O que é a velocidade da luz e por que ela é tão importante?

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Sabe-se que a velocidade da luz é de 299.792.458 metros por segundo; entretanto, diversas questões relacionadas a essa propriedade são um mistério para muita gente. Afinal, por que esse número e não outro? E mais: qual é a importância dessa informação, que representa um conhecimento físico fundamental?

Para esclarecer essas perguntas, o astrofísico Paul M. Sutter elaborou um artigo publicado no Space e explicou uma série de curiosidades a respeito do assunto. Sua primeira afirmação? Bem, a velocidade da luz é um tanto quanto estranha.

Velocidade da luz = 299.792.458 metros por segundo: por quê?Velocidade da luz = 299.792.458 metros por segundo: por quê?Fonte:  Pixabay 

Voltando no tempo

A primeira pessoa a perceber que a luz realmente tem uma velocidade foi o astrônomo Ole Romer, no século 17. Fascinado por movimentos estranhos da lua Io em torno de Júpiter, o cientista notou que, de vez em quando, o planeta bloqueava a visão terrestre do próprio satélite, causando eclipses. Acontece que o tempo desses eclipses parecia mudar ao longo do ano, o que sugeria haver algo fora do comum com a órbita do corpo celeste ou mais fatores exercendo influência sobre o fenômeno.

Depois de anos de observações, Romer finalmente chegou a uma conclusão: quando vemos Io ser eclipsada, estamos em determinada posição de nossa própria órbita ao redor do Sol. No evento seguinte, que pode ocorrer poucos dias depois, nossa posição é outra, mesmo que minimamente diferente, mais perto ou mais longe de Júpiter. Se estamos mais afastados, isso significa que a luz vai demorar um pouco mais para nos alcançar; se estamos mais próximos, ela chegará um pouco antes.

Então, a única maneira de explicar tais variações é que a luz tem uma velocidade finita.

Ole Romer, primeiro astrônomo a perceber que a luz tinha uma velocidade.Ole Romer, primeiro astrônomo a perceber que a luz tinha uma velocidade.Fonte:  Reprodução 

As medições, é claro, continuaram com o passar dos séculos e foram solidificando as informações relacionadas ao tema. Ainda assim, somente no século 19 é que tudo começou a se conectar, momento em que o físico James Clerk Maxwell "inventou" a luz sem querer. Isso porque, enquanto o cientista brincava com eletricidade e magnetismo, pouco compreendidos na época, deu origem a um conceito capaz de exemplificar todas as observações espalhadas e conflitantes à sua disposição.

Lançando bases para o que chamamos atualmente de força eletromagnética, Maxwell descobriu que mudanças em campos elétricos podem gerar campos magnéticos e vice-versa. A interação dessa produção contínua e conjunta permite que a ondas viajem pelo espaço.

Ao calcular a velocidade das ondas eletromagnéticas, Maxwell chegou ao mesmo número sugerido séculos antes para a velocidade da luz. Resumindo: a luz é feita de ondas eletromagnéticas e viaja nessa velocidade justamente porque aquilo que a compõe se desloca dessa maneira.

Aí, décadas depois, Albert Einstein disse: a velocidade da luz não tem nada a ver com a luz em si.

James Clerk Maxwell, que, por acidente, descobriu a onda eletromagnética.James Clerk Maxwell, que, por acidente, descobriu a onda eletromagnética.Fonte:  Reprodução 

Velocidade da luz é diferente de luz

Tempo e espaço, sabemos, são grandezas físicas diferentes, mas Einstein, em sua Teoria da Relatividade, propôs uma conexão entre elas, formando um tecido unificado. Para isso, o cientista precisava encontrar algo que as ligasse, um número que traduzisse o movimento no espaço e o movimento no tempo de uma única vez.

Foi aí que o físico alemão descobriu que havia uma constante, aquilo que tornaria ambos os fatores equivalentes — e, sem saber exatamente qual era, comparou seus estudos com os de Maxwell. Foi então que percebeu que a convergência que procurava estava na velocidade da luz.

Não se trata de uma onda eletromagnética. A luz, sim, pode ser definida dessa maneira, mas a velocidade da luz é outra coisa, é apenas uma unidade que mostra como partículas sem massa viajam pelo espaço. Nem precisamos ressaltar que, para a ciência, isso foi um achado e tanto. Ainda não entendeu o porquê? Sutter explica.

Einstein unificou tempo e espaço em uma única unidade: a velocidade da luz.Einstein unificou tempo e espaço em uma única unidade: a velocidade da luz.Fonte:  Reprodução 

Simplificando as coisas

A partir do momento em que se define uma nova unidade por meio da qual é possível dar novos significados a pesquisas cada vez mais amplas, como as astronômicas, cientistas não precisam perder tempo com cálculos de constantes já bem estabelecidas. Assim, para sintetizar conceitos que envolvem a junção de tempo e espaço, um único valor expressa a união dessas grandezas.

Então, é mais interessante saber como esses números serão aplicados em estudos futuros, que envolvem novas descobertas e aquilo que ainda será desenvolvido para irmos muito além do planeta Terra do que se preocupar com o porquê de a velocidade da luz ser de aproximadamente 300 mil metros por segundo.

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