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À luz de Einstein


A Exposição – até 15 de Janeiro de 2006 na Fundação Calouste Gulbenkian – pretende sensibilizar os visitantes para a Física e a ciência em geral, contribuindo para o esclarecimento do público, sobretudo os jovens, quanto ao papel determinante da Física para a compreensão do mundo em que vivemos e para o desenvolvimento tecnológico das sociedades modernas.

Nesta exposição, o visitante é convidado a fazer uma viagem pelos conceitos da física, antes e depois de Einstein, em torno dos temas da luz e da matéria.
O percurso inicia-se com uma introdução à história da física, percorrendo as grandes etapas, desde os gregos até 1905.
Em homenagem a Einstein será recriado o ambiente da sua casa, com referência aos momentos marcantes do seu trabalho científico e alguns apontamentos sobre a sua vida pessoal.

Serão ainda abordados numa perspectiva evolutiva os conceitos relacionados com a compreensão da luz, electricidade, magnetismo, matéria e movimento, de 1905 até à actualidade, bem como o seu impacto tecnológico e cultural no mundo de hoje.
Finalmente, percorre-se um espaço de conjecturas quanto ao futuro.

1 – A BIBLIOTECA DO SABER

Desde os primórdios da civilização que o Homem se interroga sobre o que é o Céu, a Terra, o espaço, o tempo, a matéria, a luz… O visitante é aqui conduzido por um percurso através de 2400 anos de interrogações sobre o mundo físico, dos gregos até ao tempo de Einstein. Apresentam-se seis espaços – representados por seis filósofos da natureza/cientistas, bem como um conjunto de objectos emblemáticos da forma de fazer ciência que lhes estão associados.
Os espaços seleccionados conduzem do liceu aristotélico à universidade medieval, a uma corte renascentista, a uma sociedade científica, a um gabinete de física e, finalmente, a uma universidade do século XIX.

2 – A RUPTURA 1905

Este espaço é dedicado à vida e obra de Albert Einstein, em particular aos seus trabalhos seminais de 1905.

Nestes artigos, Einstein desenvolveu a teoria do efeito fotoeléctrico, dando vida ao conceito de fotão como partícula de luz, a teoria do movimento browniano, que permitiu provar a existência real de átomos, e a teoria da relatividade restrita, que alterou profundamente as concepções de espaço e de tempo e demonstrou a equivalência entre massa e energia, expressa na mais famosa fórmula da física, E=mc2.

Em 1905, Albert Einstein publica os seus primeiros trabalhos sobre a análise matemática do movimento de Brown, o efeito fotoeléctrico, o estabelecimento da equivalência massa-energia e a exposição dos fundamentos da teoria especial (ou restringido) da relatividade.
Explicava a sua teoria com uma comparação retirada do quotidiano: “uma hora com uma jovem e bela mulher passa como um minuto, mas um minuto sobre um forno quente parece uma hora”.

A distância não é uma grandeza absoluta – depende do movimento do corpo em relação a um dado sistema de referência.

Estes temas vão impulsionar uma mudança espectacular e revolucionária da concepção do mundo físico baseado na geometrização espácio-temporal da física moderna.
A partir de 1910 aprofunda a Teoria da Relatividade e, em 1916, publica o resultado dos seus esforços.
Recebe o Prémio Nobel de Física em 1921.

3 – O MUNDO DOS ELECTRÕES


Quando já muitos pensavam que a física estava acabada, após a unificação da electricidade e do magnetismo de Maxwell, fenómenos misteriosos revelaram um admirável, mas estranho, mundo microscópico.


É no desvendar de um destes mistérios, os raios catódicos, que J. J. Thomson, no fim do século XIX, descob
re a existência do electrão.

Com ele, e alguma mecânica quântica, se iniciou a revolução electrónica, fortemente impulsionada a meio do século XX com a descoberta do transístor e a invenção do circuito integrado.

Essa minúscula partícula carregada, “operário incansável” dos nossos dispositivos electrónicos, é também a onda que permite ver nos microscópios electrónicos.

4 – A CÂMARA DE LUZ

Depois de ter criado o conceito de fotão em 1905, Einstein propôs, em 1916, o mecanismo de emissão estimulada de radiação, uma espécie de clonagem perfeita de fotões, que deu origem à invenção dos lasers nos anos 50.

A nova luz tornou-se uma ferramenta crítica do desenvolvimento tecnológico das sociedades modernas.

Recriando o ambiente de um laboratório moderno de lasers, este espaço é dedicado à exploração das propriedades da luz, da geração de luz laser, passando pela detecção e transmissão de luz visível ou invisível, até ao armazenamento e codificação da informação que pode transportar.

5- FÍSICA EM TODA A PARTE



Conversar por telemóvel, usar um computador portátil ou tirar fotografias digitalizadas são actividades comuns da vida moderna.

E, no entanto, seriam impossíveis se a física, com as suas ondas e partículas, com os seus átomos, electrões e fotões no espaço-tempo, não estivesse por trás delas.

Aqui, partimos à descoberta da física numa viagem pelo quotidiano, investigamos as suas aplicações na cultura e nas comunicações, e podemos ser apresentados ao bit da sociedade de informação.

6 – LUZ SOBRE A VIDA



Hoje a medicina recorre cada vez mais à física e à engenharia.


Com luzes visíveis ou invisíveis e aparelhos de medida e tratamento de informação que a física moderna permitiu desenvolver, conseguimos observar a anatomia e a actividade de órgãos, tecidos e artérias no interior do corpo humano, perceber as suas funcionalidades, diagnosticar doenças, por vezes tratar e curar.


Medindo sinais de oscilações de substâncias químicas e correntes eléctricas, estamos também a aprender como é que os sentidos captam informação e o cérebro a processa. Começamos a desvendar a mente.


7 – LUZ SOBRE O COSMOS


Se na antiguidade os Céus eram olhados como perfeitos, intocáveis e incorruptíveis, a ciência trouxe ao Homem a possibilidade de desvendar a verdadeira estrutura e composição do Universo.

Aprendemos a medir a abundância primordial dos elementos, a radiação cósmica de fundo e a aceleração das galáxias para descobrir que o Universo está em expansão, desde o Big Bang que foi a origem do espaço-tempo.

Entendemos a formação e a composição das estrelas e a estrutura das galáxias.
Descobrimos planetas extra-solares. Voámos para o espaço para daí observar a Terra.

Colóquios “à luz de Einstein, 1905-2005”

9 de Novembro – As forças da Natureza
João Paulo Silva, Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

16 de Novembro – E=mc2: energia do núcleo atómico
Duarte Borba, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa

23 de Novembro – Sinais do Cérebro: da biofísica à fisiologia da consciência
Fernando Lopes da Silva, Universidade de Amsterdão

30 de Novembro – O mistério da forma das proteínas
Patrícia Faísca, Centro de Física Teórica e Computacional

7 de Dezembro – Estados estranhos da matéria: condensados de Bose-Einstein
Margarida Telo da Gama, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa

13 de Dezembro – 2010, a Nanospace Odyssey
Harold Kroto, Florida State University, USA [Prémio Nobel]

Fonte: Fundação Calouste Gulbenkian