A ciência é um esforço sistemático que constrói e organiza o conhecimento na forma de explicações e previsões testáveis sobre o universo. As teorias da ciência são explicações abrangentes de algum aspecto da natureza que são apoiadas por um vasto conjunto de evidências. Não são meras especulações, mas são insights profundos sobre como o mundo funciona, confirmados através de testes e experimentações rigorosos. Esta lição explorará as principais teorias científicas que formam a espinha dorsal de nossa compreensão do universo.
A teoria da evolução por seleção natural, formulada pela primeira vez por Charles Darwin, explica como as espécies evoluem ao longo do tempo através de mutação e seleção aleatórias. Afirma que indivíduos com características que melhoram a sua sobrevivência e reprodução têm maior probabilidade de transmitir essas características à próxima geração. Com o tempo, isto pode levar a mudanças significativas nas espécies, levando à diversidade de vida que vemos hoje.
Um dos exemplos clássicos de seleção natural em ação é o caso das mariposas salpicadas na Grã-Bretanha. Antes da Revolução Industrial, a maioria das mariposas salpicadas eram de cor clara, o que as camuflava contra as árvores cobertas de líquenes, protegendo-as dos predadores. Durante a Revolução Industrial, a poluição matou os líquenes e escureceu as árvores com fuligem. As mariposas de cor mais escura agora tinham uma vantagem de sobrevivência e, com o tempo, a população mudou de mariposas claras para mariposas escuras. Essa mudança foi resultado direto da seleção natural motivada por mudanças ambientais.
A Teoria do Big Bang é a principal explicação sobre como o universo começou. Isso sugere que o universo já esteve em um estado extremamente quente e denso que se expandiu rapidamente. Esta expansão continuou ao longo de milhares de milhões de anos para formar o universo tal como o conhecemos agora. Uma evidência que apoia esta teoria é a radiação cósmica de fundo em micro-ondas, que é o brilho residual do Big Bang, detectada em todas as direções do céu, sugerindo que o Universo se expandiu a partir de um estado muito quente e denso.
Sir Isaac Newton formulou três leis do movimento que descrevem a relação entre um corpo e as forças que atuam sobre ele, e seu movimento em resposta a essas forças. Essas leis foram a pedra angular no desenvolvimento da física clássica.
A teoria da relatividade de Albert Einstein é dividida em duas partes: relatividade especial e relatividade geral. A relatividade especial introduziu a ideia de que as leis da física são as mesmas para todos os observadores sem aceleração e mostrou que a velocidade da luz no vácuo é a mesma, independentemente da velocidade a que o observador viaja. A relatividade geral, por outro lado, generaliza isto para incluir a gravidade como uma propriedade do espaço e do tempo, ou espaço-tempo, em vez de uma força que actua à distância.
Uma das equações mais famosas desta teoria é \( E = mc^2 \) , que mostra a equivalência de massa e energia. Esta equação significa que uma pequena quantidade de massa pode ser convertida em uma grande quantidade de energia, explicando o poderoso resultado das reações nucleares e das estrelas, incluindo o nosso Sol.
A mecânica quântica é uma teoria fundamental da física que fornece uma descrição das propriedades físicas da natureza na escala dos átomos e das partículas subatômicas. Um dos princípios-chave da mecânica quântica é o princípio da incerteza, que afirma que não podemos saber com precisão a posição e o momento de uma partícula ao mesmo tempo. Este princípio desafia a ideia clássica de determinismo e introduz o conceito de probabilidades na compreensão fundamental da realidade física.
Um experimento que demonstra efeitos quânticos é o experimento de fenda dupla, que mostra que a luz e a matéria podem exibir características tanto de ondas quanto de partículas classicamente definidas, um fenômeno conhecido como dualidade onda-partícula. Quando os elétrons são disparados através de uma fenda dupla em uma tela, eles criam um padrão de interferência típico de ondas, não o que você esperaria se fossem simplesmente partículas.
A teoria dos germes das doenças postula que microorganismos conhecidos como patógenos ou "germes" podem causar doenças. Esta teoria foi desenvolvida em meados do século XIX por cientistas como Louis Pasteur e Robert Koch, que descobriram que os microrganismos causam fermentação e doenças, respectivamente. A teoria dos germes levou a avanços significativos na saúde pública, na higiene e no tratamento de doenças através de vacinas e antibióticos.
As teorias científicas fornecem uma estrutura para a compreensão do mundo natural. Baseiam-se em evidências empíricas e estão sujeitas a revisão à medida que novas evidências se tornam disponíveis. As teorias discutidas nesta lição constituem alguns dos conceitos fundamentais que moldaram o pensamento científico moderno.
