II.c.1.a) Modelo heliocêntrico e sistema ptolemaico

Um esclarecimento interessante sobre a correta interpretação dos sistemas de referência pode ler-se no ponto de Física Relativista sobre A não distinção entre a velocidade física ou real e a velocidade relativa, mental ou abstrata.

Ao falar de sistemas de referência vem-nos à cabeça a clássica controvérsia entre o sistema ptolemaico dos gregos e o modelo heliocêntrico de Copérnico. O mais importante é ter em conta que ambos são corretos, pois são convenções, a diferença é que o modelo heliocêntrico é muito mais simples de expressar matemática e logicamente do que o sistema ptolomaico, claro está, sempre que nós estejamos a referir a descrição do movimento dos planetas do Sistema Solar.

A correção convencional do sistema heliocêntrico e do modelo geocêntrico de Ptolomeu costumam dar-se como exemplo de que todas as teorias físicas são corretas e que uma nova teoria tem que incluir a anterior como um caso particular. Nada mais longe da realidade científica, espero que seja suficiente citar o caso de se a Terra é plana ou redonda. Obviamente, a teoria atual do globo terráqueo não inclui a anterior.

Para que não reste nenhuma dúvida, eu aceito plenamente a necessidade de um sistema de referência, por muito elementar que seja, para definir o movimento. Ou seja, partilho o princípio de que todo o movimento é relativo; da mesma forma, indo um pouco mais longe, atrevo-me a dizer que todos os pensamentos são relativos.

Um marco ou sistema de referência pode aplicar-se a qualquer matéria, objeto, ou inclusivamente pensamento, mas o raciocínio sobre esta matéria refere-se a um sistema de referência espacial.

Para mim, é bastante óbvio que as dimensões espaciais não são mais do que conceitos abstratos e, pela sua própria construção ou natureza, de caráter simbólico e absoluto em relação a uma origem convencional. Inclusivamente a ideia do sistema de referência natural, o espaço continua a ser o que se atribui a uma origem convencional.

O espaço, neste sentido, existe na mente sem necessidade da sua realidade física. Mais ainda, a sua realidade física, se é que existe, não acrescenta nada ao conceito.

Pelo menos, o que eu entendi quando era pequenino e me explicaram.

Apesar de que o movimento é relativo por pura tautologia, há que averiguar se existem sistemas de referência naturais que sejam mais apropriados do que outros. Quando ando no chão, o sistema de referência natural ou mais comum ou mais útil ou... diz-me que o que se desloca sou eu e não o chão; claro que existem outros pontos de vista corretos, mas não são tão potentes para explicar ou conseguir objetivos particulares. Por outras palavras, para estes objetivos parece que o melhor modelo seria o sistema ptolemaico ou modelo geocêntrico que faz com que a Terra seja fixa.

Um caso típico de sistema de referência conhecidos por todos é o sistema heliocêntrico aplicado ao sistema solar que comentei antes. Quem dá voltas a quem na pista de dança?

Se tomamos a Terra como origem do nosso sistema de referência encontramo-nos primeiro com o sistema de Aristóteles e depois com o modelo do astrónomo grego Cláudio Ptolomeu do século II D.C., que na sua obra Almagesto contribui com a hipótese dos epiciclos consistentes em órbitas circulares dos restantes planetas sobre pontos que por sua vez giram à volta da Terra, é o chamado sistema ptolemaico.

No modelo heliocêntrico proposto por Nicolás Copérnico (1473-1543) o centro é o Sol. Anteriormente já tinha sido assinalado pelo filósofo grego Aristarco de Samos por volta do ano 280 a. C. Há gente muito adiantada!

  • Modelo heliocêntrico versus sistema ptolemaico

    Ambos os modelos são corretos filosoficamente falando e equivalentes em relação à eficácia na determinação da realidade física. A diferença é que o movimento dos planetas se descreve com equações bastante mais simples no caso do modelo heliocêntrico que no sistema ptolemaico e, em consequência, a ciência escolhe entre os dois o mais simples.

