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Biografias


Albert Abraham Michelson

  

 (1852 - 1931)

O aspecto atraente e bem cuidado daquele professor dava aos alunos a impressão de ser ele frio e impessoal. Mas na personalidade de Michelson não havia frieza, e sim um apurado gosto estético e um culto apaixonado pela perfeição.

Violinista talentoso, ele cultivava também a pintura, quando lhe sobrava tempo de seus complicados cálculos científicos. E colocava na música e na pintura o mesmo entusiasmo que punha em seus trabalhos de pesquisa. Afirmou certa vez que "somente na ciência a arte pôde encontrar sua expressão máxima".

Em toda a sua obra de cientista transparece a persistente busca de uma exatidão sempre maior; não é por simples coincidência que seu último livro versa ainda sobre o mesmo assunto de sua primeira publicação: a medida da velocidade da luz. O aparelho que construiu para medi-la passou também por sucessivos aperfeiçoamentos.

Quando, algumas semanas antes de sua morte, Einstein lhe perguntou por que consagrara tanto tempo aperfeiçoando suas medições da velocidade da luz, ele respondeu: "Porque isto me diverte". Confirmava, nesta frase, que fizera da ciência uma arte.

Albert Abraham Michelson nasceu a 19 de dezembro de 1852, em Strelno, na Polônia. Quando ele contava dois anos de idade, seus pais, Samuel e Rosalie, emigraram para os Estados Unidos da América. Estabeleceram-se em São Francisco, na Califórnia.

Michelson, após completar a escola secundária, entrou para a Escola Naval, por nomeação especial do Presidente Grant, que criou para ele uma vaga extra. Aí foi instrutor de física e química de 1875 a 1879.

Nessa época revelou grande interesse pelo estudo da luz e, aproveitando-se dos laboratórios à sua disposição, tentou a montagem de diversos aparelhos para medir a velocidade da luz e estudar fenômenos de interferência óptica.

Acreditava-se, até a segunda metade do século XVII, que a velocidade da luz fosse infinita e que esta se propagasse num fluido hipotético chamado "éter". Vários cientistas nessa época levantaram a hipótese contrária, segundo a qual a velocidade da luz seria finita, faltando apenas uma prova científica para que a idéia fosse aceita.

Entre os que se propuseram a determinar a velocidade da luz, encontra-se, inicialmente, Galileu, que em 1667 realizou a primeira tentativa neste sentido, sem contudo obter uma prova conclusiva. Anos mais tarde Olaf Roemer, cientista dinamarquês, obteve os primeiros resultados positivos (200 000 km/s), pela observação de eclipses nos satélites de Júpiter.

As experiências continuaram até que Fizeau e Foucault conseguiram as primeiras medidas da velocidade da luz em laboratório; utilizando aparelhos por eles próprios construídos, obtiveram 313 300 e 298 000 km/s, respectivamente.

Baseando-se nestes conhecimentos, Michelson realizou sua primeira experiência de medida em 1877, utilizando um equipamento semelhante ao de Foucault, no qual havia feito modificações importantes. Em maio do ano seguinte publicou seu primeiro trabalho científico no "American Journal of Scíence", intitulado Sobre o Modo de Medir a Velocidade da Luz, em que apresentava detalhes de equipamento e o método de medida utilizado.

Os primeiros resultados experimentais obtidos com esse aparelho só foram por ele publicados no ano seguinte, quando afirmou ser a velocidade da luz 299 796 km/s, mais ou menos 4 km/s.

Em 1880 Michelson e sua primeira mulher, Margaret McLean Hemingway, abandonaram a América e partiram rumo à Europa, em companhia dos filhos (nove anos mais tarde, ele se casaria com Edna Stanton).

Michelson procurava novos ambientes e novos conhecimentos. Em seus contatos humanos no Velho Mundo, conheceu Mascart e Cornu e teve a idéia de construir um aparelho - o interferômetro -, com o qual tentaria estabelecer a influência do movimento da Terra, com relação ao "éter", sobre a velocidade da luz.

Segundo os físicos da época, a velocidade da luz, em relação ao observador terrestre, dependeria do deslocamento contínuo da Terra em sua órbita. O princípio de funcionamento do interferômetro era o de fazer com que dois feixes de luz percorressem dois caminhos ópticos de mesmo comprimento, um paralelo e outro perpendicular ao movimento da Terra em órbita. Se a velocidade da luz se somasse à da Terra, o tempo de percurso nos dois caminhos seria diferente; isto comprovaria a existência do "éter".

