Efisica

As medidas dos intervalos de tempo por instrumentos - O início da ciência ocidental

O tempo pode causar sensação diversa em pessoas diferentes. Este tipo de "transcorrer do tempo" não é, entretanto o tempo físico. O intervalo de tempo nas ciências exige uma medida repetitiva, e que independa da sensibilidade pessoal do observador.


 

Na concepção de Newton: "o tempo (é) absoluto, verdadeiro e matemático, por si mesmo e por sua própria natureza flui igualmente sem relação com nada de externo, e com outro nome, é chamado de duração''.

Porém o tempo físico é determinado por instrumentos - os relógios - que permitem marcar intervalos de tempo iguais. Qualquer que seja o tipo de relógio, ele é um objeto concreto, ou seja, se baseia num fenômeno físico periódico, e como qualquer objeto ou fenômeno está sujeito às leis da física. Com isto não se pode saber a priori se os medidores de tempo que funcionam em condições mais corriqueiras não seriam afetados quando sujeitos a condições muito diferentes daquelas nas quais já foram sobejamente testados.

Diante da discussão anterior sobre o conceito atual de tempo, cabe a dúvida: seriam os tempos observados num relógio afetados pelo seu movimento? Alguns fenômenos observados neste século, após a proposta de Eisntein para a nova concepção do espaço-tempo, mostram que de fato é diferente a marcha do tempo de um fenômeno observado no seu sistema de repouso, portanto num relógio em repouso em relação ao fenômeno, daquela medida nos relógios que se movem em relação ao fenômeno com velocidades próximas à da luz. Isto significa que relógios idênticos observam intervalos de tempo diferentes do mesmo fenômeno, dependendo da velocidade do relógio em relação ao fenômeno. A diferença no transcorrer do tempo também ocorre quando os relógios estão imersos num campo gravitacional intenso, aqui entendidos como próximos às regiões de massas gravitacionais muito grandes quando comparadas com a da Terra. Nos restringiremos, na discussão que segue sobre medidas de tempo, às situações em que são desprezíveis as diferenças no transcorrer do tempo devido ao movimento dos relógios ou à atuação de campo gravitacional intenso, ou seja, os intervalos de tempo não dependerão dos relógios.

Na verdade, sendo os instrumentos de medida de tempo baseados em fenômenos periódicos, mesmo em condições usuais (baixas velocidades em relação à velocidade da luz e longe das regiões de campo gravitacional intenso) se apresenta a dúvida se os intervalos de tempo marcados por um dado instrumento são de fato iguais. E não há como resolver esta dúvida. O que se pode fazer é comparar medidas de instrumentos diferentes e com uso de argumentos que se baseiam em leis físicas sobre o fenômeno periódico do instrumento, e concluir sobre a precisão de cada um deles. Desta forma fica difícil afirmar como Newton, que o tempo é absoluto, ou seja, ``flui igualmente sem relação com nada externo''.

Medidas precisas de intervalos de tempo são essenciais no conhecimento de todos os fenômenos físicos. Entretanto, são muito diversos os intervalos de tempo característicos ds fenômenos físicos conhecidos em nossos tempos. Eles vão desde a "idade'' estimada do universo, que é da ordem de grandeza de 1017s (10 bilhões de anos), até valores próximos de 10-24s, que é o tempo levado pela luz, que tem a maior velocidade possível entre tudo o que existe no universo (3.108m/s) , para atravessar um núcleo (raio de 10-15m), que é um dos sistemas pequenos do Universo físico. A tabela mostra uma escala de tempo em segundos.

Esta tabela indica que as medidas de tempo que são observas diretamente num instrumento só são possíveis para fenômenos cujos tempos característicos de duração variam entre 10-6s, que também é conhecido como microsegundo (1ms), e 1012s, que é a idade do aparecimento da agricultura no planeta Terra. Os intervalos de tempos maiores ou menores exigem sofisticados métodos indiretos de medidas. No que segue abordaremos alguns tipos de medições de tempo através da história do homem.

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