Aos cem anos, teoria da relatividade continua atual

A teoria da relatividade geral de Albert Einstein transformou nossa compreensão do universo e seus fenômenos

Washington – A teoria da relatividade geral de Albert Einstein, que transformou nossa compreensão do universo e seus fenômenos, comemora seu centenário este ano sem ter perdido vigor.

Todos os experimentos realizados para verificação conseguem comprová-la.

“Einstein mudou nossa percepção das coisas mais fundamentais, que são o espaço e o tempo, e nos abriu os olhos ao cosmos e alguns de seus objetos mais interessantes, como os buracos negros”, explicou à AFP David Kaiser, professor de física e de história da ciência do famoso Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT).

O famoso físico que passou os últimos anos de sua vida na Universidade de Princeton, no leste dos Estados Unidos, apresentou sua teoria em 25 de novembro de 1915 na Academia Prussiana de Ciências. O documento foi publicado em março de 1916 na revista Annalen Der Physik.

A Relatividade Geral, uma das teorias mais revolucionárias da história, representou um salto imenso sobre a lei da gravitação universal de Isaac Newton de 1687, ao mostrar que “o espaço e o tempo não são imutáveis, mas fenômenos dinâmicos submetidos a uma evolução, assim como outros processos do Universo”, explica Michael Turner, professor de física e cosmologia da Universidade de Chicago.

Einstein avançou a teoria da relatividade em 1905 ao descrever a distorção de tempo e espaço por um objeto que se move a uma velocidade próxima à velocidade da luz, o que em si é imutável. Também produziu sua famosa equação E = mc2, que desafiou as hipóteses da época, segundo as quais a energia e a massa eram diferentes. Ele demonstrou que tratava-se da mesma coisa, sob formas diferentes.

Precursor do GPS

Dez anos mais tarde, a Relatividade Geral ofereceu uma visão mais ampla ano explicar que a gravidade é uma curvatura no espaço-tempo na presença de uma massa. Assim, o tempo passa mais lentamente na proximidade de um campo gravitacional como o de um planeta do que no vazio do espaço.

Este corolário foi verificado comparando dois relógios atômicos, um deles na Terra e outro num avião em grande altitude, que mostrou-se ligeiramente mais atrasado.

O GPS é uma aplicação deste fenômeno. Os satélites têm relógios extremamente precisos ajustados para levar em conta esta diferença de tempo, sem a qual os GPS não poderiam funcionar.

Segundo a teoria da Relatividade Geral, a luz também se curva por causa de campos gravitacionais potentes, algo que o astrônomo britânico Arthur Eddington confirmou com suas observações em 1919.

Einstein também previu que as estrelas no final da vida, quando já esgotaram seu combustível nuclear, entram em colapso sob sua própria gravidade. Sua envoltura externa explode numa supernova, e seu coração se transforma num objeto muito denso chamado “estrela de nêutrons” ou “pulsar”, que gira muito rápido sobre si mesma. Assim, estas estrelas podem transformar-se num buraco negro, cujo gigantesco campo gravitacional curva tanto o espaço que a luz não pode escapar.

Segundo Einstein, estes corpos celestes, devido a sua massa, teriam que provocar ondulações no espaço-tempo, assim como uma pedra forma ondas na água.

Trata-se das ondas gravitacionais que os astrônomos esperam observar diretamente, explica Kaiser. “Isso confirmaria uma das últimas grandes previsões de Einstein, que ainda não foi verificada”, conta.

Alguns instrumentos construídos com esta finalidade, como o Observatório LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) nos Estados Unidos, ou o interferômetro laser VIRGO na Europa, poderiam detectar essas ondas nos próximos anos, estima o pesquisador.

Teoria das cordas

No entanto, o maior desafio é conciliar a teoria da relatividade geral com a física quântica, os dois grandes pilares da física moderna. A física quântica, ao contrário da relatividade, funciona perfeitamente para descrever os fenômenos em nível atômico, com várias aplicações que vão desde o transistor aos computadores, mas não funciona no nível do Universo.

Para o professor Turner, a teoria mais promissora para tal conciliação é a teoria das cordas, segundo a qual as bases fundamentais da matéria não seriam as partículas, mas uma espécie de cordinhas elásticas que vibram em diferentes frequências.

“Esta teoria poderia responder eventualmente à pergunta fundamental da natureza do tempo e o espaço (…) e sugere a existência possível de outras dimensões”, explicou à AFP.

Segundo o especialista, “a teoria das cordas é como uma grande cesta vazia na qual podemos colocar as esperanças e os sonhos”, enquanto “ficamos prontos para a próxima etapa, para o próximo Einstein”.