(Interferômetro construído por Michelson)

O interferômetro desenhado por Michelson foi construído em Berlim, graças aos fundos de Alexandre Graham Bell. Nesta cidade, no laboratório de Hermann von Helmholtz (1821-1894), teve lugar a primeira experiência com o interferômetro, nada se conseguindo provar.

O resultado negativo poderia ser atribuído a imperfeições no aparelho; por isso Michelson decidiu melhorar sua construção e utilização. Considerando que as vibrações causadas pelo modesto tráfego noturno - poderiam perturbar o delicado instrumento, apesar de seu pedestal de granito, Michelson resolveu repetir a experiência. Embora houvesse sido nomeado professor de física na Universidade de Cleveland (1881), pediu para ficar na Europa e continuar suas pesquisas.

Após outro experimento em Potsdam, de resultado também negativo, Michelson regressou aos Estados Unidos, onde, tendo se demitido da Escola Naval, retomou suas pesquisas com a colaboração de Morley (1886).

Uma das tentativas que fez a seguir foi montar o interferômetro sobre uma laje de pedra de vários metros de diâmetro, apoiada em mercúrio. Além disso, obteve das autoridades a paralisação do tráfego nas imediações do laboratório. Mais uma vez, não conseguiu observar qualquer influência do movimento da Terra na velocidade da luz. Isto levou-o a concluir, após anos de constantes observações e aperfeiçoamentos, que a velocidade da luz é constante e que o "éter" não existe.

Pela precisão de seu trabalho e pelas conclusões a que chegou, Michelson foi o primeiro cientista americano a receber o prêmio Nobel de física, em 1907. Suas descobertas causaram grande agitação nos meios científicos da época. Novas teorias começaram a ser desenvolvidas para explicar os fenômenos ópticos - agora, porém, abandonando o "éter"; terminaria pela formulação da teoria relativística (Albert Einstein), iniciando uma nova era para a física.

Michelson acompanhou esse desenvolvimento na posição de espectador, sustentando que a física relativística seria uma evolução da física clássica, destinada a estudar problemas específicos da luz ou de qualquer partícula que se deslocasse em velocidade "relativística" (próxima da velocidade da luz).

Embora estranho aos acontecimentos sociais e políticos de seu tempo, Michelson colaborou como membro do Conselho Nacional de Pesquisas de seu país, com a solução de alguns problemas técnicos de caráter militar.

Após aperfeiçoar seu método de medição da velocidade da luz no ar, Michelson realizou a primeira determinação verdadeiramente quantitativa dessa velocidade na água, chegando aos resultados previstos pela teoria ondulatória. Mediu também a velocidade da luz no sulfeto de carbono e na água em movimento.

(Imagem no interferômetro)

Utilizando o interferômetro, Michelson aperfeiçoou um método para determinar, de modo preciso, a posição das estrelas e distâncias interestelares. Conseguiu também calcular o diâmetro da estrela Betelgeuse da constelação de Orion (em 1920), que resultou ser tão grande como a órbita da Terra. Conseguiu ainda determinar, com enorme precisão, o comprimento de onda da luz vermelha emitida pelo cádmio quando este é aquecido (espectro de emissão), convencendo os físicos a adotá-lo como novo padrão de comprimento, em lugar do metro de platina-irídio do Instituto de Pesos e Medidas de Paris (atualmente usa-se como padrão o comprimento de onda da luz laranja do criptônio-86; o metro corresponde exatamente a 1 650 763,73 vezes esse comprimento de onda).

Michelson levantou a hipótese de que a Terra pudesse sofrer pequenas deformações devido às forças gravitacionais da Lua. Aproveitando a grande sensibilidade do interferômetro em detectar pequenas variações de comprimento, constatou que a Terra não sofre a mínima deformação sob a ação dessas fôrças, comportando-se como se fosse uma esfera de aço.

Uma vez comprovada a inexistência do "éter", admitiu-se que a luz poderia propagar-se no vácuo, porém não se sabia ainda até que ponto isto afetaria a sua velocidade. Michelson propôs uma experiência na qual a luz percorreria um longo tubo fechado nas extremidades, do qual se retiraria o ar por meio de bombas de vácuo. A aparelhagem necessária para a medida da velocidade da luz nestas condições, por ele projetada, foi montada nos laboratórios do monte Wilson.

A prova final e decisiva foi feita por seus assistentes, embora ele quisesse realizá-la pessoalmente, apesar de doente e preso ao leito.

Michelson morreu poucos dias depois, a 9 de maio de 1931, em Pasadena, Califórnia, levando consigo a satisfação de ver que, mais uma vez, suas suposições estavam corretas.

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