O Pensamento Criativo de Einstein

Leia um trecho do livro O Pensamento Criativo de Einstein escrito por Jayme Teixeira | Fragmento pp.27-30

Segundo a cosmologia aristotélica para um corpo terrestre o estado de repouso (ausência de movimento) ocorre quando ele está em seu lugar natural; já o estado de movimento para o mesmo corpo acontece quando ele está “procurando” seu lugar natural.

Entre esse modo de enxergar os fatos e a visão de Newton-Galileu vai um tempo histórico de dois mil anos e um brutal avanço na forma de encarar o mundo físico.

A mecânica clássica iniciada por Galileu (que inaugura também o método científico), ampliada e generalizada por Newton, dá um passo gigantesco quando passa a enfocar o movimento,o evento mais comum do universo (paradoxalmente, muito mal entendido por nossa visão de senso comum), como fenômeno que obedece leis bem determinadas.

Descobrir as leis do movimento e relacioná-lo com suas causas foi o grande feito da mecânica clássica. E ela o fez, diferentemente da física qualitativa de Aristóteles, para corpos tanto terrestres quanto celestes.

Assim, o movimento da queda de uma maçã na superfície da Terra ou de qualquer tipo de movimento em nossa experiência do dia a dia passa a ser descrito e explicado exatamente de acordo as mesmas leis que regem os movimentos da Lua, dos planetas, dos cometas, dos satélites naturais, dos satélites artificiais, das marés.

Até para o leigo fica fácil perceber a magnitude do alcance da síntese de Newton. Ela foi considerada a maior obra científica de todos os tempos levada a cabo por um único homem. E foi este monumento do conhecimento humano que Einstein resolveu desafiar. Não de forma acessória, mas em seus alicerces: as noções de espaço e de tempo absolutos.

Segundo Newton, todo evento físico deve ser traduzido em termos de massa, e estes termos são redutíveis às leis do movimento. Ora, como o modelo corpuscular da luz perdeu terreno para a interpretação ondulatória de Maxwell, criou-se a necessidade de um meio material (o éter) para que as ondas de luz pudessem se propagar, já que, consoante a visão puramente mecânica, uma onda só avança num meio material. Jamais no vácuo, isto é, na ausência de qualquer tipo de matéria que lhe dê suporte.

Pense no som, por exemplo. Escutamos nossas vozes porque o som se propaga no ar, um meio material gasoso. No vácuo o som não se propaga. Mas como a física mostrou depois, a luz não é uma onda mecânica como o som. Ela, diferentemente deste, caminha pelo espaço sem necessidade de suporte material.

Mais tarde Hertz demonstrou a realidade da onda eletromagnética e Michelson e Morley, tentando detectar o éter, chegam à invariância da velocidade da luz: ela possui velocidade constante que independe do movimento da fonte luminosa. Este é um dado experimental. No entanto, é também o postulado da Teoria da Relatividade Especial

Repare que Einstein, pelo que consta, sem conhecer o resultado do experimento de Michelson-Morley, e usando apenas de sua intuição, postulou o princípio da constância da velocidade da luz!

Foi a partir daí, e abandonando o caráter absoluto do espaço e do tempo, que formulou a Relatividade Especial. Uma teoria difícil de ser entendida, não pela matemática envolvida, mas sim pelos desconcertantes resultados que apresenta: todos eles afastados do que determina nosso senso comum que, segundo o próprio Einstein no seu Como vejo o mundo (Editora Nova Fronteira,1981) nada mais é que o conjunto de preconceitos sedimentados na mente antes dos dezoito anos.

Um bom exemplo de como nosso tão prestigiado senso comum falha completamente é o problema conhecido como paradoxo dos gêmeos. Acompanhe o raciocínio supondo que, num determinado instante, dois gêmeos:

  • tenham exatos 20 anos
  • um deles embarca numa nave espacial com 99% da velocidade da luz
  • o outro permanece na Terra
  • o gêmeo-astronauta se desloca por nossa galáxia durante 10 anos (tempo marcado por seu irmão na Terra) retornando imediatamente ao ponto de partida no final do prazo.

Agora responda. No exato instante da chegada do astronauta:

  • qual é a idade do gêmeo que ficou na Terra?
  • qual é a idade do astronauta?

Nosso bom senso (ou seja, aquilo que todo mundo acha que tem!) diz que ambos terão exatamente 30 anos. Só que não ocorre assim!

