Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-05-26T20:23:14Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Fábio_dos_Anjos.pdf: 2990406 bytes, checksum: 04cdb7488a4e004746579cdb6677d299 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-26T20:23:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Fábio_dos_Anjos.pdf: 2990406 bytes, checksum: 04cdb7488a4e004746579cdb6677d299 (MD5) / Um problema que temos na Física contemporânea é a discrepância entre a massa total observada no Universo e a massa total prevista pela Lei da gravidade de Newton ou de Einstein. Existem dois caminhos propostos para tentar explicar esse desvio da previsão teórica: i) existe uma distribuição de matéria não observada que gera os efeitos gravitacionais observados, a chamada matéria escura; ii) em determinado regime a lei da gravidade deve ser modificada para produzir os efeitos observados, são chamadas no geral de modificações da lei da gravidade de Newton ou de Einstein. Atualmente a proposta da existência da matéria escura é a mais aceita pela comunidade cientifica. Porém, mesmo após grandes investimentos ainda não foi observada de forma direta. Isso abre espaço à segunda proposta e neste trabalho mostramos que a modificação da lei de gravidade, mais especificamente através da gravidade entrópica, é possível deduzir a lei empírica de Tully-Fisher, muito bem estabelecida e que domina a dinâmica das galáxias, além de preservar a relatividade geral de forma particular. A gravidade entrópica é um modelo que descreve a gravidade como uma força entrópica, a gravidade não seria uma interação fundamental mediada por uma partícula de calibre (gráviton), mas um processo emergente, uma consequência probabilística da tendência de sistemas físicos em aumentar a sua entropia. A proposta utiliza as leis de informação embutidas no princípio holográfico e a termodinâmica. Atualmente é uma nova linha de pesquisa muito ativa. Nesta dissertação são estudadas as consequências desse modelo, sempre atrelado com os dados observacionais. / A problem that we have in contemporary physics is the mass discrepancy in the total universe between what is observed and what is inferred by Einstein’s or Newton’s law of gravity. There are two proposed ways that try to explain this deviation from theoretical prevision: i) there is a matter distribution not observed wich generates the observed gravitational effects, it’s the so called dark matter; ii) in determined regime the law of gravity must be modified to produce the observed effects, in general these are called mo- difications of Newton’s or Einstein’s laws of gravity. Nowadays the proposed existence of dark matter is the most accepted by scientific the community. Yet even after great investment there’s no direct observation of such matter, this substantiate the second proposal. In this work we show a modification of gravity, the entropic gravity, from which it’s possible to deduce the empirical Tully-Fisher law, a well established law in galaxy dynamics, and it still preserves general relativity in particular. The entropic gravity is a model wich describes gravity as an entropic force, in this scenario gravity is not a fundamental interaction mediated through a gauge particle (graviton), instead it’s an emergent fenomenon, a consequence from the probabilistic tendency for physical systems to raise their entropy. This proposal utilizes the laws of information embedded in the holographic principle and thermodynamics. It’s a very active new line of research. In this dissertation We show the concequences from this model, always in conjunction with observed data.

Nas pesquisas que buscam a inserção da História e Filosofia da Ciência no Ensino de Física aparecem dois papeis principais para a Filosofia, a saber, o de atuar como estratégia didática para a compreensão conceitual e o de ser necessária para a compreensão da Natureza da Ciência. Com respeito ao primeiro, investigamos se a Filosofia pode ser mais do que apenas uma estratégia e passar a contribuir de maneira essencial, uma vez que identificamos nas propostas mencionadas que elas não trouxeram um modo de compreensão diferente dos que antes se criticava. Começamos analisando as relações entre Física e Filosofia e encontramos que o pensamento físico possui intersecções constitutivas com o pensamento filosófico, tanto na atribuição de significações, ao conectar as teorias formalizadas com o mundo físico, quanto na crítica de suas próprias teorias. Em seguida, exploramos a concepção de compreensão na Filosofia da Linguagem tardia de Wittgenstein. Para ele, a compreensão de um conceito não está em processos ou estados mentais, mas sim nos usos que fazemos das palavras em diferentes contextos, fundamentadas em uma normatividade presente na própria linguagem. O pensamento filosófico, como parte desta normatividade é também condição para a compreensão e formação de conceitos físicos em um grau suficiente para permitir a autonomia do sujeito. Exemplificamos nossa defesa a partir de um estudo teórico da mecânica newtoniana, explorando as questões metafísicas relacionadas ao problema do espaço e do movimento e através da análise de discussões entre professores em formação inicial, procurando observar o papel dos pressupostos filosóficos para a significação. Concluímos que, sem eles, havia grandes lacunas de significação que eram preenchidas por conceitos pertencentes a contextos não físicos, além de que a mecânica clássica era sinônima de um conjunto de pressupostos para a resolução de exercícios. Estes permitiram que os futuros professores fizessem descrições, deduções e classificações de fenômenos físicos, mas apenas em conjunto com as proposições filosóficas, passaram a permitir um grau mais alto de compreensão, bem como a formação de novas habilidades, tais como a elaboração de hipóteses, argumentações, deduções e críticas. / Most proposals that advocate the inclusion of history and philosophy of science in physics curriculum award two main roles to philosophy: as a teaching strategy for conceptual understanding and as a method to understand the Nature of Science. With respect to the first role, we inquire whether philosophy can be more than just a teaching strategy and to contribute in an essential way instead, as we find that the above-mentioned proposals do not yield better results in terms of conceptual understanding then the methods criticized by them. We begin by analysing the relationship between physics and philosophy and we find that physical thinking has constitutive intersections with philosophical thought, so much in assigning meanings in order to connect formalized theories to the world as in the criticism of its own theories. Then we explore the conception of understanding in the philosophy of language of the late Wittgenstein. For him, understanding of a concept is not a mental process or state, but it rather consists in the use we make of the words in different contexts, based on the normativity present in language itself. Philosophical thought, as a part of this normativity is also a condition for the comprehension and development of physicals concepts in a level sufficient for the subject\'s autonomy. We exemplify our conclusions in theoretical study of newtonian mechanics, exploring the metaphysical questions related to the problem of space and movement and analyzing discussions among teachers in initial training, trying to observe the role of philosophical assumptions in shaping meanings. We conclude that, without them, there were great significance gaps, which were filled with concepts belonging to non-physical contexts, and that classical mechanics was synonymous to a set of assumptions for solving exercises. These assumptions enabled the prospective teachers to make descriptions, deductions and classifications of physical phenomena, but only together with philosophical propositions, did they increased the degree of understanding and enable formation of new skills, such as development of hypothesis, argumentation and criticism.

