A Gravidade de Newton

Por volta de 1665, ao observar a queda de uma maçã de uma árvore, Isaac Newton(1) sugeriu que a força que puxa uma maçã para a terra é a mesma força que mantém a lua na sua órbita à volta da terra. A razão para a lua não cair na terra deve-se ao efeito do seu movimento orbital. Se a lua cessasse o seu movimento em órbita, cairia inevitavelmente na terra, e a sua aceleração devida à gravidade a que estaria sujeita à superfície da terra seria 9,8 m/s2 – a mesma aceleração duma maçã ou qualquer outro objecto em queda livre.

Até ao séc. XVII, o peso de um corpo foi considerado uma propriedade inerente a todos os corpos e que não necessitava de maior explicação. Segundo Newton, os corpos têm peso porque a Terra exerce sobre eles uma força, chamada força de atracção gravítica.

A Lei Universal da Gravidade de Newton (ou Lei da Atracção Universal) estipula que a força gravítica entre dois quaisquer corpos do Universo é uma força de atracção directamente proporcional às massas dos corpos e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles.

Para calcular a Força Gravítica (F)(2), as suas massas (m1 e m2) e a constante gravítica (G) são multiplicadas, sendo o resultado dividido pelo quadrado da distância (r) , obtendo-se assim:

De acordo com a teoria de Newton, a força gravítica entre dois ou mais corpos depende das suas massas. No entanto, a aceleração gravitacional de um corpo que é atraído não depende da sua massa: se forem largados simultaneamente do cimo de uma torre – sendo a resistência do ar ignorada – uma bola de ténis e uma bola de canhão, elas atingirão o solo simultaneamente.

Este fenómeno é explicado pela 2ª Lei do Movimento de Newton: se num corpo actuar uma força ou uma força resultante diferente de zero, o corpo ficará sujeito a uma aceleração. A força (F) aplicada a um corpo é igual à massa (m) deste multiplicada pela sua aceleração (a): F=m.a, o que implica que a aceleração “puxa” mais ou menos as massas.

Se as duas equações de forças de Newton forem combinadas,

Pode-se deduzir que a constante gravítica G terá a curiosa dimensão m3/kg.s2, ou seja, volume dividido pela massa vezes quadrado do tempo.

DESAFIOS A NEWTON

 

Pari Spolter

Alguns autores contestam a Teoria Gravitacional de Newton, bem como a própria definição de gravidade.

“Gravidade” é definida no Devil’s Dictionary como a tendência de um corpo se aproximar de outro, com uma força proporcional à massa – a grandeza de massa é directamente proporcional à força que atrai dois corpos.

No seu livro Gravitational Force of the Sun, Pari Spolter apresenta uma forte crítica à teoria ortodoxa de que a gravidade é proporcional à quantidade de matéria ou à densidade da massa inerte. Spolter afirma ainda que não existe razão válida para incluir qualquer termo de massa em nenhuma das equações de forças, argumentando que Newton não necessitaria de saber ou estimar as massas da Terra ou da Lua para deduzir – a partir do sistema Terra-Lua – que a gravidade obedece a uma lei inverso-quadrado (a força inversamente proporcional ao quadrado da distância).

Segundo a sua teoria, Newton apenas necessitaria de conhecer a aceleração da gravidade à superfície da Terra, o raio da Terra, a velocidade orbital da Lua e a distância entre a Terra e a Lua. Bem como anteriormente referido, a aceleração gravítica de um corpo em queda livre é independente da sua massa, o que foi verificado a um alto nível de precisão.

Spolter rejeita a 2ª Lei de Newton F=m.a, argumentando que não é a Força igual à massa vezes aceleração, mas sim Peso. Define, como força linear F=a.d (aceleração vezes distância) e como força circular (incluindo gravidade) F=a.A (a é a aceleração e A é a área de um círculo cujo raio é igual à distância entre os corpos orbital e central). Esta equação implica que a aceleração devida à gravidade seja inversamente proporcional ao quadrado da distância, mas que a força gravítica do Sol, Terra ou outro corpo é constante para qualquer corpo que orbite nele. Na teoria de Newton, pelo contrário, varia de acordo com a massa do corpo em órbita e a distância ao corpo central.

Gravidade não envolve uma área acelerada à volta do Sol, como sugere a equação de Spolter. Pelo contrário, envolve a relação de massa-energia do Sol e dos planetas associada à sua energia gravitacional. E actua não num espaço vazio, mas num éter energético – pormenor que não consta em nenhuma das duas teorias físicas, quer de Spolter, quer ortodoxa.

