Tecnologia

Arthur Stanley: o pai das estrelas Eddington

O homem que conduziu o primeiro teste bem-sucedido da teoria da Relatividade, em 1919, foi também o primeiro a suspeitar que os grandes corpos celestes são como balões, inflados por um maciço vento de luz.

Por Da Redação SEGUIR SEGUINDO
Atualizado em 31 out 2016, 18h31 - Publicado em 31 Maio 1992, 22h00

Amante da concisão, seja na Matemática ou na linguagem comum, o astrofísico inglês Arthur Stanley Eddington ficou muito contente pela maneira como foi apresentado a uma conferência de cientistas na Universidade Harvard, Estados Unidos, em 1936. Entre solene e prático, o reitor da escola restringiu-se a dizer, em breves linhas, que estava diante de um pesquisador capaz de, ao mesmo tempo, acompanhar a expansão do Universo e espiar para dentro dos átomos — abarcando, portanto, os extremos do infinitamente grande e do infinitamente pequeno. Trata-se de uma frase realmente feliz, pois resume os próprios desafios da ciência no século XX, com os quais a obra de Eddington se mistura. Foi, sem dúvida, por sua visão abrangente que ele se tornou o primeiro a olhar para o interior das estrelas e a definir de que material eram feitas. No início do século, tal proeza representava uma invejável aventura no desconhecido, pois as estrelas pontilhavam o vazio como habitantes de um mundo largamente desconhecido. Basta ver que o Universo era ainda confundido com o mero conjunto de estrelas da Via Láctea — que é apenas uma entre incontáveis outras galáxias do céu. Eddington, no entanto, estava entre aqueles que suspeitavam desse fato, que ampliava espantosamente os horizontes da ciência. Não é difícil entender o motivo, já que no reino das galáxias distantes valem as leis do espaço e do tempo curvos, recém-deduzidas, nessa época, por meio da teoria da Relatividade do alemão Albert Einstein.

Não admira que Eddington tenha participado do primeiro teste prático — e bem-sucedido — das equações einstenianas. Bem-humorado, ele dizia que, além de Einstein e ele mesmo, apenas mais cinco sábios as compreendiam por completo. Na verdade, com sua habilidade em expor as idéias da ciência, ele foi capaz de dar uma visão dos novos conceitos a milhares de pessoas, em todo o mundo. Isso posto, é preciso ver que as novas leis do Cosmo não esgotavam a extraordinária riqueza de fenômenos que então se revelavam aos físicos e astrônomos. Por incrível que pareça, para compreender a natureza das estrelas era necessário voltar a atenção para o interior do átomo.

Nesse universo submicroscópico, o espírito desbravador de Eddington entreviu a verdadeira estatura da luz, a mais estranha metamorfose da matéria. Para ele, a tórrida massa de gás das estrelas escondia um incrível esqueleto de luz, e era tal arcabouço, em vez de matéria comum, que impedia o astro inteiro de desabar sobre si mesmo. Que a luz é tão concreta quanto os átomos era, então, uma idéia revolucionária, mas que estava ainda confinada às lousas dos teóricos. Na prática, poucos acreditavam nas ações da luz e das outras formas de radiação eletromagnética, como o calor, as ondas de rádio ou os raios X.

É emocionante ver como as idéias antigas e novas se confundiam na mente de Eddington, que ainda empregava termos superados para designar a radiação: “energia etérea” ou “ondas de éter”. A radiação nascia no calor infernal, reinante no núcleo da estrela, e empurrava as camadas externas de gases. “É como se um vendaval soprasse de dentro para fora”, especulou o cientista num artigo divulgado em 1920. “Na verdade, é razoável dizer que o fluxo de energia radiante é um vento; pois embora as ondas de éter não sejam usualmente consideradas materiais, elas têm as principais propriedades mecânicas da matéria.” A partir dessa linha de raciocínio, ele mostrou como se podiam deduzir diversas características das estrelas. Sabendo-se apenas o valor da massa, por exemplo, podiam-se calcular a luminosidade e a temperatura de um astro qualquer.

