(Créditos da imagem: Reprodução).

Publicada em 1915, a Teoria da Relatividade Geral, de Albert Einstein, buscava conciliar a Relatividade Especial, publicada dez anos antes, e a Teoria da Gravitação Universal de Isaac Newton.

A Teoria da Relatividade foi extremamente revolucionária. Intuitivamente, acreditava-se que o espaço e tempo eram absolutos e que o Universo era formado por uma substância chamada éter. Alguns experimentos e cientistas contestam a existência do éter e de uma referência absoluta. A teoria de Einstein rompe com o éter, e unifica o espaço e o tempo (espaço-tempo), tornando-os deformáveis. Um fenômeno, portanto, depende da perspectiva do observador. Há, no entanto uma exceção: de acordo com a Teoria da Relatividade, nada é absoluto, a não ser a velocidade da luz.

Agora, com a foto do buraco negro, os cientistas estão impressionados com a mais nova previsão feita pelas ideias de Einstein: os modelos de buracos negros feitos com os cálculos relativísticos são muito parecidos com a foto. Diversas previsões feitas pela Teoria da Relatividade foram comprovadas desde suas publicações. O Ciencianautas separou algumas das principais vezes em que Einstein estava certo. Confira:

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O eclipse de Sobral, CE

Sim, o Brasil possui uma pequena participação. Foi de Sobral, no Ceará, que houve a confirmação da Teoria da Relatividade. Einstein, no entanto, não estava no Brasil.

O dia 29 de maio de 1919 foi essencial para a teoria. Caso as ideias de Einstein estivessem corretas, a luz de algumas estrela devia ser distorcida pelo campo gravitacional, aparentando uma posição diferente da real.

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Para registrar o momento, os cientistas utilizaram placas fotográficas de vidro com sais de pratas sensíveis à luz, que foram recentemente recuperadas e digitalizadas pelo Observatório Nacional.

Havia também uma equipe na Ilha do Príncipe, na África. Mas as observações lá foram atrapalhadas pelo céu nublado.

Em 6 de novembro de 1919, alguns meses após o eclipse veio o veredito da Royal Astronomical Society (Sociedade Astronômica Real): a Relatividade Geral era válida; uma excelente notícia para a carreira do novo grande físico, já que suas previsões quanto à gravitação foram melhores do que do consagrado Isaac Newton.

“Desafiar as ideias da mecânica clássica, desenvolvidas a partir de Newton, enfrentava fortíssima oposição, uma vez que as proposições de Einstein e de outros cientistas faziam com que nossa compreensão do mundo fosse completamente redesenhada.”, disse à Revista Pesquisa Fapesp o físico e historiador da ciência José Luiz Goldfarb, do Centro Simão Mathias da PUC-SP.

Ondas Gravitacionais

A mídia foi à loucura quando a primeira detecção de ondas gravitacionais, em 2015, foi anunciada, no início de 2016, cem anos após Einstein prevê-las. Quando ele as previu, ainda não havia tecnologia para detectá-las.

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A detecção foi feita por dois interferômetros a laser — equipamentos a laser de escalas quilométricas e extremamente sensíveis — do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser (LIGO, na sigla em inglês). A descoberta, quase instantaneamente, rendeu um Nobel em 2017 ao alemão Rainer Weiss, do MIT, que desde os anos 1960 planejava o feito, e aos norte-americanos Barry Barish e Kip Thorne, do Caltech. No total, a iniciativa envolveu 18 países, incluindo o Brasil.

Essas ondas podem ajudar a desvendar muitos mistérios do Universo.

“Ondas gravitacionais passam por tudo. Elas dificilmente são afetadas pelo que passam, e isso significa que são mensageiros perfeitos”, disse à BBC o professor Bernard Schutz, da Universidade de Cardiff, no Reino Unido, na época da primeira detecção. “Com ondas gravitacionais, esperamos ver o próprio Big Bang.”

Desde então, houveram algumas outras detecções de ondas gravitacionais.