    Neste caso a escolha era muito simples visto que não só se trata de equações, mas sim de representações intuitiva da realidade, dos seus conceitos e das leis subjacentes da física; que, diga-se de passagem, parece que podem expressar de muitas formas!

    Seguramente as equações que descreveriam a realidade física do movimento dos planetas no sistema ptolomaico exigiriam uma ou duas variáveis adicionais em relação às utilizadas no modelo heliocêntrico. Estas variáveis, do ponto de vista matemático, poderiam representar como novas dimensões e poderiam obter-se ou acrescentando variáveis ou “flexibilizando” as constantes ou variáveis existentes mediante funções das existentes e de referências específicas.

    Também é bem possível que a aplicação destas equações mais complexas fosse mais geral do que as do sistema mais simples ou elementar. Inclusivamente, este último sistema seria um caso particular do geral.

    Apesar do que acabamos de dizer, quase ninguém pensaria que o modelo ptolemaico é tão válido como o sistema heliocêntrico, bastante menos nas equações de transformação de um sistema a outro, e muito menos que a Relatividade Especial de Einstein segue uma espécie de sistema ptolemaico, não já ao nível de planetas, mas sim de partículas elementares e com um par de axiomões acrescentados, a velocidade constante da luz, que é um máximo absoluto e a sua correspondente transformação assintótica para que não se possa escapar nem por acidente.

    E não acredito que ninguém pense que uma transformação do modelo heliocêntrico em sistema ptolemaico ou vice-versa implique que o tempo se dilate ou que o espaço se contraia; apesar de que esta transformação seria algo mais complicada que a de Lorentz, por implicar movimento relativo em vez de movimento retilíneo uniforme (MRU)

    A condição necessária e suficiente para relativizar o tempo ou o espaço é alterar artificialmente o conceito de velocidade, visto que ambos são os únicos componentes do referido conceito.

  • As voltas do bailarino

    Mudando um pouco de tema, pensemos agora no modelo de Ptolomeu pontual da Relatividade Geral de Einstein no qual o observador de serviço se vira para um lado. Então, ao olhar para as estrelas comprovará que mudaram de posição para uma velocidade vertiginosa, tão inverossímil que pensará que está um pouco despistado.

    Por outras palavras, ao introduzir o vector direcional ou “flechinha” nos movimentos relativos alguns objetos alcançarão velocidade tão altas que até a dilatação do tempo poderia explodir.

    Seguramente necessitaremos de um terceiro postulado para este modelo de Ptolomeu pontual que diga algo como: “As equações formais do movimento relativo não terão em conta o vector direcional na sua expressão matemática por considerar-se pontuais todos os objetos”.

    Outra solução poderá constituir em aplicar algum postulado ou subpostulado da Relatividade Geral; ainda que agora mesmo não se me ocorra qual poderia ser.

    Por outro lado, utilizar um sistema ptolomaico tem uma desvantagem, já que esse sistema implica uma desnaturalização do mecanismo da abstração normal do nosso cérebro; visto que está habituado a situar-se como um observador exterior ao objeto estudado.

    Da mesma forma, no modelo de Ptomoleu ponto central utiliza-se um aparato matemático complexo com variáveis sem significado real.

 
  • Os observadores extraterrestres

    Uma derivação dos postulados da Teoria da Relatividade Especial é que a velocidade da luz é independente do movimento da sua fonte e de qualquer observador, como parece depreender-se diretamente dos resultados da experiência de Michelson-Morley.

    Não sei muito bem se foi Protona ou Neutrona quem me contou esta pequena história, que mostra um resultado distinto ao da experiência de Michelson-Morley (salvo que transformemos todos os valores matematicamente) para iluminar os meus neurônios sobre este temazinho:

    “Era uma vez um anãozinho com olhus purpus que vivia em Vênus e era muito arisco; na verdade, tal como me foi descrita devia ser bastante inocente.

    Sistemas de referência
    Sistemas de referência interna e externa da Terra

    Gostava muito da Terra porque era muito azul e de vez em quando via fogos artificiais, eram como enormes cogumelos coloridos.

