Teoria da relatividade
Será que Einstein errou?
Pode-se dizer, sem exagero, que as mudanças ocorridas no mundo neste último século, promovidas pela tecnologia, tiveram origem na mente de Albert Einstein (1879-1955). Da bomba atômica à TV, as teorias do físico alemão não somente transformaram o cotidiano como alteraram radicalmente a compreensão humana do universo.
Direto ao ponto: Ficha-resumo
Por este motivo, causou espanto o anúncio de um experimento que provaria que Einstein estava errado. Se esses cientistas estiverem corretos – por enquanto, o clima é de ceticismo entre os físicos – um dos pilares da ciência contemporânea pode ter sofrido seus primeiros abalos.
No começo do século 20, Einstein revolucionou a Física com as teorias da relatividade especial (ou restrita) e geral. Ao lado da mecânica quântica, que estuda o universo das partículas subatômicas, a relatividade redefiniu os rumos da ciência.
A teoria da relatividade geral substituiu a lei da gravidade de Newton. Enquanto em Newton a gravidade é uma força invisível que atua a distância, atraindo os corpos celestes, em Einstein, a matéria curva o espaço-tempo, de forma que os planetas “rolem” em suas bordas. É como se o espaço fosse uma superfície emborrachada, deformada pelo peso das estrelas, atraindo outros astros para os cantos da depressão.
Já a teoria da relatividade especial, expressa pela fórmula E=mc2, relaciona matéria e energia de uma maneira inteiramente nova. De acordo com a equação, a energia usada para acelerar alguma coisa (uma partícula ou um carro, por exemplo) altera a massa deste objeto. Quanto maior for a massa, portanto, mais energia será dispensada para a aceleração.
Por isso, a teoria implica que nada na natureza poderia mover-se mais rápido do que a velocidade da luz no vácuo (aproximadamente, 299.792 km por segundo). O motivo é que, para isso, seria necessária uma quantidade incalculável de energia!
Milhares de experimentos confirmaram a teoria da relatividade especial. Ela possibilitou a invenção de tecnologias como a bomba atômica, os televisores e os aparelhos de GPS, além de fornecer explicações a respeito da geração de energia em estrelas como o Sol.
Agora, cientistas do prestigiado Centro Europeu de Investigação Nuclear (Cern, na sigla em inglês), em Genebra, afirmam ter descoberto partículas subatômicas que se movem mais rápido do que a luz. Será que o físico mais famoso do mundo estava errado?
O experimento consistiu em enviar um feixe de um tipo de neutrinos, via o subsolo, das instalações do Cern até o laboratório de Gran Sasso, na Itália, localizado a 732 km de distância. Neutrinos são partículas subatômicas com uma tênue interação com a matéria: eles atravessam a Terra e os nossos corpos sem que percebamos.
De acordo com os cientistas, as partículas chegaram ao destino a 60 nanossegundos (1 nanossegundo é equivalente a 1 bilionésimo de um segundo) mais rápido do que a luz. O problema é que, de acordo com Einstein, isso é impossível de acontecer na natureza.
Já era sabido que os neutrinos podiam viajar a velocidades próximas da luz, mas foi a primeira vez que foi provado que podem ultrapassá-la. O experimento foi repetido e medido 15 mil vezes até que o laboratório divulgasse a descoberta para o parecer da comunidade acadêmica.
Direto ao ponto: Ficha-resumo
Por este motivo, causou espanto o anúncio de um experimento que provaria que Einstein estava errado. Se esses cientistas estiverem corretos – por enquanto, o clima é de ceticismo entre os físicos – um dos pilares da ciência contemporânea pode ter sofrido seus primeiros abalos.
No começo do século 20, Einstein revolucionou a Física com as teorias da relatividade especial (ou restrita) e geral. Ao lado da mecânica quântica, que estuda o universo das partículas subatômicas, a relatividade redefiniu os rumos da ciência.
A teoria da relatividade geral substituiu a lei da gravidade de Newton. Enquanto em Newton a gravidade é uma força invisível que atua a distância, atraindo os corpos celestes, em Einstein, a matéria curva o espaço-tempo, de forma que os planetas “rolem” em suas bordas. É como se o espaço fosse uma superfície emborrachada, deformada pelo peso das estrelas, atraindo outros astros para os cantos da depressão.
Já a teoria da relatividade especial, expressa pela fórmula E=mc2, relaciona matéria e energia de uma maneira inteiramente nova. De acordo com a equação, a energia usada para acelerar alguma coisa (uma partícula ou um carro, por exemplo) altera a massa deste objeto. Quanto maior for a massa, portanto, mais energia será dispensada para a aceleração.
