Uma Nova Historia do Tempo - Stephen Hawking, Notas de estudo de Ciências Biologicas

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"Quando o mundo estiver unido na busca do conhecimento, e não mais lutando por dinheiro e poder, então nossa sociedade poderá enfim evoluir a um novo nível."

Título original A briefer history of time

Copy right © 2005, Stephen Hawking Copy right da tradução © 2005, Ediouro Publicações S. A.

Criação/formatação ePub Relíquia

Tradução Vera de Paula Assis

Capa Adriana Moreno foto: Miguel Riopa/Gctty Images

Revisão técnica Laerte Sodré Jr.

Copidesque Pina Bastos

Revisão Rachel Agavino

Produção editorial Paulo Veiga

PocketOuro é um selo da Agir Editora Ltda. Todos os direitos reservados. Rua Nova Jerusalém, 545 - Bonsucesso Rio de Janeiro - RJ - CEP: 21042- Tel: (21) 3882-8200 - Fax: (21) 3882-8212/

CIP-BRASIL. CATALOGAÇÃO-NA-FONTE SINDICATO NACIONAL DOS EDITORES DE LIVROS, RJ H325n Hawking, S. W. (Stephen W.), 1942 - Uma nova história do tempo / Stephen Hawking e Leonard Mlodinow; tradução Vera de Paula Assis. - Rio de Janeiro: PocketOuro, 2008. il.

Tradução de: Abriefer history of time Inclui bibliografia ISBN 978-85-61706-07-

1. Cosmologia. 2. Espaço e tempo. I. Mlodinow, Leonard, 1954 -, II. Título.

08-4276. CDD: 523-1 CDU: 524

Agradecimentos

Agradecemos à nossa editora, Ann Harris, da Bantam, por nos emprestar sua considerável experiência e talento em nossos esforços para aprimorar o manuscrito. A Glen Edelstein, diretor de arte da Bantam, por seus incansáveis esforços e por sua paciência. À nossa equipe de arte, Philip Dunn, James Zhang e Kees Veenenbos, por dedicar parte do tempo para aprender um pouco de física e, então, sem sacrificar o conteúdo científico, dar uma aparência fabulosa ao livro. Aos nossos agentes, Al Zuckerman e Susan Ginsburg, da Writer’s House, por sua inteligência, afeição e apoio. A Monica Guy, pela leitura da prova gráfica. E àqueles que generosamente leram várias versões provisórias do manuscrito na nossa busca por passagens que poderiam ser mais bem elucidadas: Donna Scott, Alexei Mlodinow, Nicolai Mlodinow, Mark Hillery, Joshua Webman, Stephen Youra, Robert Barkovitz, Martha Lowther, Katherine Bali, Amanda Bergen, Jeffrey Boehmer, Kimberly Comer, Peter Cook, Matthew Dickinson, Drew Donovanik, David Fralinger, Eleanor Grewal, Alicia Kingston, Victor Lamond, Michael Melton, My chael Mulhern, Matthew Richards, Michelle Rose, Sarah Schmitt, Curtis Simmons, Christine Webb e Christopher Wright.

