Superando os Limites da Física

Uma boa prática é superar os limites da Física e não aceitar limites que possam interferir em toda cadeia do desenvolvimento científico. Temos como exemplo: a não aceitação de determinadas condições de contorno da Mecânica Clássica ou Newtoniana, tendo seus efeitos alterados quando aplicados conceitos da Mecânica Relativista ou Einsteiniana, no caso de aplicações onde haja velocidades próximas, iguais ou superiores à velocidade da luz.

A velocidade da luz é, no mundo atual, considerada a maior velocidade que se pode atingir, no entanto se considerarmos o desenvolvimento da Mecânica Quântica, com base no Entrelaçamento Quântico e Teoria das Cordas, alguns conceitos da Física Relativista podem ser superados, tendo em vista novas condições.

Vamos ilustrar com algumas comparações dentro da Física Clássica, Relativista e Quântica.

Primeiros Automóveis
Primeiros Automóveis

O primeiro automóvel com motor à combustão, com venda em escala industrial, foi proporcionado pelo norte americano Henry Ford, no início de 1914.

Henry Ford
Henry Ford

Tais automóveis atingiam velocidade máxima de 16 km/h. Se considerarmos a distância rodoviária entre as cidades do Rio de Janeiro e São Paulo de 434 km, tomando como base a velocidade desses veículos, a viagem duraria aproximadamente 27 horas. Se considerarmos que à época as condições de estradas não semelhantes às atuais, condições meteorológicas e autonomia do automóvel, desgaste do motorista e do automóvel, o tempo de viagem seria maior.

Carro Moderno
Carro Moderno

Há automóveis, na atualidade, que podem atingir Velocidade Máxima de 375 km/h.  Considerando que a legislação de trânsito permitisse, com bom trânsito e com o automóvel se deslocando à velocidade média de 200 km/h, poderia se fazer viagem entre as cidades do Rio de Janeiro e São Paulo, cuja distância entre elas é de 434 km em aproximadamente duas horas e dez minutos. Observamos, portanto, grande avanço nas tecnologias que proporcionam ganhos de tempo nas viagens rodoviárias em menos de um século.

Locomotiva a Vapor
Locomotiva a Vapor

A primeira locomotiva a vapor foi criada pelo inglês Richard Trevithick em 1804.

Richard Trevithick
Richard Trevithick

A propulsão dessas locomotivas era feita com vapor gerado por caldeiras, utilizando carvão como combustível. Locomotivas a vapor, inicialmente, atingiam velocidade média de 24 km/h e velocidade máxima de 46 km/h. Logicamente, a depender da carga transportada, com a velocidade média de 24 km/h, poderia-se percorrer a distância entre as cidades do Rio de Janeiro e São Paulo em aproximadamente 18 horas e, em velocidade máxima, no tempo de 9 horas e 26 minutos.

Trem de Levitação Magnética (MAGLEV)
Trem de Levitação Magnética (MAGLEV)

Trens de Levitação Magnética são trens que transitam sob efeito de forças eletromagnéticas atrativas e repulsivas entre o veículo e os trilhos, sem que ocorra atrito. Eles podem atingir velocidades de 300 a 650 km/h e, em túneis despressurizados, a velocidade de 3200 km/h, que é maior que a velocidade jatos comerciais (900 km/h). Permitiriam o deslocamento de 434 km, entre as cidades do Rio de Janeiro e São Paulo em aproximadamente 40 minutos, representando grande ganho de tempo, se comparado ao tempo que seria gasto com locomotivas a vapor, para a mesma viagem.

14 Bis
14 Bis

No ano de 1906, o brasileiro Alberto Santos Dumont levantou voo em Paris, tendo voado com objeto mais pesado que o ar, deslocando-se por 220 m durante 21 segundos, ou velocidade de 10,47 m/s, correspondente ou aproximadamente a 37,7 km/h.

Alberto Santos Dumont
Alberto Santos Dumont

Caso fosse possível voo direto com o 14 bis (o que não seria em virtude de situações diversas e adversas) entre as cidade de Porto Alegre e Macapá, cuja distância aérea é de 3.334 km, a viagem duraria aproximadamente 88,5 horas ou, aproximadamente, 3 dias, 16 horas e trinta minutos.

Jato Comercial
Jato Comercial

A invenção do brasileiro Alberto Santos Dumont proporcionou grande evolução para a humanidade, tendo em vista reduzir tempos de deslocamento, com aplicações comerciais, bélicas, lazer, socorro médico, ajuda humanitária, entre muitas outras.

A velocidade de deslocamento de cruzeiro dos jatos comerciais é em torno de 900 km/h, que permite deslocamento entre as cidades brasileiras de Porto Alegre e Macapá, cuja distância aérea é de 3.334 km em voo direto, no tempo de aproximadamente de três horas e quarenta minutos. Tem-se, portanto, grande redução de tempo de voo, se comparado com o tempo que seria necessário para o deslocamento com o primeiro avião criado por Santos Dumont, o que mostra a grande evolução em pouco mais de um século.

Jato Supersônico
Jato Supersônico

As novas tecnologias de materiais e evolução da Engenharia Aeronáutica têm permitido a fabricação de jatos com chamada velocidade supersônica, ou seja, jatos que se deslocam com velocidade maior que a velocidade do som no ar:

  • a quinze graus Celsius, 340 m/s ou 1.224 km/h;
  • 343m/s a vinte graus Celsius, correspondente a 1.234,8 km/h.

