Einstein errou?

16 de março de 2015 | LIneA

Há 100 anos atrás Albert Einstein mais uma vez revolucionava a Física com a publicação de um trabalho onde desenvolve uma nova teoria da gravitação, que ficou conhecida como teoria da Relatividade Geral. Depois de mais de 220 anos, a teoria da gravitação universal de Isaac Newton, que aprendemos no colégio, foi superada. O espaço e tempo absolutos de Newton foram substituído por um espaço-tempo elástico, que se deforma com a presença de matéria.

Estudar o Universo cientificamente sempre foi uma aspiração humana e a teoria da gravitação é o ingrediente fundamental nessa empreitada, visto que nas enormes escalas de tamanho envolvidas a força gravitacional é o fator dominante a ser considerado. A teoria da gravitação de Newton tinha um problema fundamental ao tentar explicar o Universo: como a força gravitacional está sempre presente e sabemos que corpos sujeitos a forças não ficam em repouso, os grandes corpos celestes como as galáxias devem estar em movimento. No entanto, todas as observações realizadas até então apontavam para um Universo estático em grandes escalas, descontando-se é claro o movimento da Terra.

Em 1917 Einstein publicou o trabalho “Cosmological Considerations in the General Theory of Relativity”, aplicando sua teoria para descrever o Universo. No entanto, ele percebeu que sua teoria sofria do mesmo problema da teoria newtoniana: o Universo não poderia ser estático, contrariamente ao que se pensava na época. Assim, Einstein modificou sua teoria proposta em 1915 introduzindo de um modo ad-hoc o que ficou conhecido como a “constante cosmológica”, uma nova constante da Natureza. Essa constante cumpre o papel de uma repulsão cósmica, equilibrando assim a força gravitacional e levando o Universo a uma configuração estática. No entanto, em 1929 o astrônomo americano Edwin Hubble mostrou que o Universo está em expansão: as galáxias estão se afastando uma das outras. A constante cosmológica não era necessária. Diz-se que Einstein chegou a admitir que a introdução dessa constante foi seu maior erro.

Uma grande surpresa tomou conta da comunidade científica em 1998. Dois grupos independentes mostraram que a expansão do Universo está acelerando, ao contrário do que se esperava devido à força gravitacional. Esse resultado é tão inesperado quanto jogar um objeto para cima e ele começar a subir mais rapidamente. Essa acelereção cósmica significa que uma nova força repulsiva de fato existe na Natureza – exatamente o efeito de uma constante cosmológica. Essa descoberta foi agraciada com o prêmio Nobel em 2011.

Atualmente chamamos de “energia escura” a componente do Universo responsável por sua aceleração. Sabemos que aproximadamente 70% do Universo é feito de energia escura. A constante cosmológica é a proposta mais simples para explicar a energia escura e até o momento passa por todos os testes observacionais. O projeto internacional denominado Dark Energy Survey, em operação no momento no telescópio Blanco no Chile, vai estudar mais de 300 milhões de galáxias nos próximos 4 anos para determinar as propriedades da energia escura. Hoje acreditamos que a constante cosmológica, ou algo semelhante, não só está presente como controla o comportamento atual do Universo. Einstein não estava errado afinal…


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