É certo que o gêmeo que ficou na Terra terá 30 anos, ninguém duvida. O fato exótico acontece com o viajante sideral: ele terá apenas 21,4 anos! Ou seja, enquanto transcorreram 1,4 anos para o gêmeo da nave, passaram-se 10 anos para seu irmão (e para todos os que ficaram na Terra). Isto significa que, ao retornar, o gêmeo astronauta estaria 8,6 anos mais jovem que seu irmão gêmeo!

Tal se explica porque, contrariamente ao que diz a física newtoniana (e contrariamente ao que achamos óbvio), o tempo é relativo, isto é, cada referencial tem seu tempo próprio.

Para nós isso parece absurdo, mas é fácil entender porque achamos assim: efeitos relativísticos só começam a ser significativos em sistemas que possuam velocidades muito grandes, no caso, velocidades próximas de 300.000 Km/s, a velocidade da luz no vácuo.

Como, em nossa vida diária, não possuímos a experiência sensorial dessas velocidades espetaculares, não temos a vivência da relatividade do tempo. E é exclusivamente por não a conhecermos por experiência direta de nossos sentidos, que a achamos inverossímil.

No entanto, para Einstein nada disso era inverossímil. Não que ele, ao que se saiba, tenha viajado em alguma supernave espacial extraterrena. Ele usou de um expediente aqui mesmo da Terra: fez a experiência em seu laboratório mental, que os alemães chamam de gedanken, o experimento de idéias.

Lembre-se de que ele conseguiu irritar seu professor de física na Escola Politécnica ao perguntar-lhe o que aconteceria se pudesse viajar com a mesma velocidade de um raio de luz. E quando Einstein propôs a questão para o professor Weber, ela já estava madura em sua mente: ele a formulara pela primeira vez menino ainda aos dez anos de idade …

Mas Einstein não estava satisfeito. A Teoria da Relatividade Especial trata apenas de movimentos de velocidades constantes e trajetórias retilíneas, caso extremamente particular, especial. Daí, Teoria da Relatividade Especial, também conhecida, pelos motivos apontados, como Teoria da Relatividade Restrita.

Não por outros motivos, Einstein cuidou de ampliá-la e generalizá-la. Para tal levou em consideração qualquer tipo de movimento e introduziu outro complicador: o campo gravitacional que, descobriu, encurva o espaço e influencia a medida do tempo.

Após mais dez anos de esforços ininterruptos, Einstein finalmente publica em 1916 sua Teoria da Relatividade Geral.

Em 1919, o astrônomo inglês Arthur Eddington que se referia à teoria dizendo que, provavelmente, não haveria no mundo três pessoas que a entendessem completamente, organiza duas expedições científicas para observar um eclipse total do Sol. Uma das equipes registra o fenômeno nas Ilhas Príncipe e a outra em Sobral, no Ceará.

A Teoria da Relatividade Geral afirmava que a luz se curvaria nas proximidades de grandes massas. Einstein fizera os cálculos para a curvatura do campo nas proximidades do Sol: a deflexão ótica seria de 1,7 segundos de ângulo para a luz estelar tangente à superfície solar.

As medidas efetuadas pelos astrônomos ingleses durante o eclipse solar sugeriram a viabilidade da hipótese. Einstein acertara mais uma vez!

Já reconhecido no âmbito da ciência internacional, Einstein torna-se mito popular. Como registrou em Mentes que criam (Editora Artes Médicas,1996) Howard Gardner, o pai da Teoria das Múltiplas Inteligências: “Einstein era mundialmente famoso. O homem extremamente simples, que busca a beleza cósmica, era agora símbolo mundial, foco de adoração universal — e ódios profundamente enraizados.”

Só em 1919, após a divulgação dos resultados das medidas da deflexão estelar nas proximidades do Sol que endossam a teoria, foram publicados em todo o mundo mais de cem livros sobre Teoria da Relatividade. Palestras populares abordando o assunto aconteciam em profusão em todo o hemisfério Norte.

Einstein era querido por sua figura irreverente (quem não conhece a foto em que ele posa fazendo careta com a língua de fora?) e por sua postura rebelde e anticonvencional com os cabelos em eterno desalinho. Mas também, de forma paradoxal, por ser o criador da teoria científica mais incompreensível e popular do mundo …