Física - Os três erros de Einstein
Albert Einstein não costuma ser associado a erros em suas teorias. Mas, no 70º aniversário de sua morte, analisamos três casos em que ele admitiu ter cometido um erro. Será que ele errou mesmo?
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sábado, 12 de abril de 2025
segunda-feira, 23 de setembro de 2024
Nova teoria sugere que os buracos negros seriam 'estrelas congeladas'
Nova teoria sugere que os buracos negros seriam 'estrelas congeladas'
Hipótese aponta a possibilidade de que essas formações cósmicas não sejam as entidades previstas pela teoria da relatividade geral de Einstein.
domingo, 26 de dezembro de 2021
Manuscrito de Einstein sobre a teoria da relatividade é leiloado por preço recorde
Manuscrito de Einstein sobre a teoria da relatividade é leiloado por preço recorde
Documento de 54 páginas escrito pelo físico alcançou lance de 13 milhões de dólares.
quarta-feira, 25 de novembro de 2020
Por que a teoria da relatividade não rendeu o Prêmio Nobel a Albert Einstein
Por que a teoria da relatividade não rendeu o Prêmio Nobel a Albert Einstein
Ao longo da história, o Prêmio Nobel foi um dos reconhecimentos de maior destaque para disciplinas como física, química, medicina, literatura e economia.
quinta-feira, 9 de julho de 2020
O que são buracos de minhoca de Einstein-Rosen ?
O que são buracos de minhoca de Einstein-Rosen ?
Em 1915, Albert Einstein publicou sua teoria geral da relatividade.
sexta-feira, 15 de maio de 2020
Dança de estrela ao redor de buraco negro prova que teoria de Einstein estava correta
Dança de estrela ao redor de buraco negro prova que teoria de Einstein estava correta
Pesquisadores do Observatório Europeu do Sul (ESO) observaram pela primeira vez uma estrela orbitando o buraco negro supermassivo Sagitário A *, situado no centro da Via Láctea.
quarta-feira, 13 de novembro de 2019
Pesquisadores descobrem algo que viaja ainda mais rápido que a luz
Pesquisadores descobrem algo que viaja ainda mais rápido que a luz
Segundo um estudo da Universidade de Charleston e da Universidade Tecnológica de Michigan, as explosões cósmicas, responsáveis por criar explosões de raios gama, podem ser ainda mais velozes que a luz, por meio das nuvens de gás circundantes.
terça-feira, 19 de junho de 2018
Diários de Einstein revelam racismo e xenofobia desconhecidos
Diários de Einstein revelam racismo e xenofobia desconhecidos
Albert Einstein escreveu os diários entre outubro de 1922 e março de 1923
Registros pessoais do cientista mais famoso do mundo mostram a forma como ele descrevia povos e áreas que conheceu na Ásia e no Oriente Médio nos anos 1920.
domingo, 23 de julho de 2017
O que Einstein pensava sobre Deus ?
O que Einstein pensava sobre Deus ?
Correspondência com amigo revela o que o genial cientista alemão achava da existência divina.
segunda-feira, 29 de agosto de 2016
6 reflexões que vão te introduzir ao pensamento de Albert Einstein
6 reflexões que vão te introduzir ao pensamento de Albert Einstein
Há 100 anos o físico Albert Einstein publicava a Teoria da Relatividade Geral, que mudou a forma como tempo e espaço são vistos e abrindo alas para diversas outras teorias e pensadores. Nascido na Alemanha em 1879, o cientista teve cidadania suíça, austríaca e americana, mas tinha sérios questionamentos em torno do significado de pátria.
quinta-feira, 3 de novembro de 2011
Einstein, o homem que mudou o mundo.
EINSTEIN, O HOMEM QUE MUDOU O MUNDO.
Albert Eisntein foi o humilde demolidor da Física clássica e o fundador da ciência contemporânea. Depois dele, idéias como espaço, tempo, massa e energia já não são mais as mesmas.
Até a idade de três anos, ele 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.
Einstein alcançou uma dimensão só comparável à do filósofo grego Aristóteles (século IV a. C.) e à do físico inglês Isaac Newton (1643-1727). Sua Teoria da Relatividade seria o marco fundador da Física contemporânea, com profundas repercussões em outros ramos da ciência. Ela daria a chave para a explicação da origem do Universo e para a desintegração do átomo. Mas a bomba atômica é a filha indesejada das elocubrações desse pacifista radical - um homem de bem com o mundo e a vida.
O físico brasileiro Mário Schenberg, que teve a sorte de conhecer Einstein pessoalmente, quando esteve na Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, nos anos 40, lembra-se dele "com seu jeito muito simples, um grande casacão que costumava abotoar até a altura do pescoço, sandálias que nunca abandonava e imensa cabeleira. Essa imagem, algo como a de um velho hippie, seria registrada em incontáveis fotografias. Ele mesmo ironizou certa vez o assédio dos fotógrafos ao preencher numa ficha de hotel: "profissão: modelo".
Dono de convicções profundamente democráticas, que o faziam tratar qualquer pessoa com igual distinção, Einstein era também portador de modéstia verdadeiramente encantadora. O físico Banesh Hoffman, que em 1972 escreveu uma importante biografia dele, lembra-se que, ao encontrá-lo pela primeira vez, estava muito nervoso por falar com um homem que era uma celebridade. Einstein pediu-lhe que expusesse suas idéias e acrescentou: "Mas, por favor, fale devagar, pois tenho dificuldade em entender as coisas rapidamente". A frase teve um efeito mágico, deixando Hoffman inteiramente à vontade.
Albert Einstein nasceu em 14 de março de 1879, numa família judia residente na pequena e velha cidade alemã de Ulm, às margens do Danúbio. Já no ano seguinte, os Einstein se mudaram para Munique, onde o pai, Hermann, e o tio Jakob, instalaram uma pequena oficina eletrotécnica. Do confronto com a massacrante disciplina do ensino alemão do século passado resultou a aversão de Einstein por qualquer forma de rigidez mental. Anos mais tarde. ele se referiria a seus professores como " sargentos disciplinadores".
Durante muito tempo, por um erro de avaliação dos boletins escolares, acreditou-se que Einstein tivesse sido um aluno medíocre. Seria melhor defini-lo como desajustado. Pois estudos biográficos mais recentes o mostram como um prodígio, dominando a Física de nível universitário antes dos 11 anos de idade.
Da mãe, Pauline, Einstein puxou sua natureza sonhadora, imaginativa. Foi ela também quem o pôs em contato com o violino, quando ele tinha 6 anos. Einstein ironizaria mais tarde sua capacidade musical: "Só eu apreciava o que tocava". Os biógrafos, porém, garantem que, embora pudesse não ter o virtuosismo de um profissional, era um violinista brilhante. Seja como for, os dons que herdou da mãe - a música e o devaneio seriam seus maiores refúgios nos momentos difíceis da vida.
Outra influencia familiar - dos tios Jakob e Cäsar Koch - o empurrou para a Física e a Matemática. Aos 12 anos, travou contato com um livro sobre a Geometria de Euclides. Sua paixão infantil por instrumentos como a bússola tomava agora rumos mais ambiciosos, e ele decidia dedicar a vida a desvendar os mistérios do "grande mundo".
Três anos mais tarde, a família se mudava para Milão, Itália. Einstein adorou os campos verdes e ensolarados da Toscana - e a oportunidade de escapar da escola por um ano. Sem dinheiro. viajava de carona - e devaneava. Aos 16 anos, por exemplo, se pôs a pensar em como uma pessoa veria um raio de luz se pudesse viajar ao lado dele, em velocidade aproximadamente igual. Essa divagação que anotou num ensaio, seria o ponto de partida para sua Teoria Especial da Relatividade.
Na primeira tentativa de entrar para a renomada Escola Politécnica de Zurique, foi reprovado no vestibular. Ele tinha ainda 16 anos - dois a menos do que a idade-padrão para ingresso no ensino superior. Um ano mais tarde, melhor preparado, conseguiu passar nas provas de admissão. Continuava a ser, porém, um aluno rebelde, faltando às aulas, lendo o que não constava do currículo e irritando os professores com perguntas consideradas impertinentes. Formou-se em 1900, graças ao amigo Marcel Grossmann, aluno irrepreensível, que lhe emprestava anotações de aula. Mas estudar para os exames finais teve um efeito tão inibidor sobre ele que, durante um ano, considerou "desagradável qualquer problema científico".
