"Das Schönste, was wir erleben können, ist das Geheimnisvolle. Es ist das Grundgefühl, das an der Wiege von wahrer Kunst und wahrer Wissenschaft steht."
"A experiência mais bela que podemos ter é a do mistério. É o sentimento fundamental que está na origem da verdadeira arte e da verdadeira ciência."
Albert Einstein
Mein Weltbild (Como Vejo o Mundo), 1934.
Por: Silvério da Costa Oliveira.
Albert Einstein
Albert Einstein ocupa um lugar singular na história do pensamento humano. Embora seja lembrado principalmente como físico, sua influência ultrapassa em muito os limites dessa disciplina, alcançando a filosofia, a cosmologia, a epistemologia e até mesmo a reflexão ética sobre a responsabilidade da ciência. Suas teorias alteraram profundamente a compreensão do espaço, do tempo, da matéria e da energia, modificando conceitos que durante mais de dois séculos pareciam definitivamente estabelecidos pela física newtoniana. Ao mesmo tempo, sua postura intelectual revelou um pensador profundamente comprometido com a busca da verdade, sempre disposto a revisar pressupostos tradicionais quando estes deixavam de explicar satisfatoriamente a realidade observável. Einstein representa, assim, uma das figuras centrais da ciência da contemporaneidade e um dos maiores responsáveis pela transformação da visão humana do universo.
1- Vida
Albert Einstein (1879-1955) nasceu em 14 de março de 1879 em Ulm (cidade ao sul da Alemanha), Reino de Württemberg, Império Alemão (hoje Baden-Württemberg, Alemanha) e falece aos 76 anos de idade em Princeton, Nova Jersey, EUA. Filho de Hermann Einstein, um comerciante de origem judaica que trabalhava com eletrotécnica, e Pauline Koch, uma mulher culta e musical. A família não era religiosa praticante, o que permitiu ao jovem Albert crescer em um ambiente relativamente livre de dogmas, embora marcado pela cultura judaica assimilada. Desde cedo, demonstrou curiosidade intensa pela natureza e pela matemática, influenciado por brinquedos científicos e pela orientação de um tio engenheiro.
Einstein demorou um pouco, quando ainda criança, a começar a falar, o que teria preocupado seus pais. Posteriormente, aprendeu a tocar violino e já aos seis anos de idade começara o estudo do instrumento. Durante toda a sua vida adulta participou de concertos junto a amigos, em suas casas e, eventualmente, em algum evento público. Onde quer que fosse, sempre levava “Lina”, nome que, segundo alguns biógrafos, dera ao seu violino.
Existe uma história que circula por vários comentadores de que Einstein era um aluno medíocre, mas tal não corresponde a verdade dos fatos. Einstein era autodidata e se dedicava com mais empenho às disciplinas que mais gostava, o que aliás, é algo comum entre vários alunos, dedicar-se mais ao que se gosta e relegar para um empenho mínimo aquilo de que não se gosta naquele momento de suas vidas. Sua formação educacional desmente o mito popular de que Einstein teria sido um aluno medíocre ou fracassado. Como ocorre frequentemente com indivíduos superdotados, ele dedicava energia plena aos temas que lhe despertavam genuíno interesse (física, matemática e filosofia), enquanto mostrava enfado ou resultados inferiores em disciplinas vistas como mecânicas, lentas ou pouco desafiadoras para seu raciocínio rápido.
Tendo nascido em Ulm em 1879, seus pais mudaram para Munique em 1880 buscando melhores condições de trabalho. Seu pai atuava como vendedor e engenheiro elétrico e possuía uma empresa que fazia uso da corrente contínua. Ocorre que a corrente alternada acabou predominando mundialmente e isto levou a falência da empresa. Buscando melhores negócios, sua família mudou para a Itália (Milão e depois Pavia), mas Einstein continuou em Munique para terminar seus estudos, o que não ocorreu de modo satisfatório. Entrou na escola primária em Munique e, posteriormente, no ginásio Luitpold, onde enfrentou certa rigidez pedagógica.
Em 1894 segue Einstein também para a Itália, Pávia. Em 1895 realiza os exames de admissão para a Escola Politécnica Federal Suíça (hoje a ETH-Zurique), mas apesar das excelentes notas nas disciplinas de exata (física, matemática) não consegue ser admitido.
Entre 1895 e 1896 frequenta a Escola Cantonal em Aarau, Suíça, visando completar seus estudos no ensino secundário. Em Zurique cursou seu Doutorado enquanto trabalhava no Escritório de Patentes (Instituto Federal Suíço de Propriedade Intelectual). Em 28 de janeiro de 1896, com a aprovação de seu pai, renunciou à sua cidadania no Reino de Württemberg, para evitar o serviço militar.
