LIÇÕES DE MESTRE (1)

Mário Martins

https://www.fnac.pt/Sete-Breves-Licoes-de-Fisica-Carlo-Rovelli/

 

 “A teoria da relatividade geral é a mais bela das teorias científicas”

Lev Landau, reputado físico azerbaijano

1908/1968

 

Em “Sete breves lições de física”, publicadas em 2014, o físico teórico italiano Carlo Rovelli explica, com uma concisão notável, o estado actual (há oito anos) da física, a “quem não conhece, ou conhece pouco, a ciência moderna”.

Comecemos pelo resumo da primeira:

A MAIS BELA DAS TEORIAS

Depois de, em 1905, Albert Einstein ter apresentado três artigos que, segundo Rovelli, valiam qualquer um dos três um Prémio Nobel - mostrando o primeiro que os átomos de facto existem (artigo do movimento browniano), abrindo a porta o segundo para a mecânica quântica (artigo revolucionário do quantum, único a merecer do Comité do Nobel a concessão do Prémio em 1921), e esclarecendo o terceiro  como o tempo não passa por toda a gente de igual forma: dois gémeos reencontram-se com idades diferentes, se um dos dois tiver viajado velozmente (artigo da teoria da relatividade restrita) - dá à estampa, em 1915, a teoria da relatividade geral.

Cerca de duzentos anos antes, o matemático e físico inglês Isaac Newton, “o grande pai da ciência”, tinha estabelecido a lei da gravitação universal, baseada no que chamou “força da gravidade”, que fazia as coisas caírem e os planetas girarem. Mas Newton não esclareceu a origem dessa “força” e imaginava o espaço como uma enorme caixa independente da matéria, na qual deslizavam a direito todos os objectos, até que uma força os fizesse curvar.

E poucos anos antes do nascimento de Einstein, dois grandes físicos britânicos, Faraday e Maxwell, descobriram o campo magnético, que é uma entidade real difundida por toda a parte, que transporta ondas de rádio, enche o espaço, pode vibrar e ondular como a superfície de um lago e “leva a passear” a força eléctrica.

Einstein percebeu então que tem de existir um campo gravitacional, análogo ao campo eléctrico, assim se provando, mais uma vez, a justeza da conhecida frase de Newton, escrita em 1675: “Se eu vi mais longe, foi por estar sobre ombros de gigantes.”

E eis que surge, então, a ideia extraordinária, o puro génio: o campo gravitacional não está difundido pelo espaço: o campo gravitacional é o espaço. É esta a ideia da teoria da relatividade geral. O espaço não é algo diferente da matéria: é um dos componentes “materiais” do mundo. Uma entidade que ondula, que se dobra, que se curva, que se torce. O Sol dobra o espaço à sua volta e os planetas giram à volta do Sol e as coisas caem porque o espaço se curva. Mas não é só o espaço a curvar-se, é também a luz e o tempo. Einstein prevê que o tempo passe mais depressa em cima e mais lento em baixo, junto à Terra. O gémeo que viveu à beira-mar reencontra o gémeo que viveu na montanha um pouco mais velho do que ele próprio.

Tudo isto, o resultado de uma intuição elementar: o espaço e o campo são a mesma coisa. E de uma equação simples (embora complexa de decifrar):

R_ab – ½ R g_ab = T_ab

Por esta equação Einstein diz que R (objecto matemático criado pelo alemão Riemann, que define as propriedades de um espaço curvo) é proporcional à energia da matéria.

A lição essencial a reter por “quem não conhece, ou conhece pouco a ciência moderna”, é que não existe força da gravidade, o que aparenta ser uma força é apenas o efeito da curvatura do espaço provocada pela passagem dos objectos celestes,  e que o espaço não é independente da matéria.

Enquanto a teoria revolucionária da relatividade geral, comprovada experimentalmente, conhecia o merecido sucesso, a teoria da mecânica quântica fazia o seu caminho.

 

NB: Este é um resumo livre da 1ª. lição de Carlo Rovelli, querendo com isto dizer que para lá das muitas transcrições praticamente literais da obra, mistura algumas “liberdades” de um curioso da ciência, esperando, com isso, não ter atraiçoado o sentido desta lição e das que se seguirão. Dada essa mistura, não foram colocadas entre aspas as transcrições da obra.