Da lâmpada que nos dá luz, à estrela que não conseguimos ver!

Na vida quotidiana estão continuamente a acontecer fenómenos, alguns dos quais reparamos, outros que não sabemos que existem, e que estão caracterizados das mais diversas formas. Neste artigo, gostaria de referir um conjunto de fenómenos em especial: os ópticos. Estes fenómenos estão presentes em todo o lado, mesmo quando não há luz. As suas consequências são inúmeras, sendo fulcrais para o desenvolvimento das ciências e da Física, em particular.

O espelho de 8.2m do VLT

A Óptica é o ramo da Física que estuda a radiação electromagnética, visível ou não, e explica diversos fenómenos como a reflexão e difracção, bem como a interacção com o meio. No quotidiano, nós associamos a luz a algo que podemos ver, ou seja, o espectro do visível – contínuo desde o violeta até ao vermelho. Na realidade, a palavra luz é referente a todo o espectro electromagnético, raios gama, raios X, luz ultra-violeta, luz visível, luz infira-vermelha, rádio e micro-ondas.

Ao interagir com o meio, a luz produz diversos fenómenos que foram estudados de modo diferente e que nos permitem ter a actual base no ramo da Óptica – estando esta dividida em Óptica Geométrica, Óptica Ondulatória, Óptica Electromagnética e Óptica Quântica.

Desde cedo que o homem produz instrumentos que aproveitam as consequências dos fenómenos que acontecem. Desde o vidro, as lentes, as parabólicas, antenas entre muitos outros instrumentos que nos permitem progredir em diversas áreas da ciência, bem como em áreas como o consumo doméstico – um dos usos mais comum do estudo da óptica geométrica é a construção de lentes para os nossos óculos. Por outro lado, vemos que grandes instrumentos científicos, como o VLT (Very Large Telescope) – no óptico visível – ou o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) – um interferómetro milimétrico, utilizam um vasto leque de conhecimentos ópticos nas suas diversas vertentes.

Nós estamos habituados a conhecer instrumentos tecnológicos do dia a dia que usam importantes conceitos da óptica. Mas se para o cidadão comum é importante, para o cientista é imprescindível. Existe uma vasta aplicabilidade da óptica no mundo tecnológico, o que implica o seu uso directo na ciência. No ramo da Astronomia, essa utilização é claramente notória, uma vez que, para o estudo do Universo a principal fonte de informação que temos provem dos fotões – os quanta que “transportam a luz”.

Há uma questão fundamental que deve ser entendida: Porque são os sistemas ópticos tão importantes? Muitos fenómenos da natureza são explicados pela interacção entre as diversas partículas que existem, grande parte são fenómenos explicados pela interacção electromagnética. Apesar de, inicialmente, o ramo da Óptica ser geométrica e ondulatória, o estudo do seu mecanismo electromagnético e quântico permitiu uma concepção mais aproximada da realidade. A nível tecnológico permitiu a criação de instrumentos que usam efeitos quânticos, análise de químicos por dispersão de luz, sensores de medida que utilizam respostas electromagnéticas ao ambiente, transmissões de informação mais rápidas, qualidade de sinal, capacidade de comunicação.

Numa missão ao espaço, todas estas tecnologias são usadas, desde o momento em que o foguetão inicia a sua descolagem até ao momento em que a sonda deixa de ter energia para funcionar. No futuro esperamos projectos como o EELT (European Extremely Large Telescope) – um telescópio terrestre construído pelo ESO – que nos trará uma completa revisão ao modo como olhamos o Universo. Teremos o JWST (James Webb Space Telescope) – o próximo telescópio espacial que irá observar o Universo no espectro infravermelho, procurando as galáxias mais distantes. Há quem diga que irá substituir o HST (Hubble Space Telescope), afirmação que não concordo totalmente. Até o HST ter a sua morte oficial ainda terá muita ciência para fazer.

Daniel Bento

Originalmente publicado na PPLWare a 5 de Março de 2013: Da lâmpada que nos dá luz à estrela que não conseguimos ver!