História do debate sobre a velocidade da luz

Por Helen D. Setterfield, traduzido por Allan Ribeiro

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[Nota do editor: Nós temos acompanhado a pesquisa de Barry Setterfield sobre a velocidade da luz desde 1993¹. É interessante que cientistas, tanto evolucionistas quanto criacionistas possam ser cegados por suas próprias pressuposições...]

Quando entramos em um quarto escuro, ligamos o interruptor e a luz instantaneamente aparece, ficamos com a impressão de que a luz não tem velocidade, mas que é algo infinita – instantaneamente aqui – e essa foi a opinião majoritária dos cientistas e filósofos até setembro de 1676, quando o astrônomo dinamarquês Olaf Roemer anunciou para a Academie des Sciences de Paris que o comportamento anômalo dos eclipses da lua de Júpiter, Io, poderia ser creditado a uma velocidade finita da luz ². O seu trabalho e o seu relatório dividiram a comunidade científica ao meio, envolvendo fortes opiniões e discussões pelos cinqüenta anos seguintes. Foi a confirmação independente de Bradley da velocidade finita da luz, publicada em 1º de janeiro de 1729 que finalmente encerrou a oposição³. A velocidade da luz era incrível e finitamente rápida, mas finita.

A questão seguinte foi: “A velocidade da luz é constante?”. É muito interessante que toda vez que ela foi medida nos séculos posteriores, ela pareceu ser um pouco mais lenta que antes. Isso poderia ser explicado, já que as primeiras medições eram incrivelmente grosseiras comparadas com a precisão técnica posterior. Mas a coisa não é tão simples. Quando a mesma pessoa fez o mesmo teste usando o mesmo equipamento em um período posterior, a velocidade era mais lenta. Não muito, mas mais lenta.

Esses resultados deram o pontapé inicial em uma série de debates na comunidade científica durante a primeira metade do século XX. Raymond Birge, diretor altamente respeitado do departamento de física da Universidade da Califórnia, Berkeley, estabeleceu a si mesmo, de 1929 em diante como árbitro dos valores da constantes atômicas⁴. A velocidade da luz é considerada uma constante atômica. No entanto, os valores recomendados por Birge para a velocidade da luz diminuíram rapidamente até 1940, quando um artigo escrito por ele, intitulado “As Constantes Físicas Gerais, a Partir de Agosto de 1940, com Detalhes Sobre a Velocidade da Luz Somente”, apareceu em on Progress in Physics (Vol. 8, pp.90-100, 1941). Birge começou o artigo dizendo: “Este artigo está sendo escrito a pedidos – e desta vez a pedidos... uma crença em qualquer variabilidade significativa das constantes da natureza é fatal para o espírito da ciência, como a ciência é agora compreendida (ênfase dele)”. Essas palavras, vindo deste homem, por quaisquer razões que ele tenha tido para escrevê-las, encerram o debate sobre a velocidade da luz. Birge tinha reconhecido anteriormente, assim como outros, que se a velocidade da luz estava mudando, seria necessário que algumas das outras “constantes” também estivessem mudando. Isso evidentemente não deveria ser permitido, fosse verdade ou não, e assim, os valores das várias constantes foram declarados e isso foi tudo. Quase. No número de outubro de 1975 da Scientific American (p. 120), C.L. Strong questionou se a velocidade da luz pode mudar com o tempo “como a ciência fracassou em obter um valor consistentemente preciso.”. Foi só uma ondulação, mas o problema ainda não havia desaparecido completamente.

Parte para subjugar qualquer dúvida ulterior sobre a constância da velocidade da luz, em outubro de 1983 a velocidade da luz foi declarada uma constante universal da natureza, definida em 299.792,458 quilômetros por segundo, o que é geralmente arredondado para a medida que nós estamos mais familiarizados no ocidente de 300.000 km/s.