Finalmente, em outubro de 1896 conseguiu a aprovação nos exames finais, então com 17 anos de idade ingressando na prestigiosa Escola Politécnica Federal de Zurique (ETH), onde se formou em 1900 como professor de matemática e física. Talvez o principal impedimento (para a admissão na ETH) da primeira vez tenha sido a não conclusão do ensino secundário. Em 1901 adquire a nacionalidade suíça. Sua trajetória acadêmica foi marcada por independência intelectual e por relações nem sempre harmoniosas com alguns professores, o que retardou, mas não impediu, o desenvolvimento de seu pensamento revolucionário.
Foi na Escola Politécnica que conheceu sua futura esposa, Mileva Marić (colega de estudos na ETH), com quem se casa em 1903 e tem dois filhos, Hans Albert e Eduard. Em 1987, com a publicação de correspondência até então inédita para o grande público, soube-se que havia uma terceira filha, Lieserl, em verdade, nascida antes do casamento e cujo destino permanece obscuro, tendo provavelmente falecido na infância. Ao que parece o casamento não foi muito bem e quando em 1914 Einstein mudou-se para Berlim, sua esposa preferiu permanecer com os filhos em Zurique, vindo finalmente o casal a se separar em 1919.
O casamento enfrentou dificuldades crescentes. O trabalho que lhe rendeu o Prêmio Nobel de Física em 1921 (o artigo sobre o efeito fotoelétrico de 1905) teve um papel prático no divórcio, já que Einstein prometeu entregar o valor total do prêmio a Mileva, o que facilitou o consentimento dela para a separação oficializada em 1919. Em verdade, Einstein tinha plena certeza de que receberia o Nobel, mas não talvez deste trabalho específico, já que havia feito outras e grandes contribuições para a física teórica, como a própria teoria da relatividade. Talvez ainda houvesse uma certa descrença por parte de grande número de seus colegas sobre suas teorias revolucionárias no tocante ao que estas se confrontavam com a visão de mundo da física dada por Newton.
Meses depois, casou-se com sua prima-irmã Elsa Löwenthal (Einstein se divorciou de Mileva em 14 de fevereiro de 1919 e casou-se com Elsa em 2 de junho de 1919), viúva com duas filhas e sua prima materna em primeiro grau e paterna em segundo grau. Diferentemente do primeiro matrimônio, Elsa demonstrava maior tolerância em relação às várias amantes que Einstein manteve ao longo da vida, fato documentado em correspondências e biografias sérias e que integra a compreensão plena de sua personalidade complexa, marcada por intensidade intelectual e afetiva. Em 1933 o casal emigra para os EUA e em 1936 Elsa falece por questões de saúde.
Nos anos que antecederam 1905, entre 1901 e 1904, Einstein publicou cinco artigos na Annalen der Physik, dedicados sobretudo à termodinâmica e à mecânica estatística. Esses trabalhos iniciais, embora não tenham alcançado o impacto transformador dos textos do ano milagroso, revelam um pensador em formação, um autodidata que, trabalhando como perito técnico no Escritório de Patentes de Berna, buscava superar as limitações da abordagem puramente termodinâmica por meio da análise estatística dos fenômenos moleculares. Tais esforços constituíram exercícios preparatórios fundamentais, que o capacitaram a enfrentar, com maestria, os grandes problemas da física contemporânea em 1905. Neles já se vislumbra a independência intelectual e a tenacidade que caracterizariam sua trajetória.
Einstein não foi um autor de tratados monumentais como Kant ou Hegel, mas um pensador que revolucionou a física predominantemente através de artigos concisos e inovadores. Embora tenha publicado livros explicativos e de reflexão ao longo da carreira, sua marca indelével reside nos artigos que, em 1905, alteraram os fundamentos da compreensão humana do universo. Essa trajetória evidencia tanto sua originalidade quanto sua capacidade de síntese, traços que marcam sua contribuição para a contemporaneidade científica.
No período que antecedeu seu grande salto criativo, Einstein publicou seu primeiro artigo científico sobre física teórica em 1901, no periódico acadêmico Annalen der Physik, intitulado Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen (Conclusões a partir dos fenômenos de capilaridade), no qual propunha um modelo de atração intermolecular que ele próprio viria a considerar, anos depois, de pouco valor. Quando da publicação deste primeiro artigo, contava com 22 anos de idade. Entre 1901 e 1904, produziu outros poucos trabalhos exploratórios, ainda vinculados a temas da física clássica e estatística.
O ano de 1905 é fundamental para a física e para Einstein, sendo considerado o Ano Milagroso / Ano Milaculoso / Annus Mirabilis, por vários comentadores, pois, foi neste ano em que Einstein publicou uma série de artigos que vieram a revolucionar a física de sua época. Einstein viveu um surto extraordinário de produtividade neste período. Einstein publicou quatro artigos revolucionários na Annalen der Physik, que irão mudar para sempre a física. São quatro artigos que irão revolucionar a física de então. São eles:
1- Sobre um ponto de vista heurístico relativo à produção e transformação da luz.