Outros fenómenos

Segundo a teoria gravitacional de Newton, seria esperado que a atracção gravítica nas montanhas fosse mais elevada do que no mar. Na realidade, a gravidade no topo de uma alta montanha é menor do que a esperada, baseada na sua massa visível, enquanto que à superfície do oceano é inesperadamente elevada.

Foi desenvolvido o conceito de “Isostasy” para explicar este fenómeno, postulando que existe rocha de baixa densidade 30 a 100 Km abaixo da superfície do mar. Mas esta hipótese não está comprovada. Contudo, a teoria “Isostasy” entra em contradição com o facto de, em regiões de actividade tectónica, movimentos verticais frequentemente intensificam anomalias gravitacionais, ao invés de actuarem de forma a restabelecer o equilíbrio isostático.

O ‘Efeito Hutchison’…efeitos electromagnéticos obtidos através da combinação de equipamento eléctrico, incluindo condutores Tesla, produziam a levitação de objectos…, fusão de materiais não similares, aquecimento anómalo de metais sem a combustão de material adjacente, fractura espontânea de metais e alterações na estrutura cristalina e propriedades físicas de metais.

Comportamento Planetário

A teoria gravitacional de Newton é desafiada ainda por vários aspectos de comportamento planetário no nosso sistema solar, como por exemplo os anéis de Saturno e os asteróides, cuja natureza complexa e dinâmica está para além da explicação newtoniana.

Um outro fenómeno desafia Newton: os planetas exteriores – Júpiter, Saturno, Urano e Neptuno – apresentam desvios das suas órbitas. Recentemente, astrónomos americanos anunciaram a descoberta do décimo planeta que orbita em torno do Sol, baptizado temporariamente como 2003 UB313 (para alguns cientistas considerado um asteróide, como os planetas transneptunianos, pertencente ao Cinturão de Kuiper). Teria de ser 2 a 5 vezes mais massivo que a Terra e 50 a 100 vezes mais distante do Sol do que a Terra é (Plutão é cerca de 30 vezes mais afastado do Sol do que a Terra). No entanto, o ‘novo planeta’ é, segundo alguns autores, pouco maior do que Plutão (que é apenas 2/3 o tamanho da Lua). Actualmente o planeta está, em relação ao sol, a uma distância 97 vezes maior do que a que existe entre a Terra e o Sol, mas a sua órbita altamente excêntrica projectá-lo-á para uma distância consideravelmente maior.

Escudo da Gravidade

Tanto a gravidade como o eletromagnetismo obedecem a leis inverso- quadrado, ou seja, a sua força diminui com o quadrado da distância entre os corpos envolvidos. Contudo, noutros aspectos, parecem ser bastante diferentes. Por exemplo, a força gravítica entre dois electrões é cerca de 1042 mais fraca do que a sua repulsão eléctrica. A razão pela qual as forças electromagnéticas não dominam a gravidade no dia a dia deve-se ao facto da maioria das coisas ser composta por uma quantidade equivalente de cargas eléctricas positivas e negativas, cujas forças se cancelam. Enquanto que as forças eléctrica e magnética são claramente bipolares, a gravidade é genericamente assumida como sendo sempre atractiva, de modo a que nenhuma força com as mesmas características mas contrária a anule. Outra diferença é que a presença de matéria pode modificar ou proteger forças eléctricas e magnéticas, bem como radiação electromagnética, enquanto que nunca foi medido um enfraquecimento da gravidade ao colocar matéria entre dois corpos. No entanto, algumas experiências evidenciam o que pode ser interpretado como escudo da gravidade ou desvios da lei inverso-quadrado.

Durante os eclipses solares de 1954 e 1959, o físico Maurice Allais (Prémio Nobel da Economia em 1988) detectou distúrbios na direcção do movimento de um pêndulo paracónico (suspenso numa bola). Erwin Saxl e Mildred Allen confirmaram o ‘Efeito Allais’ quando mediram variações significativas do movimento de torção de um pêndulo durante o eclipse solar de 1970. Uma interpretação sugere que estas anomalias se devem ao facto da gravidade do Sol ser escudada pela Lua, resultando num ligeiro aumento da gravidade terrestre. Allais e Saxl também detectaram inesperadas variações do movimentos de pêndulos ao longo do dia e das estações do ano.

Uma anomalia gravítica similar foi medida usando um sistema de dois pêndulos durante o alinhamento da Terra-Sol-Jupiter- -Saturno em Maio de 2001.

