Além do Big Bang

O universo mutante de Albert Einstein e suas teorias são referências para a compreensão do universo como conhecemos

por Marcia Bartusiak Fonte: National Geographic Brasil

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Ilustração da teoria da inflação, que descreve como o nosso universo se expandiu e sugere que o mesmo pode ocorrer em outras partes

Uma estrela tempestuosa 
Em busca da auróra cósmica
O balanço do tempo
Imensidão galática
Um novo tempo

O dia 29 de janeiro de 1931, o principal físico do mundo, Albert Einstein, e o mais importante astrônomo, Edwin Hubble, acomodaram-se num elegante automóvel Pierce-Arrow para uma visita ao monte Wilson, no sul da Califórnia. O chofer os conduziu pela sinuosa estradinha de terra até as instalações do observatório no topo do monte, 1500 metros acima de Pasadena. Equipado com o mais poderoso telescópio da época, o observatório do monte Wilson era o local dos triunfos astronômicos de Hubble. Em 1924, ele usara o colossal espelho de 100 polegadas do telescópio para confirmar que nossa galáxia era apenas mais um dos incontáveis “universos-ilhas” existentes na vastidão do espaço. Cinco anos depois, após rastrear os movimentos desses discos espiralados, Hubble e seu assistente, Milton Humason, haviam descoberto algo ainda mais assombroso: o universo está se expandindo rapidamente, levando para longe todas as galáxias.
No topo da montanha, naquele ensolarado dia de janeiro, Einstein, então com 51 anos de idade, ficou encantado com o telescópio. Tal como uma criança diante de um brinquedo novo, ele montou na estrutura metálica que suportava o telescópio e começou a examiná-la diante dos olhares constrangidos de seus anfitriões. Também estava presente a mulher de Einstein, Elsa. Ao saber que o gigantesco refletor era usado para determinar a forma do universo, conta-se que ela teria respondido: “Bem, o meu marido costuma fazer isso no verso de um envelope usado”.
Não se tratava apenas do orgulho normal de uma esposa. Afinal, anos antes de Hubble detectar a expansão do cosmo, Einstein havia proposto uma teoria, a da relatividade geral, que explicava o fenômeno. No estudo do universo, tudo remete a Einstein.
Seja aonde for que as observações dos astrônomos os conduzam, elas estão no interior do território delimitado por Einstein, onde o tempo é relativo, a massa e a energia são intercambiáveis, e o espaço se estica e se retorce. Tais marcas são nítidas na cosmologia, o estudo da história e do destino do universo. A relatividade geral “descreve como o nosso universo surgiu, como se expande e qual será o seu futuro”, diz Alan Dressler, dos Observatórios Carnegie. Início, meio e fim – “tudo está ligado a essa idéia majestosa”.
Na virada do século 20, 30 anos antes do encontro de Einstein e Hubble no monte Wilson, a física estava em polvorosa. Os raios X, os elétrons e a radiatividade haviam acabado de ser descobertos, e os físicos começaram a notar que as confiáveis leis do movimento, que remontavam mais de dois séculos até Isaac Newton, não conseguiam explicar de modo satisfatório como essas novas e estranhas partículas se moviam pelo espaço. Foi preciso um rebelde, um jovem ousado que desprezava as formas tradicionais de aprendizado e tinha uma fé inabalável em sua própria capacidade, para abrir um caminho por esse território novo e desconcertante.
Entre os seus dons estava uma poderosa intuição, quase um sexto sentido para vislumbrar o funcionamento da natureza. Einstein pensava por meio de imagens, como esta, que começou a persegui-lo ainda adolescente: se uma pessoa pudesse se deslocar ao lado de um feixe de luz, o que ela veria? Veria a onda eletromagnética imóvel como uma espécie de geleira? “É improvável que algo assim possa existir!”, recordou-se mais tarde o próprio Einstein do que pensara na época.
Aos poucos ele chegou à convicção de que, uma vez que todas as leis da física continuam válidas tanto no estado de inércia como no de movimento constante, a velocidade da luz também deveria ser constante. Ninguém consegue se deslocar à mesma velocidade de um feixe de luz. Mas, se a velocidade da luz é idêntica para todos os observadores, então outro fator precisa ser abandonado: o tempo e o espaço absolutos. Einstein concluiu daí que o cosmo não segue um relógio universal, ou seja, não dispõe de um quadro de referência comum. O espaço e o tempo são “relativos”, fluem de maneira diferente para cada um de nós conforme o nosso movimento.
A teoria da relatividade restrita, proposta por Einstein há um século, também mostrou que a energia e a massa são dois lados da mesma moeda, para sempre associadas em sua famosa equação E = mc2. (E representa a energia; m, a massa; e c, a velocidade da luz.)
Einstein, porém, não ficou satisfeito com isso. A relatividade restrita era justamente isto – restrita. Ela não era capaz de descrever todos os tipos de movimento, como o dos objetos presos à gravidade, a força de grande escala que dá forma ao universo. Assim, dez anos depois, em 1915, Einstein procurou corrigir isso propondo outra teoria, a da relatividade geral, que completava as leis de Newton ao redefinir a gravidade.