Sobre o efeito fotoelétrico (base para o Prêmio Nobel de 1921).
2- Sobre o movimento de pequenas partículas em suspensão dentro de líquidos em repouso, tal como exigido pela teoria cinético-molecular do calor (Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen).
Sobre o movimento browniano (evidência da existência de átomos).
3- Sobre a Eletrodinâmica dos Corpos em Movimento ("Zur Elektrodynamik bewegter Körper").
Sobre a teoria da relatividade especial.
4- A inércia de um corpo depende do seu conteúdo energético?
Sobre a equivalência massa-energia (E=mc², na qual “E” = energia, “m” = massa, c = velocidade da luz e neste caso elevada ao quadrado).
Alguns comentadores destacam quatro artigos revolucionários publicados naquele ano; outros incluem também sua tese de doutorado, Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen (Uma nova determinação das dimensões moleculares), defendida em 1905 e publicada em 1906, elevando assim para cinco as grandes contribuições do período. Essa tese, embora mais técnica, reforçava a teoria cinético-molecular ao calcular dimensões moleculares e o número de Avogadro, complementando o célebre artigo sobre o movimento browniano. Foi nesse contexto de intensa atividade intelectual, realizado paralelamente ao emprego no Escritório de Patentes de Berna, que Einstein revolucionou os fundamentos da física. Com a notoriedade, foi convidado a retornar a Alemanha, pais do qual não gostava e tinha, inclusive, aberto mão de sua nacionalidade. Mesmo assim, aceitou o cargo que lhe fora oferecido e com este também readquiriu sua nacionalidade alemã, passando a atuar como professor da Academia de Ciências de Berlim.
Retornando aos quatro artigos publicados neste ano de 1095, no primeiro ele propôs o quanta de luz, no segundo ele trata sobre o movimento browniano, no terceiro sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento, artigo no qual apresenta a Teoria da Relatividade Restrita (ou especial) e, finalmente, no último, aborda sobre a consequência da sua teoria, a equação que relaciona energia e massa, E = mc².
Além disso, sua tese de doutorado ("Uma Nova Determinação das Dimensões Moleculares") também foi completada e submetida em 1905 (publicada em 1906), o que alguns contam como um quinto trabalho fundamental daquele ano.
Já a teoria da relatividade geral foi desenvolvida por Einstein entre os anos de 1907 e 1915. Esta teoria prevê que a atração gravitacional observada entre massas resulta da curvatura do espaço e do tempo por essas massas.
Podemos remontar várias descobertas ao trabalho desenvolvido por Einstein, como tal é o caso de:
1905 Teoria quântica de luz também conhecida como os quanta de luz.
1905 Teoria especial da relatividade ou da relatividade restrita.
1905 O efeito fotoelétrico.
1905 A dualidade onda-partícula.
1905 O movimento browniano.
1915 A teoria geral da relatividade.
1924 O condensado de Bose-Einstein.
Em 1908 foi nomeado Privatdozent na Universidade de Berna, em 1909 deixa o escritório de patentes e passa a dar aulas na universidade de Zurique, sendo ali nomeado professor adjunto neste mesmo ano. Em 1911 torna-se professor catedrático na Universidade Carolina, em Praga e adota a cidadania austríaca. Entre 1912 e 1914 atua como professor em Zurique, no Instituto Federal de Tecnologia – ETH. Em 1914 é nomeado diretor do instituto Kaiser Guilherme de Física, na Alemanha, e professor da Universidade Humboldt de Berlim, onde fica até 1932.
No ano de 1921 foi agraciado com o prêmio Nobel de física, em virtude de suas descobertas no tocante a lei do efeito fotoelétrico. Atuou como físico teórico, desenvolveu a teoria da relatividade geral, influenciou o surgimento da mecânica quântica. Hoje seu nome está fortemente associado a uma das fórmulas por ele criadas, sua fórmula de equivalência massa-energia, que permitiu os estudos que levaram ao desenvolvimento da bomba atômica. E = mc² nesta equação, Einstein demostrou que a massa inercial (m) multiplicada pelo quadrado da velocidade da luz (c²) é equivalente a uma quantidade de energia E. Esta equação proporciona, portanto, uma equivalência entre a massa e a energia. Também deixa claro que esta transformação irá gerar uma enorme quantidade de energia.
Algo importante que se deve destacar nos trabalhos desenvolvidos por Einstein, desde seus quatro artigos publicados no ano milaculoso, é que ele proporcionou a modificação de conceitos tidos como fundamentais para a física, ocasionando uma ruptura no modo de pensar sobre tais temas em sua própria época histórica, tal é o caso de conceitos como: massa, energia, espaço e tempo.