Depois da formatura, adotou a cidadania suíça. Rejeitado na tentativa de se tornar professor universitário, conseguiu emprego como técnico de terceira classe no Serviço Suíço de Patentes, em Berna. O cargo era medíocre, mas tinha a vantagem de lhe dar bastante tempo livre para as próprias divagações e cálculos científicos, que Einstein escondia na gaveta assim que ouvia passos se aproximando.
É o máximo da ironia pensar que as anotações que iriam revolucionar o mundo precisavam ser ocultadas para que os colegas e os superiores não descobrissem que ele estava se dedicando a outras atividades no local de trabalho.
Em 1903, casou-se com sua ex-colega de escola, Mileva Maric, com quem passou a viver num modesto apartamento perto do emprego. Dois anos depois, publicaria na prestigiosa revista científica alemã Annalen der Physik um conjunto de quatro artigos que iria revolucionar seu destino - e o conhecimento humano.
O primeiro tratava do chamado movimento browniano - o ziguezague feito pelas partículas em suspensão num líquido. Einstein mostrou como esse movimento permitia compreender a natureza das moléculas. O segundo investigava a causa do efeito fotoelétrico - -o fato de certos corpos emitirem elétrons quando atingidos pela luz. Ele explicou que isso se devia ao fato de que a luz, até então tratada pela Física como uma onda continua, era composta de diminutas partículas de energia.
No 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 (veja o quadro da página 58 ). 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.
As quatro comunicações de 1905 feitas por um funcionário público de apenas 26 anos, trabalhando nas horas vagas, foram uma façanha realmente espantosa. Não é por acaso que muitos historiadores da ciência chamam 1905 de "o ano milagroso". Ele só tem paralelo com o ano de 1666, quando Newton, aos 24 anos, isolado no campo devido a uma epidemia de peste bubônica, produziu uma explicação para a natureza da luz, criou os cálculos diferencial e integral e ainda vislumbrou sua futura Teoria da Gravitação Universal.
Mas a fama não veio imediatamente para Einstein. O Prêmio Nobel de Física, por exemplo, só lhe seria dado em 1921. Ao contrário do que muita gente pensa, ele foi contemplado não pela Teoria Especial da Relatividade nem pela Teoria Geral da Relatividade, de 1916, suas duas maiores contribuições à ciência, mas pelo estudo sobre o efeito fotoelétrico.
De qualquer forma, os artigos de 1905 tornaram-no respeitado pelos mais eminentes físicos da Europa. Suficientemente respeitado para que pudesse logo trocar o modesto emprego de inspetor de patentes pela carreira de professor universitário. Assim como o tempo relativo de sua teoria flui em diferentes velocidades, dependendo do observador, também seu tempo existencial começava a correr mais rápido.
Em I9l4, está de volta à Alemanha, atraído por um convite da Academia Prussiana de Ciências. A Primeira Guerra Mundial o apanhou na capital alemã, enquanto a mulher e os dois filhos passavam férias na Suíça. A separação forçada acabaria apressando o fim de seu casamento, que já não era muito sólido. Não foi por motivos pessoais, porém, que Einstein se colocou ativamente contra a guerra.
Eram razões de consciência muito profundas que faziam dele uma das poucas grandes vozes a se levantar contra a conflagração que eliminava milhares de vidas.
Um "sentimento cósmico religioso` o impelia à Física teórica, em busca dos fundamentos mais gerais do Universo. Relutantemente, ele admitia também um "apaixonado senso de justiça e responsabilidade social". Foi essa dimensão ética, que tem tanto a ver com a tradição profética judaico, embora Einstein não seguisse nenhum rito religioso, que o levou ao pacifismo e, mais tarde, ao socialismo democrático.
Os quatro anos da Primeira Guerra Mundial assistiram à síntese perfeita desses dois lados de sua personalidade. Enquanto se aprofundava cada vez mais na propaganda antibelicista, mergulhava também num dos mais extraordinários processos de elaboração mental já ocorridos na história da ciência. Seu assunto era agora a gravitação, essa característica da natureza que faz com que uma pedra atirada ao ar caia de volta na Terra e mantém os planetas em órbita ao redor do Sol. Mais uma vez, Einstein confrontava uma das interpretações centrais da Física newtoniana.
Newton pensara a gravitação como uma força que agia à distancia entre os corpos. Einstein concebeu a gravitação como uma curvatura provocada no espaço-tempo pela presença de massa. Essa ousada idéia, tornada pública em 1916, com a publicação da Teoria Geral da Relatividade, completava a demolição do edifício da Física clássica, iniciada em 1905.
Em 1919, as predições feitas pela Relatividade Geral eram confirmadas pela observação. O impacto foi espetacular: logo Einstein era considerado, talvez até com certo exagero, o maior gênio de todos os tempos. As solicitações da fama o arrastariam a inúmeros países, inclusive o Brasil. Algo contrariado, ele temia que isso prejudicasse suas atividades científicas.
Já em 1919, o excesso de trabalho quase o levara à morte por esgotamento físico. Os amigos que o visitavam contam que ele não tinha hora para parar de trabalhar e que, muitas vezes, só deixava a escrivaninha quando alguém insistia para que fosse deitar. Durante o período de recuperação, uma das pessoas que tratou dele foi sua prima Elsa Lowenthal. Naquele mesmo ano, Einstein se casaria com ela.
Durante a década de 20, a ascensão do nazismo na Alemanha o chamou de volta à atividade política. Abdicando de sua inclinação natural pela quietude e a contemplação, ele se empenhou com toda coragem contra o novo regime que se desenhava no horizonte. Ao mesmo tempo, as crescentes ameaças aos judeus na Europa o levaram a aderir à causa sionista, com sua reivindicação de um território nacional judáico. Os nazistas responderam ao seu engajamento com uma violenta campanha de calúnias.
Quando Hitler chegou ao poder, em 1933, Einstein percebeu que sua permanência no pais se tornara insustentável. Decidiu aceitar o convite da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, para que integrasse seu Instituto de Estudos Avançados. Após deixar a Alemanha, soube que os nazistas haviam posto sua cabeça a prêmio por 20 mil marcos - uma pequena fortuna, à época. "não sabia que valia tanto", comentou, irônico.
A avaliação que tinha sobre seu "valor monetário" era realmente modesta. Quando os americanos lhe perguntaram que salário considerava justo para si, sugeriu a ninharia de 3 mil dólares anuais. Diante do espanto dos interlocutores, achou que tinha exagerado - e propôs uma quantia ainda menor. Acabou con-tratado por 16 mil dólares por ano.
O excepcional prestígio de que desfrutava fez com que naturalmente se transformasse num pólo de atração para os muitos cientistas europeus imigrados nos Estados Unidos.Sob a pressão desses cientistas apavorados, com a possibilidade de a Alemanha nazista fabricar, a partir da própria Teoria da Relatividade. a bomba atômica e conquistar o mun-do, Einstein concordou em subscrever a famosa carta ao presidente Norte-americano Franklin Roosevelt, recomendando que os Estados Uni-dos acelerassem suas pesquisas rumo à arma atômica. Quando soube mais tarde que os nazistas estavam muito longe de fabricar a bomba, Einstein lamentou profundamente a decisão que havia tomado.
Seus últimos 20 anos de vida, passados nos Estados Unidos, foram relativamente pacatos. Instalado no campus da Universidade de Prince-ton, seu tempo era dividido entre as três atividades prediletas: tocar violi-no, velejar e devanear. Só que seus devaneios tomavam a forma de uma Teoria Unificada do Campo, capaz de sintetizar os dois grandes ramos em que estava dividida a Física na época: a gravitacão e o eletromagne-tismo. Ou seja, ele procurava nada menos que a lei geral do Universo.
Einstein morreu no dia 18 de abril de 1955, sem: realizar esse seu último sonho. Não admira: os físicos continuam a sonhá-lo até hoje.
As idéias que demoliram a velha ciência
Em 1887, descobriu-se que um sinal luminoso viaja sempre à mesma velocidade no espaço vazio. A partir dessa descoberta, Einstein iria demolir o edifício da Física clássica. Ele percebeu que a constância da velocidade da luz punha em xeque o conceito tradicional de simultaneidade.
