A equação E = mc² como a base de toda a Física

A equação mais famosa do mundo, a qual muitos conhecem a sua expressão mas poucos sabem o seu significado, é E = mc².

Da Teoria da Relatividade de Albert Einstein (1879 - 1955), relaciona matéria e energia nos dando plena noção de que matéria pode ser transformada em energia e vice-versa. Qualquer grama de matéria, seja ela qual for, de qualquer material, pode ser totalmente transformada em energia.

Mas ela também pode nos revelar algo não muito divulgado a respeito do universo onde vivemos, de galáxias ao Sistema Solar, da Terra e dos elementos químicos que formam nossos corpos, e tudo pelo redor de nós mesmos… O ar que respiramos, os alimentos e a água que ingerimos, a cama em que você dorme, o seu celular, computador, tudo!

Veja, quando você olha para a tela do seu computador, levantando uma xícara de café, muitos dos seus músculos dos dedos, do braço, da mão etc., se contraem, não? Mas se contraem porque as fibras musculares que os compõem também se contraem e isso é devido ao deslizamento de moléculas entre si que formam essas fibras. E esse deslizamento é devido a... Forças elétricas entre elas. Olhe aí a energia pois para uma força se manifestar faz-se necessário gasto de energia. No caso, energia elétrica.

Todas as reações químicas são devidas às forças elétricas que átomos, moléculas e íons exercem entre si. Da formação de uma simples molécula de sal de cozinha, o NaCl, até as reações mais elaboradas em nosso cérebro, formando nossa memória, raciocínio, consciência, sentimentos e emoções etc., vêm de forças elétricas. Olhe de novo a energia.

Processos fisiológicos como a respiração, digestão, as batidas do coração, enfim, os fenômenos da vida, estudados pela Biologia, só existem porque, em um nível submicroscópico, as forças entre cargas elétricas, íons, moléculas, existem... E então nós existimos.

Veja que falei de energia e matéria mas, e conceitos como o espaço e o tempo?

E = m.c².

Coloquem do lado esquerdo da equação. Fica:

E/m = c².

Mas “c” é a velocidade da luz, velocidade definida simplificadamente como espaço sobre tempo. Então:

E/m = [espaço/tempo ]²

E agora onze considerações e uma conclusão:

1 - Do espaço e do tempo, que definem a velocidade, você divide essa velocidade pelo tempo e obtém a aceleração, ou seja, toda a cinemática da Física.

2 - A energia pode ser transformada, sempre. E o conceito de força é a de um agente que existe porque houve gasto de energia (o conceito de trabalho) para tanto. Pronto, toda a Dinâmica e a Estática também estão aí.

3 - De "1" e "2" obtemos todo o estudo do movimento (sem a gravitação).

4 - A Termodinâmica é o estudo da energia térmica, incluindo movimento da energia, e das trocas de calor. Calor é a energia térmica em trânsito.

5 - A Ondulatória estuda as ondas mecânicas e sonoras. Nos dois casos existe a necessidade da presença de matéria.

6 - Massa atrai massa em razão direta dos seus produtos e na razão inversa do quadrado da distância (espaço). Temos a gravitação universal com a respectiva energia gravitacional.

7 - Cargas de mesmo sinal se repelem e de sinais opostos se atraem. Força elétrica -> energia. Carga em movimento - variação de espaço no tempo - cria o campo magnético. Força magnética -> energia. Campos elétricos e magnéticos se alternando e se propagando é uma das faces da natureza da luz.

8 - Os fótons possuem massa mesmo que muito pequena. Esta é a outra face da natureza da luz.

9 - Elétrons, que possuem massa e carga, acelerados por uma diferença de potencial, de energia, temos a corrente elétrica, a eletricidade.

10 - E temos a Ótica estudando os fenômenos da luz, sendo ela uma propagação eletromagnética ou uma propagação de fótons.

11 - As forças nucleares forte e fraca. Um átomo de chumbo possui 82 prótons em seu núcleo e, portanto, deve existir uma força muito poderosa para segurá-los juntos. Muita energia tem que estar presente. É a nuclear forte. A força fraca aparece em reações nucleares.

12 - E a Física de Alta Energia? Partículas (massa "m") e energia "E"!