O artigo de Birge foi publicado em 1941. Somente um ano mais tarde, Barry Setterfield nasceu na Autrália. Em 1979 ele tinha 37 anos. Naquele ano ele ganhou um livro de um amigo, um livro sobre anomalias astronômicas. Era um livro grande, e perto do fim dele havia uma seção sobre a velocidade da luz, questionando sua constância. Barry ficou abismado. Nada que ele tivesse lido ou aprendido sobre física ou astronomia jamais lhe tinha dado qualquer pista de que houvesse dúvidas sobre a velocidade da luz. Tratava-se de uma constante, não é? À medida que lia, ele aprendia sobre as medições que haviam sido feitas anos antes, e as discussões que haviam saído na literatura científica, e ele foi ficando fascinado. Ele imaginou que poderia se informar sobre o assunto e resolver o problema em umas duas semanas; não foi exatamente assim.

Dentro de alguns anos, uma das organizações criacionistas havia começado a publicar algumas das descobertas de Barry. Elas ainda eram preliminares, mas havia muito mais coisas ali do que ele imaginara. Nos anos que se seguiram sua exploração continuou e ele leu toda a literatura que pôde encontrar. O seu trabalho chamou a atenção de um físico pesquisador no Stanford Research Institute International (SRI), que então pediu a ele que mandasse um artigo acerca da pesquisa. Tinha que ser um artigo branco, ou um que tinha o propósito de ser discutido dentro do Instituto.

Barry juntou-se com Trevor Norman da Flinders University em Adelaide, e em 1987 o próprio Flinders publicou o artigo deles, "Atomic Constants, Light, and Time." [Constantes Atômicas, Luz e Tempo]. O departamento de matemática deles o havia checado e aprovado e ele foi publicado com a logomarca do Stanford Research Institute também. O que aconteceu a seguir foi como algo tirado de um romance mal-escrito. Gerald Aardsma, um homem de outra organização criacionista, ficou sabendo do artigo e arranjou uma cópia. Estando pessoalmente interessado nos assuntos da física, ele ligou para os chefes tanto da Flinders e da SRI e perguntou a eles se eles sabiam que Setterfield e Norman eram (glup) criacionistas! A SRI estava passando por uma grande mudança na diretoria à época e já que o artigo havia sido publicado pela Flinders, eles o rejeitaram e exigiram que a sua logomarca fosse retirada. A Flinders University ameaçou tirar o emprego de Trevor Norman e informou que ele não era mais bem-vindo para usar quaisquer recursos lá, a não ser a biblioteca. Aardsma então publicou um artigo criticando o uso estatístico feito por Norman-Setterfield da informação. Seu artigo saiu sob os auspícios de uma respeitada instituição criacionista.

Sob ataque tanto de evolucionistas quanto de criacionistas por seu trabalho, Norman e Setterfield acharam-se escrevendo longos artigos apologéticos, que apareceram em um grande número de jornais criacionistas. No ínterim, Lambert Dolphin, o físico de Stanford que havia originalmente encomendado o artigo, juntou-se ao profissional estatístico Alan Montgomery para passar um proverbial pente fino no artigo de Norman-Setterfield para checar os dados estatísticos usados. A sua defesa do artigo e o uso estatístico da informação foram então publicados em um jornal científico⁵, e Montgomery foi adiante e apresentou uma defesa pública na International Creation Conference de 1994. Nenhuma das defesas jamais foi refutada em um jornal ou congresso. De modo muito interessante, no fim de 1987, após o artigo Norman-Setterfield ter sido publicado, outro artigo sobre a velocidade da luz apareceu, escrito por um russo, V. S. Troitskii⁶. Troitskii não só postulou que a velocidade da luz não tem sido uma constante, mas que a velocidade da luz havia, originalmente sido cerca de 10¹⁰ mais rápida do que agora.

Desde então, uma grande quantidade de artigos sobre cosmologia e a velocidade da luz têm aparecido nos jornais e na web. As teorias afluem acerca do que está mudando e em relação a que, e quais os possíveis efeitos. Há uma pessoa que continua a trabalhar com as informações, no entanto. Quando a tempestade em torno do relatório de 1987 amainou, Barry Setterfield voltou ao trabalho, investigando as informações ao invés de ficar brincando com teoria pura.

