Vendo a velocidade da luz

Não é “vendo”, presente do indicativo de “vender”, mas “vendo”, gerúndio de “ver”.

Este vídeo está correndo a Web feito fogo na palha, e merecidamente.

Mas todos os rápidos (e ingênuos) textos que já vi têm um defeito em comum: passam a ideia errada de que você “vê a luz se deslocando”, igual àqueles raios laser de filmes de scifi. Não é isso que você vê. A explicação do cientista-engenheiro está correta (ÓBVIO), mas está em inglês. Então, abaixo ofereço meu próprio texto sobre o que acontece.

Ninguém filmou “a luz se propagando”. É assim: primeiro, um raio de luz avança e bate num grão de poeira, ou numa molécula de plástico, ou no que for. Aí, esse raio reflete, vai noutra direção, e acerta (por exemplo) a câmera, que está ali do lado. Nesse momento, a câmera vê a luz pela primeira e única vez; a luz marca o filme; a câmera registra uma centelha. Para a câmera, tudo se passa como se o raio tivesse vindo originalmente daquele grão de poeira que havia no meio do caminho, porque veio mesmo. Para a câmera, o que aconteceu foi uma centelha, ali onde está o grão de poeira, vindo na direção da câmera. Mas sabemos que essa centelha é um raio que veio ali do grão de poeira, que estava se intrometendo no começo do percurso original do raio. Fim.

Agora, junto àquele primeiro raio, havia outro, paralelo, emitido ao mesmo tempo. Esse outro fez um percurso mais longo do que o primeiro sem ser perturbado. Até que, cerca de 0,00000000003 segundo depois, também encontrou um grão de poeira. Como seu percurso durou 0,00000000003 segundo a mais, esse encontro aconteceu 1 cm adiante do encontro anterior. Mas também esse raio foi forçado a refletir noutra direção. E encontrou a câmera, e fez a câmera “acreditar” que estava vindo do segundo grão de poeira, tendo saído dali 0,00000000003 segundo depois e 1 cm adiante do primeiro raio. Então, a câmera registra uma centelha em um ponto que fica 1 cm adiante da primeira centelha.

E assim sucessivamente. São milhares, milhões de raios. À medida que avançam, vão trombando na poeira, refletindo, e alguns atingem a câmera. O que a câmera vai registrando são sucessivas colisões entre luz e poeira; somente aquelas cujas consequências são raios apontados para a câmera. Naturalmente, essa sucessão de colisões vai acontecendo ao longo do caminho que os raios tentam percorrer desde o começo. Então, vemos os impactos acontecendo, um depois do outro, ao longo do caminho que a luz está percorrendo.

Claro que, enquanto um raio de luz está avançando pela garrafa sem colidir com nada, ele é invisível: você só o veria se ele batesse na câmera, mas ele está lá, percorrendo a garrafa, sem bater em nada. Até que ele colide com a poeira. Nesse momento, pronto: aquele raio de luz não está mais fazendo o percurso; ele está colidindo com a poeira e refletindo, e sofrendo o fenômeno que acabei de descrever. Então, de certo modo, o que você vê não é o “percurso” da luz. Ao contrário: é uma sucessão de colisões onde a luz foi impedida de fazer seu percurso. São sucessivas interrupções ao percurso. Cada raio que colide (e assim se torna visível) é menos um raio que está fazendo o percurso, e com isso há cada vez menos raios fazendo a corrida. Os raios que chegam à tampa da garrafa estão em menor quantidade do que os que partiram do emissor.

São diferentes grãos de poeira, espalhados ao longo do caminho, e cada um gera sua centelhinha. Por isso, cada ponto de impacto é diferente do outro. Mas a sucessão de impactos dá a impressão de ser um ponto só que avança. Essa impressão-de-avanço vai andando à medida em que novos impactos surgem. E com que velocidade a impressão-de-avanço vai avançar? Com a mesma velocidade com que os raios vão avançando, sem serem detidos, até afinal serem detidos pela poeira: a velocidade da luz.

E é isso que vemos no vídeo.

EOF