Prefácio

O título deste livro difere em uma única palavra do título de um livro publicado pela primeira vez em 1988. Uma breve história do tempo esteve na lista de best-sellers do Sunday Times londrino durante 137 semanas e vendeu cerca de um exemplar para cada grupo de 750 homens, mulheres e crianças na terra. Foi um incrível sucesso para um livro que enfocou algumas das questões mais difíceis da física moderna. Contudo, tais questões também são extremamente empolgantes, pois abordam as grandes perguntas básicas: O que realmente sabemos sobre 0 universo? Como sabemos? De onde veio e para onde está indo o universo? Estas questões foram a essência de Uma breve história do tempo e também são o foco deste livro. Nos anos seguintes à publicação de Uma breve história do tempo, as reações ao livro vieram de leitores de todas as idades, de todas as profissões e de todo o mundo. Um pedido muitas vezes repetido foi o de uma nova versão, que mantivesse a essência de Uma breve história mas explicasse os conceitos mais importantes de uma maneira mais clara, mais pausada. Embora fosse razoável esperar que tal livro tivesse o título Uma menos breve história do tempo, também tinha ficado claro que poucos leitores estão em busca de uma dissertação volumosa própria para um curso de cosmologia em nível universitário. Assim, esta é a presente abordagem. Ao escrever Uma nova história do tempo, mantivemos e ampliamos a essência do livro original, embora tenhamos tido o cuidado de manter o tamanho e a legibilidade. Esta história é brevíssima, pois uma parte do conteúdo mais técnico foi deixada de fora, mas achamos que isso foi mais do que compensado por um tratamento mais sagaz do material que é realmente o coração do livro. Aproveitamos também a oportunidade para atualizar a obra e incluir novos resultados teóricos e observacionais. Uma nova história do tempo descreve o progresso recente feito na busca por uma teoria unificada completa de todas as forças da física. Em particular, descreve o progresso obtido na teoria das cordas e nas “dualidades” ou correspondências entre teorias aparentemente diferentes da física, que constitui um indício de que existe uma teoria unificada da física. No lado observacional, o livro inclui novas e importantes observações, como as feitas pelo satélite Explorador da Radiação Cósmica de Fundo (COBE, nas iniciais inglesas) e pelo Telescópio Espacial Hubble{*} Cerca de quarenta anos atrás, Richard Fey nman disse: “Temos a sorte de viver numa era em que ainda estamos fazendo descobertas. E como a descoberta da América — você só a descobre uma vez. A era em que vivemos é aquela na qual estamos descobrindo as leis fundamentais da natureza.” Hoje, estamos mais perto do que nunca de entender a natureza do universo. Nosso objetivo ao escrever este livro é compartilhar parte da excitação dessas descobertas e a nova representação da realidade que está consequentemente emergindo.

Capítulo 1

PENSANDO SOBRE O UNIVERSO

Vivemos num estranho e maravilhoso universo. Apreciar sua idade, tamanho, violência e beleza exige uma imaginação extraordinária. O lugar que nós, seres humanos, ocupamos neste vasto cosmo pode parecer bem insignificante, e, portanto, tentamos dar um sentido a tudo isso e ver onde é que nos encaixamos. Algumas décadas atrás, um cientista famoso (alguns dizem que teria sido Bertrand Russell) deu uma palestra pública sobre astronomia. Ele descreveu como a Terra gira numa órbita ao redor do Sol e como o Sol, por sua vez, gira ao redor do centro de uma vasta coleção de estrelas que chamamos de nossa galáxia. No final da palestra, uma velhinha, no fundo da sala, levantou-se e disse: “O que você nos disse é uma grande bobagem. O mundo é, na verdade, um prato chato apoiado nas costas de uma tartaruga gigante.” O cientista lançou um sorriso superior antes de replicar: “E a tartaruga está de pé sobre o quê?” “Você é muito esperto, meu jovem, muito esperto”, disse a senhora. “Acontece que são tartarugas de cima a baixo!” Hoje em dia, a maioria das pessoas acharia bastante ridícula a imagem do nosso universo como uma torre infinita de tartarugas. Mas por que deveríamos supor que nosso conhecimento é melhor? Esqueça por um minuto o que você sabe — ou acha que sabe — sobre o espaço. Então, olhe fixamente para cima, para o céu noturno. Como você interpretaria todos aqueles pontos de luz? Seriam fogos minúsculos? Pode ser difícil imaginar o que eles realmente são, pois o que realmente são está muito além de nossa experiência comum. Se você costuma ficar observando as estrelas, é provável que já tenha visto uma luz fugidia que paira perto do horizonte no crepúsculo. E um planeta, Mercúrio, mas ele não é nem um pouco parecido com nosso próprio planeta. Um dia em Mercúrio dura dois terços do ano na Terra. A superfície atinge temperaturas acima de 400 graus Celsius quando o Sol aparece e depois cai para quase -200 graus Celsius às altas horas da noite. Por mais diferente que Mercúrio seja de nosso próprio planeta, é muito mais difícil imaginar uma estrela típica, que é uma enorme fornalha que queima bilhões de quilos de matéria a cada segundo e atinge temperaturas de dezenas de milhões de graus em seu núcleo. Outra coisa difícil de imaginar é a que distância os planetas e as estrelas realmente estão. Os chineses antigos construíram torres de pedra para que conseguissem ter uma visão mais próxima das estrelas. É natural imaginar que as estrelas e os planetas estejam muito mais perto do que realmente estão — afinal, no dia-a-dia, não temos experiência alguma com as enormes distâncias do espaço. Essas distâncias são tão imensas que nem sequer faz sentido medi-las em metros ou quilômetros, como medimos a maioria dos comprimentos. Em vez disso, usamos o ano-luz, que é a distância que a luz percorre em um ano. Em um único segundo, um feixe de luz percorrerá 300 mil quilômetros; logo, um ano-luz