“Pior erro da vida de Einstein” pode ser um grande erro e um grande acerto ao mesmo tempo

A Teoria da Relatividade previa que o Universo está em expansão, mas na época a ciência acreditava que o Universo era estático. Einstein, um tanto assustado, lançou o conceito de Constante Cosmológica, que seria uma “força repulsiva” que mantém o universo estático.

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Em 1929, no entanto, o astrônomo Edwin Hubble provou que o Universo estava em expansão, e Einstein imediatamente descartou a Constante Cosmológica, assumindo a expansão e dizendo que foi o pior erro de sua vida. Negar a expansão, que ele mesmo previu, foi um erro, mas a constante que criou foi recentemente resgatada.

Em 1998, dois grupos independentes perceberam que a expansão do Universo está acelerando, o que vai contra os modelos, e é um efeito de uma Constante Cosmológica. A descoberta rendeu um Nobel em 2011. Apesar de não ser o efeito que Einstein havia dado, é uma força de efeito repulsivo.

Chamamos essa “substância” que causa essa aceleração, e representa 70% do Universo de energia escura, e a constante cosmológica é um grande candidato à explicação da energia escura.

Finalmente, os buracos negros

Buracos negros são pontos no espaço, onde a matéria, colapsada, está tão concentrada que nem a luz pode escapar; chamamos isso se singularidade. Após o horizonte de eventos, a sua “divisa”, não se sabe ao certo o que acontece.

Ironicamente, Einstein não acreditava que buracos negros fossem possíveis no Universo físico, como disse em um artigo publicado na revista Annals of Mathematics, em 1939, e tenta utilizar a própria Teoria da Relatividade Geral para provar isso, contrariando alguns cientistas que utilizavam a relatividade geral para defendê-los.

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No mesmo ano, J. Robert Oppenheimer e seu aluno Hartland S. Snyder publicaram um artigo em que mostravam como buracos negros poderiam se formar. Utilizando — adivinhe —, a Relatividade Geral. Sim, cálculos da Teoria da Relatividade preveem os buracos negros, de existência já provada. Na verdade, não só preveem, como vão ainda mais longe: com simulações baseadas nesses cálculos, tínhamos um modelo de buraco negro muito parecido com o da imagem. Ao que tudo indica, Einstein acertou novamente.

(Créditos da imagem: National Science Foundation).

“É extraordinário que a imagem que observamos seja tão semelhante àquela que obtemos de nossos cálculos teóricos. Até agora, parece que Einstein acertou de novo”, disse à BBC Ziri Younsi, da University College London. O cientista fala da primeira imagem de um buraco negro, divulgada hoje (10).

Referências:

  1. ANDRADE, Rodrigo O. “O eclipse que confirmou Einstein”; Revista Pesquisa Fapesp. Acesso em: 10 abr. 2019.
  2. BERNSTEIN, Jeremy. “The Reluctant Father of Black Holes”; Scientific American. Acesso em: 10 abr. 2019.
  3. GOSH, Pallab. “‘Parece que Einstein acertou mais uma vez’: análise de imagem inédita de buraco negro levou 2 anos”; BBC. Acesso em: 10 abr. 2019.
  4. MATSAS, George. “O centenário da Relatividade Geral”; Unesp. Acesso em: 10 abr. 2019.
  5. ROSENFELD, Rogério. “O erro de Einstein”; Unesp. Acesso em: 10 abr. 2019.
  6. STURANI, Riccardo. “Uma das mais impressionantes previsões da Relatividade Geral: ondas gravitacionais”; Unesp. Acesso em: 10 abr. 2019.
  7. ZOLNERKEVIC, Igor. “Experimento detecta ondas gravitacionais”; Revista Pesquisa Fapesp. Acesso em: 10 abr. 2019.
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Mais um insignificante humano habitando um pálido ponto azul no vasto oceano cósmico circundante. Com minha ilusória auto-importância, característica humana, me aventuro pelo jornalismo científico. Apaixonado pela ciência desde criança, sou uma das poucas pessoas que como diz Carl Sagan, “passam pelo sistema com sua admiração e entusiasmo intactos”. Atualmente faço o ensino médio em uma ETEC e escrevo para o Ciencianautas.

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