Shu-wen Zhou e os seus colaboradores confirmaram a ocorrência de uma força anómala de oscilação horizontal quando o Sol, Lua e Terra estão alinhados, e mostrou que afecta a disposição da sequência de grãos de cristais, bem como a largura de onda de espectros de átomos e moléculas.

Uma possível evidência do Escudo da Gravidade é reportada nas experiências de Evgeny Podkletnov e seus colaboradores, em 1992 e 1995. Na presença de um campo magnético, uma cerâmica super-condutora foi magneticamente levitada e rodada a alta velocidade, sendo que os objectos colocados acima do disco em rotação alteraram o peso. Obtiveram–se reduções de peso de 0,3 a 0,5%. Ao reduzir a velocidade de rotação de 5000 rpm para 3500 rpm, foi obtida uma redução de peso de cerca de 2% durante cerca de 30 segundos.

Gravidade e Electromagnetismo

Várias experiências apontam para um ligação entre electromagnetismo e gravidade. De seguida são referenciadas de uma forma muito breve algumas dessas experiências.

Erwin Saxl descobriu que, ao electrizar positivamente um pêndulo, este demorava mais tempo balanceando sobre o seu arco do que ao ser negativamente electrizado.

Maurice Allais conduziu experiências em 1953 de forma a investigar a acção do campo magnético no movimento de oscilação de um pêndulo de vidro dentro de um solenóide, concluindo que haveria uma ligação entre electromagnetismo e gravidade.

Bruce DePalma conduziu inúmeras experiências, mostrando que a rotação de campos magnéticos podem apresentar anómalos efeitos gravitacionais. As experiências de Podkletnov parecem confirmar esta conclusão.

John Searl, um pesquisador bastante controverso no campo da electrogravidade, descobriu, em 1949, que uma pequena voltagem (ou força electromotriz) era induzida em objectos metais em rotação, uma vez que a carga negativa se deslocava para os bordos e o centro de rotação ficava repleto de carga positiva. Searl concluiu que os electrões livres eram expulsos pela força centrífuga, deixando a carga positiva no centro.

Em 1952, Searl construiu um gerador com cerca de 3 pés de diâmetro, baseado neste princípio conhecido como o ‘Efeito Searl’. Quando testado ao ar livre, produzia um forte efeito electrostático nas objectos em redor, acompanhado de sons estaladiços e cheiro a ozono. O gerador saía então do chão enquanto acelerava, atingindo uma altura de 50 pés, até romper a ligação com o motor. Era nítida uma pequena nuvem rosa à volta do disco, indicando a ionização da atmosfera circundante. Finalmente atingia uma outra velocidade crítica de rotação, ganhando rapidamente altitude e desaparecendo da vista desarmada.

Dois cientistas russos, U. V. Roschin e S. M. Godin, levaram a cabo uma experiência com base no gerador de Searl e observaram uma redução de 35% do peso, luminescência, cheiro a ozono, efeitos anómalos do campo magnético e queda de temperatura. Eles concluíram que tanto a física ortodoxa como a física que não considera a existência do éter não explicam estes resultados.

Nos anos 80, o engenheiro eléctrico Floyd Sweet desenvolveu um sistema que consistia num conjunto de condições magnéticas especiais, conhecido como o VTA (vacuum triode amplifier), concebido para induzir oscilação em campos magnéticos. O engenho era capaz de libertar muita mais potência do que aquela que absorvia, captando energia do vácuo, ou seja, energia do éter. Em algumas experiências chegou a perder 90% do seu peso inicial, antes da experiência ter terminado por razões de segurança.

O ‘Efeito Hutchison’ refere um conjunto de fenómenos descobertos acidentalmente pelo inventor John Hutchison em 1979. Efeitos electromagnéticos obtidos através da combinação de equipamento eléctrico, incluindo condutores Tesla, produziam a levitação de objectos (incluindo bolas de canhão), fusão de materiais não similares (como metal e madeira), aquecimento anómalo de metais sem a combustão de material adjacente, fractura espontânea de metais e alterações na estrutura cristalina e propriedades físicas de metais.

Os cientistas Paulo e Alexandre Correa, apologistas do éter, também demonstraram que a gravidade pode ser controlada por meios electromagnéticos. Numa das suas experiências, uma folha de ouro de 43 miligramas foi suspensa num dos braços de uma balança electrónica, apresentando uma rápida redução de 70% do seu peso. Este efeito foi conseguido, impondo uma frequência eléctrica de forma a coincidir com o ponto anti-gravítico do ouro (como é chamado no modelo ‘aetherometry’ de Correa). Esta técnica permite uma redução de 100% do peso em objectos de composição conhecida na ordem dos 100 miligramas.

