Os 10 experimentos científicos mais importantes da história

A ciência já desvendou muitos mistérios do universo, mesmo que ainda tenha muitos outros a serem resolvidos. Desde os primórdios da História, a humanidade realizou milhares de experimentos para tentar obter o máximo de respostas possíveis, apenas para encontrar, junto, novas perguntas.

Abaixo, listamos os dez experimentos que consideramos os mais impactantes, importantes ou apenas muito curiosos para a história da ciência e da humanidade.

1. Eratóstenes e a circunferência da Terra

Estamos do século XXI e ainda há quem diga que a Terra é plana, mas a verdade é que a humanidade sabe que o planeta é esférico desde a Grécia Antiga. E foi Eratóstenes, que viveu por volta do século 3 a.C. o primeiro a medir a circunferência do globo — e com uma precisão impressionante.

Sem grandes instrumentos, o grego, conhecido como "beta" por alguns desafetos — por ser considerado sempre o segundo maior especialista em todas as áreas em que atuava — utilizou apenas o tamanho da sombra de uma vareta fincada no chão para calcular que a Terra teria cerca de 40.000 km de diâmetro. Errou por 72 km, apenas, segundo as medições atuais.

O que ele fez foi simples: quando tornou-se bibliotecário-chefe da famosa Biblioteca de Alexandria, Eratóstenes ficou sabendo que, ao meio-dia de 21 de junho, no solstício de verão no hemisfério norte, um objeto não produzia sombra na cidade de Assuã, que ficava a cerca de 800 km de Alexandria.

Então, no dia 21 de junho, ele fincou uma vareta no chão da cidade onde habitava e mediu o comprimento da sombra ao meio-dia. Ora, se a vareta produziu sombra em Alexandria, só podia significar que a Terra era curva, já que o Sol está tão distante que seus raios chegam paralelos à nossa superfície. A partir daí, Eratóstenes utilizou alguns cálculos simples de geometria para chegar aos 40.000 km de diâmetro. Uma epifania impressionante.

2. Galileu Galilei e a aceleração da gravidade

Diz a lenda que Galileu Galilei soltou duas bolas, com pesos diferentes, de cima da Torre de Pisa, para ver se ambas chegariam ao chão ao mesmo tempo — tudo para mostrar a aceleração da gravidade, ainda que desconsiderando o "freio" causado pelo ar. Pode ser que ele tenha feito essa demonstração posteriormente, apesar de os historiadores duvidarem. O fato é que seu experimento foi bem mais simples e correto do que isso, mas também mais impressionante.

Ele pegou uma tábua e fez um sulco no centro, por onde deslizava bolas, contando o tempo em uma clepsidra (ou relógio de água). O cientista notou que distância que a bola percorria era igual ao quadrado do tempo que levava. Galileu mostrou a aceleração da gravidade!

3. William Harvey e a pulsação sanguínea

Até o século XVII, a ciência acreditava que os seres vivos possuíam dois fluxos sanguíneos distintos, sendo que uma possuiria “espíritos vitais”, trazidos pelo ar para os pulmões. E ainda o fígado produzia sangue novo, a partir do alimento que a gente ingere. A ideia foi proposta pelo filósofo grego Cláudio Galeno, no século II.

William Harvey provou que essa teoria, apesar de se considerada correta por cerca de 1.500 anos, estava errada. Em 1628, o médico inglês publicou seus estudos sobre a circulação sanguínea refutando basicamente tudo o que Galeno propôs. O que ele fez não foi simples, mas tem grande importância científica até hoje. Harvey abriu animais vivos e bloqueou com uma pinça o fluxo sanguíneo na veia cava, impedindo que o sangue retornasse ao coração, que perdia coloração, empalidecendo e diminuindo de tamanho. Quando ele liberava o fluxo novamente, o coração voltava ao normal.

Ao fazer o mesmo procedimento na artéria aorta, Harvey mostrou que o coração se enchia de sangue, inflando como um balão. Assim, o médico demonstrou que era esse músculo o responsável por bombear o sangue e fazê-lo circular em nosso corpo, e não espíritos invisíveis. E mais: todo o sistema circulatório era um só, saindo do coração para passar por todo o corpo, retornando ao músculo que é o motor da vida.