Assim: imagine-se um carro numa estrada plana e dentro dele uma lâmpada a igual distancia do vidro dianteiro e do vidro traseiro. Quando a lâmpada é acesa, a luz atinge os dois vidros ao mesmo tempo. Isso para um passageiro no carro; para uma pessoa na estrada, a luz chega antes ao vidro de trás, pois - devido ao movimento do carro - este se aproxima do ponto em que a luz foi emitida, enquanto o vidro da frente se afasta. Qual dos dois observadores tem razão? Os dois.
O paradoxo forçou uma completa revisão dos conceitos clássicos de espaço e tempo e deu origem à Teoria Especial da Relatividade. Espaço e tempo não são grandezas absolutas que independem do observador, mas relativas. As medidas de espaço, tempo e massa realizadas a partir do carro em movimento e as realizadas a partir da estrada relacionam-se por um conjunto de expressões matemáticas propostas, no começo do século, pelo físico holandês Hendrik Lorentz. Pelas transformações de Lorentz, uma régua viajando no carro terá seu comprimento encurtado quando medida da estrada. Já o tempo e massa se dilatarão.
Conseqüência direta da Teoria Especial da Relatividade é a idéia de que a massa pode ser convertida em energia e vice-versa. A fórmula de equivalência entre elas é a famosa E = mc2, onde E é energia, m, massa e c, a velocidade da luz no vácuo. Pequena quantidade de massa pode transformar-se em grande quantidade de energia -como seria confirmado pela bomba atômica. E grande quantidade de energia pode se converter em pequeno acréscimo de massa - como ocorre nos aceleradores de partículas.
Todas essas concepcões, porém, fornecem ainda uma descrição restrita da realidade, já que o seu ponto de partida, como no exemplo do carro, é o de observadores imóveis ou que se desloquem em movimento retilíneo e uniforme os chamados sistemas de referencia inerciais. Onde encontrá-los, porém, neste Universo em que tudo se move de maneira tão complicada? A extensão desses conceitos para qualquer sistema de referência levou Einstein à Teoria Geral da Relatividade de 1916. Seu objeto de estudo foi o fenômeno da gravitação.
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 idéia clássica de que a atração é causada por uma força agindo à distância. Os planetas são mantido em suas 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.
As predições da Teoria da Relatividade foram confirmadas pela experiência. Einstein afirmara que uma quantidade de massa, como a de uma estrela, seria capaz de curvar de forma sensível um raio de luz que passasse por suas imediações. Isso seria confirmado numa célebre observação realizada em 1919. Era a consagração da Teoria da Relatividade e de seu autor.
Albert Eisntein foi o humilde demolidor da Física clássica e o fundador da ciência contemporânea. Depois dele, idéias como espaço, tempo, massa e energia já não são mais as mesmas.
Até a idade de três anos, ele 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.
Einstein alcançou uma dimensão só comparável à do filósofo grego Aristóteles (século IV a. C.) e à do físico inglês Isaac Newton (1643-1727). Sua Teoria da Relatividade seria o marco fundador da Física contemporânea, com profundas repercussões em outros ramos da ciência. Ela daria a chave para a explicação da origem do Universo e para a desintegração do átomo. Mas a bomba atômica é a filha indesejada das elocubrações desse pacifista radical - um homem de bem com o mundo e a vida.
O físico brasileiro Mário Schenberg, que teve a sorte de conhecer Einstein pessoalmente, quando esteve na Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, nos anos 40, lembra-se dele "com seu jeito muito simples, um grande casacão que costumava abotoar até a altura do pescoço, sandálias que nunca abandonava e imensa cabeleira. Essa imagem, algo como a de um velho hippie, seria registrada em incontáveis fotografias. Ele mesmo ironizou certa vez o assédio dos fotógrafos ao preencher numa ficha de hotel: "profissão: modelo".
Dono de convicções profundamente democráticas, que o faziam tratar qualquer pessoa com igual distinção, Einstein era também portador de modéstia verdadeiramente encantadora. O físico Banesh Hoffman, que em 1972 escreveu uma importante biografia dele, lembra-se que, ao encontrá-lo pela primeira vez, estava muito nervoso por falar com um homem que era uma celebridade. Einstein pediu-lhe que expusesse suas idéias e acrescentou: "Mas, por favor, fale devagar, pois tenho dificuldade em entender as coisas rapidamente". A frase teve um efeito mágico, deixando Hoffman inteiramente à vontade.
Albert Einstein nasceu em 14 de março de 1879, numa família judia residente na pequena e velha cidade alemã de Ulm, às margens do Danúbio. Já no ano seguinte, os Einstein se mudaram para Munique, onde o pai, Hermann, e o tio Jakob, instalaram uma pequena oficina eletrotécnica. Do confronto com a massacrante disciplina do ensino alemão do século passado resultou a aversão de Einstein por qualquer forma de rigidez mental. Anos mais tarde. ele se referiria a seus professores como " sargentos disciplinadores".
Durante muito tempo, por um erro de avaliação dos boletins escolares, acreditou-se que Einstein tivesse sido um aluno medíocre. Seria melhor defini-lo como desajustado. Pois estudos biográficos mais recentes o mostram como um prodígio, dominando a Física de nível universitário antes dos 11 anos de idade.
Da mãe, Pauline, Einstein puxou sua natureza sonhadora, imaginativa. Foi ela também quem o pôs em contato com o violino, quando ele tinha 6 anos. Einstein ironizaria mais tarde sua capacidade musical: "Só eu apreciava o que tocava". Os biógrafos, porém, garantem que, embora pudesse não ter o virtuosismo de um profissional, era um violinista brilhante. Seja como for, os dons que herdou da mãe - a música e o devaneio seriam seus maiores refúgios nos momentos difíceis da vida.
Outra influencia familiar - dos tios Jakob e Cäsar Koch - o empurrou para a Física e a Matemática. Aos 12 anos, travou contato com um livro sobre a Geometria de Euclides. Sua paixão infantil por instrumentos como a bússola tomava agora rumos mais ambiciosos, e ele decidia dedicar a vida a desvendar os mistérios do "grande mundo".
Três anos mais tarde, a família se mudava para Milão, Itália. Einstein adorou os campos verdes e ensolarados da Toscana - e a oportunidade de escapar da escola por um ano. Sem dinheiro. viajava de carona - e devaneava. Aos 16 anos, por exemplo, se pôs a pensar em como uma pessoa veria um raio de luz se pudesse viajar ao lado dele, em velocidade aproximadamente igual. Essa divagação que anotou num ensaio, seria o ponto de partida para sua Teoria Especial da Relatividade.
Na primeira tentativa de entrar para a renomada Escola Politécnica de Zurique, foi reprovado no vestibular. Ele tinha ainda 16 anos - dois a menos do que a idade-padrão para ingresso no ensino superior. Um ano mais tarde, melhor preparado, conseguiu passar nas provas de admissão. Continuava a ser, porém, um aluno rebelde, faltando às aulas, lendo o que não constava do currículo e irritando os professores com perguntas consideradas impertinentes. Formou-se em 1900, graças ao amigo Marcel Grossmann, aluno irrepreensível, que lhe emprestava anotações de aula. Mas estudar para os exames finais teve um efeito tão inibidor sobre ele que, durante um ano, considerou "desagradável qualquer problema científico".
Depois da formatura, adotou a cidadania suíça. Rejeitado na tentativa de se tornar professor universitário, conseguiu emprego como técnico de terceira classe no Serviço Suíço de Patentes, em Berna. O cargo era medíocre, mas tinha a vantagem de lhe dar bastante tempo livre para as próprias divagações e cálculos científicos, que Einstein escondia na gaveta assim que ouvia passos se aproximando.
É o máximo da ironia pensar que as anotações que iriam revolucionar o mundo precisavam ser ocultadas para que os colegas e os superiores não descobrissem que ele estava se dedicando a outras atividades no local de trabalho.
Em 1903, casou-se com sua ex-colega de escola, Mileva Maric, com quem passou a viver num modesto apartamento perto do emprego. Dois anos depois, publicaria na prestigiosa revista científica alemã Annalen der Physik um conjunto de quatro artigos que iria revolucionar seu destino - e o conhecimento humano.
O primeiro tratava do chamado movimento browniano - o ziguezague feito pelas partículas em suspensão num líquido. Einstein mostrou como esse movimento permitia compreender a natureza das moléculas. O segundo investigava a causa do efeito fotoelétrico - -o fato de certos corpos emitirem elétrons quando atingidos pela luz. Ele explicou que isso se devia ao fato de que a luz, até então tratada pela Física como uma onda continua, era composta de diminutas partículas de energia.
