Por que Einstein teve que esperar que um eclipse confirmasse sua teoria da relatividade?

Um eclipse foi crucial para provar que a teoria de Einstein estava correta. Imagem: Science Photo Library

Em 1905 nosso Universo mudou. Um funcionário de 26 anos que trabalhava no escritório de propriedade intelectual da Suíça transformou nossa visão sobre o espaço, o tempo, a matéria e a energia.

Ele tinha uma gaveta secreta que, segundo dizia a seus amigos, era seu Departamento de Física Teórica. Dali saíram, entre março e junho daquele ano, cinco trabalhos científicos que revolucionaram as leis da física.

Um deles foi um método para determinar o tamanho dos átomos, com o qual finalmente recebeu seu título de doutor (foi sua terceira tentativa).

Os outros quatro são os chamados "artigos do Annus Mirabilis (ano milagroso, em latin", que enviou para a revista Annalen der Physik. Eles explicavam o movimento browniano, o efeito fotoelétrico e desenvolviam a equivalência massa-energia e a relatividade especial.

Com este último artigo, fez da velocidade da luz uma constante universal e derrubou as máximas newtonianas de espaço e tempo.

Uma década depois, na última de uma série de conferências na Academia Prusiana de Ciências em que descreveu a teoria da relavidade geral, ele apresentou a equação que substituiria a lei da gravidade de Newton.

Ah! Estamos falando de Albert Einstein.

Dois séculos de Newton

Desde 1687, a lei da gravitação universal de Newton havia explicado tudo - desde o movimento do que estava sobre a Terra até o movimento celestial dos astros. E, durante mais de dois séculos, havia passado por todas as provas que foram postas diante dela.

Em contraste, a nova teoria de Einstein tinha um problema que, apesar de genial, era difícil de resolver.

Einstein chegou à teoria da relatividade geral raciocinando, deduzindo e experimentanto hipoteticamente. Tudo foi um produto extraordinário de sua mente, não havia uma base experimental física.

Mas para derrubar uma teoria dominante, a nova deve poder fazer uma previsão que mostre a diferença entre a ideia anterior e a que está sendo proposta.

E essa previsão tem que ser posta à prova.

Um eclipse total do Sol

A teoria de Einstein incluia uma previsão teória que podia ser posta a prova durante um eclipse total do Sol.

Sua hipótese era que os raios luminosos que passavam próximos do Sol deviam desviar-se ligeiramente devido ao campo gravitacional do corpo celeste.

Para Einstein, a equivalência entre aceleração e gravidade se extendia aos fenômenos eletromagnéticos e a luz é uma onda eletromagnética. Já para Newton, a luz não tinha massa.

A razão pela qual se necessitava de um eclipse total era porque somente quando a Lua passa diante do Sol e bloqueia sua luz o céu fica tão escuro como a noite e é possível ver estrelas.

Se Einstein estivesse certo, quando um observador da Terra visse essas estrelas durante um eclipse, suas posições pareceriam estar deslocadas por um trecho progressivamente maior, quanto mais próximas elas estivessem do Sol.

O terceiro eclipse

Depois que Einstein expõs sua teoria geral da relatividade em 1915, houve um eclipse em 1916, mas a Primeira Guerra Mundial interferiu. A próxima oportunidade seria em 1918, mas as nuvens não deixaram.

Em 29 de maio de 1919, o astrônomo britânico Arthur Stanley Eddington viajou à Ilha do Príncipe, na costa oriental da África, com o objetivo de fotografar a luz das estrelas durante um eclipse e ver se a teoria de Einstein era correta. E conseguiu.

Duas das imagens feitas pelo astrônomo Arthur Eddington e que confirmaram a teoria geral da relatividade. Imagem: Science Photo Library

As imagens que Eddington captou durante quase 7 minutos foram analisadas pela Royal Society e pela Royal Astronomical Society.

Em novembro de 1919, as instituições anunciaram: "não há dúvida de que (as imagens) confirmam a previsão de Einsten. Se obteve um resultado muito definitivo de que a luz se desvia de acordo com a lei da gravitação de Einstein".

Essa mudança no caminho da luz das estrelas ao passar próximo ao Sol derrubou a teoria de Newton.

Os resultados do eclipse de 1919 fizeram com que Einstein e sua teoria se tornassem mundialmente famosos. Nos anos seguintes, os dados e as análises obtidos durante o eclipse de 1919 foram questionados. Mas estudos de outros eclipses ocorridos depois validaram novamente a teoria da relatividade geral de Einstein.

E seguem validando. Assim, quando tiver a sorte de observar um eclipse total do Sol, repare se você vê algum ponto de luz próximo da coroa visível do astro. Será uma estrela, mas não se esqueça de que ela não está precisamente onde você a vê.

E lembre que esse conhecimento mudou a nossa visão sobre o Universo.

Matéria colhida na íntegra em BBC Brasil