Também cabe destacar outras relevantes contribuições posteriores de Einstein, como, em 1917 com a teoria da radiação na qual prevê que a luz ao passar por uma substância estimula a emissão de luz. Esta teoria de 1917 teve atuação junto a elaboração futura do laser. Também e já em 1925, a teoria conhecida como estatística de Bose-Einstein que teve importância junto aos estudos sobre partículas subatômicas, servindo como base nos estudos sobre bósons.
Em 1911, com base na sua teoria da relatividade geral, calculou que a luz de uma estrela se curva ao passar por nosso Sol em virtude da atuação da gravidade, o que seria comprovado em 1919. A confirmação de suas ideias ocorreu simultaneamente em dois lugares: em Sobral, no Ceará, Brasil, e em Príncipe (África).
A curvatura do espaço-tempo proposta por Einstein nos ajuda a entender, por exemplo, a atração gravitacional exercida pelo Sol na Terra. Se fizermos uso de uma metáfora, podemos entender nosso sistema Solar como sendo uma toalha cobrindo uma mesa de jantar, se colocamos uma pedra pesada no meio e levantamos as pontas, qualquer bolinha pequena que seja colocada em suas extremidades tenderá a um movimento em direção ao centro. Ora, estamos diante da curvatura do espaço-tempo. A toalha pode ser entendida como sendo o nosso sistema Solar, a bolinha os planetas nele presentes, como a própria Terra, e a pedra ao centro, o Sol. Foi o eclipse Solar ocorrido em maio de 1919 que confirmou a curvatura da luz anunciada e prevista na teoria de Einstein. Os cientistas mediram a mesma em dois lugares do planeta, sendo um deles o Brasil.
Com a ascensão do nazismo na Alemanha, Einstein, de origem judaica e pacifista declarado, tornou-se alvo de perseguição. Em 1933, durante uma viagem aos Estados Unidos, decidiu não retornar à Europa. Aceitou posição no Institute for Advanced Study, em Princeton, onde permaneceu pelo resto da vida, tornando-se cidadão americano em 1940. Nos anos finais, dedicou-se incansavelmente à busca por uma teoria unificada dos campos, que reconciliasse a relatividade geral com a mecânica quântica, esforço que, apesar de infrutífero, revela sua insatisfação permanente com o estado fragmentado da física contemporânea.
Aconselhado por amigos, também físicos, em 1939 escreve ao presidente Roosevelt alertando-o para a necessidade de iniciar pesquisas visando a construção de um artefato explosivo nuclear antes que os alemães dispusessem do mesmo.
Já nos EUA, desde 1933, Einstein se dedicou até o final de sua vida ao estudo e pesquisa visando desenvolver uma teoria sobre os campos unificados visando explicar a interação de todas as forças presentes na natureza (uma teoria unificada da gravitação e do eletromagnetismo), mas não teve sorte em chegar a um resultado satisfatório.
Apesar da crítica e refutação de alguns pontos teóricos, Einstein sofre influência da leitura de Hume, Kant e Mach.
Para Einstein, os conceitos com os quais trabalha a ciência são criações mentais e não existem na realidade, precisando em seu conjunto serem confirmados ou refutados pela experiência.
Einstein se tornou mundialmente conhecido até os dias de hoje por seus desenvolvimentos dentro da física teórica, em particular a teoria da relatividade restrita ou especial, e a teoria da relatividade geral.
Albert Einstein faleceu em 18 de abril de 1955, em Princeton, aos 76 anos, vítima de um aneurisma da aorta. Seu cérebro foi preservado para estudos científicos, mas sua verdadeira herança reside nas transformações profundas que impôs à compreensão humana do universo, do espaço, do tempo e da matéria.
Um fato pitoresco é que após seu falecimento seu corpo foi cremado, mas seu cérebro foi cuidadosamente retirado (sem autorização) por Thomas Stoltz Harvey e encontra-se com suas partes distribuídas para estudo até os dias atuais.
2- Ideias
O ano de 1905 marca o ápice inicial da criatividade de Einstein. Em quatro artigos publicados no Annalen der Physik, ele revolucionou a física: explicou o efeito fotoelétrico ao propor que a luz se comporta como pacotes discretos de energia (quanta), fundamentando o desenvolvimento quântico; esclareceu o movimento browniano, fornecendo evidência robusta para a existência de átomos; apresentou a teoria da relatividade especial; e derivou a equivalência massa-energia (E = mc²), que viria a explicar fontes de energia estelar e nuclear. Esses trabalhos, redigidos enquanto trabalhava no Escritório de Patentes, revelam um pensador capaz de questionar pressupostos fundamentais da física clássica.