    Era um mirone empedernido, mas, por mais que olhasse para os cogumelos, inclusivamente de lado, não chegava a entender porque é que sempre tinham forma assimétrica, como se se tratasse de bolas que se iam deslocando à medida que iam crescendo. Não era lógico, as cores mudavam de tom dentro da mesma, mas a forma não dependia das cores, nem de se era Inverno ou Verão em Vênus, salvo que as proporções assimétricas pareciam pequenas variações, como se se deslocasse um pouco um piolhus.

    À medida que foi crescendo, no tempo não em estatura, deu conta que a parte mais rápida desta curiosa forma ia no sentido de translação da Terra em relação à bola amarela e quente que para ele era o Sol.

    Depois de eliminar outras possíveis causas, chegou à conclusão de que o clor (letras comuns entre cor e calor) era a causa da maravilhosa forma dos fogos artificiais terráqueos.

    O clor e toda a história não tinham nem pés nem cabeça; então das duas uma, a que não me contou a história, contou-me que tudo tinha que ver com a outra história do éter perdido e com olhar para Vênus a partir da Terra. Dito de outra forma, a visão do fenômeno das bolas terráqueas por um observador fora do campo gravitacional da terra em comparação com um observador lunático, visto que a Lua acompanha o citado campo.

    Assim, pensando e pensando... depois de várias proto-sessoes:

    Sejam inerciais ou não inerciais os sistemas, se na Terra a luz se desloca à velocidade c e, para além da Terra, desloca-se à velocidade VT em relação ao Sol, não parece muito complexo calcular o espaço recorrido num segundo e saber a velocidade total que será (c + VT). Outra questão é que não tivemos instrumentos para medir essa velocidade, mas também não é o caso.

    Ao mesmo tempo, pode argumentar-se que a sua velocidade será (c - VT) quando o movimento da luz é em sentido contrário; o que complicaria um pouco as coisas salvo que, no meu caso, explicava a história da anã, ou seja, a forma dos fogos artificiais de bolas concêntricas a partir da Terra ou descentradas de Vênus.

    O fenómeno da figura e a figura do fenômeno lembram o efeito Doppler iluminado. Convém assinalar que este efeito, em teoria ortodoxa, não se deveria produzir nunca, se se produz será por efeitos energéticos, mas não por mudanças na velocidade da luz ou mudanças na velocidade do tempo.

    A única solução satisfatória é que o éter ou tapete voador fosse a Terra, mas soa um pouco teológico e, a esta altura, não teria graça; assim que vamos melhorá-lo: o éter na Terra é a Terra, em Marte é Marte e, certamente, em Plutão é Plutão...

    Não era tão difícil, em última instância se o éter não é fixo, o que pode ser? Eu diria que algo análogo ao clássico conceito de éter é o éter global –estrutura reticular da matéria como meio suporte da gravidade e, indiretamente, da energia eletromagnética.

    Eu digo indiretamente por que o éter global é o éter gravitacional; mas o éter luminoso é o próprio campo de gravidade, uma vez que tem de ir para a Terra na experiência Michelson Morley. A luz atua sobre um campo gravitacional como uma serpente sobre a superfície terrestre. Para, além disso, as duas deslocam-se de forma sinusoidal.

    Se fizermos a experiência de Michelson-Morley com uma tartaruga e ao não mudar as tortuosas barras da interferência fazemo-la máxima...

    Esta visão da natureza é uma visão física e não matemática. Seguramente a velocidade do homem caminhando em Marte é diferente do que na Terra ou em Plutão.

Em suma, não se trata de se se aplica o modelo geocêntrico de Ptolomeu ou o sistema heliocêntrico nos fenômenos físicos, mas sim se existe um marco de referência privilegiado ou natural, pois todos os fenômenos físicos estão associados ao movimento.

Nos livros da Mecânica Global e da Física e Dinâmica Global aprofunda-se nos novos princípios físicos que implica a tensão da estrutura reticular da matéria como marco de referência natural, os estados de agregação da matéria em geral e da dinâmica do movimento, tanto da massa como da luz.