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Um dia em 1665, um jovem sentado à sombra de uma árvore
Brian Greene
quando, de repente, viu uma maçã cair.
E, com a queda dessa maçã, Isaac Newton revolucionou a nossa visão do universo.
Numa proposta audaciosa, para o seu tempo
Newton afirmou que a força que faz as maçãs cair
e a força que mantém a Lua em órbita da Terra
eram na verdade a mesma força.
Com apenas uma ideia, Newton unificou os “céus” e a Terra
numa só teoria a que chamou de gravidade.
A unificação dos fenómenos terrestres e celestes
as mesmas leis a que obedecem os planetas nos seus movimentos,
regulam também as marés e a queda das maçãs aqui na Terra.
Steven Weinberg
Foi uma unificação fantástica da nossa visão da Natureza.
A gravidade foi a primeira força a ser entendida cientificamente.
E três outras forças seriam descobertas posteriormente.
Embora Newton tenha descoberto a sua lei da gravitação há mais de 300 anos,
as suas equações que descrevem a gravidade produzem previsões tão rigorosas,
que mesmo na actualidade fazemos uso dessas equações.
Na verdade, os cientistas precisam apenas das equações de Newton
para calcular a trajectória de um foguetão que permite que o homem “aterre” na Lua.
No entanto, havia um problema.
Embora as leis descrevessem a gravidade de modo muito preciso,
Newton escondia um segredo embaraçoso:
não fazia ideia de como é que a gravidade funciona (o mecanismo da gravidade).
Durante cerca de 250 anos, os cientistas quando confrontados com este segredo,
preferiam desviar a sua atenção para outras questões.
Mas no início do século XX, um funcionário desconhecido
que trabalhava no Gabinete Suiço de Patentes
alteraria por completo o panorama anterior.
Enquanto revia as patentes submetidas ao seu gabinete,
Albert Einstein também reflectia sobre o comportamento da luz.
Não fazia a menor ideia que os seus pensamentos sobre a luz o conduziriam à resolução do mistério deixado por Newton:
o que é a gravidade?
Com apenas 26 anos de idade, Einstein fez uma descoberta surpreendente:
a velocidade da luz é uma espécie de limite de velocidade máximo cósmico,
uma velocidade que nada no universo pode ultrapassar.
Mas pouco depois de publicar as suas ideias,
encontrou-se às voltas com o pai da gravidade.
O problema estava em que a ideia de que nada se pode mover mais rapidamente do que a luz,
rebentava na “cara” da visão de Newton sobre a gravidade.
Para comprender este conflito, temos que fazer algumas experiências.
E, para começar, vamos criar uma catástrofe cósmica.
Imagine que, de repente, e sem aviso prévio, o Sol se evapora
e desaparece completamente.
Vamos agora ver que efeito teria esta catástrofe sobre o movimento dos planetas do ponto de vista de Newton.
A teoria de Newton prevê que com o desaparecimento do Sol
os planetas sairiam instantaneamente das suas órbitas, passando a deslocar-se em linha recta.
Por outras palavras, Newton pensava na força gravítica como uma força que actuava de modo instantâneo
através de qualquer distância,
Mas Einstein notou que havia um grande problema na teoria de Newton.
Um problema que derivava do seu trabalho sobre a luz.
Einstein sabia que a luz não se desloca instantaneamente.
Na realidade são necessário 8 minutos para que os raios solares
percorram os 150 milhões de quilómetros até à órbita da Terra.
e uma vez que Einstein tinha demonstrado que nada poderia viajar mais rápido do que a luz, nem sequer a gravidade,
como poderia a Terra ser libertada da sua órbita,
antes que a escuridão, resultante do desaparecimento do Sol, atingisse os nossos olhos?
Para o jovem vindo do Gabiente de Patentes na Suiça,
qualquer coisa que fosse mais rápido do que a luz era impossível
e isso significava que a visão de Newton da gravidade, com 250 anos de idade, estava errada.
Se Newton estava errado, por que é que os planetas se movem em redor do Sol?
Porque deve recordar-se que o sucesso das equações de Newton
resulta do desafio de entender os movimentos dos planetas e das estrelas,
por que é que os planetas apresentam determinadas órbitas e não outras quaisquer.
Com as equações de Newton é possível calcular as trajectórias dos planetas.
Einstein teve que resolver este dilema.
Por volta de 1914, Einstein elaborou uma nova visão do universo,
na qual a gravidade não excede o limite cósmico de velocidade máxima.
Einstein trabalhava ainda no Gabinete de Patentes,
e embarcou num desafio solitário para resolver este mistério.
Ao fim de cerca de 10 anos de uma luta extenuante, encontrou a resposta num novo tipo de unificação.
Tradução e legendagem por Carlos Portela.