Enquanto isso, a meio mundo da Austrália, no Arizona, um respeitado astrônomo chamado de William Tifft estava encontrando algo estranho acontecendo com as medições da tendência para o vermelho da luz das galáxias distantes. Presumia-se que a tendência para a ponta vermelha do espectro da luz dessas galáxias distantes era devido a um universo atualmente em expansão, e as medições deviam ser vistas como gradual, mas suavemente aumentando quando uma delas vagasse pelo espaço. Não era isso que Tifft estava encontrando. As medições não eram suaves. Elas pulavam de um platô para outro. Elas eram quantizadas, ou vinham em quantidades com quebras distintas entre elas.

Quando Tifft publicou suas descobertas⁷, astrônomos ficaram incrédulos e reticentes. No começo dos anos 90 na Escócia, dois outros astrônomos decidiram provar que ele estava errado de uma vez por todas. Guthrie e Napier coletaram suas próprias informações e as estudaram. Eles acabaram decidindo que Tifft estava certo⁸. O que estava acontecendo? Barry Setterfield leu o material e estudou as informações. O universo não poderia estar se expandindo se as medições da tendência para o vermelho eram quantizadas. Expansão não ocorrem aos poucos. Então, o que a tendência para o vermelho significava? Enquanto a maioria dos outros estava negando as descobertas de Tifft, Barry examinou melhor. E tudo começou a fazer sentido. As informações estavam mostrando onde a verdade sobre o assunto estava. Enquanto muitos artigos continuavam a ser publicados acerca da cosmologia teórica, com pouca atenção para grande parte da informação disponível, Barry estava mais interessado na data.

Ainda assim, seu trabalho não é referenciado pelo de nenhum dos outros. O artigo de Stanford está quase esquecido, se é que já foi conhecido pelos camaradas na corrente dominante na física e na astronomia. No entanto, não somente as medições ainda estão lá, mas a informação sobre a tendência para o vermelho tem acrescentado muito mais informações, tornando possível calcular a velocidade da luz voltando até os primeiros momentos da criação. Então Barry escreveu outro artigo e o submeteu a um jornal de física importante em 1999. Eles não o enviaram para ser revisado pelos pares, mas o devolveram imediatamente, dizendo que não era um assunto adequado, que não era mais de interesse e que não estava suficientemente substanciado (o artigo tinha mais de cinqüenta páginas com cerca de cento e cinqüenta referências a artigos e textos importantes da física). Então Barry o submeteu novamente para um jornal de astronomia. Eles o enviaram para ser examinado pelos pares e o relatório voltou dizendo que o artigo era muito interessante, mas que pertencia mesmo a um jornal de física. Eles o recusaram porque não gostaram de uma das referências que Barry usou: um texto de universidade sobre física. Eles também discordaram do modelo atômico que Barry usou – o modelo padrão de Bohr. Em agosto de 2001, o artigo foi atualizado e submetido a uma avaliação por pares de um jornal de ciências europeu. O editor tem demonstrado interesse. Vejamos o que acontecerá. Enquanto isso, tudo continua: Barry Setterfield está fazendo apresentações em vários países, os físicos e teóricos da corrente dominante continuam a publicar todo tipo de idéias teóricas, e o assunto da velocidade da luz estourou com ímpeto de volta à literatura científica.

Há uma razão porque o trabalho de Barry não está sendo referenciado pelos cientistas da corrente dominante – ou nem mesmo examinado pela maioria. Se Barry estiver certo sobre o que as informações estão indicando, nós estamos vivendo em um universo muito jovem. A conclusão inevitável nunca será aceita pela ciência padrão. A evolução requer bilhões de anos.

E há uma razão porque as maiores organizações criacionistas estão segurando seu trabalho a uma distância segura também: eles estão enterrando grandes quantias em dinheiro para tentar provar que os procedimentos de datação radiométrica são falhos. De acordo com o que Barry está vendo, contudo, eles não são basicamente falhos de modo algum: há uma razão muito boa para tais datas antigas continuarem aparecendo nos melhores resultados. A taxa de decaimento dos elementos radiativos está diretamente relacionada à velocidade da luz. Quando a velocidade da luz era maior, as taxas de decaimento eram mais rápidas, e podia se esperar que as longas eras surgissem. À medida que a velocidade da luz baixou, as taxas de decaimento radioativas diminuíram.