Explicação da Existência da Gravidade

A teoria da gravidade newtoniana assume que a gravidade se propaga instantaneamente através do espaço vazio, ou seja, pressupõe-se ser uma forma de acção à distância. No entanto, numa carta privada, Newton desmente esta ideia, referindo acreditar que nenhum homem, com a faculdade de possuir um pensamento filosófico, poderia cair no erro de acreditar no absurdo de que a gravidade seria inata, inerente e essencial à matéria, duma forma que um corpo actuasse sobre outro à distância através do vácuo, sem a mediação de algo mais, conduzindo acção e força desde um corpo até ao outro.

Newton frequentemente brincava com a ideia da existência de um éter que preenchia totalmente o seu ‘espaço absoluto’, através do qual a causa da gravidade seria um agente espiritual, que Newton concebia como ‘Deus’.

A necessidade de postular um éter é descrito por G. de Purucker:

“Ou temos de admitir a existência de éter ou éteres, ou seja, desta substância extremamente ténue e etérica que preenche todo o espaço, quer interestelar ou interplanetário, interatómico ou intra-atómico, ou aceitar ‘actio in distans’ – acção à distância – sem intervenção de intermediários ou meios de transmissão; e tal ‘action in distans’ é obviamente impossível, segundo o conhecimento científico standard. Razão, senso comum, lógica,… exigem a existência de um meio universalmente prevalecedor, seja qual for o nome que decidamos chamar-lhe.”

Albert Einstein, em 1905, rejeitou o éter, considerando-o supérfluo. Apesar de considerar um ‘éter gravitacional’, reduziu-o a uma abstracção vazia, negando qualquer propriedade energética. Em 1915 Einstein publicou a sua teoria da relatividade, que é, essencialmente, a teoria da gravidade – na teoria newtoniana, gravidade supostamente actua de forma instantânea, enquanto que na teoria da relatividade se propaga à velocidade da luz. Einstein não contestou a noção newtoniana de que a massa inerte seria a causa da força gravítica.

Mas enquanto Newton atribuiu a atracção gravítica à densidade da matéria, Einstein assumiu que a mesma quantidade da matéria (massa gravítica) de alguma forma deformava o hipotético espaço-tempo contínuo de 4 dimensões, e que esta deformação faria os planetas orbitarem o Sol. Noutras palavras, gravidade não é vista como uma força que se propaga, mas supostamente resulta do facto das massas distorcerem a estrutura do espaço-tempo. Então, em vez de ser atraída pelo Sol, a Terra supostamente segue, de forma bastante aproximada, uma linha disponível através da forma curva do espaço-tempo à volta do Sol.

Alguns cientistas teorizaram que a massa, inércia(3) e gravidade estão relacionadas com a energia flutuante do campo de Ponto-zero (ZPF – Zero Point Field) (4). As flutuações do ZPF fazem com que partículas com carga emitam campos electromagnéticos secundários, aumentando uma força residual de atracção, que é a gravidade. Nesta teoria, a gravidade é vista como uma manifestação do eletromagnetismo. Através da reconfiguração do ZPF à volta de um campo, é possível alterar a sua inércia – ou ‘massa inerte’ – e controlar a gravidade.

Segundo a teoria Impacto da Gravidade, que surgiu no séc. XVIII com o cientista Georges-Louis Le Sage, a gravidade é causada por matéria física continuamente bombardeada por partículas extremamente pequenas e invisíveis – gravitons (5) – que viajam através do espaço em todas as direcções a uma velocidade mais rápida do que a velocidade da luz. As partículas seriam tão minúsculas que só ocasionalmente embateriam no material constituinte dos corpos que atravessavam de forma a que cada constituinte tivesse a mesma probabilidade de ser atingido. Quaisquer dois corpos no espaço impediriam o outro de alguns impactos de gravitons, resultando numa atracção através de uma força que obedece à lei inverso-quadrado. Existem hoje em dia várias versões da teoria de Le Sage.

Baseado no trabalho de cientistas pioneiros como Nicola Tesla, Louis de Broglie, Wilhelm Reich e Harold Aspden, os cientistas canadianos Paulo e Alexandra Correa desenvolveram um modelo bastante detalhado e quantitativo de éter dinâmico, conhecido como ‘aetherometry’. Este modelo propõe que o movimento de rotação e translação dos planetas, estrelas e galáxias são o resultado dos movimentos do éter em múltiplas escalas. Ondas de éter eléctrico e não-eléctrico impregnam, por exemplo, a Terra de impulsos à medida que se direccionam para o planeta; e este afluxo de energia não só atrai a Terra, como produz o seu campo gravítico.