A teoria da relatividade especial (ou restrita), exposta no artigo “Sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento”, parte de dois postulados: 1- as leis da física são as mesmas em todos os referenciais inerciais, e 2- a velocidade da luz no vácuo é constante, independentemente do movimento da fonte ou do observador. Isso implicou consequências radicais: contração de comprimentos, dilatação temporal e relatividade da simultaneidade. Para confirmar experimentalmente um de seus efeitos (o desvio da luz por campos gravitacionais), Einstein buscou observações astronômicas durante eclipses totais do Sol, quando estrelas próximas ao disco Solar poderiam ser vistas. Para isto pediu publicamente o apoio de astrônomos para que estes medissem a posição relativa das estrelas antes e durante um eclipse total do Sol.
Em 1911, Einstein fez uma previsão inicial baseada em uma versão incompleta da teoria. A tentativa de verificação em 1914 fracassou devido à eclosão da Primeira Guerra Mundial. Posteriormente, ao revisar seus cálculos de 1911, percebeu que havia um erro. Neste caso, o fracasso da tentativa de confirmar sua teoria no ano de 1914, que muito chateava Einstein, passou a ser por ele entendida como sendo algo bom, já que a correção posterior (1915-1916) alinhava-se melhor com a teoria final, evitando a impressão de que estaria “chutando” números para ajustar resultados experimentais após os dados obtidos pelo experimento de campo. A versão definitiva da relatividade geral foi publicada em 1916, com os números referentes à posição relativa das estrelas recalculado.
Einstein buscou confirmação observacional do desvio da luz já a partir de previsões preliminares de 1911. Uma primeira tentativa prática ocorreu durante o eclipse Solar de 1914, visível na Crimeia, Ucrânia, na época parte do Império Russo. Mas ocorreram contratempos sérios. A expedição britânica sofreu problemas antes mesmo de chegar ao local. A equipe americana conseguiu chegar ao local e devido aos EUA ainda não terem entrado na guerra, este grupo não teve problemas iniciais decorridos da guerra, mas enfrentou céu nublado, impossibilitando a correta mensuração da posição das estrelas e não permitindo a obtenção de fotografias necessárias do céu para a comprovação ou negação da teoria de Einstein. Para piorar, apesar de poder realizar o experimento, não conseguiu retornar com os equipamentos (caros e sofisticados) usados, ficando retidos na Rússia / Criméia.
Vamos explicar isto melhor. A eclosão da Primeira Guerra Mundial comprometeu profundamente as observações planejadas para 1914. Na Crimeia, equipes científicas de diferentes nacionalidades encontravam-se reunidas para observar o eclipse. Os astrônomos alemães foram presos pelas autoridades russas e tiveram seus equipamentos confiscados, enquanto a expedição britânica (em verdade três expedições distintas, e não necessária e prioritariamente interessadas na comprovação ou refutação da teoria de Einstein) viu seus trabalhos inviabilizados pelas circunstâncias da guerra. A equipe norte-americana, proveniente de um país ainda neutro, conseguiu realizar a observação, mas o céu nublado impediu a obtenção das fotografias necessárias, além de enfrentar posteriormente dificuldades para recuperar parte de seus equipamentos em razão do conflito. No ano de 1914 foram pelo menos 4 tentativas de documentar o eclipse visando testar a teoria de Einstein, comprovando-a ou negando-a. O eclipse estava marcado para ocorrer na data de 21 de agosto de 1914 e várias equipes buscaram observa-lo.
1- Equipe americana: do Observatório Lick, liderada por William Campbell, teve permissão para ficar, mas foi impedida pelo tempo nublado.
2- Equipe argentina: do Observatório Nacional Argentino, em Córdoba, chefiada pelo astrônomo Charles Dillon Perrine, também chegou ao território russo, mas enfrentou o mesmo problema de mau tempo e não conseguiu resultados satisfatórios.
3- Equipe britânica: astrônomos britânicos, organizados pela Royal Astronomical Society e pela Royal Society, além de um grupo independente de padres jesuítas, teve problemas logísticos e outros decorrentes do início da guerra.
4- Equipe alemã (apoiada por Einstein): liderada por Erwin Finlay-Freundlich foi presa pelos russos na Crimeia, equipamento confiscado / destruído. Quando a Alemanha declarou guerra à Rússia, em 1º de agosto de 1914, Freundlich e sua equipe já estavam em território russo, na Crimeia (A Crimeia e a região de Kiev pertenciam ao Império Russo), se preparando para o eclipse de 21 de agosto. Como a Alemanha havia acabado de se tornar inimiga da Rússia, as autoridades russas prenderam os cientistas alemães como estrangeiros inimigos e confiscaram seus equipamentos. Alguns foram expulsos, outros ficaram detidos como prisioneiros de guerra por algumas semanas.