No 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 (veja o quadro da página 58 ). 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.
As quatro comunicações de 1905 feitas por um funcionário público de apenas 26 anos, trabalhando nas horas vagas, foram uma façanha realmente espantosa. Não é por acaso que muitos historiadores da ciência chamam 1905 de "o ano milagroso". Ele só tem paralelo com o ano de 1666, quando Newton, aos 24 anos, isolado no campo devido a uma epidemia de peste bubônica, produziu uma explicação para a natureza da luz, criou os cálculos diferencial e integral e ainda vislumbrou sua futura Teoria da Gravitação Universal.
Mas a fama não veio imediatamente para Einstein. O Prêmio Nobel de Física, por exemplo, só lhe seria dado em 1921. Ao contrário do que muita gente pensa, ele foi contemplado não pela Teoria Especial da Relatividade nem pela Teoria Geral da Relatividade, de 1916, suas duas maiores contribuições à ciência, mas pelo estudo sobre o efeito fotoelétrico.
De qualquer forma, os artigos de 1905 tornaram-no respeitado pelos mais eminentes físicos da Europa. Suficientemente respeitado para que pudesse logo trocar o modesto emprego de inspetor de patentes pela carreira de professor universitário. Assim como o tempo relativo de sua teoria flui em diferentes velocidades, dependendo do observador, também seu tempo existencial começava a correr mais rápido.
Em I9l4, está de volta à Alemanha, atraído por um convite da Academia Prussiana de Ciências. A Primeira Guerra Mundial o apanhou na capital alemã, enquanto a mulher e os dois filhos passavam férias na Suíça. A separação forçada acabaria apressando o fim de seu casamento, que já não era muito sólido. Não foi por motivos pessoais, porém, que Einstein se colocou ativamente contra a guerra.
Eram razões de consciência muito profundas que faziam dele uma das poucas grandes vozes a se levantar contra a conflagração que eliminava milhares de vidas.
Um "sentimento cósmico religioso` o impelia à Física teórica, em busca dos fundamentos mais gerais do Universo. Relutantemente, ele admitia também um "apaixonado senso de justiça e responsabilidade social". Foi essa dimensão ética, que tem tanto a ver com a tradição profética judaico, embora Einstein não seguisse nenhum rito religioso, que o levou ao pacifismo e, mais tarde, ao socialismo democrático.
Os quatro anos da Primeira Guerra Mundial assistiram à síntese perfeita desses dois lados de sua personalidade. Enquanto se aprofundava cada vez mais na propaganda antibelicista, mergulhava também num dos mais extraordinários processos de elaboração mental já ocorridos na história da ciência. Seu assunto era agora a gravitação, essa característica da natureza que faz com que uma pedra atirada ao ar caia de volta na Terra e mantém os planetas em órbita ao redor do Sol. Mais uma vez, Einstein confrontava uma das interpretações centrais da Física newtoniana.
Newton pensara a gravitação como uma força que agia à distancia entre os corpos. Einstein concebeu a gravitação como uma curvatura provocada no espaço-tempo pela presença de massa. Essa ousada idéia, tornada pública em 1916, com a publicação da Teoria Geral da Relatividade, completava a demolição do edifício da Física clássica, iniciada em 1905.
Em 1919, as predições feitas pela Relatividade Geral eram confirmadas pela observação. O impacto foi espetacular: logo Einstein era considerado, talvez até com certo exagero, o maior gênio de todos os tempos. As solicitações da fama o arrastariam a inúmeros países, inclusive o Brasil. Algo contrariado, ele temia que isso prejudicasse suas atividades científicas.
Já em 1919, o excesso de trabalho quase o levara à morte por esgotamento físico. Os amigos que o visitavam contam que ele não tinha hora para parar de trabalhar e que, muitas vezes, só deixava a escrivaninha quando alguém insistia para que fosse deitar. Durante o período de recuperação, uma das pessoas que tratou dele foi sua prima Elsa Lowenthal. Naquele mesmo ano, Einstein se casaria com ela.
Durante a década de 20, a ascensão do nazismo na Alemanha o chamou de volta à atividade política. Abdicando de sua inclinação natural pela quietude e a contemplação, ele se empenhou com toda coragem contra o novo regime que se desenhava no horizonte. Ao mesmo tempo, as crescentes ameaças aos judeus na Europa o levaram a aderir à causa sionista, com sua reivindicação de um território nacional judáico. Os nazistas responderam ao seu engajamento com uma violenta campanha de calúnias.
Quando Hitler chegou ao poder, em 1933, Einstein percebeu que sua permanência no pais se tornara insustentável. Decidiu aceitar o convite da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, para que integrasse seu Instituto de Estudos Avançados. Após deixar a Alemanha, soube que os nazistas haviam posto sua cabeça a prêmio por 20 mil marcos - uma pequena fortuna, à época. "não sabia que valia tanto", comentou, irônico.
A avaliação que tinha sobre seu "valor monetário" era realmente modesta. Quando os americanos lhe perguntaram que salário considerava justo para si, sugeriu a ninharia de 3 mil dólares anuais. Diante do espanto dos interlocutores, achou que tinha exagerado - e propôs uma quantia ainda menor. Acabou con-tratado por 16 mil dólares por ano.
O excepcional prestígio de que desfrutava fez com que naturalmente se transformasse num pólo de atração para os muitos cientistas europeus imigrados nos Estados Unidos.Sob a pressão desses cientistas apavorados, com a possibilidade de a Alemanha nazista fabricar, a partir da própria Teoria da Relatividade. a bomba atômica e conquistar o mun-do, Einstein concordou em subscrever a famosa carta ao presidente Norte-americano Franklin Roosevelt, recomendando que os Estados Uni-dos acelerassem suas pesquisas rumo à arma atômica. Quando soube mais tarde que os nazistas estavam muito longe de fabricar a bomba, Einstein lamentou profundamente a decisão que havia tomado.
Seus últimos 20 anos de vida, passados nos Estados Unidos, foram relativamente pacatos. Instalado no campus da Universidade de Prince-ton, seu tempo era dividido entre as três atividades prediletas: tocar violi-no, velejar e devanear. Só que seus devaneios tomavam a forma de uma Teoria Unificada do Campo, capaz de sintetizar os dois grandes ramos em que estava dividida a Física na época: a gravitacão e o eletromagne-tismo. Ou seja, ele procurava nada menos que a lei geral do Universo.
Einstein morreu no dia 18 de abril de 1955, sem: realizar esse seu último sonho. Não admira: os físicos continuam a sonhá-lo até hoje.
As idéias que demoliram a velha ciência
Em 1887, descobriu-se que um sinal luminoso viaja sempre à mesma velocidade no espaço vazio. A partir dessa descoberta, Einstein iria demolir o edifício da Física clássica. Ele percebeu que a constância da velocidade da luz punha em xeque o conceito tradicional de simultaneidade.
Assim: imagine-se um carro numa estrada plana e dentro dele uma lâmpada a igual distancia do vidro dianteiro e do vidro traseiro. Quando a lâmpada é acesa, a luz atinge os dois vidros ao mesmo tempo. Isso para um passageiro no carro; para uma pessoa na estrada, a luz chega antes ao vidro de trás, pois - devido ao movimento do carro - este se aproxima do ponto em que a luz foi emitida, enquanto o vidro da frente se afasta. Qual dos dois observadores tem razão? Os dois.
O paradoxo forçou uma completa revisão dos conceitos clássicos de espaço e tempo e deu origem à Teoria Especial da Relatividade. Espaço e tempo não são grandezas absolutas que independem do observador, mas relativas. As medidas de espaço, tempo e massa realizadas a partir do carro em movimento e as realizadas a partir da estrada relacionam-se por um conjunto de expressões matemáticas propostas, no começo do século, pelo físico holandês Hendrik Lorentz. Pelas transformações de Lorentz, uma régua viajando no carro terá seu comprimento encurtado quando medida da estrada. Já o tempo e massa se dilatarão.
Conseqüência direta da Teoria Especial da Relatividade é a idéia de que a massa pode ser convertida em energia e vice-versa. A fórmula de equivalência entre elas é a famosa E = mc2, onde E é energia, m, massa e c, a velocidade da luz no vácuo. Pequena quantidade de massa pode transformar-se em grande quantidade de energia -como seria confirmado pela bomba atômica. E grande quantidade de energia pode se converter em pequeno acréscimo de massa - como ocorre nos aceleradores de partículas.
