Einstein continua certo

Albert Einstein (1879-1955)

A chamada Física Moderna (que já não é tão moderna como isso, pois já se passaram mais de cem anos sobre a publicação da Teoria da Relatividade Restrita por Albert Einstein) desafia a nossa compreensão do mundo e a nossa própria lógica. E contudo, apesar das suas aparentes contradições com a nossa visão das coisas, ela está correta, tanto quanto o nosso nível de conhecimentos nos permite afirmar. O que ela está, é ainda incompleta, sem dúvida. Falta, por exemplo, fazer a unificação da Teoria da Relatividade com a Teoria Quântica (que não tem qualquer espécie de relação com pulseiras e outras quinquilharias, que são uma grosseira fraude), que é uma questão que está na base de muita da investigação que atualmente se faz na área da Física. Mas a Física Moderna não está errada, tal como não está errada a Física Clássica que herdámos de Newton. A Física Moderna veio complementar a Física Clássica.

De facto, todas as observações efetuadas até agora confirmam a Física Moderna, sem que se tenha verificado uma só exceção. Todas as aplicações práticas desenvolvidas com base nos seus princípios têm dado os resultados que ela prevê e não outros. Nós todos beneficiamos destas aplicações, sem nos apercebermos de que é graças à Física Moderna que as temos. Por exemplo, os computadores e telemóveis que estamos a usar neste preciso momento baseiam-se nela. Só ela é que consegue explicar o funcionamento destes nossos aparelhos.

Depois de ter postulado a Teoria da Relatividade Restrita, em 1905, Albert Einstein propôs a Teoria da Relatividade Generalizada em 1915, estendendo à gravitação e ao movimento acelerado de referenciais, uns relativamente a outros, os princípios que tinha estabelecido anteriormente para o espaço, para o tempo e para referenciais em movimento uniforme, uns relativamente a outros.

Uma equipa de cientistas do NIST (National Institute of Standards and Technology), em Boulder, Colorado, Estados Unidos, conseguiu fazer medições de tal maneira precisas que confirmaram que a Teoria da Relatividade, Restrita e Generalizada, também se aplica à escala humana. Foi a primeira vez que estas medições foram conseguidas com uma tão grande precisão. Para tal, foram usados dois relógios atómicos (melhor dizendo iónicos, pois se basearam num ião de alumínio cada um) que são tão precisos, tão precisos, que só se atrasam ou adiantam um segundo ao fim de 3,7 mil milhões de anos!

Tomemos dois gémeos, nascidos rigorosamente ao mesmo tempo, e coloquemos um deles numa nave espacial, a bordo da qual faz uma viagem a grande velocidade, enquanto o seu irmão fica em terra. Segundo a Teoria da Relatividade Restrita, quando o gémeo que tiver viajado regressar ao seu planeta natal, ele estará mais novo, em idade, do que o seu irmão que não viajou. O tempo terá passado mais devagar para o gémeo que viajou do que para o que não viajou. «Isto será mesmo assim?», perguntar-se-á com incredulidade. É mesmo assim e os físicos do NIST confirmaram-no.

Um dos relógios usados pelos cientistas nas suas experiências foi colocado num movimento pendular, enquanto o outro ficou parado. Quando a velocidade média do relógio em movimento foi de cerca de 35 km/h, verificou-se que o tempo para ele decorreu mais lentamente do que para o outro, num fator de 10^–16, ou seja, 0,0000000000000001, tal como a Teoria da Relatividade Restrita prevê. Foram feitas medições com outras velocidades, as quais deram resultados que também concordavam exatamente com o previsto pela Teoria.

Os cientistas fizeram a seguir uma segunda experiência, para verificar o efeito da gravidade sobre a passagem do tempo e assim comprovar a Teoria da Relatividade Generalizada. Para tal, colocaram um dos relógios a um desnível vertical de 17 cm em relação ao outro e mediram as suas oscilações. De seguida, subiram o relógio de cima mais 33 cm (baixando infinitesimalmente a atração gravítica que a Terra exercia sobre ele) e voltaram a medir as oscilações de ambos os relógios. Registaram uma variação de cerca de 4 × 10^–17 (ou seja, 0,00000000000000004) na diferença entre as suas frequências. Isto é, o tempo passou mais devagar para o relógio de baixo do que para o relógio de cima, tal como a Teoria da Relatividade Generalizada prevê.

Na verdade, nada disto é revolucionário relativamente ao que já se sabia. Revolucionário seria, isso sim, se as medições efetuadas não estivessem de acordo com as Teorias formuladas por Einstein. Se assim fosse, ter-se-ia finalmente encontrado uma falha nelas, pela primeira vez em cerca de cem anos. Todo o edifício da Física teria então ficado profundamente abalado. Mas não, continua a não haver falha nenhuma. Albert Einstein continua a estar certo.

Uma "lente gravitacional", numa fotografia feita pelo telescópio espacial Hubble. Segundo a Teoria da Relatividade Generalizada, a ação da gravidade exercida por uma dada massa causa desvios no trajeto dos raios de luz, tal como uma lente de vidro o faria. Na imagem acima, a atração gravitacional exercida pela elevadíssima massa de um grupo de galáxias (cada uma das quais contém milhares de milhões de estrelas!) desvia o trajeto da luz vinda de galáxias muito mais longínquas que estão por detrás e amplia a imagem destas. Além disso, como a massa do grupo de galáxias não é pontual, mas tem uma distribuição irregular, a sua ação causa distorções na imagem das galáxias longínquas ampliadas. As galáxias que se veem em arco na fotografia são galáxias muito mais distantes (ampliadas e distorcidas) do que as que compõem o grupo que constitui a "lente". Mais uma vez, Einstein está certo.