São Paulo, domingo, 28 de maio de 1995
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Argumentos propostos por Einstein estão errados, segundo pesquisador

Trata-se de nuvens negras sobre os fundamentos da física

WALDYR A. RODRIGUES JR.
ESPECIAL PARA A FOLHA

Em sua tentativa de formular o princípio de relatividade, Einstein nos diz em suas ``Notas Autobiográficas":
``Após dez anos de reflexão um tal princípio resultou de um parodoxo que eu já havia encontrado com a idade de 16: Se eu perseguir um feixe de luz com a velocidade c (velocidade da luz no vácuo), eu deveria observar o feixe de luz como um campo eletromagnético oscilatório espacialmente em repouso. Entretanto, não parece existir uma tal coisa, quer com base na experiência, quer com base nas equações de Maxwell..."
Ora, o fato é que Einstein estava errado. A base teórica a que Einstein se referia, as equações de Maxwell, descrevem o comportamento de campos eletromagnéticos, produzidos por distribuições de cargas e correntes, e também a propagação da luz, que é uma manifestação particular do campo eletromagnético.
Isso significa que Einstein não precisava nem correr para ver uma onda estacionária. Esses resultados foram confirmados em 1992 por Barut, professor na Universidade do Colorado em Boulder (EUA), na revista "Foundations of Physics".
Mas será que as equações de Maxwell predizem a existência de alguma manifestação do campo eletromagnético que pode se propagar com velocidade maior que a da luz no vácuo? A resposta surpreendente a esta questão é sim.
É possível mostrar que se pode gerar "pacotes de ondas" com velocidade superluminais (maiores que a da luz) em percursos cilíndricos (conhecidos como guias de onda), como o cabo de uma rede de televisão.
Tal resultado foi descoberto pelo americano Willian Band em trabalho que publicou em "Foundations of Physics". Em 1988 os físicos P.T. Papas e A.G. Obolensky publicaram um artigo na revista britânica ``Electronics and Wireless World" em que afirmam terem enviados sinais em cabos coaxiais com velocidades até cem vezes maiores que a da luz... Entretanto poucos acreditam naqueles resultados.
Uma outra consideração teórica importante é a seguinte. Por mais de meio século em uma série inumerável de trabalhos investigou-se o problema de tunelamento de pacotes de ondas em barreiras. Tal problema é importante porque o tunelamento de partículas elementares de matéria é uma previsão importante da mecânica quântica, responsável entre outros, pelo funcionamento de muitos dispositivos semicondutores, fundamentais para a moderna tecnologia de computadores.
A conclusão destes artigos é que no caso do tunelamento de pacotes de onda de luz (que é formalmente igual ao problema mecânico quântico) a barreira de potencial pode ser fisicamente realizada por um guia de onda especial onda ocorrem naturalmente certos modos propagação, dito evanescentes. A propagação de um tal modo é instantânea dentro de uma região da barreira, sendo independentes de sua espessura. Tal implica que o modo evanescente é superluminal.
Diversas experiências foram realizadas recentemente que confirmam a propagação superluminal em barreiras. Estes resultados foram publicados em prestigiosas revistas de física como "Physical Review Letters", "Physics Letters A", "Journal of Applied Physics" etc...
Raymond Chiao e colaboradores, da Universidade de Berkeley, em particular observaram um único fóton (quantum do campo eletromagnético) atravessar uma barreira com velocidade 1,47 vezes maior que a velocidade da luz.
Obviamente, estes resultados experimentais geraram uma grande discussão. Será que tais resultados são incompatíveis com a teoria da relatividade especial de Einstein? Será que encontramos o limite de validade da teoria?
Consultando qualquer livro-texto e também muitos artigos de pesquisa, lemos que a teoria da relatividade implica que nenhum sinal pode se propagar com velocidade maior que a da luz no vácuo. Tal afirmação é também conhecida como princípio de causalidade e sua aceitação deve-se principalmente a um argumento de Einstein.
Ele diz algo como: Suponhamos que dentro um foguete enviemos um sinal de um ponto A para um ponto B (a sua direita) com velocidade maior do que a da luz; em um outro foguete, que se move com velocidade constante para a esquerda da primeira nave, há um observador; de acordo com os relógios do observador no segundo foguete, o sinal chega em B antes de ter sido emitido de A. E isso contradiz o princípio da causalidade, segundo o qual um efeito é posterior à causa.
Este autor não sabe como um tal argumento possa ter sido digerido sem reflexão séria por tanto tempo. De fato, para sua validade é necessária a validade da teoria de relatividade. Ora, a existência de sinais superluminais implica que existem processos de sincronização de relógios em um dado sistema inercial que não concordam com a sincronização de Einstein. Em particular, a existência de um sinal superluminal transcendente (como no caso das experiências de tunelamento) pode ser eventualmente usada para a realização de uma sincronização newtoniana, isto é, aquela que foi sempre adotada como a verdadeira na física clássica. Tal implica em falsificação do princípio de relatividade.
Existem muitos pontos delicados sobre essas questões que não podem ser aqui discutidos. Desejo chamar a atenção dos leitores que alguns autores (como, por exemplo, o físico italiano E. Recami) acreditam ter mostrado que a existência de partículas que sempre viajam com velocidade maior que a luz, os táquions, não implica uma violação da causalidade, porque em qualquer experiência real deve-se levar em consideração a dinâmica dessas partículas em conjunto com as partículas usuais, ditas brádions (i.e, aquelas que sempre andam com velocidade menor que a da luz).
Assim pode-se provar que pelo menos na teoria de Recami não existem condições dinâmicas para a violação da causalidade. (Um artigo de divulgação sobre os táquions que este autor escreveu em colaboração com E. Recami pode ser encontrado na revista "Ciência e Cultura", de 1986).
O mesmo não se pode dizer com respeito às experiências de tunelamento. Ali não são táquions que se propagam a velocidade superluminal, mas ``luz".
Acredito que as experiências acima descritas e uma série de outras envolvendo os fundamentos da mecânica quântica, bem como os resultados teóricos acima mencionados, são as primeiras nuvens negras que surgem nos fundamentos da física neste fim de século.
Acho, que elas terão efeitos mais importantes do que aqueles mencionados por lord Kelvin no fim do século passado quando se referia a experiências concernentes à radiação do corpo negro (que deu origem a mecânica quântica) e do que a experiência de Michelson-Morley, que positivamente influenciou na criação da teoria da relatividade especial. Quem viver verá!

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