é uma distância muitíssimo grande. A estrela mais próxima, com exceção do nosso Sol, é chamada Próxima do Centauro (também conhecida como Alfa do Centauro C), que está a uma distância de aproximadamente quatro anos-luz. Isto é tão longe que, mesmo com a mais veloz espaçonave atualmente nas pranchetas, uma viagem até ela levaria cerca de 10 mil anos. Os povos antigos tentaram com afinco entender o universo, mas eles ainda não tinham desenvolvido nossa matemática e ciência. Hoje, temos ferramentas poderosas: ferramentas mentais, como a matemática e o método científico, e ferramentas tecnológicas, como os computadores e os telescópios. Com a ajuda dessas ferramentas, os cientistas juntaram um bocado de conhecimento sobre o espaço. Mas o que realmente sabemos sobre o universo e como é que sabemos? De onde veio o universo? Para onde está indo? O universo teve um início e, em caso afirmativo, o que aconteceu antes disso? Qual a natureza do tempo? Ele algum dia chegará a um fim? Podemos voltar no tempo? Recentes avanços na física, que se tornaram possíveis em parte pela nova tecnologia, sugerem respostas a algumas dessas perguntas antigas. Algum dia, essas respostas poderão parecer tão óbvias para nós quanto a Terra orbitando o Sol — ou, quem sabe, tão ridículas quanto uma torre de tartarugas. Só o tempo (o que quer que possa ser) dirá.

acreditava nisso porque sentia, por razões místicas, que a Terra era o centro do universo e que o movimento circular era o mais perfeito. No século II a. C., outro grego, Ptolomeu, transformou esta idéia em um modelo completo dos céus (il. p. 197). Ptolomeu era apaixonado por seus estudos. “Quando sigo a meu bel-prazer a profusão cerrada das estrelas em seu curso circular” escreveu ele, “meus pés não mais tocam a Terra.” No modelo de Ptolomeu, oito esferas em rotação circundavam a Terra. Cada esfera era sucessivamente maior do que a anterior, algo parecido com uma boneca russa que abriga outras dentro de si. A Terra estava no centro das esferas. Nunca ficou muito claro o que haveria além da última esfera, mas com certeza não fazia parte do universo observável da humanidade. Portanto, a esfera mais externa era uma espécie de limite, ou recipiente, do universo. As estrelas ocupavam posições fixas nessa esfera e, então, quando esta última girava, as estrelas permaneciam nas mesmas posições relativas entre si e giravam juntas, como um grupo, cruzando o céu, exatamente como observamos. As esferas internas transportavam os planetas. Estes não estavam fixados às respectivas esferas como estavam as estrelas, mas moviam-se sobre suas esferas em pequenos círculos chamados epiciclos. Já que as esferas planetárias giravam em rotação e os próprios planetas moviam-se sobre suas esferas, as trajetórias por eles seguidas em relação à Terra eram complexas. Desta maneira, Ptolomeu foi capaz de explicar o fato de as trajetórias observadas dos planetas serem bem mais complicadas do que simples círculos cruzando o céu. O modelo de Ptolomeu forneceu um sistema relativamente preciso para a previsão das posições dos corpos celestes no céu. Para prever corretamente essas posições, contudo, Ptolomeu teve que partir de uma premissa de que a Lua seguia uma trajetória que, às vezes, a trazia duas vezes mais para perto da Terra. E isso significava que, às vezes, a Lua deveria parecer ter o dobro do tamanho! Ptolomeu reconheceu essa imperfeição, mas, ainda assim, seu modelo foi geralmente, mas não universalmente, aceito. Foi adotado pela Igreja Católica como a representação do universo que estava de acordo com as escrituras, pois tinha a grande vantagem de deixar muito espaço fora da esfera das estrelas fixas para o Paraíso e o Inferno. Outro modelo, contudo, foi proposto em 1514 por um padre polonês, Nicolau Copérnico. (No início, talvez por medo de ser acusado de heresia por sua Igreja, Copérnico fez seu modelo difundir-se anonimamente.) Copérnico teve a idéia revolucionária de que nem todos os corpos celestes devem orbitar a Terra. De fato, sua idéia era de que o Sol estava estacionário no centro do Sistema Solar e que a Terra e os planetas se moviam em órbitas circulares em torno do Sol. Assim como o modelo de Ptolomeu, o de Copérnico funcionava bem, mas não tinha uma correspondência perfeita com a observação. No entanto, por ser bem mais simples do que o modelo de Ptolomeu, seria de se esperar que as pessoas o adotassem. Entretanto, quase um século se passou antes que sua idéia fosse levada a sério. Então, dois astrônomos — o alemão Johannes Kepler e o italiano Galileu Galilei — começaram a apoiar publicamente a teoria copernicana. Em 1609, Galileu começou a observar o céu noturno com um telescópio, que acabara de ser inventado. Ele descobriu, ao examinar o planeta Júpiter, que