As tentativas ocorridas em 1914 resultaram em fracasso generalizado, mas por motivos diferentes: os alemães, por motivo político-militar (prisão, confisco e destruição do equipamento); os americanos e argentinos, por causa do clima; os britânicos, por também serem impactos pela guerra e por não ser este o objetivo prioritário dos mesmos. Já a equipe americana, do Observatório Lick (liderada por William Campbell), não era inimiga da Rússia, os Estados Unidos nem sequer haviam entrado na guerra ainda. Por isso, os russos permitiram que os americanos permanecessem e tentassem observar o eclipse. O problema deles foi outro: o tempo nublado impediu qualquer observação útil. Apesar de algumas fontes opinarem de modo diferente, russos, ingleses e (futuramente) americanos eram todos aliados contra a Alemanha. Por isso não faria sentido a Rússia prender os ingleses. Quem foi preso pelos russos foi justamente a equipe alemã, a nação inimiga naquele momento. O caso mais grave de prisão e confisco foi o da equipe alemã pelas autoridades russas. As equipes britânica e americana sofreram principalmente com o clima e com as dificuldades logísticas da guerra.
Somente após os cálculos definitivos de 1915-1916, feitos por Einstein, é que a teoria geral alcançou sua forma madura, sendo testada com sucesso nos eclipses de 1919 e 1922. A grande oportunidade veio no eclipse total de 29 de maio de 1919. Expedições britânicas, lideradas por Arthur Eddington, observaram o fenômeno em Príncipe (África) e Sobral (Brasil). A luz das estrelas sofre um desvio mínimo ao passar perto do Sol (da ordem de 1,75 segundos de arco, um ângulo extremamente pequeno, equivalente a aproximadamente a largura de uma moeda vista a alguns quilômetros de distância). Esse desvio ocorre porque a massa do Sol curva o espaço-tempo, alterando o caminho da luz, o que faz as estrelas parecerem ligeiramente deslocadas de suas posições habituais. Os resultados britânicos confirmaram a previsão de Einstein, enquanto medições americanas a negaram, gerando controvérsia. Em verdade, o equipamento americano de ponta tinha ficado retido em 1914 na Rússia e os americanos tiveram de improvisar com equipamento não totalmente adequado a situação. A confirmação definitiva da teoria de Einstein veio somente em 1922, com observações americanas durante outro eclipse, que resolveram dúvidas e solidificaram à teoria além de qualquer dúvida séria.
É digno de nota que uma das expedições responsáveis pelas observações decisivas de 1919 foi enviada para Sobral, no interior do Ceará. Embora liderada por astrônomos britânicos, a escolha do local contou com contribuições de cientistas brasileiros do Observatório Nacional, que indicaram a região por suas condições favoráveis. As medições realizadas em solo brasileiro forneceram dados valiosos que ajudaram a corroborar a previsão de Einstein, ilustrando como a ciência, mesmo em meio às cicatrizes da Primeira Guerra, se beneficiava de cooperação internacional e de localidades estrategicamente posicionadas no globo. Aliás, a corroboração da teoria de um alemão por ingleses em 1919 teve um impacto social muito positivo diante da guerra que havia terminado em 1918, mostrando que apesar de toda raiva e ódio gerados durante a guerra, ainda era possível cooperação entre povos outrora litigantes.
As estrelas se encontram a anos luz de distância da Terra, sua luz passa pelo nosso Sol (que também é uma estrela), depois pela lua e finalmente chega a Terra. Ao passar pelo Sol, a luz das estrelas sofre a influência da enorme massa do Sol, que altera a malha do tempo / espaço ao seu redor, fazendo com que esta sofra alteração em sua trajetória. As estrelas mais afetadas são justamente aquelas que estão quase atrás de nosso Sol, passando sua luz pela beira do mesmo e não sendo visíveis em virtude da enorme claridade do Sol. Como o experimento funciona? Algum tempo antes, digamos, alguns meses, quando o Sol se encontra em outra parte, o experimentador fotografa as estrelas e marca a sua posição em relação ao observador na Terra. Posteriormente, quando durante um eclipse total do Sol, se fotografa a mesma região do espaço novamente. Ora, durante o eclipse total a lua se coloca entre a Terra e o Sol e, deste modo, a luz do Sol não chega na Terra proporcionando um escurecimento que permite ao observador que se encontra na Terra fotografar o céu com o uso de um telescópio e observar estrelas que se encontram quase que atras do Sol, em sua beirada, não sendo estas antes vistas em virtude da forte luz do Sol. A luz destas estrelas sofre influência da massa do Sol antes de chegar a Terra, massa esta que proporciona a curvatura do tempo / espaço e permite uma alteração de percurso na direção da luz. Ao comparar as fotografias tiradas durante o eclipse total do Sol com outras fotografias tiradas da mesma região do espaço quando o Sol se encontra em outra posição, verificamos uma leve mudança na sua posição aparente, já que quando o Sol se encontra em outra região, tais estrelas não sofrem a mesma deformação decorrente de sua enorme massa que curva o espaço / tempo.