Quando a energia do éter não-eléctrico interage com cargas físicas ou etéricas, produz ora gravitons, que impelem uma partícula ou corpo para regiões de grande densidade mássica, ora antigravitons, que a impelem na direcção oposta. Forças gravitacionais são essencialmente forças electro-dinâmicas que dependem da polaridade: o modelo ‘aetherometry’ argumenta que a gravidade resulta de uma atracção electrodinâmica que ocorre quando a matéria, que é basicamente neutra (com cargas equilibradas das duas polaridades), interage com a rede de éter formada por cargas coordenadas livres de matéria – a antigravidade resulta de uma repulsão electrodinâmica que ocorre quando a matéria possui uma rede de carga e interage de forma coordenada com a rede de carga ambipolar equivalente.

Joana Conceição

 

Notas:

(1) Newton nasceu na aldeia de Woolsthorpe, no Lincolnshire, Inglaterra. Desde os tempos de escola que demonstrava um grande interesse em construir sistemas mecânicos que ele próprio projectava, como relógios de água e quadrantes solares. Após a graduação no Trinity College, Universidade de Cambridge, foi obrigado a retirar-se durante os anos de 1665 e 1666 para Woolsthorpe, devido a uma epidemia de peste negra. Durante estes dois anos, fez importantes descobertas na Matemática (teorema do binómio, cálculo diferencial), na Óptica (teoria da cor) e na Mecânica (as duas primeiras leis do movimento, a fórmula da aceleração centrípeta). Segundo Stukeley, biógrafo de Newton, este contou-lhe que a ideia da atracção universal lhe ocorreu ao observar a queda de uma maçã. De regresso a Cambridge, já famoso pelos seus trabalhos, foi nomeado professor de Matemática. A publicação, em 1672, da sua teoria sobre a luz e as cores gerou tanta controvérsia, que o dissuadiu de efectuar mais publicações. Persuadido por Halley (astrónomo cujo nome foi dado a um cometa), Newton completou e publicou “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” (1687). Neste tratado, enunciou as três leis do movimento e formulou a lei da atracção universal. Estas sínteses e generalizações a que Newton chegou, constituem as bases da Mecânica Clássica. Mais tarde, em Londres, dirigiu a Royal Society, a sociedade científica mais antiga do mundo.

(2) Diferença entre Peso e Massa:

Peso (P) é uma força, portanto uma grandeza vectorial; o peso de um corpo depende da natureza e da distância dos outros corpos que exercem forças gravíticas sobre ele, portanto o peso dum corpo não é uma propriedade inerente ao corpo; a intensidade do peso dum corpo mede-se com um dinamómetro em equilíbrio.

Massa (m) é uma grandeza escalar; a massa não depende da presença de outros corpos, portanto é uma propriedade inerente ao corpo; a massa de um corpo mede-se dum modo prático com uma balança de dois pratos, por comparação, partindo do princípio que, se dois corpos possuem, no mesmo lugar, o mesmo peso, terão também a mesma massa.

P= m.g

(3) Resistência de um corpo à mudança do seu estado de movimento.

(4) De acordo com a teoria quantum, campos electromagnéticos (e outros campos de forças) estão sujeitos a constantes flutuações totalmente aleatórias, até à teórica temperatura do zero- absoluto (-273 ºC), quando toda a agitação térmica termina. Como resultado, o ‘espaço vazio’ é tido como repleto de energia temperatura-zero, na forma de campos de radiação electromagnética oscilante – o campo de Ponto-zero (ZPF).

(5) Um termo que denomina diferentes conceitos em diferentes teorias.

Para saber mais:

http://www.antigravity.org/

http://www.spacetimetravel.org/

http://ourworld.compuserve.com/homepages/dp5/relativ.htm

http://www.theosophy-nw.org/theosnw/science/sc-selec.htm

http://www.austheos.org.au/clibrary/bindex-5.html

http://www.americanantigravity.com/hutchison.html

http://www.geocities.com/ResearchTriangle/Thinktank/8863/index.html#UPDATE

http://www.spacetelescopes.com/gravitation.html

http://www.intalek.com/Index/Projects/Re-search/TheHutchisonEffect.htm

http://www.dpedtech.com/OPdex.htm

http://www.astroenlazador.com/