Se perguntássemos às pessoas na rua o nome de um cientista, as respostas provavelmente seriam principalmente Albert Einstein, Marie Curie, Isaac Newton, Stephen Hawking, nomes locais, como Oswaldo Cruz, ou que apareceram recentemente nos cinemas, como Robert Oppenheimer.
De acordo com algumas pesquisas, os quatro primeiros ficariam com aproximadamente entre 60% e 90% das respostas, e Albert Einstein sairia vencedor, com uma grande vantagem.
Agora, se perguntássemos a seguir por que conhecem Einstein, a grande maioria dos entrevistados responderia: a Teoria da Relatividade! Mesmo que não soubessem do que se trata essa teoria. Concordamos que Einstein contribuiu para o progresso da ciência com essa conquista, embora também tenha feito o mesmo em outras áreas, menos conhecidas e de grande importância no nosso dia a dia.
Quatro artigos pioneiros
Em 1905, antes de divulgar sua teoria mais reconhecida, Albert Einstein publicou quatro artigos, cada um deles merecedor de um Prêmio Nobel:
- Sobre um ponto de vista heurístico sobre a produção e transformação da luz, no qual propôs os quanta de energia e explicou o efeito fotoelétrico.
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Sobre o movimento de pequenas partículas suspensas em um líquido estacionário, conforme exigido pela teoria cinética molecular do calor, no qual forneceu evidências empíricas da realidade do átomo e deu crédito à mecânica estatística, um ramo da física relegado naquela época.
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Sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento, precursor de sua grande teoria, no qual Einstein conciliou as equações de Maxwell do eletromagnetismo e as leis da mecânica clássica e propôs a velocidade da luz como a velocidade máxima alcançável, acessível apenas aos fótons.
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A inércia de um corpo depende de seu conteúdo energético?, em que Einstein deduziu a equação mais famosa de todos os tempos ou, pelo menos, a mais reproduzida em camisetas e canecas. A equivalência entre a massa de um corpo em repouso e a energia em que ele pode se converter: E=mc².
Parecem resultados importantes e realmente são. Mas de que isso tudo serve para as pessoas comuns?
Sincronização de relógios
Sempre que alguém abre o Google Maps ou o navegador do carro, o bom funcionamento do GPS depende diretamente da Teoria da Relatividade de Einstein.
Os satélites que formam o sistema GPS se movem muito rápido e estão longe da superfície terrestre, onde a influência gravitacional da Terra é menor. Einstein descobriu que o tempo não avança ao mesmo ritmo em todas as circunstâncias: a gravidade e a velocidade do objeto modificam sua passagem. Os relógios dos satélites, portanto, tendem a se adiantar ou atrasar em relação aos que estão na superfície da Terra.
Telstar, o primeiro satélite de comunicações lançado ao espaço, em 1962.NASA.O sistema GPS corrige esse efeito aplicando as equações da Relatividade Especial e da Relatividade Geral. Se não o fizesse, o posicionamento indicado teria erros de vários quilômetros acumulados depois de apenas um dia. Da mesma forma, a infraestrutura da internet e das telecomunicações modernas dependem de uma sincronização extremamente precisa entre relógios distribuídos por todo o planeta, muitos deles também em satélites.
Se esses relógios não fossem corrigidos de acordo com a Relatividade Geral, as redes de eletricidade, os sistemas de pagamentos eletrônicos, a navegação aérea e a própria internet sofreriam falhas importantes. Cada conexão, cada videochamada e cada transação bancária se beneficia, sem que percebamos, da maneira como Einstein mudou nossa compreensão sobre o tempo e a gravidade.
Painéis solares: uma questão de fótons
Os painéis solares modernos funcionam graças ao efeito fotoelétrico, que foi explicado por Einstein em 1905 — foi essa descoberta que lhe rendeu o Prêmio Nobel em 1921.
Ele propôs que a luz é formada por pacotes de energia chamados fótons e que, quando um fóton com energia suficiente atinge certos materiais, pode arrancar um elétron de sua superfície. Essa expulsão de elétrons é o que gera corrente elétrica em uma célula solar.
Todos os painéis fotovoltaicos domésticos, todas as luzes a energia solar e todos os pequenos carregadores solares portáteis se baseiam exatamente no processo descrito por esse cientista: luz que libera elétrons e elétrons que geram eletricidade.
Videochamadas e telas digitais
A fotografia digital, as câmeras dos celulares, as webcams e praticamente qualquer sistema moderno de captura de imagens também funcionam graças ao mesmo efeito. Nos sensores CCD e CMOS, que substituem o filme fotográfico clássico, cada ponto da imagem é uma minúscula célula que libera elétrons quando recebe luz.
Essa liberação é medida eletronicamente e convertida em uma imagem digital. O princípio físico por trás de cada foto, vídeo ou videochamada cotidiana é exatamente o que Einstein descreveu em 1905.
Lasers grandes e pequenos
Os lasers, que hoje aparecem em aplicações muito diversas, funcionam seguindo outro mecanismo previsto por Einstein: a emissão estimulada. Em um artigo de 1917, ele lançou a ideia de que um átomo poderia ser "forçado" a emitir luz idêntica à que recebia, criando um feixe de luz extremamente puro, concentrado e opticamente coerente.
Décadas depois, essa previsão se tornou o princípio de funcionamento do laser. Hoje encontramos lasers em leitores de código de barras em supermercados, em mouses ópticos, em impressoras a laser, em reprodutores de CD, na fibra óptica para internet e em alguns procedimentos médicos.
Medicina nuclear
A energia nuclear e várias tecnologias médicas modernas dependem da equação E=mc². Essa relação estabelece que uma pequena quantidade de massa contém uma enorme quantidade de energia.
A compreensão dessa relação permitiu explicar o funcionamento dos núcleos atômicos e abriu caminho para os reatores nucleares, mas também a usos médicos essenciais, como a radioterapia ou os exames PET (tomografia por emissão de pósitrons), que permitem diagnosticar doenças detectando pequenas quantidades de radiação proveniente de desintegrações atômicas.
Embora não seja algo que uma pessoa use diretamente todos os dias, isso afeta profundamente a saúde pública e o tratamento de milhões de pacientes em todo o mundo.
Em definitivo, toda vez que alguém recebe um diagnóstico por imagem ou um tratamento baseado na física nuclear, consulta uma rota em seu GPS ou carrega seu celular com um painel solar, está aproveitando de alguma forma uma das ideias de Albert Einstein.
Francisco José Torcal Milla não presta consultoria, trabalha, possui ações ou recebe financiamento de qualquer empresa ou organização que poderia se beneficiar com a publicação deste artigo e não revelou nenhum vínculo relevante além de seu cargo acadêmico.