Todas essas concepcões, porém, fornecem ainda uma descrição restrita da realidade, já que o seu ponto de partida, como no exemplo do carro, é o de observadores imóveis ou que se desloquem em movimento retilíneo e uniforme os chamados sistemas de referencia inerciais. Onde encontrá-los, porém, neste Universo em que tudo se move de maneira tão complicada? A extensão desses conceitos para qualquer sistema de referência levou Einstein à Teoria Geral da Relatividade de 1916. Seu objeto de estudo foi o fenômeno da gravitação.
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 idéia clássica de que a atração é causada por uma força agindo à distância. Os planetas são mantido em suas 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.
As predições da Teoria da Relatividade foram confirmadas pela experiência. Einstein afirmara que uma quantidade de massa, como a de uma estrela, seria capaz de curvar de forma sensível um raio de luz que passasse por suas imediações. Isso seria confirmado numa célebre observação realizada em 1919. Era a consagração da Teoria da Relatividade e de seu autor.
segunda-feira, 5 de setembro de 2011
Big Bang - O Tempo Começa
BIG BANG - O Tempo Começa
Antes de mais nada, preciso fazer uma confissão: o texto ainda nem começou e já há duas informações nesta página que não são verdadeiras. A primeira está no título. Na verdade, o Universo não surgiu em uma grande explosão - pelo menos não da forma como uma bomba explodiria. O termo big-bang ("grande explosão", em inglês) foi escolhido como a mais simples definição do modelo científico que afirma que, há bilhões de anos, todo o Universo estava concentrado em um espaço tão exíguo que faria qualquer partícula parecer gigantesca. De um início muito mais quente que o inferno e incrivelmente mais apertado que um ônibus às 6 da tarde, o cosmo passou a se expandir e a esfriar rapidamente. Essa "explosão" - desculpe, leitor, vamos ser obrigados a continuar usando essa expressão - teria ocorrido em todos os pontos do Universo ao mesmo tempo. O segundo erro é ainda mais grave: nenhum cientista é capaz de dizer o que existia antes do big- bang. Pode até ser que realmente não houvesse nada, mas não é impossível que existisse alguma coisa. O fato é que essa questão ainda desafia as mentes mais brilhantes do planeta. Para chegar até aqui, a astronomia precisou de milênios de pesquisa e perspicácia. Mas, nos bastidores, a história de uma das maiores teorias de todos os tempos também traz relatos de intriga, vaidade, fugas espetaculares, bobagens. E um anão. Vire a página e volte no tempo.
100% periferia
Para conhecer a história completa do big-bang, é preciso voltar ao século 4 a.C. Isso porque o primeiro passo em direção a ele foi dado por um filósofo grego, Aristarco, que propôs uma idéia ousada: a Terra não seria o centro do Universo, mas giraria em torno do Sol. O modelo foi considerado ridículo e ficou esquecido por 2 mil anos, até que um polonês atrevido escreveu Sobre as Revoluções das Esferas Celestes. Nicolau Copérnico, o autor do tratado, voltou-se contra a teoria dominante do grego Ptolomeu, segundo a qual a Terra estaria no centro de tudo. A obra de Copérnico saiu em 1543 - e só então ele percebeu uma terrível traição. No prefácio, escrito sem o seu consentimento, sua teoria era apresentada como "não necessariamente verdadeira nem ao menos provável" e a hipótese de que o Sol estava no centro do Universo era considerada "absurda". A punhalada só foi possível porque, durante a impressão do livro, ele estava de cama se recuperando de uma hemorragia. Morreu no dia em que recebeu a edição.
Ao longo das décadas seguintes, na Dinamarca, um astrônomo chamado Tycho Brahe havia ganho tanta reputação que o rei Frederico II deu a ele uma ilha e dinheiro para construir um observatório. Apesar das lunetas, a especialidade da ilha eram as festas. Pessoas importantes eram convidadas para cerimônias animadíssimas, que contavam com a presença de Jeep, um anão que fazia as vezes de bobo da corte. Em 1588, com a morte do rei, Brahe perdeu seus privilégios. Acabou tendo de abandonar o castelo (e a badalação) e migrou para Praga, onde conheceu o alemão Johannes Kepler. Era uma dupla perfeita: Brahe fazia as mais precisas observações da época. E Kepler, que seria o melhor intérprete desses dados, descobriu três coisas fundamentais: os planetas não se movem em círculos, mas em elipses; a velocidade desses planetas varia continuamente e o Sol não está exatamente no centro dessas órbitas. A suspeita se confirmou com as pesquisas do italiano Galileu Galilei, um católico devoto que tirou proveito das recém-inventadas lunetas. Ele percebeu que havia luas em torno de Júpiter, o que era uma prova incontestável de que a Terra não era o centro do Universo. Acabou condenado pela Inquisição à prisão domiciliar.
Contra Einstein
Antes de se tornar o mais famoso físico de sua época - e uma referência para os séculos seguintes -, o inglês Isaac Newton teve uma infância conturbada. Seu pai havia morrido três meses antes do seu nascimento. A mãe se casou com um homem mais velho, que não permitiu que o garoto Isaac morasse com eles. Abandonado, Newton se tornou um homem amargo e às vezes cruel - a ponto de, quando se tornou inspetor da Casa da Moeda britânica, mandar enforcar e esquartejar os falsificadores que tiveram o azar de passar pela sua frente. Mesmo assim, construiu as fundações de uma nova ciência. A sua lei da gravidade, de 1666, ensina que todo objeto no Universo atrai outro objeto. "O poder da fórmula é resumir tudo o que Copérnico, Kepler e Galileu vinham tentando explicar sobre o sistema solar", escreveu o inglês Simon Singh em Big Bang, um livro que descreve a história dessa explosão (e que inspirou grande parte desta matéria). Ou seja, uma maçã cai no chão não porque se dirige ao centro do Universo, mas porque a Terra e a maçã têm massa. Assim, a lei explicava, por exemplo, por que os planetas fazem uma órbita elíptica em torno do Sol - o que havia sido demonstrado por Kepler.
As descobertas permitiam que os cientistas entendessem o funcionamento de quase todas as estrelas que conseguiam ver na época, mas não dava a mínima pista de onde saiu aquilo tudo. Um grande passo nessa direção veio em 1915, quando o alemão Albert Einstein, então já famoso e acostumado a revolucionar a física, resolveu mudar tudo de novo e apresentou sua teoria da relatividade geral. No centro dela estava a noção de que tanto o tempo como o espaço são flexíveis e deformáveis por fatores como velocidade, energia e gravidade. Só tinha um problema: como o Universo era molengão e as estrelas se atraíam, todo o espaço já deveria ter se curvado e desabado sobre si mesmo. A idéia parecia ridícula. "Einstein tinha idéias em cosmologia completamente reacionárias. Era um homem do século 19, quando todos achavam que o Universo tinha um fim e estava parado desde sempre", diz o físico Mário Novello, presidente do Instituto Nacional de Cosmologia, Relatividade e Astrofísica. Einstein elaborou então o que ele mesmo depois considerou a maior bobagem de sua carreira: alterou as equações para que elas se encaixassem na sua visão de um Universo que não cresce nem diminui.
O problema é que essa limitação de Einstein dificultou a vida dos outros. Dois estudiosos - o russo Alexander Friedmann e o belga George Lemaître - acharam uma solução para o impasse: se o Universo estivesse se expandindo, é possível que ele nunca entrasse em colapso. A gravidade de tudo o que existe não conseguiria fazê-lo se curvar porque o Cosmos esticaria e se manteria estável. Mas quando Friedmann foi buscar a benção de Einstein, este lhe disse que a idéia parecia "suspeita".
Lemaître - que conseguia levar duas profissões aparentemente antagônicas de padre e cosmologista - insistiu, até porque suas idéias tinham um tempero a mais. Ele não só estava convicto de que a teoria de Einstein implicaria um Universo em expansão como acreditava em um "momento da criação". Tudo teria começado em uma região pequena e compacta que "explodiu" e cresceu. Ele chegou até a cunhar a expressão "átomo primordial" para descrever a provável aparência do Universo em seu começo, que seria "um hoje sem ontem". Mas o belga não teve mais sucesso do que Friedmann ao buscar o apoio de Einstein - já então capaz de construir e destruir reputações no meio científico. Em 1927, ouviu deste um veredicto nada animador: "Seus cálculos estão corretos, mas a sua física é abominável". A teoria teria de esperar mais alguns anos antes que fosse aceita - inclusive por Einstein.
