Maxwell é conhecido actualmente pelo trabalho realizado para a compreensão do electromagnetismo. Mas os seus primeiros trabalhos estavam relacionados com as cores e também com a geometria e outros cálculos matemáticos. Como os que realizou para explicar (matematicamente) a constituição dos anéis de Saturno.
Em 1843 o matemático e astrónomo britânico John Couch Adams (1819-1892) iniciou a sua busca por um planeta perdido, que, seguindo a teoria de Newton, estaria a perturbar a órbita do planeta Urano. Em 1845 Adams apresentou os cálculos matemáticos que previam a posição deste planeta a George Biddell Airy, na altura o astrónomo real britânico, e foi devidamente ignorado. Em 1846 o francês Urbain Le Verrier (1811-1877), seguindo sem o saber os passos de Adams, enviou uma carta com os seu cálculos relativos ao planeta mistério ao observatório de Berlim. Na noite em que receberam a carta os astrónomos alemães descobriram o planeta!
O que se seguiu foi digno de uma telenovela, com Le Verrier e Airy a lutar pelos direitos relativos a tudo o que implicasse o novo planeta, incluindo o direito de lhe dar um nome e (mais importante de tudo) a primazia da descoberta. Actualmente é dado crédito tanto a Le Verrier como a Adams pela descoberta deste planeta, a que chamamos Neptuno.
Na década de 1840 James Clerk Maxwell (1831-1879) era ainda novo para se envolver nestas disputas científicas, mas foi graças a elas que ganhou o seu primeiro prémio monetário. É que em 1848, em comemoração da contribuição de Adams para a descoberta de Neptuno (e numa espécie de pedido de desculpas feito pela comunidade científica britânica), foi criado o prémio Adams. E em 1857 Maxwell ganhou o prémio Adams com uma explicação matemática para a constituição dos anéis de Saturno.
Quando Maxwell se candidatou ao prémio Adams existiam três propostas para a constituição dos anéis de Saturno: podiam ser sólidos maciços, podiam ser constituídos por fluidos ou podiam ser constituídos por muitos pedaços de matéria.
Maxwell conseguiu provar matematicamente que os anéis de Saturno só poderiam ser sólidos maciços e estáveis se quatro quintos da sua massa estivesse concentrada num único ponto e a restante estivesse distribuída uniformemente. Esta hipótese era contrariada pela observação por telescópio do planeta. Maxwell provou depois, utilizando métodos de análise de Fourier, que, se os anéis fossem constituídos por fluídos, o seu movimento ondulatório iria provocar a desagregação dos anéis em bolhas.
Assim, por exclusão de partes, os anéis de Saturno teriam de ser constituídos por muitos pedaços de matéria. Como não era possível conhecer o tamanho e massa de todos os pedaços que constituíam os anéis, Maxwell simplificou a questão: ao fazer os cálculos matemáticos considerou que todos os pedaços seriam semelhantes entre si, estariam a distâncias iguais uns dos outros e constituiriam um único anel. Neste caso, desde que a densidade dos pedaços fosse baixa, o anel seria estável.
Maxwell provou depois que um sistema de dois anéis em sequência constituídos (cada um) por muitos pedaços de matéria também pode ser estável, mas que irão ocorrer colisões entre os pedaços, criando uma espécie de fricção que obriga os anéis a moverem-se em sentidos diferentes.
Maxwell não conseguiu identificar os constituintes dos anéis de Saturno, nem a sua organização. Mas os responsáveis pela atribuição do prémio Adams consideraram-se satisfeitos. A confirmação da constituição dos anéis de Saturno por muitos pedaços de matéria só foi feita quando as sondas Voyager 1 e 2 “sobrevoaram” o planeta no início da década de 1980, mais de 100 depois de Maxwell ter recebido o prémio Adams.
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