Alcateia De Raciocínios: A descoberta que mudou tudo

José Tadeu Arantes e Oscar T. Matsuura

Super Interessante

Com suas idéias revolucionárias sobre tempo e espaço, Einstein iluminou como ninguém a ciência.

José Tadeu Arantes inicia o seu artigo contando um pouco da história de Einstein que até os três anos, não falou uma única palavra. Aos nove, tinha ainda tantas dificuldades de se expressar que seus pais temeram que pudesse ser retardado mental. Na escola, um professor profetizou que ele não seria nada na vida. Com apenas 26 anos, porém, publicaria sua Teoria Especial da Relatividade - uma das mais extraordinárias revoluções da história das idéias.

Oscar T. Matsuura relata que a Teoria da Relatividade é um marco do século 20. Inovou o pensamento científico, ampliou o conhecimento da natureza e o seu domínio pelo homem. Mas permanece afastada de nossas preocupações cotidianas.

Einstein no seu terceiro artigo apresentava ao mundo sua Teoria Especial da Relatividade, em que subvertia as idéias fundamentais da Física clássica, ao mostrar que o espaço e o tempo não eram grandezas absolutas, independentes dos fenômenos, como pensara Newton, mas grandezas relativas, que dependiam do observador. No quarto artigo, finalmente, a partir de um desenvolvimento matemático da Teoria Especial da Relatividade, constatava a equivalência entre massa e energia, expressa na famosa equação E = mc².

José Arantes relata que nos marcos da relatividade geral, espaço e tempo deviam ser pensados como um sistema quadridimensional curvo - algo completamente inacessível à nossa imaginação, mas não ao raciocínio matemático. Essa curvatura do espaço tempo é determinada pela presença de massa, o que permitia a Einstein descartar a ideia clássica de que a atração é causada por uma força agindo à distância. Os planetas são mantidos em sua órbita não devido à força gravitacional, entendida como mera atração entre os corpos, mas a um encurvamento do espaço-tempo produzido pela enorme massa do Sol.

Os autores lembram que depois de 1905 o Universo nunca mais foi o mesmo. Naquele ano, o alemão Albert Einstein (1879-1955), um obscuro funcionário do escritório de patentes de Berna, na Suíça, saiu do casulo com a publicação de seis textos científicos. Todos foram muito importantes. Mas dois deles, nos quais expõe a Teoria Especial da Relatividade, tornaram Einstein o maior gênio da ciência no século XX. Segundo ele, o tempo e o espaço não são categorias absolutas, como se imaginava até então, mas dependem da posição e da velocidade em que se encontra o observador. Daí o nome – relatividade. Só é imutável a velocidade da luz, de 300 000 quilômetros por segundo. Nada, demonstrou Einstein, pode viajar mais depressa do que ela.

Uma das conseqüências da relatividade é que, quanto mais rápido um corpo se move, mais lenta é a passagem do tempo para ele. Um astronauta que viajar a uma velocidade próxima à da luz marcará, por exemplo, cinco anos em seu calendário, enquanto na Terra terão se passado dez. A relatividade mostra também que, à medida que um corpo se aproxima da velocidade da luz, seu tamanho diminui e sua massa aumenta. Com sua famosa fórmula E=mc² (a energia é igual à massa multiplicada pela velocidade da luz ao quadrado), Einstein revelou a assustadora energia que se esconde no interior do átomo. A prova veio em 1945, com a explosão da bomba atômica a partir de uma pequena quantidade de urânio.

Einstein continuou estudando o assunto e, em 1915, completou suas descobertas anteriores com a Teoria da Relatividade Geral. Ela mostra que, no espaço, a trajetória da luz acaba sendo distorcida pela imensa força de gravidade exercida por corpos maciços, como as estrelas e os planetas. Aos olhos de um leigo, a relatividade pode parecer esquisita, mas ela foi comprovada por todas as experiências. É a conquista científica mais importante que o século XX está legando para o futuro.

Para concluir o seu artigo, um dos autores apresenta um teste feito para provar a relatividade.

Teste no Ceará
A cidade de Sobral, no Ceará, entrou para a história da ciência no dia 29 de maio de 1919. Lá, um grupo de físicos ingleses comprovou, durante um eclipse solar, as idéias propostas por Einstein em sua Teoria da Relatividade Geral. Segundo ela, os raios de luz deveriam se "entortar" ao passar nas proximidades de um corpo de grande massa, como o Sol. Foi o que aconteceu, e o mundo, como a luz, curvou-se aos pés de Einstein, que virou celebridade mundial.

O espaço encolhido
Uma nave espacial pode diminuir de tamanho. Ela só precisa viajar a uma velocidade quase igual à da luz, que é de 300 000 quilômetros por segundo.
1. Se quer medir o comprimento de uma nave no espaço, o astronauta calcula quanto tempo um raio de luz leva de uma de suas extremidades até a outra.
2. Outro astronauta, fora da nave, pode obter uma medida diferente. Como a a nave está se movendo em direção oposta ao raio de luz, ele leva menos tempo para atravessá-la. Assim, quanto mais próxima da velocidade da luz estiver a nave, menor será ela quando vista do lado de fora. Dentro, fica tudo igual.

A quarta dimensão
O espaço, pela relatividade, é curvo, e não plano. Por isso, todas as trajetórias são "tortas". Até a da luz.
Na Física clássica, o espaço tem três dimensões – altura, largura e profundidade. A relatividade acrescenta uma quarta, o tempo. Segundo essa teoria, de Albert Einstein, o espaço é deformado pela presença de objetos com muita massa, como as estrelas e os planetas, cuja gravidade interfere na trajetória de qualquer corpo em movimento. Nem mesmo a luz viaja em linha reta pelo espaço.