Tudo expande
O começo do século 20 foi marcado não apenas pelo surgimento da relatividade, mas também pela construção de telescópios grandes e modernos. O americano Edwin Hubble foi o nome mais conhecido dessa safra de observadores. Em 1923, trabalhando no Observatório de Monte Wilson, na Califórnia, Estados Unidos, ele identificou uma cefeida (um tipo de estrela) em uma nebulosa e mostrou que ela estaria localizada muito longe da Via Láctea. Isso provou que não habitamos a única galáxia do Universo. Mas o passo mais importante começou a ser dado em 1929, quando Hubble percebeu que as estrelas mais afastadas da Terra são aquelas que estão se afastando mais rapidamente. O Universo estaria, portanto, se expandindo. Hubble, no entanto, deixou claro que o problema dele era coletar os dados - e nunca se propôs a teorizar sobre isso. Ele preferia os holofotes de jornais e TVs, pois agora também era uma celebridade.
Com a prova de que o Universo estava se expandindo nas mãos, o trabalho dos teóricos passou a ser "retroceder no tempo" para tentar descobrir como exatamente chegamos até aqui. O ucraniano George Gamow era uma das figuras centrais dessa "arqueologia do cosmos", mas a interferência política dos governantes soviéticos nas pesquisas científicas fez com que ele e a mulher resolvessem fugir de seu país. Depois de duas tentativas fracassadas - na primeira, pretendiam atravessar o Mar Negro em um caiaque - eles finalmente conseguiram e, em 1940, chegaram aos Estados Unidos. Interessado em pesquisar a física das partículas, o ucraniano percebeu que ali não havia mais ninguém estudando o tema seriamente - só depois soube que todos os outros cérebros da área haviam sido cooptados para o Projeto Manhattan, que levaria à construção da bomba atômica americana. Junto com seus colegas Ralph Alpher e Robert Herman, Gamow constatou que os primeiros momentos do Universo seriam tão quentes que quebrariam qualquer átomo e transformariam tudo em uma sopa de prótons, nêutrons e elétrons (as menores partículas conhecidas até então). E, quando ele esfriasse, essas partículas formariam apenas os menores átomos possíveis, os de hidrogênio e hélio - o que explicava por que esses elementos hoje compõem 99,9% de toda a matéria que vemos no Universo. Eles também previram que 300 mil anos depois da explosão teria havido a liberação de uma enorme quantidade de luz que faria um "eco luminoso" no Universo. E isso poderia ser percebido hoje.
Foi então que o debate se acirrou. Para uns, o Universo estaria se expandindo a partir de um momento inicial e, para outros, ele era eterno e provavelmente infinito. Um dos maiores defensores da segunda hipótese, o inglês Fred Hoyle, chegou a dizer em um programa da Rádio BBC que não via "nenhuma boa razão para preferir essa idéia de big-bang". O intuito de Hoyle era ironizar, mas era a primeira vez que alguém usava esse termo para se referir à teoria - e o apelido pegou. Para o azar de Hoyle, "essa idéia de big- bang" só ganhou evidências a partir daí. Uma das principais descobertas foi feita por Arno Penzias e Robert Wilson, dos Laboratórios Bell, em meados dos anos 1960. Eles detectaram um ruído nos seus aparelhos de radioastronomia. Como isso não os deixava trabalhar, eles foram atrás da razão. Acabaram descobrindo que se tratava da radiação cósmica de fundo - o "eco" do big-bang previsto por Gamow. "A confirmação dessa radiação deu credibilidade ao modelo. Desde então, ele tem sido refinado com inúmeras observações", diz o físico brasileiro Marcelo Gleiser, do Dartmouth College, Estados Unidos.
E antes?
As teorias sobre a gravidade não bastavam para ir além das descobertas de Gamow. O início do Universo seria tão quente e pequeno que, para entendê-lo, era necessário usar os conhecimentos da mecânica quântica, que descreve o comportamento das coisas nessa escala. À medida que os cientistas descobriam quarks, léptons, mésons e um enorme número de partículas subatômicas, novos elementos foram encaixados no retrato do início de tudo. Hoje, os cientistas acreditam ter esclarecido como era o Universo até 10-43 segundos depois do big-bang (isso significa o número 1 colocado 43 casas depois da vírgula, ou um tempo tão pequeno que nem vale a pena tentar visualizar). A situação se complica mais cada vez que alguém traz novas evidências. No final dos anos 1990, por exemplo, descobriu-se que o Universo não só aumenta, como está acelerando. Alguma força - até agora chamada de "energia escura" - está empurrando o cosmo, mas ninguém sabe muito bem o que é, nem o que ela fez desde o big-bang. O retrato atual que os pesquisadores têm do passado e do futuro do Universo é o que aparece no quadro acima.
O grande mistério agora é outro: o que havia antes do big-bang? "Para Einstein, só existia o nada. Mas, segundo a mecânica quântica, é possível criar novos espaços-tempos. Isso significa que pode ter havido alguma coisa", diz o físico Élcio Abdalla, da USP. Nesse ponto, a discussão começa a tornar-se cada vez menos científica e parece até voltar a um estágio anterior aos gregos, quando os mitos explicavam todo o Universo. Para a ciência deste começo de século 21, parece um fim de linha. Mas esses obstáculos são sempre provisórios. Ninguém pode afirmar com certeza que o modelo do big-bang - apesar de ser incrivelmente preciso na descrição do que aconteceu com o cosmo - nunca será superado.
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Antes de mais nada, preciso fazer uma confissão: o texto ainda nem começou e já há duas informações nesta página que não são verdadeiras. A primeira está no título. Na verdade, o Universo não surgiu em uma grande explosão - pelo menos não da forma como uma bomba explodiria. O termo big-bang ("grande explosão", em inglês) foi escolhido como a mais simples definição do modelo científico que afirma que, há bilhões de anos, todo o Universo estava concentrado em um espaço tão exíguo que faria qualquer partícula parecer gigantesca. De um início muito mais quente que o inferno e incrivelmente mais apertado que um ônibus às 6 da tarde, o cosmo passou a se expandir e a esfriar rapidamente. Essa "explosão" - desculpe, leitor, vamos ser obrigados a continuar usando essa expressão - teria ocorrido em todos os pontos do Universo ao mesmo tempo. O segundo erro é ainda mais grave: nenhum cientista é capaz de dizer o que existia antes do big- bang. Pode até ser que realmente não houvesse nada, mas não é impossível que existisse alguma coisa. O fato é que essa questão ainda desafia as mentes mais brilhantes do planeta. Para chegar até aqui, a astronomia precisou de milênios de pesquisa e perspicácia. Mas, nos bastidores, a história de uma das maiores teorias de todos os tempos também traz relatos de intriga, vaidade, fugas espetaculares, bobagens. E um anão. Vire a página e volte no tempo.
100% periferia
Para conhecer a história completa do big-bang, é preciso voltar ao século 4 a.C. Isso porque o primeiro passo em direção a ele foi dado por um filósofo grego, Aristarco, que propôs uma idéia ousada: a Terra não seria o centro do Universo, mas giraria em torno do Sol. O modelo foi considerado ridículo e ficou esquecido por 2 mil anos, até que um polonês atrevido escreveu Sobre as Revoluções das Esferas Celestes. Nicolau Copérnico, o autor do tratado, voltou-se contra a teoria dominante do grego Ptolomeu, segundo a qual a Terra estaria no centro de tudo. A obra de Copérnico saiu em 1543 - e só então ele percebeu uma terrível traição. No prefácio, escrito sem o seu consentimento, sua teoria era apresentada como "não necessariamente verdadeira nem ao menos provável" e a hipótese de que o Sol estava no centro do Universo era considerada "absurda". A punhalada só foi possível porque, durante a impressão do livro, ele estava de cama se recuperando de uma hemorragia. Morreu no dia em que recebeu a edição.