este era acompanhado por vários pequenos satélites, ou luas, que giravam em torno dele. Isso significava que nem tudo precisava orbitar diretamente ao redor da Terra, como pensavam Aristóteles e Ptolomeu. Ao mesmo tempo, Kepler aperfeiçoou a teoria de Copérnico, sugerindo que os planetas se moviam não em círculos, mas em elipses. Com essa alteração, as previsões da teoria subitamente coincidiram com as observações. Esses eventos foram os golpes de misericórdia no modelo ptolomaico. Embora as órbitas elípticas melhorassem o modelo de Copérnico, no que dizia respeito a Kepler eram apenas um artificio usado para formular a hipótese. Isso porque Kepler tinha idéias preconcebidas sobre a natureza que não se baseavam em observação alguma: assim como Aristóteles, ele simplesmente acreditava que as elipses eram menos perfeitas do que os círculos. A idéia de planetas movendo-se ao longo de tais trajetórias imperfeitas chocava-o, pois ele a considerava muito feia para ser a verdade final. Outra coisa que incomodava Kepler era não conseguir tornar as órbitas elípticas compatíveis com sua idéia de que seriam as forças magnéticas que faziam os planetas orbitarem o Sol. Embora estivesse errado sobre as forças magnéticas serem a razão das órbitas dos planetas, damos a ele o crédito de perceber que deveria existir uma força responsável pelo movimento. A verdadeira explicação do motivo pelo qual os planetas orbitam o Sol só foi oferecida muito mais tarde, em 1687, quando sir Isaac Newton publicou sua obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Princípios matemáticos da filosofia natural ou, simplesmente, Principia mathematica ), provavelmente a mais importante obra isolada já publicada nas ciências físicas. Nos Principia, Newton apresentou uma lei de acordo com a qual todos os objetos em repouso permanecem naturalmente em repouso, a menos que uma força aja sobre eles, e descreveu como os efeitos da força fazem um objeto mover-se ou alteram seu movimento. Então, por que os planetas se movem em elipses ao redor do Sol? Newton disse que uma determinada força era responsável e defendeu que era a mesma força que fazia os objetos caírem na Terra, em vez de permanecerem em repouso quando você os soltava. Ele chamou tal força de gravidade (antes de Newton, a palavra gravidade significava apenas um humor sério ou uma qualidade de peso). Ele também inventou a fórmula que demonstrou numericamente como os objetos reagem quando uma força, como a da gravidade, age sobre eles e resolveu as equações resultantes. Dessa maneira, ele foi capaz de mostrar que, devido à gravidade do Sol, a Terra e outros planetas deveriam mover-se numa elipse — exatamente como Kepler previra! Newton afirmou que suas leis se aplicavam a tudo no universo, de uma maçã em queda às estrelas e planetas. Foi a primeira vez na história que alguém explicou o movimento dos planetas em termos de leis que também determinam o movimento na Terra e foi o princípio da física e da astronomia modernas. Sem o conceito de esferas de Ptolomeu, não havia mais motivo algum para pressupor que o universo tivesse um limite natural, a esfera mais externa. Além do mais, já que as estrelas pareciam não alterar suas posições, a não ser por uma rotação através do céu causada pela Terra girando em seu próprio eixo, tornou-se natural supor que as estrelas eram objetos como o nosso Sol, mas muitíssimo