Aviões supersônicos podem atingir velocidades de 2.472 km/h, podendo percorrer a distância entre as cidades de Porto Alegre e Macapá no Brasil correspondente a 3.334 km, no tempo de 1 hora e 21 minutos, se em voo direto, reduzindo o tempo de viagem em relação aos jatos convencionais.

Planeta Terra
Planeta Terra

O Planeta Terra se encontra no sistema solar que vemos abaixo, na galáxia denominada Via Láctea; possui diâmetro polar de 12.713,5 km, população estimada atual de aproximadamente 7,6 bilhões de pessoas.

Sistema Solar
Sistema Solar

Os seres humanos que habitam a Terra são considerados, até o momento, a maior inteligência conhecida no Universo. Cientistas buscam, através de diversos meios, inclusive com rádios telescópios, sinais de outras civilizações que possam ser decifrados e decodificados, comprovando a existência de outro tipo de vida inteligente no Universo.

O Planeta Terra se encontra a aproximadamente 150 milhões de distância do sol, a estrela mais próxima. No extremo mais próximo ao sol, em relação à Terra, se encontra o planeta mercúrio. No outro extremo, como último astro, se encontra Plutão, que perdeu a categoria de planeta.

Mercúrio
Mercúrio

O Planeta Mercúrio se encontra à distância de 91.700.000 km da Terra. O tempo de viagem da Terra a Mercúrio, na velocidade da Luz no vácuo, é de 305,6 segundos ou aproximadamente 5 minutos. Em virtude da sua proximidade do sol, com altíssimas temperaturas, podendo atingir 425 graus Celsius, não é interessante sua ocupação pelo ser humano, apenas para pesquisas científicas.

Marte - Limites da Física
Marte

O Planeta Marte é o melhor planeta para que o ser humano habite. A temperatura mínima em Marte é de menos 163 graus Celsius e a máxima, de 30 graus Celsius. A distância da Terra ao planeta Marte é de 78.300.000 km. O tempo de viagem, com naves espaciais, está estimado entre seis e oito meses. Já o tempo de viagem na velocidade da Luz é de 261 segundos ou 4,35 minutos.

Plutão - Limites da Física
Plutão

Plutão é o último astro sistema solar. A distância dele ao Planeta Terra é de 575.040.000 km. O tempo de viagem na Velocidade da Luz é de 19.168 segundos ou 5 horas 19 minutos e 46 segundos. A Sonda New Horizon se deslocou da Terra a Plutão em 9 anos, 5 meses e 25 dias. A Sonda Voyager fez o trajeto em 12 anos e meio.

Parte do Universo - Limites da Física
Parte do Universo

Estima-se que o Universo tenha, aproximadamente, 2 trilhões de galáxias. A Física Quântica admite hoje a possibilidade da existência de poli universos e que talvez a passagem entre eles fosse através dos buracos de minhoca, o que pode revelar a existência de velocidade superior a da luz, superando os limites da física.

Via Láctea
Via Láctea

O Planeta Terra se encontra localizado na Via Láctea. Estima-se que existam, na Via Láctea, entre 100 bilhões e 400 bilhões de estrelas, sem considerar as infinidades de planetas.

Galáxia de Nova Magalhães - Limites da Física
Galáxia de Nova Magalhães

A Galáxia de Nova Magalhães é a mais próxima da Via Láctea, onde se encontra o Planeta Terra. Uma viagem para lá, à velocidade da luz, duraria 163 mil anos.

Alfa de Centauri - Limites da Física
Alfa de Centauri

A Estrela de Alfa de Centauri é a que se encontra mais próxima da Terra, depois do Sol. Fica localizada a uma distancia que, no deslocamento à velocidade da luz, a viagem duraria aproximadamente 4,3 anos.

Os Limites da Velocidade

A Física Moderna tem como limite de velocidade, que se pode atingir, a velocidade da luz no vácuo, que é de 299.792.458 m/s. Tendo como base a Teoria da Relatividade restrita, deslocamento com velocidade superior à velocidade da luz é inviável, pois, supõe que, se atingida velocidade superior a esta, retornaria-se ao passado, criando um paradoxo, onde a pessoa poderia ver ela mesma, parecendo bastante estranho, porém aceitável, se imaginarmos o Universo Paralelo ou Poliuniverso admitido no campo da Física Quântica.

No século XIX, acreditava-se que não se poderia deslocar com velocidade superior à velocidade do som no ar, ou seja, 343 m/s, à temperatura de 20 graus Celsius. Atualmente, temos aviões supersônicos, como relatado anteriormente, que superam bastante esse valor.

Os estudos da superlumínica admitem que haja velocidades superiores à velocidade da luz. O importante em ciência é não se estabelecer limites.

Novas teorias e estudos na área da Mecânica Quântica, incluindo a Teoria das Cordas, Entrelaçamento Quântico, experiências do grande colidor de Handrons, poderão trazer grandes avanços no futuro. Quando isso ocorrerá não se pode afirmar, no entanto a evolução da Física tem sido muito rápida.

Veja também: A Física na Evolução Tecnológica Moderna e Perspectivas Futuras.

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