Ao longo das décadas seguintes, na Dinamarca, um astrônomo chamado Tycho Brahe havia ganho tanta reputação que o rei Frederico II deu a ele uma ilha e dinheiro para construir um observatório. Apesar das lunetas, a especialidade da ilha eram as festas. Pessoas importantes eram convidadas para cerimônias animadíssimas, que contavam com a presença de Jeep, um anão que fazia as vezes de bobo da corte. Em 1588, com a morte do rei, Brahe perdeu seus privilégios. Acabou tendo de abandonar o castelo (e a badalação) e migrou para Praga, onde conheceu o alemão Johannes Kepler. Era uma dupla perfeita: Brahe fazia as mais precisas observações da época. E Kepler, que seria o melhor intérprete desses dados, descobriu três coisas fundamentais: os planetas não se movem em círculos, mas em elipses; a velocidade desses planetas varia continuamente e o Sol não está exatamente no centro dessas órbitas. A suspeita se confirmou com as pesquisas do italiano Galileu Galilei, um católico devoto que tirou proveito das recém-inventadas lunetas. Ele percebeu que havia luas em torno de Júpiter, o que era uma prova incontestável de que a Terra não era o centro do Universo. Acabou condenado pela Inquisição à prisão domiciliar.
Contra Einstein
Antes de se tornar o mais famoso físico de sua época - e uma referência para os séculos seguintes -, o inglês Isaac Newton teve uma infância conturbada. Seu pai havia morrido três meses antes do seu nascimento. A mãe se casou com um homem mais velho, que não permitiu que o garoto Isaac morasse com eles. Abandonado, Newton se tornou um homem amargo e às vezes cruel - a ponto de, quando se tornou inspetor da Casa da Moeda britânica, mandar enforcar e esquartejar os falsificadores que tiveram o azar de passar pela sua frente. Mesmo assim, construiu as fundações de uma nova ciência. A sua lei da gravidade, de 1666, ensina que todo objeto no Universo atrai outro objeto. "O poder da fórmula é resumir tudo o que Copérnico, Kepler e Galileu vinham tentando explicar sobre o sistema solar", escreveu o inglês Simon Singh em Big Bang, um livro que descreve a história dessa explosão (e que inspirou grande parte desta matéria). Ou seja, uma maçã cai no chão não porque se dirige ao centro do Universo, mas porque a Terra e a maçã têm massa. Assim, a lei explicava, por exemplo, por que os planetas fazem uma órbita elíptica em torno do Sol - o que havia sido demonstrado por Kepler.
As descobertas permitiam que os cientistas entendessem o funcionamento de quase todas as estrelas que conseguiam ver na época, mas não dava a mínima pista de onde saiu aquilo tudo. Um grande passo nessa direção veio em 1915, quando o alemão Albert Einstein, então já famoso e acostumado a revolucionar a física, resolveu mudar tudo de novo e apresentou sua teoria da relatividade geral. No centro dela estava a noção de que tanto o tempo como o espaço são flexíveis e deformáveis por fatores como velocidade, energia e gravidade. Só tinha um problema: como o Universo era molengão e as estrelas se atraíam, todo o espaço já deveria ter se curvado e desabado sobre si mesmo. A idéia parecia ridícula. "Einstein tinha idéias em cosmologia completamente reacionárias. Era um homem do século 19, quando todos achavam que o Universo tinha um fim e estava parado desde sempre", diz o físico Mário Novello, presidente do Instituto Nacional de Cosmologia, Relatividade e Astrofísica. Einstein elaborou então o que ele mesmo depois considerou a maior bobagem de sua carreira: alterou as equações para que elas se encaixassem na sua visão de um Universo que não cresce nem diminui.
O problema é que essa limitação de Einstein dificultou a vida dos outros. Dois estudiosos - o russo Alexander Friedmann e o belga George Lemaître - acharam uma solução para o impasse: se o Universo estivesse se expandindo, é possível que ele nunca entrasse em colapso. A gravidade de tudo o que existe não conseguiria fazê-lo se curvar porque o Cosmos esticaria e se manteria estável. Mas quando Friedmann foi buscar a benção de Einstein, este lhe disse que a idéia parecia "suspeita".
Lemaître - que conseguia levar duas profissões aparentemente antagônicas de padre e cosmologista - insistiu, até porque suas idéias tinham um tempero a mais. Ele não só estava convicto de que a teoria de Einstein implicaria um Universo em expansão como acreditava em um "momento da criação". Tudo teria começado em uma região pequena e compacta que "explodiu" e cresceu. Ele chegou até a cunhar a expressão "átomo primordial" para descrever a provável aparência do Universo em seu começo, que seria "um hoje sem ontem". Mas o belga não teve mais sucesso do que Friedmann ao buscar o apoio de Einstein - já então capaz de construir e destruir reputações no meio científico. Em 1927, ouviu deste um veredicto nada animador: "Seus cálculos estão corretos, mas a sua física é abominável". A teoria teria de esperar mais alguns anos antes que fosse aceita - inclusive por Einstein.
Tudo expande
O começo do século 20 foi marcado não apenas pelo surgimento da relatividade, mas também pela construção de telescópios grandes e modernos. O americano Edwin Hubble foi o nome mais conhecido dessa safra de observadores. Em 1923, trabalhando no Observatório de Monte Wilson, na Califórnia, Estados Unidos, ele identificou uma cefeida (um tipo de estrela) em uma nebulosa e mostrou que ela estaria localizada muito longe da Via Láctea. Isso provou que não habitamos a única galáxia do Universo. Mas o passo mais importante começou a ser dado em 1929, quando Hubble percebeu que as estrelas mais afastadas da Terra são aquelas que estão se afastando mais rapidamente. O Universo estaria, portanto, se expandindo. Hubble, no entanto, deixou claro que o problema dele era coletar os dados - e nunca se propôs a teorizar sobre isso. Ele preferia os holofotes de jornais e TVs, pois agora também era uma celebridade.
Com a prova de que o Universo estava se expandindo nas mãos, o trabalho dos teóricos passou a ser "retroceder no tempo" para tentar descobrir como exatamente chegamos até aqui. O ucraniano George Gamow era uma das figuras centrais dessa "arqueologia do cosmos", mas a interferência política dos governantes soviéticos nas pesquisas científicas fez com que ele e a mulher resolvessem fugir de seu país. Depois de duas tentativas fracassadas - na primeira, pretendiam atravessar o Mar Negro em um caiaque - eles finalmente conseguiram e, em 1940, chegaram aos Estados Unidos. Interessado em pesquisar a física das partículas, o ucraniano percebeu que ali não havia mais ninguém estudando o tema seriamente - só depois soube que todos os outros cérebros da área haviam sido cooptados para o Projeto Manhattan, que levaria à construção da bomba atômica americana. Junto com seus colegas Ralph Alpher e Robert Herman, Gamow constatou que os primeiros momentos do Universo seriam tão quentes que quebrariam qualquer átomo e transformariam tudo em uma sopa de prótons, nêutrons e elétrons (as menores partículas conhecidas até então). E, quando ele esfriasse, essas partículas formariam apenas os menores átomos possíveis, os de hidrogênio e hélio - o que explicava por que esses elementos hoje compõem 99,9% de toda a matéria que vemos no Universo. Eles também previram que 300 mil anos depois da explosão teria havido a liberação de uma enorme quantidade de luz que faria um "eco luminoso" no Universo. E isso poderia ser percebido hoje.
Foi então que o debate se acirrou. Para uns, o Universo estaria se expandindo a partir de um momento inicial e, para outros, ele era eterno e provavelmente infinito. Um dos maiores defensores da segunda hipótese, o inglês Fred Hoyle, chegou a dizer em um programa da Rádio BBC que não via "nenhuma boa razão para preferir essa idéia de big-bang". O intuito de Hoyle era ironizar, mas era a primeira vez que alguém usava esse termo para se referir à teoria - e o apelido pegou. Para o azar de Hoyle, "essa idéia de big- bang" só ganhou evidências a partir daí. Uma das principais descobertas foi feita por Arno Penzias e Robert Wilson, dos Laboratórios Bell, em meados dos anos 1960. Eles detectaram um ruído nos seus aparelhos de radioastronomia. Como isso não os deixava trabalhar, eles foram atrás da razão. Acabaram descobrindo que se tratava da radiação cósmica de fundo - o "eco" do big-bang previsto por Gamow. "A confirmação dessa radiação deu credibilidade ao modelo. Desde então, ele tem sido refinado com inúmeras observações", diz o físico brasileiro Marcelo Gleiser, do Dartmouth College, Estados Unidos.
E antes?