Na relatividade geral, Einstein elevou a descrição a um novo patamar ao tratar a aceleração como invariante (em contraste com Newton, que considerava o tempo absoluto e invariável). Espaço e tempo deixam de ser absolutos e independentes na nova teoria apresentada por Einstein em contraposição a teoria anterior de Newton. Espaço e tempo mesclam-se em uma entidade única (o espaço-tempo) que se curva na presença de massa e energia, como uma teia elástica deformada por um objeto pesado. A gravidade não é mais uma força misteriosa, mas a geometria curvada desse espaço-tempo.
Para entender melhor esta questão, que envolve o pensamento desenvolvido por Galileu Galilei, Isaac Newton e Albert Einstein, preciso explicar algo antes, algo básico na física e que nos ajudará a entender tudo isto. Uma das equações mais fundamentais da física clássica relaciona três grandezas essenciais do movimento: a velocidade média (v), a distância percorrida (d) e o tempo gasto (t). Sua forma mais simples é expressa por v = d / t, ou seja, a velocidade média de um móvel corresponde à distância total percorrida dividida pelo tempo total de percurso. Embora o conceito de velocidade seja intuitivo e tenha raízes em observações antigas de astrônomos e filósofos gregos como Aristóteles, e tenha sido refinado por pensadores como Galileu Galilei no estudo do movimento uniformemente acelerado, essa relação algébrica básica tornou-se instrumento essencial na mecânica. Sua grande utilidade reside na possibilidade de resolver qualquer uma das três variáveis quando se conhecem as outras duas. Assim, conhecendo a distância (d) e o tempo (t), calcula-se a velocidade pela fórmula v = d / t. Possuindo a velocidade (v) e o tempo (t), obtém-se a distância através de d = v × t. Por fim, sabendo a velocidade (v) e a distância (d), determina-se o tempo por t = d / v. Essa interconexão demonstra como, a partir de apenas dois elementos conhecidos, é possível determinar com precisão o terceiro, constituindo uma ferramenta elementar, porém poderosa, para a compreensão e a análise do movimento dos corpos.
Um exemplo clássico para entendermos a atuação real da teoria de Einstein é o paradoxo dos gêmeos (ou dos dois bebês). Imagine dois irmãos idênticos e recém nascidos, um é posto em uma nave espacial que viaja próximo a velocidade da luz e outro fica na Terra, ao final de 10 anos medidos na Terra, o irmão que aqui ficou teria quase 17 anos de idade, mas o que viajou teria apenas 10 anos (claro que é um exemplo com idades aproximadas, já que a idade final dependerá da velocidade da nave). Ao retornar a nave, o viajante será mais jovem que o irmão que ficou na Terra, eis o paradoxo.
O tempo flui de modo diferente conforme a velocidade e a aceleração. Para o observador em movimento acelerado, o tempo passa mais devagar. Mas para quem está abordo da nave o tempo passa normalmente. Interessante notar que nada com massa pode atingir a velocidade da luz, pois, conforme a aceleração aumenta, a massa relativística também cresce e, deste modo, exige energia infinita para alcançar a velocidade da luz, já por sua vez, o objeto sofre contração de Lorentz no sentido do movimento, aparecendo menor para um observador externo, no sentido de seu movimento. Apenas partículas sem massa de repouso, como fótons, viajam exatamente à velocidade da luz, que permanece constante para qualquer observador. A velocidade da luz é uma constante de 300 mil Km/s e como tal não varia em qualquer condição, quem varia é a distância e o tempo.
Essa relatividade do movimento evoca, mas supera, o famoso exemplo de Galileu, quando dentro de um navio em movimento uniforme, os fenômenos internos (queda de objetos, voo de aves, movimento de pessoas ou coisas) parecem idênticos aos de um navio parado. Podemos, portanto, pensar em um experimento já feito por Galileu. Imagine uma pedra azul largada da mão de alguém que está dentro de um barco navegando em velocidade constante e linha reta (velocidade inercial), para o observador dentro do barco a pedra azul cai em linha reta, mas para o observador na praia, é somado o movimento do barco, logo, a pedra azul cai em perpendicular na direção do movimento do barco. Uma taça que cai de uma mesa e se quebra no chão do navio irá parecer um movimento em ângulo reto para um observador dentro do navio, mas já para um observador fora do navio teremos um ângulo maior, já que o observador externo irá somar a queda do objeto com a velocidade do navio em determinada direção.
Einstein estende o princípio a referenciais acelerados e a velocidades extremas, revelando que as leis da física são universais, mas as medidas de espaço e tempo são relativas. Para Einstein, se imaginarmos que este barco esteja próximo da velocidade da luz, sendo a luz uma constante, sua velocidade não varia e continua sempre sendo a mesma, no entanto, para o observador na Terra, o objeto deixado cair o fará em uma perpendicular, como em um triângulo retângulo. Neste caso, a hipotenusa, entendida como a distância percorrida pelo objeto até cair no chão, terá uma distância maior e se algo percorre a mesma velocidade uma distância maior, então o tempo aumenta para percorrer este mesmo percurso, logo, temos a dilatação do tempo prevista na teoria de Einstein. Fazendo uso do teorema de Pitágoras e da ideia do triângulo retângulo, pode-se calcular exatamente a diferença de tempo a partir da hipotenusa.