Nas pesquisas que buscam a inserção da História e Filosofia da Ciência no Ensino de Física aparecem dois papeis principais para a Filosofia, a saber, o de atuar como estratégia didática para a compreensão conceitual e o de ser necessária para a compreensão da Natureza da Ciência. Com respeito ao primeiro, investigamos se a Filosofia pode ser mais do que apenas uma estratégia e passar a contribuir de maneira essencial, uma vez que identificamos nas propostas mencionadas que elas não trouxeram um modo de compreensão diferente dos que antes se criticava. Começamos analisando as relações entre Física e Filosofia e encontramos que o pensamento físico possui intersecções constitutivas com o pensamento filosófico, tanto na atribuição de significações, ao conectar as teorias formalizadas com o mundo físico, quanto na crítica de suas próprias teorias. Em seguida, exploramos a concepção de compreensão na Filosofia da Linguagem tardia de Wittgenstein. Para ele, a compreensão de um conceito não está em processos ou estados mentais, mas sim nos usos que fazemos das palavras em diferentes contextos, fundamentadas em uma normatividade presente na própria linguagem. O pensamento filosófico, como parte desta normatividade é também condição para a compreensão e formação de conceitos físicos em um grau suficiente para permitir a autonomia do sujeito. Exemplificamos nossa defesa a partir de um estudo teórico da mecânica newtoniana, explorando as questões metafísicas relacionadas ao problema do espaço e do movimento e através da análise de discussões entre professores em formação inicial, procurando observar o papel dos pressupostos filosóficos para a significação. Concluímos que, sem eles, havia grandes lacunas de significação que eram preenchidas por conceitos pertencentes a contextos não físicos, além de que a mecânica clássica era sinônima de um conjunto de pressupostos para a resolução de exercícios. Estes permitiram que os futuros professores fizessem descrições, deduções e classificações de fenômenos físicos, mas apenas em conjunto com as proposições filosóficas, passaram a permitir um grau mais alto de compreensão, bem como a formação de novas habilidades, tais como a elaboração de hipóteses, argumentações, deduções e críticas. / Most proposals that advocate the inclusion of history and philosophy of science in physics curriculum award two main roles to philosophy: as a teaching strategy for conceptual understanding and as a method to understand the Nature of Science. With respect to the first role, we inquire whether philosophy can be more than just a teaching strategy and to contribute in an essential way instead, as we find that the above-mentioned proposals do not yield better results in terms of conceptual understanding then the methods criticized by them. We begin by analysing the relationship between physics and philosophy and we find that physical thinking has constitutive intersections with philosophical thought, so much in assigning meanings in order to connect formalized theories to the world as in the criticism of its own theories. Then we explore the conception of understanding in the philosophy of language of the late Wittgenstein. For him, understanding of a concept is not a mental process or state, but it rather consists in the use we make of the words in different contexts, based on the normativity present in language itself. Philosophical thought, as a part of this normativity is also a condition for the comprehension and development of physicals concepts in a level sufficient for the subject\'s autonomy. We exemplify our conclusions in theoretical study of newtonian mechanics, exploring the metaphysical questions related to the problem of space and movement and analyzing discussions among teachers in initial training, trying to observe the role of philosophical assumptions in shaping meanings. We conclude that, without them, there were great significance gaps, which were filled with concepts belonging to non-physical contexts, and that classical mechanics was synonymous to a set of assumptions for solving exercises. These assumptions enabled the prospective teachers to make descriptions, deductions and classifications of physical phenomena, but only together with philosophical propositions, did they increased the degree of understanding and enable formation of new skills, such as development of hypothesis, argumentation and criticism.