As teorias sobre a gravidade não bastavam para ir além das descobertas de Gamow. O início do Universo seria tão quente e pequeno que, para entendê-lo, era necessário usar os conhecimentos da mecânica quântica, que descreve o comportamento das coisas nessa escala. À medida que os cientistas descobriam quarks, léptons, mésons e um enorme número de partículas subatômicas, novos elementos foram encaixados no retrato do início de tudo. Hoje, os cientistas acreditam ter esclarecido como era o Universo até 10-43 segundos depois do big-bang (isso significa o número 1 colocado 43 casas depois da vírgula, ou um tempo tão pequeno que nem vale a pena tentar visualizar). A situação se complica mais cada vez que alguém traz novas evidências. No final dos anos 1990, por exemplo, descobriu-se que o Universo não só aumenta, como está acelerando. Alguma força - até agora chamada de "energia escura" - está empurrando o cosmo, mas ninguém sabe muito bem o que é, nem o que ela fez desde o big-bang. O retrato atual que os pesquisadores têm do passado e do futuro do Universo é o que aparece no quadro acima.
O grande mistério agora é outro: o que havia antes do big-bang? "Para Einstein, só existia o nada. Mas, segundo a mecânica quântica, é possível criar novos espaços-tempos. Isso significa que pode ter havido alguma coisa", diz o físico Élcio Abdalla, da USP. Nesse ponto, a discussão começa a tornar-se cada vez menos científica e parece até voltar a um estágio anterior aos gregos, quando os mitos explicavam todo o Universo. Para a ciência deste começo de século 21, parece um fim de linha. Mas esses obstáculos são sempre provisórios. Ninguém pode afirmar com certeza que o modelo do big-bang - apesar de ser incrivelmente preciso na descrição do que aconteceu com o cosmo - nunca será superado.
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quinta-feira, 25 de agosto de 2011
Foi quase - César Lattes
FOI QUASE - César Lattes
No dia 24 de maio de 1947, o mundo foi informado de que, ao contrário do que aprendemos na escola, a composição do átomo não se resume a nêutrons, prótons e elétrons. A prestigiada revista Nature anunciou a descoberta e a comprovação da existência da partícula subatômica méson pi, responsável pela ligação das partículas nucleares, e sem a qual tudo o que chamamos de matéria não poderia existir. Por trás da pesquisa, decisiva para a exploração do átomo e favorita ao Nobel de Física desde o momento em que foi divulgada, estava o brasileiro César Lattes. Ele tinha 22 anos.
O prêmio não veio. E menos de um ano após descobrir o méson pi, Lattes chacoalhou a ciência novamente ao reproduzi-lo artificialmente. Dessa vez o experimento levou o Nobel, mas quem ficou com a honraria foi o americano Cecil Powell, que era chefe do brasileiro e não tinha participado diretamente das pesquisas. Ninguém entendeu. "Deixa isso pra lá, prêmios grandiosos não ajudam a ciência", dizia.
Desde a morte da esposa, há dois anos, Lattes saía pouco de sua casa em Campinas, interior de São Paulo. Foi lá que recebeu o repórter Daniel Azevedo, colaborador de um jornal científico de São Carlos, para aquela que seria sua última entrevista, no final de fevereiro. O físico morreu de parada cardíaca no dia 8 de março, aos 80 anos.
Sem exagero, os obituários o descreveram como o mais importante físico brasileiro de todos os tempos. Além da descoberta e criação artificial do méson pi, ele ajudou a criar o Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF ) e o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). O merecido Nobel acabou vindo postumamente, na forma de um erro de imprensa: ao anunciar a morte de Lattes, a agência de notícias Associated Press (AP) o descreveu como "físico ganhador de um Prêmio Nobel."
Você faz críticas seguidas a algumas das mais respeitadas teorias da física. Em especial, ao surgimento do Universo a partir de uma explosão, o big-bang. Como o Universo pode ter surgido sem um ponto inicial?
Ele pode ter tido vários núcleos iniciais. Por que não? Acredito em um Universo indefinido, que é diferente de iniciado ou infinito. Qualquer teoria que tente explicar a origem do Universo é bobagem. O big-bang é a teoria de um traque, uma charlatanice. Na verdade, nem mesmo é uma teoria. É apenas uma hipótese. Perguntam para mim: então, de onde surgiu a matéria? A resposta é: não sabemos. O que existe de real são apenas dados experimentais. As pessoas afirmam coisas sobre as quais não se pode fazer experiências para comprovar.
Albert Einstein também recebeu críticas suas. Quais foram os erros dele?
A teoria da relatividade começou a ser concebida por volta de 1880 por um físico francês chamado Jules Poincaré. Depois, Einstein fez uma teoria da gravitação fajuta, que chamou de relatividade geral, algo que não existe. Einstein, na verdade, é um plagiador. Este ano completamos 100 anos da divulgação da teoria da relatividade e até hoje ninguém o desmascarou.
Quem, então, é o mais importante físico moderno?
São dois: Niels Bohr e Ernst Rutherford. Eles são dois monstros. O Rutherford, que descobriu a existência do núcleo atômico [em 1911], era mais pé-no- chão. O Bohr [teórico da estrutura e dos espectros atômicos, ganhador do Nobel de Física em 1922], mais visionário: morreu tentando convencer os americanos a não fazerem a bomba atômica.
Como você avalia a importância da descoberta do méson pi?
Por volta de 1946, eu estava com a idéia fixa de que havia partículas intermediárias que garantiam a ligação entre prótons e nêutrons. Na verdade, já se sabia que seria impossível existir matéria sem essas partículas, sem elas não haveria ligação no núcleo atômico. Demonstrar a existência do méson pi foi útil para entendermos como uma forma de energia se transforma em outra. Mas a importância é antes de tudo teórica, não diria que ela abriu perspectivas na física aplicada. Até hoje não existe uma máquina que funcione graças à descoberta. Apenas entendemos que esta partícula está em toda matéria.
E como foi o processo para a descoberta e criação artificial do méson pi?
Foi uma grande aventura. Durante as pesquisas, precisava fazer uma experiência numa cidade com grande altitude. Escolhi Chacaltaya, na Bolívia, para onde voaria com uma companhia aérea inglesa. Logo depois, fui aconselhado a não viajar em aviões ingleses, que ainda enfrentavam problemas mecânicos por culpa da Segunda Guerra, que acabara um ano antes. Troquei a passagem para um avião brasileiro, da Panair. Quando cheguei, fiquei sabendo que o avião inglês havia se esborrachado no Senegal.
Você tinha 22 anos quando demonstrou a existência do méson pi. Como a notícia de que um jovem descobrira algo tão importante foi recebida?
Entre os cientistas, a recepção foi normal. Na época, outros grupos estavam fazendo pesquisas parecidas, então não foi uma surpresa. Mais forte foi a atenção da imprensa européia e do Brasil. A notícia saiu na primeira página de vários jornais.
Você acha que o fato de ser brasileiro contribuiu para que outro pesquisador ganhasse o Nobel de Física nas pesquisas em que você participou?
Apesar de a comissão julgadora ser formada por ingleses, acredito que não foi minha nacionalidade que pesou na decisão do vencedor. Tanto na descoberta do méson pi, em 1946, como na sua criação artificial, em 1948, tive colaboração do Giuseppe Occhialini. Quem deveria ter ganho era ele. E, em 1950, quem levou o prêmio foi o Cecil Powell, que também participou do trabalho. Mas deixa isso para lá. Esses prêmios grandiosos não ajudam a ciência.
Cientistas costumam ter uma relação conturbada com a religião. Como você lida com a fé?
Não tenho ligação com a religião. Tenho em casa algumas bíblias que ganhei. São livros bonitos, mas com os quais eu não tenho qualquer relação. Não sei como religião e ciência se aproximam. Como um Deus onipotente deixa acontecer um maremoto que mata centenas de milhares de pessoas?
O que pode ser feito para avançarmos no conhecimento da física no Brasil?
Acho que está sendo feito o necessário, dentro da possibilidade brasileira. Acho apenas que o ensino da física deveria ter mais experiências. É sempre melhor que o aluno faça o próprio equipamento. Hoje, ninguém constrói o próprio equipamento - vai à loja e compra. Isso é ruim porque coisas compradas limitam os resultados.
Qual a contribuição que a física ainda pode dar à vida na Terra?
A física só explica e entende a natureza. Aplicá-la é outra questão. Com a física fica muito mais fácil obter coisas que no passado eram penosas. Mas existem problemas novos que a física ainda não conseguiu abarcar. E eu não tenho idéia do que poderá ser feito com novos conhecimentos.
A física ainda tem muito a explicar?
Em relação ao que ainda está aí para ser descoberto, falta tudo.
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