Foi o primeiro passo para dar fundamento teórico à Astronomia do século XX — cujos achados, quase 100 anos mais tarde, continuam a maravilhar o mundo. Garoto reservado, quase solitário, Eddington havia chegado à maturidade à custa de dedicação em tempo integral ao saber e ao trabalho. Desde os 10 anos, ele driblava como podia as dificuldades de míope para observar os astros com uma luneta emprestada. E aos 14 anos, venceu um concurso nacional de Matemática que Ihe valeu uma bolsa para estudar no Owen’s College, atual Universidade de Manchester. Mais tarde, faria os estudos superiores na Universidade de Cambridge, onde se tornou Senior Wrangler, a mais alta distinção conferida aos matemáticos.

Quando afinal se graduou, não teve dificuldade em se integrar à equipe do Observatório Real de Greenwich. Sua vida social, por outro lado, foi extremamente discreta. “Ele era dolorosamente tímido”, conta o teórico inglês William McCrea, autor de um artigo biográfico recente sobre Eddington, publicado pela revista americana Scientific American. Embora fosse um mestre em apresentar assuntos científicos por escrito, se atrapalhava quando tinha de expor qualquer coisa em público. McCrea diz, no entanto, que as pessoas de sua intimidade o consideravam companhia agradável e carinhosa.

Continua após a publicidade

De qualquer forma, nunca se casou, e seus biógrafos afirmam que mesmo na juventude demonstrara pouco interesse pela vida amorosa. Sua inexperiência com a bebida virou fonte de piadas, por exemplo, quando aceitou participar de uma recepção, num encontro de Astronomia na Holanda. Depois de apenas três taças de champanhe, parecia um colegial. Tinha 46 anos, mas confidenciou alegremente à pesquisadora americana Margaret Harwood que estava experimentando champanhe pela primeira vez. Nascido há cem anos, em 1882, em uma família quaker, Eddington não foi estimulado a apreciar as folias do mundo.

Aos 2 anos de idade, havia perdido o pai, um austero diretor de escola pública, graduado em Filosofia. Desde então, até o fim da vida, em 1944, viveu com a mãe e a irmã, que também nunca se casou. Embora a família não fosse rica, não parece ter deixado faltar ao menino a necessária formação básica: Uma de suas paixões foram os esportes — natação, golfe e ciclismo, que praticava com grande regularidade e destreza, de acordo com McCrea. “Era um notável ciclista e mantinha um rigoroso registro de suas corridas mais longas.” Conta-se que, em 1905, teria pedalado nada menos que 4 250 quilômetros.

Do lado cultural, o jovem cientista recebeu poderosa influência da religião quaker, o que teria curiosa conseqüência sobre a sua carreira, muito mais tarde. Devido à ideologia pacifista que aprendera na igreja, Eddington recusou-se a lutar na Primeira Guerra Mundial e assim pôde participar da célebre expedição que forneceu a primeira prova em favor da teoria da Relatividade. As objeções do cientista contra a guerra, é claro, não se pautavam por esse aspecto prático. Sua indignação tinha raiz religiosa e humanitária, como ele mesmo depôs no tribunal militar, em 1918. “Não posso crer que Deus esteja me chamando para matar homens.”

No entanto, como relata McCrea, o fato de Eddington ter papel indispensável na expedição científica pesou na ponderação dos juízes. Ainda mais porque o próprio astrônomo real, Sir Frank Dyson, se encarregou de defender tal argumento no tribunal. Em 1912, antes do início da guerra, Eddington já havia participado da primeira tentativa de comprovar a previsão einsteniana de que os raios de luz, como qualquer outra forma de matéria, sofriam a atração gravitacional do Sol. A experiência teve lugar em Santa Rita do Passa Quatro, São Paulo, o melhor local para se observar um eclipse do Sol previsto para o mês de outubro.

