seu ingresso à Alemanha, casou-se com sua prima Elsa Rudolph adotando as suas duas filhas do primeiro casamento, Ilse e Margot e, em abril, aceita na Universidade de Berlim a função de pesquisador na Academia Prussiana de Ciências, uma cátedra e o cargo de Diretor do referido instituto. Ademais, ele recusou-se a assinar um manifesto em favor da Primeira Guerra Mundial. Nessa época, Berlim era um dos maiores centros intelectuais do mundo e tendo os grandes mestres bem mais próximo de Einstein, fez com que ele desse continuidade às pesquisas gravitacionais originadas em Zurique e que puderam ser brilhantemente terminadas e foram apresentadas em 4 de novembro de 1915 sob o título já referido, à Academia Prussiana de Ciências.
Mesmo antes da publicação da Teoria Geral da Relatividade, Einstein fez uma dissertação sobre os seus trabalhos em Göttingen ¾ Cidade alemã da Baixa Saxônia às margens do rio Leine ¾ que continha um trecho que dizia o seguinte:
" Para minha grande alegria, eu tive sucesso em convencer completamente Hilbert e Klein "
O motivo que levou Einstein a falar sobre David Hilbert foi o fato dele ter submetido o seu trabalho que versava sobre as equações no campo da teoria geral da relatividade, para publicação, uma semana antes de Einstein ter completado o seu trabalho.
A teoria Geral da Relatividade englobou os fenômenos gravitacionais concluindo que não existe " embaixo " nem " em cima " no Universo, no sentido de que os objetos caiam por serem puxados para baixo na direção de um centro de gravitação. Segundo Einstein, " O movimento de um corpo se deve unicamente à tendência da matéria para seguir o caminho de menor resistência. " Assim sendo, não havia motivo para admitir a existência de uma força gravitacional absoluta, pois, os corpos, no espaço, escolheriam os caminhos mais fáceis, evitando, assim, os mais difíceis. Esses fenômenos gravitacionais podem ser sintetizados como uma decorrência geométrica do espaço-tempo de quatro dimensões. Através de uma série de fórmulas matemáticas, Einstein provou a curvatura do espaço, concluindo que a distância mais curta entre dois pontos não é uma reta, e sim, uma linha curva.
Para curvar o espaço, somente a massa do Sol é suficiente, no sistema solar, pois as estrelas estão muito distantes para exercerem essa ação. É esta curvatura do espaço nas vizinhanças do Sol que dirige os planetas para este astro, como se ele os atraísse. Como podemos analisar, as propriedades físicas do espaço nas proximidades de certa massa como a do Sol não são euclidianas. As relações algébricas entre os ângulos e as distâncias podem ser traduzidas por uma " imagem " da curvatura local do espaço-tempo.
Apesar dessas curvaturas locais, o universo poderia ser infinito e euclidiano em seu conjunto. Einstein procurou determinar pelo conjunto das massas, e independente, em primeira aproximação, das desigualdades locais, a existência de um esquema geral do universo, admitindo que a matéria das estrelas estava distribuída uniformemente no espaço e criando um conjunto de densidade não nula e constante em toda parte. Ademais, como as velocidades das estrelas lhe pareceram suficientemente pequenas, ele admitiu o conjunto estático.
Além desses fenômenos gravitacionais, Einstein, interpretou a identidade da massa que pesa e da massa inerte, que a Física Clássica registra sem explicar.
Em 1919, duas expedições inglesas fizeram observações durante um eclipse solar e confirmaram a Teoria da Relatividade Generalizada e, em conseqüência, tornaram Einstein um cientista reconhecido mundialmente. A imprensa popular através do jornal The London Times publicou em 07-11-1919 várias manchetes, uma era Revolução na Ciência, outra Nova Teoria do Universo, etc.
Nessa mesma época os grupos nacionalistas extremistas começavam a se organizar na Alemanha. O fato de Einstein ser judeu, somado à sua posição contrária à toda forma de nacionalismo e militarismo, e ainda à sua fama mundial, aumentaram a inveja e o ódio dos imperialistas reacionários, que se organizaram contra ele, sob a proteção do físico ultranacionalista Philipp Von Lenard.