Conclusão: Construímos toda a Física! E o nosso Universo! Eles todos vêm dos quatro conceitos relacionados pela equação de Einstein e então podemos dizer que tudo no Universo é espaço, tempo, matéria e energia?

Sim!

Tente achar outra coisa além desses primeiros quatro conceitos da realidade e você receberá um Prêmio Nobel!

Observação: uma das características mais marcantes de E = mc² é o fato dela não especificar o tipo de matéria e energia que você estiver utilizando. Pode ser energia cinética, nuclear, eletromagnética, etc.; e a massa pode se apresentar em todos os seus estados como sólido, líquido, gasoso ou plasma, e, até mesmo como compostos orgânicos. É uma equação de formato geral.

Hoje procuramos saber a natureza da energia e matéria escuras no universo. Sejam lá como forem, obedecerão a essa equação do Einstein.

A-P-A e não P-A: a metafísica aristotélica diz que a origem do universo é divina. Não é bem assim.

Obs. (1): este texto é baseado no vídeo (facebook) do filósofo Guilherme Freire, com o link no final.  Fiz assim porque ele resume e demais as próprias explicações, e, se você leitor, notar alguma diferença entre este texto e o que ele expõe, deixe nos comentários.  

Obs. (2): houve a minha necessidade de entrar em alguns poucos aspectos religiosos para um melhor entendimento do que eu preciso aqui. 

O filósofo grego Aristóteles (384 a.C. - 322 a.C.) fundou uma das grandes bases da metafísica, chamadas de atualidade e potencialidade, explicando mudanças e as várias formas de ser. 

A potencialidade é uma possibilidade ou capacidade de uma coisa se tornar algo ou de adquirir certas qualidades. A atualidade seria a realização dessa capacidade ou possibilidade. 

Se você segura um objeto, ele tem a possibilidade de cair. Se você o soltar, Aristóteles chamaria de atualização da potencialidade, ou seja, a passagem da potência ao ato, no qual ele denominaria de movimento. 

Não se trata de um movimento como a Física denomina, é de caráter mais geral: uma fruta que apodrece é um movimento. 

Sendo que para ele tudo está em movimento, acontecendo, e, completo, dois corpos em repouso um em relação ao outro, foi necessário que pelo menos um atingisse o repouso em relação ao outro, e, então, tudo o que vemos está se passando da potencialidade ao ato. 

P = potencialidade  

A = atualidade 

Então, a notação P-A. 

Esses conceitos são usados para analisar movimentos, causalidade, ética e fisiologia na filosofia de Aristóteles, formando a chamada teoria do ato e potência. Eles também tiveram uma influência significativa na filosofia medieval e continuam a ser importantes na discussão filosófica contemporânea. 

No vídeo, o filósofo  Guilherme Freire, utiliza desses argumentos metafísicos para “provar” a existência de Deus no surgimento do universo e de tudo o que veio depois, inclusive nós, é lógico. 

Ele diz ser esta ferramenta a correta para tanto porque não podemos utilizar o método científico, algo que concordo, mas na argumentação por ele proferida, houve uma certa confusão. 

Guilherme argumenta que se precisa de algo real, como na queda do objeto, anterior à potência, à potencialidade, para que esta se atualize. 

Segundo ele, “A sequência natural no surgimento do universo seria A-P-A e não P-A!”, pois é necessário que exista algo em ato para existir a potencialidade para depois se atualizar como dito acima. Se fosse só potência não se   realizaria nada. Mas então ele fala do universo no qual tudo tem que ter uma causa, uma coisa gerando outra. 

Diz ainda que pode ser algo de dentro ou de fora do “sistema”, e, a conclusão a que chega seria em algo anterior à matéria, à energia, ao tempo, não dependente do espaço e inclui a ordem e o acaso existindo em conjunto no universo. O acaso não vem em inteligência, é aleatório, mas a ordem precisa de algo inteligente para existir.  

Então, o ato original, eterno porque não está em movimento, vem em ato puro, pura existência, chamado assim pelos filósofos medievais além de Aristóteles, sendo o princípio de ordem pois gerou toda a ordem do universo após a própria expansão, e sem o tempo, então sendo eterno,  matéria, energia, forças, campos etc., “é exatamente o conceito de Deus”, expressando-se nestas palavras. 