Continua após a publicidade

O raciocínio era claro: para haver atração mensurável, a luz de uma estrela distante teria de passar bem perto do astro-rei. Mas somente quando o clarão solar estivesse encoberto por um eclipse se poderiam observar eventuais desvios na fraca luz estelar. Infelizmente, o teste falhou pelo mais trivial dos motivos: choveu copiosamente no dia fatídico. Eddington teve de se contentar com a bela mas inglória compensação de admirar a paisagem tropical.

Em 1919, quando duas novas expedições se dirigiram aos trópicos, Eddington não fez parte do grupo que veio a Sobral no Ceará: rumou para a Ilha de Príncipe, na costa ocidental africana. Desta vez, a despeito do mau tempo no Brasil, as imagens obtidas nos dois locais demonstraram claramente o desvio da luz estelar na orla eclipsada do Sol. A relatividade deixava de ser uma brilhante elucubração teórica para se tornar uma lei indispensável à descrição da matéria e do Cosmo. Nos últimos anos da vida (morreu em 1944), Eddington, de certa maneira, seguiu os passos de Einstein em busca de uma teoria ainda mais abrangente que a relatividade. Sua concepção básica, porém, era mais especulativa que a do mestre alemão.

Einstein procurava unificar as forças gravitacional e eletromagnética — ou seja, descrevê-las por meio de um único conjunto de postulados físicos e equações matemáticas. Eddington, em vez disso, passou muitos anos refletindo sobre certas constantes universais, tal como a divisão entre a massa do próton e a do elétron, os dois componentes fundamentais dos átomos. O resultado dessa divisão dá 1836, um número que não se altera, não importa em que unidade se meçam as massas. Eddington acreditava que havia uma razão para isso, mas suas conclusões são incertas. McCrea afirma que nenhum cientista, até hoje, se arrogou a proeza de verificar, do começo ao fim, todo o complexo encadeamento lógico desse trabalho. Se isso é fato, é possível que o grande teórico ainda tenha uma palavra a dizer, por meio de sua obra, sobre a natureza mais profunda do Universo.

Para saber mais:

Einstein, o homem que mudou o mundo

Continua após a publicidade

(SUPER número 2, ano 1)

Receita para assar uma estrela

A origem das estrelas é parecida com a das roscas: umas e outras ganham forma a partir de uma massa de diversas substâncias. A diferença é que as estrelas contêm basicamente átomos de hidrogênio (cerca de 60%, no caso do Sol) e hélio (40% ). Tal mistura, a princípio, tem a forma de um gás tênue como fumaça de cigarro. Mas, ao longo de milhões de anos, suas partículas exercem contínua atração gravitacional sobre as vizinhas, até toda a massa espremer-se em torno de um centro tão denso que, nele, 1 litro de matéria pesa 150 quilos. Além disso, como compressão gera calor, a temperatura central chega a 15 milhões de graus Celsius. Até a década de 20, aceitava-se que a força das estrelas vinha desta fonte. O problema é que ela seca em alguns milhões de anos e havia inúmeras evidências geológicas de que a Terra e o Sol eram 1000 vezes mais antigos. Arthur Eddington propôs, então, que a energia vinha do núcleo dos átomos, comprimidos à temperatura de 40 milhões de graus. No Sol, a principal reação nuclear ocorre quando dois núcleos de hidrogênio se prendem um ao outro e formam um núcleo de hélio. Nesse processo, os hidrogênios precisam perder a alta velocidade que tinham em liberdade, e fazem isso emitindo fótons, isto é, partículas de luz, calor e outros tipos de radiação eletromagnética. É esse jato de partículas que empurra as camadas de gases para cima contrabalançando a gravidade das camadas externas da estrela. Quanto maior a massa, maior é a compressão e a tendência de auto-esmagamento; mas, nesse caso, também são mais rápidas as reações nucleares e mais energético o fluxo de luz. Daí porque as estrelas de menor massa têm cor vermelha — os fótons vermelhos têm menor energia que os amarelos, emitidos pelo Sol. Pela mesma razão, estrelas azuis ou violeta têm massa até oito vezes maior que a do Sol.