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Gravidade é mera questão geométrica

Coisas grandes e pesadas, como estrelas e buracos negros, literalmente amassam o espaço, dando forma ao Universo

Texto Salvador Nogueira

A geometria do Universo não é a que nós enxergamos, e o mundo é na verdade cheio de curvas sinuosas que não podemos ver e que revelam a verdadeira natureza do Cosmos – uma natureza que costura matéria, energia, tempo e espaço numa coisa só e que abre possibilidades fascinantes, como viagens no tempo para o passado, e chocantes, como objetos capazes de se isolar de seu próprio universo de origem.

Essa foi a conclusão quase surreal a que chegou Einstein, depois de passar 10 anos totalmente enfiado em cálculos complicadíssimos com o objetivo de completar sua teoria mais importante.

Embora já tenha sido uma bela cha-coalhada no mundo da ciência, Einstein não estava satisfeito com a Teoria da Relatividade de 1905 (fonte da mais famosa equação matemática da história, E=mc2). Aquela teoria seria uma versão restrita, que funcionava somente para objetos em movimento uniforme uns com relação aos outros. Em outras palavras, as equações não respondiam pelo Universo quando havia coisas acelerando ou freando.

Segunda martelada

O mundo já estava suficientemente abismado com as conclusões da relatividade especial (ou restrita, como também é chamada), que demoliram os conceitos newtonianos estáticos de espaço e de tempo, mas Einstein não descansaria enquanto não tivesse terminado o que começara com sua primeira teoria.

Mais uma vez fazendo uso de experimentos mentais, o físico alemão chegou a algumas conclusões importantes, que serviriam como pontos de partida. Qual a diferença entre o que sentimos quando entramos num foguete e aceleramos para fora da Terra e o que sentimos quando estamos parados, na superfície terrestre? Se a aceleração for bem sintonizada (em 9,8 m/s2, para os fãs de números), a diferença será nenhuma. Ou seja, aceleração e gravidade são basicamente a mesma coisa, segundo esse tipo de raciocínio.

Partindo disso, Einstein precisaria encontrar as ferramentas matemáticas apropriadas para poder estabelecer essa nova teoria da gravitação.

Levou quase uma década até que ele conseguisse. Mas, no fim de 1915, Einstein tinha equações que mostravam que espaço e tempo (os elementos do movimento) e matéria e energia (os elementos da gravidade) eram todos intercambiáveis. A moeda de troca básica, como já sugeria a relatividade especial, era a luz, o limite absoluto da aceleração.

Para Einstein, com sua relatividade geral, a presença de objetos com massa distorce o espaço-tempo ao redor deles, alterando sua “geometria”. Em outras palavras: o menor trajeto entre dois pontos deixa de ser uma linha reta, porque o próprio espaço é curvo.

Com suas conclusões malucas, a relatividade geral também abriu as portas, pela primeira vez, para o estudo do Universo em sua totalidade – esforço que iria desembocar na famosa Teoria do Big-Bang. E ela previu uma série de coisas estranhas, como a possibilidade de que existam “túneis” que encurtem diferentes regiões do espaço-tempo (permitindo, portanto, supostas viagens temporais ao passado) e objetos que simplesmente se desliguem totalmente do nosso Universo (aliás, aperte os cintos, pois falaremos deles mais adiante).

Relatividade prática

Todo esse papo de gravidade e espaço curvo parece muito etéreo, mas gera aplicações práticas no nosso dia-a-dia. Pela teoria de Einstein, sabe-se que o tempo passa mais devagar quanto maior o campo gravitacional nos seus arredores. Assim, na superfície da Terra, o tempo fica mais lento do que em órbita. Isso precisa ser levado em conta, por exemplo, para acertar os relógios dos satélites do sistema de posicionamento global (GPS).