O prisma de cores : Do arco-íris se fez Newton

O que é luz? Para responder a isso, Einstein introduziu, no início do século XX, o conceito quântico de fóton, tanto partícula, como onda. Estava resolvida a discussão sobre a natureza da luz, que seria tanto corpuscular, como ondulatória. Questão que havia dividido vários físicos do passado.

As duas teorias tiveram seus defensores, que foram Isaac Newton(1642-1727) defendendo a teoria corpuscular, enquanto Christian Huygens(1629-1695), Thomas Young(1773-1829) e Augustin Fresnel(1788-1827) defendiam a teoria ondulatória. Mesmo estando sozinho em sua ideia, Isaac Newton não estava de todo errado. O seu artigo Optica, de 1672, agora fazendo 350 anos, já faria um caminho para que a luz tivesse duas naturezas. E uma delas não era contemplada por ele.

Muitas vezes, quando vemos um arco-íris no céu, não nos damos conta do que é aquilo. Quantos não fizeram a experiência da mangueira d'água no quintal, lançando um jato d'água sob a luz do sol, e viram um arco colorido se formar? Pois é. Isto tem nome, e se chama dispersão luminosa. É um tipo especial de difração da luz. E foi feita por vários cientistas no século XVII, incluindo René Descartes(1596-1650).

Porém Descartes e os outros não faziam ideia do que era a chamada dispersão luminosa. Eles acreditavam do que luz se dividia no arco-íris ao atravessar um prisma. Mas não sabiam que cada luz monocromática daquela poderia ser separada. E nem que cada luz pudesse ser separada por frequência. Esse desmantelar da teoria luminosa coube a um homem. Seu nome era Isaac Newton(1642-1727).

Newton era não só um cientista, um curioso com brinquedos mecânicos em sua infância, mas também profundamente religioso. Tinha falhas doutrinárias em relação ao cristianismo ortodoxo, pois seguia uma espécie de arianismo cristão. Mas, ainda assim, um religioso cristão. Então ele via na luz, primeira criação divina segundo o Gênesis, o objeto da perfeição de Deus. Uma vez passou um longo tempo olhando para o sol. Depois fechava os olhos. Daí via círculos coloridos esporadicamente. Depois viu cores através de uma pena de ave, ao colocá-la contra o sol. Tudo isso ele precisava saber o porquê.

Até que um dia, ao frequentar o mercado de antiguidades com seu amigo John Wickins, não comprou livro algum. Comprou um prisma numa loja de alquimia. Os prismas tinham a propriedade, segundo muitos físicos, de mudar a luz branca em cores de arco-íris. Mas será que mudavam a luz branca ou mostravam como era essa luz? Era isso que as experiências de Newton iam mostrar. Aquilo que se falava sobre a luz nos Princípios de Filosofia, ou na Dióptrica de Descartes, não era satisfatório.

Tanto aquela explicação de Descartes não era satisfatória, que o próprio Christian Huygens(1629-1695), matemático e físico holandês, estava preparando uma explicação que melhor satisfizesse os cientistas da época. Huygens divergia de Newton na parte sobre a natureza da luz, assim como o matemático e filósofo alemão Gottfried Leibniz(1646-1716) divergia com Newton na área do Cálculo. Huygens era de uma geração anterior de matemáticos, e muito mais experiente, em relação aos outros dois. Pudera, em 1687 Huygens foi considerado o maior físico do mundo ainda vivo. Também é importante esclarecer que tanto Newton, como Leibniz, consideravam o velho matemático holandês como um mestre.

Contrariamente à expectativa de Newton, seu artigo de 1672 foi mal recebido. Ele é criticado com base em três objeções: 1°) Alguns físicos não conseguem refazer suas experiências; 2°) Outros físicos, como Robert Hooke(1635-1703), não questionaram a experimentação, mas a interpretação de Newton; 3°) E, finalmente, Huygens propõe que Newton põe em evidência uma propriedade secundária da luz, que seria a desigual refratabilidade de seus raios. Na verdade, Newton divergia sobre metodologia na sua época. No século XVII se acreditava que era preciso várias experiências para tirar conclusões. Newton não acreditava nisso. Além disso, o detalhe das cores não foi plenamente compreendido por Huygens, por exemplo.

Isaac Newton teria muitas rivalidades científicas na vida. Não só por sua vaidade, mas também por seu isolamento social. Após os ataques recebidos por esse artigo, ele ficaria anos em silêncio. Foi descoberto por Edmond Halley(1656-1742), para dar sua contribuição à gravitação universal. Mas houve muitas divergências, como Hooke na questão da luz, ou Leibniz na questão do cálculo. Mas o cientista isolado teve o sepultamento de um rei. Em uma homenagem, o poeta inglês Alexander Pope(1688-1744) parafraseou o livro de Gênesis, da Bíblia, para dar uma interpretação da vida de Newton, dizendo:"A natureza e suas leis escondiam-se na noite. Deus disse: Que se faça Newton. E tudo se fez luz!" Em seu funeral estava presente uma figura ilustre, que também era seu fã. Nada menos que François-Marie Arouet(1694-1778), mais conhecido pelo pseudônimo de Voltaire. Este filósofo publicou, em 1738, o seu frontispício chamado Elementos da Filosofia de Newton. Esta obra que tornou conhecida a física newtoniana na França.

Hoje sabemos que a natureza da luz é tanto corpuscular, quanto ondulatória. Já no espectro de cores, sabemos que Newton estava absolutamente certo. Alguém que propôs isso há 350 anos atrás merece todo crédito necessário. Já as notas de cálculo, hoje se usam muito mais as posteriores a Newton, ou até mesmo a de Leibniz, do que as dele próprio. A concepção de fóton, descoberta por Albert Einstein(1879-1955), veio a trazer um mundo novo a desvendar. Em alguns anos, observaremos uma floresta tropical na superfície de um planeta gêmeo da Terra, em órbita em torno de uma estrela longínqua. Para isso, centenas de espelhos formarão um interferômetro espacial de um novo tipo: Um hipertelescópio! Mas isso já é outra história…

Referências Bibliográficas

1.WHITE, Michael. Personagens que mudaram o mundo:Isaac Newton. Tradutor:Matilde Leone.Editora Globo. Rio de Janeiro,1993.
2.Revista Scientific American Brasil. Edição Especial Todos os estados da luz. nº29. Editora Duetto. Maio, 2007.
3.Revista Scientific American Brasil. Coleção Gênios da Ciência:Isaac Newton. nº01. Editora Duetto. Março,2007.