Gravidade: de Aristóteles a Einstein

 

A 25 de outubro o grupo de Física e Química promoveu, para os alunos do nono ano, uma palestra intitulada “Gravidade: de Aristóteles até Einstein”.

A palestra proferida pelo investigador Miguel Zilhão, do Instituto Superior Técnico, na escola sede do agrupamento foi apoiada pelo programa educativo da Agência Espacial Europeia (ESA) em parceria com a Ciência Viva.

Na atualidade temos a noção de qual a causa que mantém os nossos pés firmemente colados ao solo, a gravidade. Sabemos também que esta causa é a mesma que faz cair a maçã da macieira, que mantém a rotação da Terra em torno do Sol, ou de qualquer planeta do Sistema Solar, ou, mais longinquamente, uma estrela rodar em torno de uma outra mais maciça; as estrelas da Via Láctea rodarem em torno do centro galáctico e por aí em diante para distâncias muito maiores.

Contudo, para aqui chegarmos, foi necessário percorrermos uma verdadeira epopeia que se iniciou em tempos remotos da Antiguidade que, como outras, envolveu um misto de muita coragem, atos heroicos (que em alguns casos resultaram a condenados a penas capitais) e rasgos de génio.

O primeiro que podemos evocar nesta história foi Aristóteles. Este filósofo propôs que toda a matéria era constituída por partes diferentes de quatro essências fundamentais: a Terra, a Água, o Ar e o Fogo. Cada uma destas essências deveria ter um lugar natural e seguia a seguinte ordem: a Terra debaixo de todas, acima dela dispunha-se a Água que, por sua vez, tinha por cima o Ar e no topo o Fogo. Assim a queda dos corpos deveria ser causada pela procura do corpo do seu lugar natural. Este movimento só poderia ser causado se lhe fosse fornecido um ímpeto.

Esta conceção do Universo manteve-se durante muitos séculos e começou a estar em causa, na Idade Moderna, quando Galileu propôs que todos os corpos, independentemente da sua natureza, caíam com igual aceleração. Este facto foi comprovado no século XX, na Lua, por neste satélite não ter atmosfera, numa das missões Apolo. Pelas suas propostas, Galileu foi condenado a prisão perpétua.

Poucos anos depois, Kepler, que acreditava na teoria geocêntrica e em formas ideais que deveriam explicar as posições e movimentos dos planetas em torno do Sol, encetou uma batalha jurídica para ter acesso a dados observacionais obtidos por um excêntrico dinamarquês, Tycho Brahe, que sabia que seriam os mais precisos possíveis para a época. Mas, da análise dos dados experimentais comprovou o inverso que pretendia demonstrar. Resumiu os resultados em três leis que têm o seu nome, as leis de Kepler. Por isso, Kepler é tido como exemplo de honestidade intelectual.

Newton, no século dezoito, subindo aos ombros de Galileu e Kepler enunciou a Lei da Gravitação Universal e assim fez nascer a Teoria de Gravitação que introduzia a força gravítica como uma força que atua à distância. Foram imensas as comprovações desta teoria. Tanta foi a aceitação que, para explicar a existência de algumas irregularidades na órbita de Urânio, foi proposta a existência de um outro planeta. De facto, esta hipótese correspondeu a uma intensa procura que culminou na descoberta do planeta Neptuno.

Também era conhecida a irregularidade na órbita de Mercúrio. A órbita elítica deste planeta roda de 43”” em cada rotação em torno do Sol. A este fenómeno chama-se precessão da órbita de Mercúrio. Para explicar este fenómeno foi proposto a existência de um planeta oculto, algures entre o Sol e a órbita de Mercúrio, Vulcano.

Contudo, apesar da intensa procura, nada foi descoberto e como tal, Vulcano foi relegado para o nome de uns humanoides do universo ficcional da série Star Trek.

Sobrava, então, por explicar a precessão da órbita de Mercúrio.

Mas, no princípio do século vinte, surgiu um físico e que constitui um outro marco no desenvolvimento da Física, Albert Einstein.

Einstein explicou que não existia espaço separado do tempo. Não são entidades separadas. Estão juntos e formam o contínuo espaço-tempo. Qualquer corpo, dependente da sua massa, deforma o espaço-tempo. Outro corpo que evolua nesse campo reage em conformidade da curvatura do tecido espaço-tempo.

Deixou de ser necessário a existência da força gravítica. Os corpos apenas “prestam atenção” à curvatura do espaço-tempo.

E foi assim que se entendeu o movimento de precessão da órbita de Mercúrio.

Mas será que os mistérios nesta área do conhecimento desapareceram? Ou antes, será como uma cebola que por baixo de uma camada, tem sempre uma outra?

De facto, inclinamo-nos para a segunda hipótese com a diferença, em vez do aroma ácido que emana nos toldar o olhar com lágrimas quando a vamos descobrindo, esta deixa-nos maravilhados e com o olhar mais atento.

Foi deste modo que Miguel Zilhão, em cerca de 50 minutos, nos expôs a grande epopeia do desenvolvimento da ideia de gravidade.                                              

cortesia de Sérgio Viana (texto e foto)