Ações à distância

MARCELO GLEISER
COLUNISTA DA FOLHA

O objetivo principal da física é descrever os fenômenos do mundo natural, em particular aqueles que envolvem matéria inanimada. (Ao menos tradicionalmente. Hoje, a interface da física com a biologia é extremamente importante em várias frentes de pesquisa, da origem da vida ao funcionamento das células e do cérebro.) Uma das observações mais óbvias que podemos fazer é que objetos inanimados mudam de posição. Desde os menores, átomos ou partículas subatômicas, até os maiores, planetas, estrelas, galáxias. Não é, portanto, uma coincidência que uma grande parte da física seja dedicada justamente ao estudo do movimento.

Contanto que os fenômenos sejam descritos pelos modelos científicos, não é necessário entender tudo

Aristóteles foi um dos primeiros a tentar responder a essa questão. Postulou que existiam dois tipos de movimento: o movimento natural, que ocorre sem ser conseqüência de uma ação deliberada, e o forçado, que, como diz o nome, requer uma ação. Por exemplo, se soltarmos uma pedra de uma certa altura ela irá ao chão "naturalmente". Por outro lado, para que uma pedra voe para o alto, ela tem de ser atirada. Portanto, segundo Aristóteles, quanto mais pesado o objeto, mais rápido ele vai ao chão. Ele não via esse movimento como uma atração entre a Terra e o objeto, mas como a tendência do objeto (a pedra) a voltar ao seu lugar de origem.

Passaram-se 2.000 anos até que essas idéias fossem questionadas. Na Inglaterra, o médico da rainha Elizabeth 1ª, William Gilbert, demonstrou que a Terra é um ímã, explicando como as bússolas funcionavam: a Terra afeta a agulha da bússola sem tocá-la, isto é, exerce uma ação à distância. Na mesma época, em torno de 1600, Johannes Kepler, na Alemanha, especulou que o Sol exerce uma atração sobre os planetas, que faz com que eles girem à sua volta. Kepler inspirou-se no trabalho de Gilbert, sugerindo que a força fosse magnética. Com isso, uniu a física à astronomia pela primeira vez, tentando explicar os movimentos celestes em termos de ações à distância.

Enquanto isso, na Itália, Galileu Galilei causava alvoroço com seus estudos do movimento e suas observações telescópicas dos céus. Por meio de experimentos, coisa que os gregos não fizeram para comprovar suas hipóteses, Galileu mostrou que Aristóteles estava errado: objetos caem com a mesma aceleração, independentemente de suas massas. Ou seja, dois objetos soltos da mesma altura (segundo a lenda, Galileu fez isso do alto da torre de Pisa), chegam ao chão juntos.

Curiosamente, Galileu não usou o conceito de força para explicar o que via: seu trabalho concentrou-se na descrição matemática do movimento de queda, sem se preocupar com as causas. Com isso, obteve as equações que dizem quanto tempo um objeto demora para cair de uma certa altura ou onde cairá uma bala de canhão disparada com certa velocidade e inclinação.
No final do século 17, Isaac Newton completou o quadro, unindo a esfera terrestre e a celeste.

Ele mostrou que a força que provoca a queda de objetos na Terra é a mesma que faz com que a Lua gire em torno da Terra ou os planetas em torno do Sol, a força da gravidade. Quando questionado sobre o mistério dessa ação à distância, Newton deu de ombros, preferindo não especular. Essa postura é extremamente importante, pois explica como cientistas vêem seus modelos: contanto que os fenômenos sejam descritos, não é necessário entender "tudo". Mesmo que o conceito de ação à distância tenha sido substituído pelo de campo no século 19, também não sabemos o que cria os campos.