O que exatamente é a luz?

A luz é parte crucial para nossa compreensão do universo que no cerca. Afinal, sem ela não poderíamos ver absolutamente nada! Mas muito além de apenas claridade, a luz possui diversas funções tanto na natureza, quanto na própria maneira como estudamos o Universo, além de ser uma forma de medirmos distância. Vamos conhecer um pouco mais sobre o que realmente é a luz?

Para começo de conversa, a luz é uma forma de radiação eletromagnética que podemos ver a olho nu. Mas a luz é mais do que radiação, um de seus aspectos mais intrigantes é sua dualidade onda-partícula, o que significa que ela pode se comportar tanto como uma onda quanto como uma partícula.

No século XVII, Isaac Newton propôs que a luz era composta por pequenas partículas chamadas “corpúsculos”, que viajavam em linha reta. Sua teoria corpuscular foi útil para explicar fenômenos como a reflexão e refração, mas não conseguia descrever outros, como a difração e interferência, que são características mais associadas a ondas.

Porém, no século XIX, James Clerk Maxwell trouxe uma nova perspectiva ao demonstrar que a luz era, na verdade, uma onda eletromagnética. Ele unificou os conceitos de eletricidade e magnetismo em suas equações, provando que a luz viaja como ondas de campos elétricos e magnéticos que oscilam perpendicularmente entre si. Isso explicou que a luz podia viajar pelo vácuo, sem necessidade de um meio material.

Leia mais:

Mas foi somente no início do século XX, que Albert Einstein complementou essas ideias ao propor o conceito de fótons, partículas discretas de energia que compõem a luz. Sua explicação do efeito fotoelétrico mostrou que, embora a luz se comportasse como uma onda, ela também tinha uma natureza particulada, o que foi fundamental para o desenvolvimento da mecânica quântica.

*Ilustração de um “superfóton” criado quando os físicos transformaram fótons de luz em um condensado de Bose-Einstein. Imagem: Jan Klaers/Universidade de Bonn*

Mas a luz também é considerada como o limite de velocidade universal. Com uma velocidade de, aproximadamente 300.000 km/s no vácuo, a luz é considerada a velocidade máxima possível no Universo.

Isso se deve às leis da relatividade de Einstein, que afirmam que, à medida que um objeto com massa acelera, ele requer cada vez mais energia para continuar a acelerar. Quando ele se aproxima da velocidade da luz, sua massa efetiva aumenta ao ponto de se tornar infinita, e a energia necessária para continuar acelerando também se tornaria infinita. Portanto, nenhum objeto com massa pode alcançar ou ultrapassar a velocidade da luz, pois exigiria uma quantidade de energia impossível de ser fornecida.

Assim, a luz não apenas define um dos aspectos fundamentais da física moderna, mas sua velocidade é também o limite máximo para a viagem de qualquer coisa no universo, uma constatação revolucionária que ainda influencia a ciência e a tecnologia hoje.