Por isso, a teoria implica que nada na natureza poderia mover-se mais rápido do que a velocidade da luz no vácuo (aproximadamente, 299.792 km por segundo). O motivo é que, para isso, seria necessária uma quantidade incalculável de energia!
Milhares de experimentos confirmaram a teoria da relatividade especial. Ela possibilitou a invenção de tecnologias como a bomba atômica, os televisores e os aparelhos de GPS, além de fornecer explicações a respeito da geração de energia em estrelas como o Sol.
Agora, cientistas do prestigiado Centro Europeu de Investigação Nuclear (Cern, na sigla em inglês), em Genebra, afirmam ter descoberto partículas subatômicas que se movem mais rápido do que a luz. Será que o físico mais famoso do mundo estava errado?
O experimento consistiu em enviar um feixe de um tipo de neutrinos, via o subsolo, das instalações do Cern até o laboratório de Gran Sasso, na Itália, localizado a 732 km de distância. Neutrinos são partículas subatômicas com uma tênue interação com a matéria: eles atravessam a Terra e os nossos corpos sem que percebamos.
De acordo com os cientistas, as partículas chegaram ao destino a 60 nanossegundos (1 nanossegundo é equivalente a 1 bilionésimo de um segundo) mais rápido do que a luz. O problema é que, de acordo com Einstein, isso é impossível de acontecer na natureza.
Já era sabido que os neutrinos podiam viajar a velocidades próximas da luz, mas foi a primeira vez que foi provado que podem ultrapassá-la. O experimento foi repetido e medido 15 mil vezes até que o laboratório divulgasse a descoberta para o parecer da comunidade acadêmica.
Ceticismo
Como toda teoria científica, essa também deve ser submetida a testes sucessivos antes de ser validada. A própria teoria da relatividade, quando formulada após anos de maturação, sofreu resistência e só foi aceita depois que experimentos a comprovaram.
A descoberta divulgada pelo Cern, portanto, depende de análise dos dados e repetição dos testes. Entre os possíveis erros que podem invalidar os resultados estão as próprias condições de realização da experiência e a calibragem dos instrumentos medidores. Como os neutrinos são muito instáveis, torna-se difícil prever com exatidão seu comportamento.
Os cientistas têm reagido com cautela. O físico brasileiro Marcelo Gleiser, por exemplo, acha pouco provável que a teoria da relatividade esteja errada, ainda que não seja imune a revisões.
Mesmo que algumas partes da teoria de Einstein sofram ajustes, dizem os especialistas, ela permanecerá válida no conjunto. Foi o que aconteceu com a física de Newton. Ela continua funcionando dentro dos limites do mundo tridimensional, ou seja, os cálculos permitem construir pontes e erguer paredes. Mas, para o universo dos átomos ou em velocidades próximas à da luz, o sistema newtoniano é abandonado.
Caso o experimento do Cern seja comprovado, este pode ser o início de uma nova revolução na física. Se Einstein estiver errado, o universo, tal como conhecemos, não será mais o mesmo. Coisas estranhas como viagens no tempo, antes restritas ao campo da ficção, serão possíveis – ao menos para os neutrinos.
A descoberta divulgada pelo Cern, portanto, depende de análise dos dados e repetição dos testes. Entre os possíveis erros que podem invalidar os resultados estão as próprias condições de realização da experiência e a calibragem dos instrumentos medidores. Como os neutrinos são muito instáveis, torna-se difícil prever com exatidão seu comportamento.
Os cientistas têm reagido com cautela. O físico brasileiro Marcelo Gleiser, por exemplo, acha pouco provável que a teoria da relatividade esteja errada, ainda que não seja imune a revisões.
Mesmo que algumas partes da teoria de Einstein sofram ajustes, dizem os especialistas, ela permanecerá válida no conjunto. Foi o que aconteceu com a física de Newton. Ela continua funcionando dentro dos limites do mundo tridimensional, ou seja, os cálculos permitem construir pontes e erguer paredes. Mas, para o universo dos átomos ou em velocidades próximas à da luz, o sistema newtoniano é abandonado.
Caso o experimento do Cern seja comprovado, este pode ser o início de uma nova revolução na física. Se Einstein estiver errado, o universo, tal como conhecemos, não será mais o mesmo. Coisas estranhas como viagens no tempo, antes restritas ao campo da ficção, serão possíveis – ao menos para os neutrinos.
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