Um guia prático do Universo
O tempo não é um fluxo contínuo e imperturbável. Ele pode ser deformado por outra força fundamental: a gravidade.
Livro: A teoria da relatividade especial e geral
Autor: Albert Einstein
Ano: 1916
Por que ler? Porque foi escrito pelo maior de todos os cientistas.
Em 11 anos, Albert Einstein descobriu como a luz viaja, a natureza da gravidade, forneceu evidências da existência de átomos e mostrou que o tempo não é um fluxo contínuo, mas algo tão maleável quanto massinha de modelar. Quando terminou o trabalho, em 1916, havia criado a Teoria Geral da Relatividade. No fim do ano, sabendo que havia feito avanços fundamentais para a ciência, achou tempo para mais uma façanha: terminar um livro para o público leigo.
No curto A Teoria da Relatividade Especial e Geral, o físico alemão reescreveu seus artigos com palavras mais simples e cortou fórmulas matemáticas – no Brasil, o livro foi publicado ao longo das décadas com mais de um título e é possível encontrar edições batizadas como A Teoria da Relatividade ou Fundamentos da Teoria da Relatividade. “A leitura pressupõe que o leitor tenha formação equivalente à do ensino médio e – apesar da brevidade do livro – paciência e força de vontade”, escreveu o cientista no prefácio da obra. Einstein, que mais tarde foi reconhecido pelo talento para se expressar por escrito no seu alemão nativo, queria explicar duas coisas com o livro: a Teoria da Relatividade Especial e a Teoria da Relatividade Geral.
A relatividade especial (também conhecida como “restrita”) veio antes, em 1905, quando parte da comunidade científica já se dava por satisfeita com os avanços dos últimos 200 anos. Desde que Isaac Newton havia codificado a natureza em fórmulas matemáticas em 1687, uma sequência de avanços científicos, tecnológicos e sociais já tinham transformado a economia, o cotidiano, a sociedade, o trabalho, as cidades, tudo. O século que nascia seria de aprimoramentos, não de revoluções.
Ironicamente, o conforto do mundo científico não começou a ruir num laboratório, mas numa repartição pública de Berna, na Suíça. Em 1902, aos 22 anos, Einstein finalmente conseguiu um emprego. O trabalho no escritório de registro de patentes suíço não era ideal ou sequer tinha relação direta com a sua formação (engenheiros se davam melhor no posto), mas Albert finalmente poderia pagar as contas e se concentrar nos problemas de física teórica que o perturbavam desde a adolescência. Antes disso, ele havia tentado diversas vagas como professor, sem sucesso. Cientistas acreditavam que mistérios como a eletricidade, o movimento e a evolução das espécies estavam desvendados. Mas uma ponta solta havia sobrado: a luz.
No final do século 19, os físicos descobriram que a luz tem uma propriedade aparentemente sobrenatural: se você persegue um raio, ele “foge”. Assim: o raio sempre vai se afastar de você a 1,08 bilhão de km/h mesmo que você persiga ele a 1 bilhão de km/h (em termos científicos, isso significa que a velocidade da luz é “constante”. No vácuo, ela será sempre de 1,08 bilhão de km/h, ou 300 mil m/s, não importando a velocidade em que você, o observador, esteja). Ninguém sabia por quê. Mas Einstein matou a charada. Descobriu que o raio não “foge”. O que acontece é que o tempo começa a passar num ritmo diferente conforme a velocidade aumenta. Grosso modo, é isso que causa a “ilusão” de que a luz foge. A sacada luminosa o levou a outras conclusões. Por exemplo, o espaço não é um ambiente feito apenas de profundidade, altura e largura. Einstein comprovou que o tempo também é uma dimensão fundamental e, por isso, vivemos num espaço-tempo, e não no espaço. Essa mudança tem quatro conclusões incríveis: quando você está em movimento, o tempo passa mais devagar, o espaço é menor, você fica mais pesado, e eventos ocorrem em momentos diferentes na visão de quem está parado comparado com quem está andando. Ou seja, tempo, espaço, massa, é tudo relativo à velocidade – e daí veio o nome da teoria. Einstein fez cálculos, batizou a tese de Teoria da Relatividade Estrita e enviou os resultados para uma revista científica alemã.
Meses depois, publicou um suplemento ao artigo onde apresentava a famosa fórmula E = mc², que mostra equivalência entre energia e massa (ou seja, energia é matéria liberada; matéria é energia em potencial). O “c” da equação é a velocidade da luz ao quadrado, um valor absurdo. Isto é, a energia contida na matéria é descomunal. Isso explica, por exemplo, como o Sol pode arder por bilhões de anos sem que sua energia acabe. O impacto imediato das descobertas foi modesto. Mas as conclusões, tremendas. Numa tacada só, provou a natureza da luz e que matéria e energia estão relacionados e, em outro experimento, também mostrou a existência de átomos. Você não percebe nada disso por uma razão: os efeitos são ínfimos na velocidade do nosso cotidiano. Mas, próximo da velocidade da luz, a 1,08 bilhão de km/h, isso tudo fica claro.
Para um mero burocrata que não trabalhava numa universidade e nem trocava ideias com outros professores, foi um feito e tanto. Mas incrível mesmo foi como Einstein partiu desse insight para criar a Teoria da Relatividade Geral, uma ideia inteiramente sua. A nova tese era “geral” porque pretendia estender esses efeitos para objetos em aceleração. Em 1905, a relatividade era “estrita” pois lidava apenas com corpos em velocidade contínua. Para isso, Einstein refletiu sobre uma aceleração que nos atinge todos os dias: a gravidade. Newton acreditava que a força que nos puxa para o chão era resultado de uma atração entre corpos. O físico alemão levou 11 anos para perceber que a gravidade era resultado da deformação da geometria do Universo, do próprio espaço-tempo.
No modelo do alemão, revelado em 1915, qualquer massa (uma barata, uma pessoa) deforma esse tecido invisível. Mas o efeito só se torna perceptível quando a massa é muito grande, como a da Terra ou a do Sol. A massa empurra esse tecido, como uma bola em cima de um lençol esticado. Daí, todos os outros corpos caem para o centro desse buraco. Eis a gravidade. E as coisas ficaram ainda mais relativas com as descobertas de Einstein. Por exemplo, o tempo passa diferente dependendo da aceleração. Quanto maior for a gravidade, mais lento é o tempo: quem está no térreo de um prédio envelhece mais devagar do que quem está no 50º andar. Na prática, ninguém vê diferença. Mas a alteração nos relógios permitiu a sincronia de satélites do GPS, o sistema de posicionamento global. Lá no espaço, o tempo passa mais rápido do que na superfície da Terra, e, se não fosse o alemão, a moça do GPS acabaria dizendo para você dobrar a esquina antes da hora.
A teoria foi comprovada em 1919 quando astrônomos detectaram a deformação da trajetória da luz de uma estrela num eclipse. Ou seja, a massa do Sol alterava até a rota da luz. Seu livro foi lançado em inglês um ano depois. Einstein ganhou o Nobel e virou uma celebridade.
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