Capítulo 3

A NATUREZA DE UMA TEORIA CIENTÍFICA

Para falar sobre a natureza do universo e discutir questões como, por exemplo, se ele possui um início e um fim, é necessário deixar bem claro o que é uma teoria científica. Consideremos a visão simplória de que a teoria é tão- somente um modelo do universo, ou de uma parte restrita dele, e um conjunto de regras que relacionam quantidades no modelo com as observações que fazemos. Ela existe apenas em nossas mentes e não tem qualquer outra realidade (o que quer que isso possa significar). Uma teoria será boa se satisfizer duas exigências. Ela deve descrever com exatidão uma grande classe de observações com base em um modelo que contenha somente poucos elementos arbitrários e deve fazer previsões bem definidas sobre os resultados de observações futuras. Por exemplo, Aristóteles acreditava na teoria de Empédocles de que tudo era feito de quatro elementos: terra, ar, fogo e água. Isso era suficientemente simples, mas não fazia quaisquer previsões definidas. Por outro lado, a teoria da gravidade de Newton se baseava em um modelo mais simples ainda, no qual os corpos se atraíam reciprocamente com uma força que era proporcional a uma quantidade chamada de massa de cada um e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles. Contudo, ela prevê os movimentos do Sol, da Lua e dos planetas com um alto grau de precisão. Qualquer teoria física é sempre provisória, no sentido de ser apenas uma hipótese: nunca é possível prová-la. Não importa quantas vezes os resultados dos experimentos estejam de acordo com alguma teoria, você nunca poderá ter certeza de que, na próxima vez, o resultado não a contradirá. Por outro lado, você pode desacreditar uma teoria encontrando uma única observação que seja discordante de suas previsões. Como enfatizou o filósofo da ciência Karl Popper, uma boa teoria é caracterizada pelo fato de fazer várias previsões que, em princípio, poderiam ser refutadas ou invalidadas pela observação. A cada vez que se observa que novos experimentos são concordantes com as previsões, a teoria sobrevive e aumenta a nossa confiança nela; porém, se algum dia for constatado que uma nova observação é discordante, precisaremos abandonar ou modificar a teoria. Pelo menos é isso o que supostamente deve acontecer, mas é sempre possível questionar a competência da pessoa que realizou a observação. Na prática, o que ocorre frequentemente é que uma nova teoria concebida é, na verdade, uma extensão da teoria anterior. Por exemplo, observações bem precisas do planeta Mercúrio revelaram uma pequena diferença entre seu movimento e as previsões da teoria da gravidade de Newton. A teoria da relatividade geral de Einstein previu um movimento ligeiramente diferente daquele da teoria de Newton, O fato de as previsões de Einstein terem coincidido com aquilo que foi observado, enquanto as de Newton não coincidiam, foi uma

das confirmações cruciais da nova teoria. Contudo, ainda usamos a teoria de Newton para a maioria das finalidades práticas porque a diferença entre suas previsões e as da relatividade geral é muito pequena nas situações com que normalmente lidamos. (A teoria de Newton tem ainda a grande vantagem de ser muito mais simples de se trabalhar do que a de Einstein!) O objetivo final da ciência é oferecer uma única teoria que descreva o universo inteiro. Entretanto, o enfoque seguido pela maioria dos cientistas é, na verdade, separar o problema em duas partes. Em primeiro lugar, existem as leis que nos informam como o universo se altera com o decorrer do tempo. (Se soubermos qual a aparência do universo em qualquer dado momento, essas leis nos informarão que aparência ele terá em qualquer dado momento futuro.) Segundo, existe a questão do estado inicial do universo. Algumas pessoas acham que a ciência deveria se dedicar apenas à primeira parte; elas consideram a questão da situação inicial uma questão para a metafísica ou para a religião. Elas diriam que Deus, sendo onipotente, poderia ter dado início ao universo de qualquer maneira que Lhe aprouvesse. Pode ser que sim, mas, nesse caso, Ele também poderia ter feito com que o universo se desenvolvesse de uma maneira inteiramente arbitrária. Contudo, parece que Deus optou por fazê-lo evoluir de uma maneira bem regular, de acordo com certas leis. Logo, parece igualmente razoável supor que também existam leis que governem o estado inicial. Acontece que é muito difícil inventar uma teoria que descreva o universo de uma só vez. Pelo contrário, decompomos o problema em pedaços e inventamos várias teorias parciais. Cada uma dessas teorias parciais descreve e prevê uma determinada e limitada classe de observações, desconsiderando os efeitos de outras quantidades ou representando-os por simples conjuntos de números. É possível que este enfoque esteja inteiramente errado. Se tudo no universo depender de tudo o mais de uma maneira fundamental, poderia ser impossível chegar mais perto de uma solução completa através da investigação de partes isoladas do problema. Ainda assim, foi dessa maneira que fizemos progresso no passado. O exemplo clássico é novamente a teoria newtoniana da gravidade, que nos informa que a força gravitacional entre dois corpos depende somente de um único número associado a cada corpo — sua massa —, sendo, em todos os outros sentidos, independente daquilo de que os corpos são feitos. Portanto, não precisamos ter uma teoria da estrutura e constituição do Sol e dos planetas para calcular suas órbitas. Hoje, os cientistas descrevem o universo em termos de duas teorias parciais básicas — a teoria da relatividade geral e a mecânica quântica. Estas são as grandes conquistas intelectuais da primeira metade do século XX. A teoria da relatividade geral descreve a força da gravidade e a estrutura em grande escala do universo, isto é, desde estruturas em escalas de apenas alguns quilômetros até do tamanho de um milhão de milhão de milhão de milhão (1 com 14 zeros depois dele) de quilômetros, o tamanho do universo observável. A mecânica quântica, por outro lado, lida com fenômenos em escalas extremamente pequenas, como um milionésimo de milionésimo de centímetro. Infelizmente, contudo, essas duas teorias são sabidamente incoerentes entre si — não é possível que ambas estejam corretas. Um dos maiores empreendimentos da física hoje, e o principal tema

