Tip:
Highlight text to annotate it
X
[MÚSICA]
Em Fevereiro de 2016, a última grande previsão feita pela Teoria da Relatividade Geral
de Einstein foi confirmada, mais de 100 anos após ele a propor, provando novamente
que o maior físico de todos os tempos é John Ce...
Não. Não. É o Albert Einstein.
[ABERTURA]
Vamos encarar os fatos. No mundo da física, Einstein é como a Beyoncé, Kanye e
Taylor Swift todos combinados num só e com um pouco de Lady Gaga no cabelo. Ele é famoso, mas ele
fez por merecer. Aos 26, Einstein já havia mudado a física
completamente, mas quem ficaria satisfeito com isso?
Ele ainda queria integrar a gravidade em sua teoria da relatividade.
O ídolo de Einstein, Isaac Newton, afirmou que a gravidade era mediada por uma força atrativa
entre dois corpos, e que um objeto que não sente uma força vai permancer parado
ou mover-se numa direção a uma velocidade constante.
Mas essa maneira de olhar para o mundo incomodava Einstein, então ele fez o que funcionários de patentes entediados
fazem e sonhou acordardo seu caminho para os livros de história...
Einstein se imaginou caindo de uma grande altura em um recipiente fechado.
Tudo lá dentro não teria peso, flutuando ao seu redor,
mas não há como distinguir isso e estar flutuando no espaço, longe de qualquer objeto massivo como a Terra.
Agora, suponha que o recipiente fechado esteja acelerando pelo espaço a 9,8 m/s²,
Não existe um experimento que possa distinguir entre isso e o que se sente estando na superfície da Terra.
Se nós jogarmos uma maçã, não conseguimos dizer se ela está acelerando na direção do chão,
ou se o chão está acelerando na direção da maçã. Isso significa que a aceleração da gravidade
e a aceleração por qualquer outra força são indistinguíveis.
Em outras palavras, a Gravidade não é uma força, mas o resultado do nosso entorno se acelerando relativamente a nós.
A teoria da relatividade geral de Einstein juntou essas duas ideias numa só. Ao invés da gravidade
ser uma força especial entre dois corpos, objetos massivos distorcem o espaço-tempo como
ondulações num tecido, e objetos em queda estão simplesmente se movendo em linhas retas ao redor
dessas curvas.
Claro, uma teoria bonita é só uma teoria bonita se não puder fazer previsões observáveis.
Mas pelos últimos 100 anos, os físicos tem testado Einstein.
O primeiro *** foram os efeitos gravitacionais
de objetos massivos a pequenas distâncias. Era sabido há muito tempo que o eixo maior
da órbita elíptica de Mercúrio roda ao redor do Sol ao longo do tempo, a chamada Precessão. Mas
novas medições de sua rotação feitas no final do século XIX erravam por 43 segundos de arco
por século de acordo com as previsões da física Newtoniana. São só alguns milésimos de grau,
mas ainda é alguma coisa. Quando Einstein aplicou sua curvatura do espaço-tempo, os números
bateram.
A próxima previsão de Einstein era que objetos massivos
deveriam distorcer a luz passando ao redor, e cientistas puderam testar isso alguns anos mais tarde
por meio de um eclipse solar. Se a teoria de Einstein estivesse certa, as estrelas visiveis
próximas à borda do Sol eclipsado deveriam aparecer em posições diferentes de quando elas fossem
vistas longe do Sol. A gravitação newtoniana também previa a curvatura da luz por um
campo gravitacional, mas baseado em algumas suposições ruins, e que davam somente metade
do tamanho da previsão de Einstein. O astrônomos Arthur Eddington enviou equipes para
o Brasil e o oeste da África para observar o evento, e os dados confirmaram o modelo de Einstein
sobre o de Newton. Isso causou o que pode ter sido a maior manchete de um jornal científico
de todos os tempos, e tornou Einstein uma celebridade mundial.
Falamos sobre os efeitos da relatividade
*especial* sobre o tempo e distância antes, mas a relatividade geral tem seu próprio
efeito sobre o funcionamento dos relógios. Digamos que dois observadores cada um com seu próprio
relógio de fótons. Ao invés de contar os segundos, esses relógios contam quando um fóton se reflete entre dois espelhos.
Sem quaisquer outros fatores, cada observador deveria ver o relógio do outro contando
ao mesmo tempo que o deles, mas se nós acelerarmos um relógio para cima, ele conta mais devagar porque
o espelho de cima está se afastando do fóton subindo.
Agora lembrem-se, o princípio de equivalência de Einstein diz que não podemos distinguir um referencial
acelerando de um campo gravitacional, então os relógios vão mais devagar, o tempo passa mais devagar em
campos gravitationais mais fortes. Nós não precisamos ir próximo
a um buraco *** para ver isso acontecer. Relógios embarcados em nossos satélites GPS, longe da Terra
tem que corrigir esse efeito quando transmitem informações temporais para nossos dispositivos.
Um relógio no Monte Everest, se estivesse lá desde o início da história da Terra, estaria
39 horas a frente de um relógio ao nível do mar. Um relógio na sua cabeça correria ligeiramente
mais rápido que um relógio nos seus pés.
Talvez a previsão mais extrema da relatividade geral era que objetos massivos poderiam
criar ondas no próprio espaço tempo. Estamos falando de coisas gigantescas como pares de estrelas
de neutron girando ou buracos negros colidindo. Quando essas ondas viajam através do universo, elas
passam através da terra, nos esticando e comprimindo como gelatina.
Mas essas ondas são pequenas e permaneceram
indetectáveis... até agora. Ano passado o observatório LIGO
detectou uma onda gravitacional usando pequenas flutuações em feixes de raio laser, e
em Fevereiro de 2016, os cientistas confirmaram que essas ondulações foram observadas diretamente
pela primeira vez. As ondas se originaram 1,3 bilhões de anos atrás,
longe de nossa própria galaxia, durante a colisão de dois buracos negros, e foram detectas aqui
um século após Einstein ter feito sua previsão. Se você quiser se aprofundar em como essas ondas gravitacionais
foram formadas, e como o LIGO as detectou, confira esses dois videos de nossos amigos
da PBS Space Time, ele são realmente bons.
Ondas gravitacionais nos deixam ver um espectro totalmente novo da física além da radição
eletromagnética, nos permitindo estudar os objetos mais massivos do universo por
olhos completamente novos.
Com essa nova descoberta, a confirmação final das previsões da relatividade geral, Einstein
consolidou seu lugar como O senhor do espaço-tempo.
Mantenha-se curioso.