Ao presumir que a taxa de decaimento de hoje tenha estado uniforme, a terra e o universo parecem extremamente velhos. Assim, os evolucionistas estão felizes com o tempo que isso dá para a evolução e os criacionistas estão procurando falhas nos métodos usados para testar as datas. Mas se as taxas de decaimento dos diferentes elementos não têm sido as mesmas durante o tempo, então isso derruba ambos os grupos! Eis aqui um “relógio atômico” que trabalhava de acordo com processos atômicos e, possivelmente, um relógio “dinâmico”, aquele que usamos todos os dias, o qual é governado pela gravidade – as taxas de rotação e revolução da terra e da lua. Poderia ser que esses dois “relógios” não estariam medindo o tempo da mesma maneira? Uma análise da informação sugeriu que isto estava mesmo acontecendo. Tom Van Flandern, com um doutorado pela universidade de Yale em astronomia, especializando-se em mecânica celestial, e por vinte anos (1963-1983) Astrônomo Pesquisador e chefe do Celestial Mechanics Branch no U.S. Naval Observatory em Washington D.C., lançou os resultados de alguns testes mostrando que a taxa de batimento do relógio atômico estava diminuindo sensivelmente quando comparada com o “relógio dinâmico” ⁹ (Tom Van Flandern encerrou sua carreira naquela instituição pouco depois, embora seu trabalho traga uma data de publicação de 1984).

Ao reconhecer esta diferença verificada entre os dois “relógios” diferentes, é importante perceber que todo o sistema de datação reconhecido pela geologia e pela ciência em geral, dizendo que a terra tem cerca de 4,5 bilhões de anos e que o universo algo em torno de dez bilhões a mais que isso, pode ser jogado em total confusão. Os modelos da ciência padrão não têm como lidar com isso. Os modelos padrão criacionistas não podem, neste ponto, lidar como fato de que a datação radiométrica possa estar, na maior parte, dizendo a verdade sobre o relógio atômico. E, enquanto isso, o telescópio espacial Hubble continua enviando para a terra informações que continuam se encaixando no modelo de Barry Setterfield como se tivessem sido feitas para ele.

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Este artigo foi originalmente publicado no
Personal Update NewsJournal de Julho de 2002.
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**NOTAS**

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1. Personal UPDATE, 3/93, pp. 12-16; 3/95 pp. 10-14; 3/98, pp. 13-14; 1/99, pp.13-16.
2. I. B. Cohen, "Roemer and the first determination of the velocity of light (1676)," Isis , Vol. 31, pp.327-379, 1939.
3. J. Bradley, "A letter…", Philosophical Transactions , Vol.35, No. 406, pp.637-661, December 1728.
4. R. T. Birge, Reviews of Modern Physics, Vol. 1, January 1929, pp.1-73. See also: http://sunsite.berkeley.edu:
5. A. Montgomery and L. Dolphin, Galilean Electrodynamics , Vol. 4 No. 5, pp. 93ff., 1993.
6. V. S. Troitskii, "Physical Constants and the evolution of the Universe", Astrophysics and Space Science Vol. 139, 1987, pp 389-411.
7. W. G. Tifft, Astrophysical Journal , 206:38-56, 1976; 211:31-46, 1977; 211:377-391, 1977; 221:449-455, 1978; 221:756-775, 1978; 233:799-808, 1979; 236:70-74, 1980; 257:442-449, 1982; etc.
8. T. Beardsley, Scientific American 267:6 (1992), p. 19;. J. Gribbin, New Scientist 9 July (1994), 17; R. Matthews, Science 271 (1996), 759.
9. T. C. Van Flandern, "Precision Measurements and Fundamental Constants II," Taylor and Phillips (Eds.), National Bureau of Standards (U.S.) Special Publication 617, 1984, pp. 625-627.