4. Isaac Newton e o prisma de luz

Um dos primeiros grandes experimentos de Newton pode ter sido também um dos mais impressionantes. Quando ele ainda era um estudante, acreditava-se que a luz branca era pura e “se manchava” com as cores dos objetos que atravessava. O cientista provou que não, pois a luz branca pode ser decomposta em várias outras — se não todas — as cores.

Com um prisma que ganhou em uma feira de sua cidade natal, enquanto aguardava o fim do surto de peste na Universidade de Cambridge, Newton percebeu que a luz criava uma espécie de arco-íris ao atravessar o vidro. Com tempo para pensar, ele arregaçou as mangas e montou um experimento para provar que a luz branca não é pura.

Newton, então, abriu um pequeno buraco na persiana de uma janela em seu laboratório, permitindo que apenas um pequeno feixe de luz do Sol passasse por dois primas. Algumas das cores não passavam pelo segundo prisma, e assim o cientista mostrou que diferentes cores refratavam ou se curvavam de maneira diferente ao passar pelo primeiro. Depois, Newton isolou uma das cores do primeiro prisma para que só ela passasse pelo segundo. Como não houve alteração, ficou provado que o prisma não afetava a cor do raio de luz, ou seja, a cor fazia parte da luz branca.

O experimento não era simples, e muitos colegas contemporâneos do inglês tiveram dificuldade para reproduzi-lo. Sua colega de classe Patricia Fara declarou que “é um experimento muito, muito difícil tecnicamente de se fazer, mas, quando você vê, é incrivelmente convincente”.

5. Foucault, o pêndulo e a rotação da Terra

Em 1851, o cientista Jean-Bernard-Léon Foucault (não confundir com o filósofo Michel Foucault) achou que seria uma boa ideia pendurar uma peso de metal de 28 kg em um cordão de aço de 67 metros no Panteão de Paris. Para a ciência, foi mesmo.

Para marcar o progresso do gigantesco pêndulo, o cientista ainda amarrou uma caneta no peso e jogou areia úmida no chão abaixo dele. Assim, a plateia acompanhou abismada como o peso parecia girar sozinho, marcando traços ligeiramente diferentes no solo.

O experimento de Foucault provou que a Terra gira sobre o próprio eixo, no movimento que chamamos hoje de rotação. Não era o pêndulo que realmente girava, mas sim o chão do Panteão que “mudava de lugar”, do ponto de vista do pêndulo, claro.

No começo deste século, cientistas repetiram o experimento no Polo Sul. Em Paris, o pêndulo girava no sentido horário, com 30 horas para dar uma volta completa. No Polo Sul, esse movimento ocorre no sentido anti-horário e leva 24 horas. No Equador, o pêndulo vai ficar parado.

6. Gregor Mendel e a genética

Filho de fazendeiros, Gregor Mendel não pôde receber uma educação formal porque seus pais não puderam arcar com tais custos. Assim, ele acabou se tornando um monge agostiniano, convencido pelo fato de ser um religioso que incentivava a pesquisa e o aprendizado.

Talvez por ter crescido em uma fazenda, não demorou muito para que Mendel se dedicasse à jardinagem. Aos poucos, ele começou a notar que certos cruzamentos de plantas pareciam influenciar nas cores e outras características de plantas resultantes. E aí passou a fazer uma pesquisa mais aprofundada com ervilhas.

Mendel usava pincéis para garantir misturar o pólen de ervilhas amarelas e verdes, e notou que a colheita seguinte dava quase que só ervilhas amarelas. Mas, ao cruzar essa segunda geração entre si, resultava em cerca de um quarto de ervilhas verdes. E foi assim que surgiu a ideia de gene dominante e recessivo que guia a genética atual.

7. Michaelson-Morley e a luz em ondas

Em meados do século XIX, físicos defendiam que a Terra, assim como todos os objetos do universo, se movimentavam em uma espécie de éter estacionário. Os físicos Albert Michelson e Edward Morley quiseram provar a existência desse éter luminescente — e falharam miseravelmente.

