Projeto Ockham
Eter O éter luminífero

por Kentaro Mori mail
em 14/09/03, publicado na revista Newton (Ano 1, No. 2), jan/2004

Vento de éter

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Sempre se tentou detectar o éter luminífero experimentalmente, mas nunca houve sucesso de fato. Apesar disto, costumava-se pensar que a falha era causada por problemas com os experimentos, e não com o éter. Nada mais natural, afinal o éter luminífero tinha que existir.

Entre as diversas idéias propostas para detectá-lo, ao menos indiretamente, estava a sugerida em 1878 pelo próprio Maxwell. Assumindo que a luz tinha uma velocidade constante em relação ao éter imóvel, como se deduzia de suas equações (que diziam que a velocidade da luz era constante em relação a algo), então uma vez que a Terra estava em movimento pelo espaço a velocidade da luz como medida em diferentes direções deveria variar. Seria similar a nadar contra ou a favor de um rio, o movimento das águas deve afetar a velocidade de nadadores em direções diferentes. Medir esta diferença seria medir o que se chamou de "vento de éter", que indicaria a velocidade a Terra em relação ao éter imóvel. Maxwell pensou porém que devido à altíssima velocidade da luz, que é capaz de dar mais de sete voltas no planeta em um segundo, a diferença seria tão pequena que seria impossível comprová-la experimentalmente.

Isso se tornou um desafio para um experimentador como Albert Michelson, que já havia se dedicado a medir a velocidade da luz com precisão cada vez maior. Ele recorreu ao mesmo efeito que quase um século antes havia evidenciado o caráter ondulatório da luz: a interferência. E construiu um interferômetro.

Como no experimento original de Young, o interferômetro de Michelson dividia um mesmo feixe de luz para fazer os raios interferirem, mas com uma diferença: agora, ao invés de uma carta de baralho ou de fendas, utilizou-se um espelho semi-transparente. Ele podia dividir um raio de luz, refletindo parte e deixando passar a outra, e se colocado a um ângulo poderia fazer os raios divididos percorrer sentidos diferentes. E ainda que a diferença de velocidade dos raios fosse mínima, o que Michelson iria observar seria o padrão de interferência entre eles -- e este permite ver mudanças tão pequenas quanto o comprimento de onda do raio, que é igualmente minúsculo.

Em 1881 Michelson realizou o experimento com seu interferômetro, mas os resultados foram insatisfatórios. A margem de erro era muito grande, e ele se associou ao químico Edward Morley. Juntos, eles aperfeiçoaram o interferômetro, construindo-o sobre um bloco sólido de pedra flutuando sobre uma bacia de mercúrio! Tudo isso para neutralizar as perturbações do ambiente, e garantir que o interferômetro pudesse ser girado livremente sem erro.

interferômetro de Michelson e Morley
O interferômetro construído por Michelson e Morley sobre um bloco flutuando em mercúrio. Confira um diagrama do aparato.

Prontos para finalmente detectar o éter, o resultado deste experimento foi um dos mais importantes da história da Física. E foi negativo! Eles não detectaram a variação esperada na velocidade da luz como medida em diferentes sentidos. A luz parecia ter uma velocidade independente da rotação ou translação da Terra, ou do sistema solar pela Galáxia, ou da Galáxia pelo Universo.

Apesar do resultado negativo, os cientistas não abandonaram o éter. Diversas explicações foram sugeridas, incluindo a idéia de que a Terra arrastava o éter em seu movimento - hipótese acatada pelos próprios Michelson e Morley. O experimento foi então repetido em maiores altitudes, novamente com resultados negativos.

Uma explicação mais completa, porém de implicações aparentemente absurdas, foi proposta por George Fitzgerald e Hendrik Lorentz: o movimento através do éter contrairia os objetos, aumentaria sua massa ou dilataria o tempo, e assim embora a velocidade da luz variasse na Terra de acordo com o sentido em que era medida, os próprios instrumentos se distorciam com o movimento, impedindo que isso fosse detectado.

E então que em 1905 um certo sujeito pouco conhecido de apenas 26 anos ainda sem doutorado publicava sua audaciosa explicação para a luz e o eletromagnetismo. "A introdução do éter luminífero provará ser supérflua porque a visão a ser desenvolvida aqui não irá introduzir um espaço fixo absoluto que tenha propriedades especiais", atreveu-se a escrever em seu seminal documento sobre a Relatividade, intitulado "Sobre a Eletrodinâmica dos Corpos em Movimento". Isso mesmo, a palavra "relatividade" não aparecia no título!

Einstein afirmava que tomar como hipótese a contração de Fitzgerald ou a transformação de Lorentz para explicar a constância da velocidade da luz ou a universalidade das leis não era o caminho verdadeiro. Essas últimas, porém, deveriam ser a base, tomando-as como axiomas, e, a partir delas, as outras deveriam ser deduzidas. (parágrafo de Léo Barretos)

O éter foi descartado e Einstein conseguiu explicar o eletromagnetismo, incluindo a luz, sem precisar recorrer a um meio no qual ela estaria se propagando. A luz era tanto onda como partícula. Sua velocidade era constante para qualquer observador, e não apenas em relação ao suposto éter luminífero, que já não tinha assim mais por que existir.

O fim?
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