Existe um problema aí que muitos conhecem: de 0 s até 10^(-43) s da expansão do universo, formaram-se  campos, forças, partículas, a diferenciação das quatro formas de energias, matéria, tempo e espaço. E apenas ali a causa e efeito surgiriam, como, após tudo concluído, o método científico teria o seu devido lugar. 

Talvez um dia conheçamos o que era aquilo, mas não houve nada anterior porque não havia tempo. E dizer em eterno é incluir o tempo! 

E aquilo era algo, por enquanto inconcebível, não precisando de nada divino a formá-lo. 

E agora o argumento religioso, sendo muito simples: ele se refere a Deus, do Cristianismo, mas, e a outros filósofos estudando Aristóteles e adeptos das outras milhares de religiões, inclusive politeístas? 

Simplesmente quem criou o universo seria uma salada de deuses, tendo cada religioso puxando a sardinha para o próprio lado, em muitas diferenças na criação.  

Por isso gosto da ciência; ela é única! 

Vídeo - Link: 

https://www.youtube.com/watch?v=hHHcYLXuZR4

Cristianismo, Hinduísmo e Islamismo: qual deles é correto na explicação do surgimento do universo?

Nosso universo atual, seja lá como ele surgiu, apareceu ou "nasceu", foi de apenas um modo e só.

  

Aqui trata-se não apenas de acreditar, de fé, pois ele é físico, material e de energias, e, dadas milhares ou milhões de pessoas acreditando cada uma em uma forma de como ele surgiu, seguindo suas religiões ou não, apenas uma estará certa. 

 

Sem querer mexer com as crenças de qualquer religião, não adianta cada uma acreditar na possibilidade que diz a sua própria, porque poderá estar errada. Mas os seguidores acreditam e pronto! Nada mais a dizer: as religiões possuem respostas a tudo, mesmo com muitas diferenças entre si. 

 

Pelo cristianismo, Deus, único, onipotente, onipresente e onisciente, criou o universo, começando pela luz. 

Já o hinduísmo afirma na criação e destruição do universo, com um intervalo entre estas duas situações, pelos deuses Brahma, Vishnu e Shiva, respectivamente. 

No islamismo, a criação e destruição do universo estão profundamente ligadas à vontade de Allah, o único e onipotente criador. Segundo o Alcorão, o livro sagrado, Allah criou tudo a partir do nada. 

 

Um está certo e os outros dois errados? Sim, mas então se desprezaria todas as criações com respeito às outras religiões não citadas aqui. E agora? 

 

Por que então um deus apenas ou vários deuses, se fossem esses os criadores de tudo, inclusive a nós, não criariam o universo, e, em qualquer ponto do planeta e em todas as épocas, pessoas, ao evocarem o sobrenatural, não apareceria em suas mentes esse deus ou deuses, sempre? 

 

Talvez aqui entremos no conceito da Navalha de Occam. É um preceito filosófico que diz, ao se tentar resolver um problema, a solução é a explicação mais simples. De tantas religiões e, principalmente crenças, tentando explicar não apenas o universo, mas também os seres vivos e nós humanos, a solução mais simples é a de que eles são frutos do cérebro, da mente humana. 

Existem ainda alguns filósofos da religião, como Richard Swinburne, filósofo britânico e professor emérito de filosofia na Universidade de Oxford, que utilizam justamente da navalha de Occam para defender a existência de Deus.  

 

Inclusive, utilizam a física para isso. Em linhas gerais, muito mal explicadas, eles dizem que o Universo é tão finamente calibrado para existir vida, que a hipótese de Deus criar um universo com esse fim é mais simples do que a hipótese extremamente improvável de uma calibragem fina se dar ao acaso ou termos um número gigantesco, ou mesmo infinito, de muitos Universos e nós vivemos naquele único capaz de suportar a vida, mas a grande maioria não é. 

Isto me parece uma tentativa quase desesperadora de alguém comprometido com uma universidade tão famosa e importante como Oxford. 

  

Pensar em uma simples criação de algo tão poderoso como um deus ou deuses é realmente fácil de conceber, como uma fada madrinha dotada de uma vara de condão, mas o problema é a própria “definição”, “natureza” etc., deles, sendo infinitamente maior, ou incognoscível, de qualquer tentativa da ciência em explicar esses problemas. 

 

 

Palavras-chave: Criacionismo, Cristianismo, Hinduísmo, Islamismo, universo, criação, vida