Em 1920 as conferências de Einstein em Berlim foram suspensas através de demonstrações que, embora oficialmente se tenha negado, era quase antijudeu. Certamente havia fortes sentimentos expressados contra os trabalhos de Einstein durante esse período em que ele respondeu para a imprensa que cita Lorentz, Planck e Eddington como apoiando as suas teorias e declarando que muitos alemães teriam os atacado se ele tivesse sido:
" ... um nacionalista alemão com ou sem suástica em vez de um judeu com convicções internacionais liberais... "
Em 1921, Einstein fez a sua primeira visita aos Estados Unidos da América com o objetivo de angariar fundos para um projeto de uma universidade hebraica em Jerusalém. Durante a sua visita recebeu a medalha de Barnard e fez uma preleção como nos tempos da relatividade. Ademais, publicou uma obra de divulgação intitulada " Über die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie, gemeinverständlich " ( Sobre a teoria da relatividade especial e geral ). Ele foi laureado em 1922 com o Prêmio Nobel de Física de 1921 por seus estudos sobre o efeito fotoelétrico e foi indicado para participar da Organização Intelectual da Liga das Nações.
Enquanto isso, do outro lado do mundo as ações de grupos radicais como os anti-semitas e os ultranacionalistas se tornaram ainda mais ofensivas, tanto que em 1922 houve o assassinato do Ministro das Relações Exteriores da Alemanha, Walther Rathenau, um industrial judeu, amigo íntimo de Einstein e anteriormente era Ministro da Reconstrução e negociou, com a antiga Rússia soviética, o Tratado de Rapallo em abril de 1922.
A perseguição aos judeus acentuou-se, na Alemanha, no período de 1922 a 1925 e Einstein sofre humilhação e é atacado violentamente. Nesse período, ele viajou pela Europa, pelas Américas e pela Ásia, ora discutindo questões relacionadas com a física e defendendo suas teorias, ora analisando os complexos problemas da convivência humana. Nessa viagem pelas Américas visitou o Brasil, em 1925, onde proferiu duas conferências: na Academia Brasileira de Ciências e no Instituto de Engenharia do Rio de Janeiro.
Em 1925, Einstein é agraciado com a " Medalha de Copley " da Royal Society ( Sociedade Real ) e nesse mesmo ano, juntamente com o líder dos direitos civis indianos, Mahatma Gandhi, trabalhou numa campanha pela abolição do serviço militar obrigatório. Um ano mais tarde, é condecorado com a " Medalha de Ouro " da Royal Astronomical Society ( Sociedade Real de Astronomia ).
Em 1927, ele foi participar da Conferência de Solvay a fim de continuar debatendo sobre a teoria quântica com Niels Bohr. Participavam, também, desta conferência, Planck, Louis De Broglie, Heisenberg, Schrödinger, Dirac e tantos outros. Einstein apesar de ser convidado para dirigir a conferência, não aceitou, pois alegou que estava muito cansado devido ao excesso de trabalho.
No período de 1930 a 1932, Einstein, dando continuidade às suas viagens pelo mundo, visitou universidades e instituições de pesquisas, e, em sua terceira viagem aos Estados Unidos, recebeu uma proposta de contratá-lo por um período de cinco meses ao ano para integrar o Institute for Advanced Study ( Instituto de Estudos Avançados ), de Princeton. Assim sendo, ele continuaria trabalhando em Berlim durante sete meses do ano. Em 1932, escreveu um livro intitulado " Construtores do Universo ". Em 1930, participou de uma manifestação internacional organizada pela Liga Internacional da Mulher pela Paz e Liberdade.
Em 1933, o partido nazista assumiu o poder e o movimento encontrou um chefe em Adolf Hitler, fundador do Partido Nacional-Socialista ( nazista ) e que foi empossado como Chanceler no dia 30 de janeiro de 1933 e Chefe de Estado que com plenos poderes estabeleceu um regime ditatorial e autárquico sustentado por uma política repressiva. Einstein, pressionado pelo regime que ia de encontro aos seus anseios, foi obrigado a desistir de continuar em seu país.
Em 28 de março de 1933, ele demitiu-se através de uma carta destinada à Academia Prussiana de Ciências. Como represália, o governo nazista confiscou todos os seus bens, como também, cassou a sua cidadania. Nesse mesmo ano, ele emigrou para os Estados Unidos e passou a fazer parte do quadro de cientistas do Institute for Advanced Study da Universidade de Princeton. Imediatamente, começou a trabalhar, tentando unificar as leis físicas, mesmo sabendo que seria uma tarefa de grande profundidade. No mesmo ano, em colaboração com Sigmund Freud escreveu um livro intitulado " Por que a guerra ? ".
Em 1934, assumiu o cargo de diretor do referido instituto e, em Paris, publica uma tradução francesa intitulada " Mein Weltbild " ( Minha visão do mundo ) em 1936, para
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