Do óculos ao James Webb: a breve história iluminada da óptica

A óptica, ou o aprimoramento da nossa visão natural, foi um dos maiores catalisadores da ciência nos últimos 500 anos. Curiosamente, não foi o interesse científico, mas questões mais práticas que levaram aos avanços iniciais na óptica, começando por volta de 1440, quando Johannes Gutenberg inventou sua prensa tipográfica. Em pouco tempo, livros, que antes eram uma raridade, se tornaram um fenômeno popular. Todo esse novo material significava que mais conhecimento estava circulando, mas também que mais pessoas estavam forçando os olhos, provavelmente ao ler à luz de velas.

E embora os óculos tenham sido inventados na Itália por volta de 1286, a necessidade de óculos de leitura aumentou substancialmente.

Agora que as pessoas podiam usar lentes para ver as coisas com mais clareza, começaram a se perguntar se a visão poderia ser aprimorada para ver coisas que o olho humano não conseguia perceber por seus próprios dispositivos.

Robert Hooke se dedicou à microscopia e, em 1665, publicou suas descobertas sobre mundos dentro de mundos, que chamou de "células" no livro "Micrographia".

No outro extremo do espectro, Galileo di Vincenzo Bonaulti de Galilei inovou com lentes telescópicas e, em 1609, aprimorou um telescópio até ter um instrumento poderoso o suficiente para ver objetos distantes no céu com uma precisão que ninguém antes dele tinha.

Ele descobriu que a Lua tinha crateras e montanhas, que Júpiter tinha suas próprias luas, e todo o sistema que governa a Terra e o espaço foi questionado. Nem todos ficaram entusiasmados com todas as coisas que Galileu viu.

Por exemplo, ensinava-se na época que a Lua era uma esfera perfeitamente lisa. No entanto, ali estava a prova visual que era terrivelmente difícil de desconsiderar.

Ao encontrar luas ao redor de Júpiter, ele também comprovou o que Johannes Kepler havia presumido: que a Terra não era o centro do universo, dissipando outro dogma central da época de Galileu.

Por causa de suas "crenças", ele foi julgado pela Inquisição, considerado "veementemente suspeito de heresia" e forçado a se retratar, e passou o resto de sua vida em prisão domiciliar.

Então, quase exatamente um ano após a morte de Galileu, Isaac Newton nasceu. Muitas coisas desconhecidas estavam visíveis por enquanto, mas grande parte delas era simplesmente a base para novas perguntas.

O que era a luz, afinal? E a cor, aliás? Quais eram as leis que governavam a Terra e os céus?
E poderíamos capturá-las por meio de observação atenta?

Newton experimentou extensivamente com óptica e passou a entender a luz como algo substancial e as cores como componentes da luz em diferentes frequências.

Antes de Newton, acreditava-se amplamente que a cor se devia a diferentes quantidades de luz, com o vermelho representando muita luz e o azul sendo predominantemente escuro.

Os experimentos com prismas de Newton mostraram que a luz branca não só podia ser decomposta em suas cores componentes com um prisma, como também que uma segunda lente podia recompor essas cores em luz branca novamente, demonstrando assim que a cor era uma questão de refração da luz e não de quão clara ou escura ela era.

Os estudos de óptica de Newton levaram ao desenvolvimento do telescópio refletor. Isso, juntamente com seu estudo do movimento planetário, levou à sua teoria da gravitação, um dos maiores exemplos do mundo de aprender a ver algo invisível observando seu efeito sobre coisas visíveis.

Então, avançando algumas centenas de anos, aqui estamos. Evoluímos de uma única lente para uma óptica que revela o nascimento de uma estrela em outra galáxia, ou uma criança se desenvolvendo no útero, ou um elétron girando em torno de um átomo.

Em uma época em que tanto é visível, como vemos o mundo ao nosso redor importa ainda mais do que o que vemos.

Veremos um mundo onde tudo o que é importante já foi descoberto? Ou veremos uma em que as descobertas de ontem são apenas uma porta de entrada para os avanços de amanhã?