A experiência de Michelson-Morley tentou detectar um suposto vento etéreo que seria produzido pela Terra em sua viagem a 100 mil km/h ao redor do Sol. Os físicos tentaram detectar esse vento usando um interferômetro. Se o vento atmosférico influencia as ondas do som, o vento etéreo influenciaria as ondas de luz.

A ideia, portanto, era que a velocidade da luz no interferômetro seria reduzida pelo tal vento etéreo. Eles testaram diversas vezes, e não conseguiram ver mudança na velocidade da luz.

Apesar do fracasso, o experimento ajudou a ciência a avançar. Einstein chegou à teoria da relatividade no começo do século XX em boa parte por conta dessa experiência de Michelson-Morley.

8. Marie Curie e a radioatividade

A única mulher desta lista evidencia a exclusão história que elas sofrem na ciência — algo que, infelizmente, se repete em todas as áreas do conhecimento. Nascida Maria Sklodowska, a polonesa ficou conhecida como Marie Curie ao se mudar para Paris, onde aprofundou seus estudos em matemática, física e química, e casou-se com o físico Pierre Curie.

Um ano após a descoberta dos raios-X, Henri Becquerel detectou, em 1896, um novo tipo de emissão radioativa dos sais de urânio. Até aquele ponto, os termos ligados à radioatividade ainda não existiam. Foi Curie, junto com seu marido, quem a criou, depois de isolar vários elementos com essa propriedade de um minério de pechblenda.

Analisando os misteriosos raios emitidos pelo tório e pelo urânio, ela descobriu que a taxa de radiação não dependia da composição mineralógica dos elementos, mas sim da quantidade do elemento presente. Marie Curie ganhou um Nobel pela descoberta do polônio (batizado em homenagem a seu país natal) e, mais tarde, tornou-se a primeira pessoa a ser premiada duas vezes com um Prêmio Nobel (física e química).

9. Millikan e o valor do elétron

Robert Millikan já passava dos 40 anos quando enxergou uma boa oportunidade de cravar seu nome na história da ciência. O físico J.J. Thomson havia descoberto o elétron, mas não conseguiu determinar a carga dessas partículas elementares. Era a chance para Millikan, caso seu experimento fosse bem sucedido.

E não foi sem esforço. O físico tentou diversas montagens diferentes usando gotas de água, mas foi com óleo que ele conseguiu entrar para a história. A montagem final incluía uma atomizador, que borrifava óleo em pequenas gotículas em um capacitor de placas de latão paralelas, alimentado por baterias com 1.000 V de tensão elétrica.

Algumas das gotas ficavam eletrizadas pelo atrito quando eram borrifadas, enquanto outras tinham as forças peso, elétrica, empuxo e atrito quase se anulando. Ao mudar a voltagem do capacitor, Millikan notou que essas partículas podiam subir ou descer.

Isso o permitiu tirar medidas precisas de diâmetro e massa, necessárias para determinar a carga de cada gota. E aí o físico fez um monte de cálculos até chegar ao valor de 1,59.10-19 C.

10. Young, Davisson e Germer e as ondas da luz

Esse é um experimento em duas partes. Começou no século XIX, com o inglês Thomas Young, que realizou a chamada experiência da fenda dupla. Trata-se de uma placa opaca com dois orifícios e a emissão de luz, que difrata e produz um efeito em que é possível ver áreas onde essa luz interfere construtiva e destrutivamente através das fendas.

Com isso, Young concluiu que a luz se move em ondas, reforçando a tese até então menos aceita de Christiaan Huygens, que discordava de Isaac Newton sobre a luz ser formada por partículas.

Passaram-se quase 130 anos do experimento de Young — considerado até um pouco rústico por toda a comunidade científica —, quando dois cientistas conseguiram provar que não apenas ele, como também Newton estavam certos e errados ao mesmo tempo.

Clinton Davisson e Lester Germer pegaram o conceito da fenda dupla para um teste com elétrons, em vez de luz. Eles jogaram partículas em uma placa de cristal de níquel e notaram que os elétrons dispersos produziram um padrão possível apenas em partículas que também agem como ondas. Essa ideia paradoxal de que uma partícula pode ter comportamento de matéria e onda ao mesmo tempo é praticamente a base da física quântica, que estava ainda engatinhando no final dos anos 1920.

Fonte: Discover Magazine, The New York Times, Telegraph