mundo. Ainda hoje almejamos saber por que estamos aqui e de onde viemos. O mais profundo desejo da humanidade pelo conhecimento é uma justificativa suficiente para nossa contínua procura. E nosso objetivo não é nada menos do que uma descrição completa do universo em que vivemos.

Capítulo 4

O UNIVERSO DE NEWTON

Nossas idéias atuais sobre o movimento dos corpos remontam a Galileu e Newton. Antes deles, as pessoas acreditavam em Aristóteles, que disse que o estado natural de um corpo era estar em repouso, só se movendo impelido por uma força ou impulso. Seguia-se que um corpo mais pesado cairia mais rapidamente que outro porque seria mais puxado em direção à terra. A tradição aristotélica também sustentava que era possível descobrir todas as leis que governam o universo através do pensamento puro: não era necessário confirmar pela observação. Portanto, até Galileu, ninguém se deu o trabalho de ver se os corpos de diferentes pesos de fato caíam a diferentes velocidades. Dizem que Galileu, para demonstrar que a crença de Aristóteles era falsa, teria deixado cair pesos da Torre Inclinada de Pisa, na Itália. É quase certo que essa história seja inverídica, mas Galileu realmente fez algo equivalente: deixou bolas de diferentes pesos rolarem para baixo em um declive liso. A situação é semelhante à dos corpos pesados caindo verticalmente, mas é mais fácil de observar porque as velocidades são menores. As medições de Galileu indicaram que cada corpo aumentava sua velocidade em taxas iguais, não importando qual fosse o seu peso. Por exemplo, se você soltar uma bola num declive, cuja altura diminui em um metro a cada dez metros que você avança, a bola estará se deslocando pelo declive a uma velocidade de cerca de 1 metro por segundo depois de um segundo, de 2 metros por segundo depois de dois segundos, e assim por diante, por mais pesada que seja a boia. É claro que um peso de chumbo cairia mais rápido do que uma pena, mas isso acontece somente porque a pena é desacelerada pela resistência do ar. Se você deixar cair dois corpos que não tenham muita resistência ao ar, por exemplo, dois diferentes pesos de chumbo, eles cairão com a mesma velocidade. (Logo veremos por que isso acontece.) Na Lua, onde não existe ar para desacelerar os objetos em queda, o astronauta David R. Scott realizou o experimento da pena e do peso de chumbo e constatou que, de fato, eles atingiram o chão ao mesmo tempo. As medições de Galileu foram usadas por Newton como a base de suas leis do movimento. Nos experimentos de Galileu, à medida que um corpo rolava declive abaixo, sobre ele sempre agia a mesma força (seu peso), e o efeito era fazê-lo acelerar constantemente, Isso mostrava que o verdadeiro efeito de uma força é sempre alterar a velocidade de um corpo, e não simplesmente colocá-lo em movimento, como se pensava anteriormente. Também significava que, sempre que não existir força alguma agindo sobre um corpo, este continuará num movimento em linha reta à mesma velocidade. Essa idéia foi explicitamente exposta pela primeira vez em 1687, nos Principia Mathematica de Newton, sendo conhecida como a primeira lei de Newton. O que acontece a um corpo quando uma força de fato age sobre ele é dado pela segunda lei de