Por fim, cabe uma nota crítica sobre teses que questionam a integridade de Einstein, como as defendidas por Olavo de Carvalho, que o acusava de fraude ou plágio em relação a Poincaré e Lorentz. Tais visões, embora expressem ceticismo legítimo em relação a narrativas heroicas, não resistem ao exame histórico rigoroso. Einstein, em verdade, reconheceu contribuições anteriores, como as de Lorentz, Poincaré e Minkowski, mas integrou-as em um quadro conceitual novo, com postulados claros e derivações originais que previram fenômenos confirmados experimentalmente. Acusações de fraude ignoram o processo coletivo da ciência e o impacto verificável de suas equações, que continuam a ser testadas e corroboradas até hoje. Uma abordagem crítica produtiva examina as limitações reais da teoria, como a dificuldade em unificar com a mecânica quântica.
É inegável que nos quatro trabalhos que marcam o ano milagroso não temos referências diretas a antecessores em uma bibliografia específica, mas isto era algo normal e aceito na época em que o artigo foi publicado, prática comum a outros autores. As coisas mudam de acordo com o tempo histórico e claro está que o mesmo artigo escrito daquela forma não seria aceito hoje em dia por prestigiosas publicações científicas e o autor teria de adaptar o mesmo ao modelo hoje aceito. Apesar de haver antecedentes e outros cientistas trabalhando questões semelhantes, o modelo empregado ainda era pautado em uma base proposta por Newton, era uma outra forma de fazer física, que Einstein veio realmente a revolucionar ao propor um entendimento totalmente diferente dos que estavam já ali debruçados sobre este e outros problemas correlatos. Um dos problemas deixados por Newton sem solução era o que é a força da gravidade e porque esta puxava ao invés de empurrar, havendo uma atração misteriosa e inexplicável no tocante ao modo de atuação desta força no objeto correspondente a sua atração, ora, ao tornar a aceleração constante e o tempo / espaço unificados como uma teia, sendo ambos variáveis, Einstein propõe uma Solução para este problema, retirando a dificuldade de alguma força invisível atuando sobre objetos para puxá-los em determinada direção.
3– Palavras finais
A importância de Albert Einstein ultrapassa o extraordinário conjunto de descobertas que revolucionaram a física durante o século XX. Sua obra exerceu profunda influência sobre a filosofia da ciência ao demonstrar que conceitos fundamentais, como espaço, tempo, simultaneidade e gravidade, não constituem verdades absolutas, mas construções teóricas cuja validade depende de sua capacidade de explicar a experiência. Embora reconhecesse o papel indispensável da experimentação, Einstein compreendia que as grandes teorias científicas nascem da criatividade intelectual, sendo os conceitos científicos invenções do pensamento destinadas a interpretar o mundo, e não simples reflexos imediatos da realidade.
Ao longo de sua vida, manteve intenso diálogo com a tradição filosófica, especialmente com David Hume, Immanuel Kant e Ernst Mach, cujas reflexões influenciaram sua formação intelectual, ainda que posteriormente tenha se afastado de algumas de suas conclusões. Também se tornou protagonista de um dos debates mais importantes da filosofia da ciência no século XX ao discordar da interpretação probabilística da mecânica quântica defendida por Niels Bohr. Sua célebre afirmação de que "Deus não joga dados com o universo" sintetiza sua convicção de que a natureza deveria possuir uma ordem racional profunda, ainda não completamente compreendida. Embora o desenvolvimento posterior da física tenha fortalecido muitas interpretações probabilísticas da mecânica quântica, os questionamentos levantados por Einstein continuam presentes nas discussões contemporâneas acerca dos fundamentos da realidade física.
Seu legado ultrapassa igualmente a ciência. Einstein tornou-se símbolo da liberdade intelectual, da independência de pensamento e da responsabilidade ética do pesquisador diante das consequências sociais do conhecimento científico. Sua influência alcança áreas tão diversas quanto a cosmologia, a filosofia da física, a epistemologia, a tecnologia contemporânea e até mesmo a cultura popular, fazendo de seu nome um dos mais conhecidos da história. Poucos pensadores conseguiram transformar tão profundamente a compreensão humana do universo. Mais do que formular novas equações, Einstein alterou a própria maneira pela qual o humano passou a conceber a realidade, consolidando-se como uma das figuras intelectuais mais importantes de toda a contemporaneidade.
4- Algumas das principais obras de Albert Einstein
1 - Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt. Título em português: Sobre um ponto de vista heurístico acerca da produção e transformação da luz. Data da primeira publicação: 1905 (publicado em 9 de junho no Annalen der Physik).
Neste artigo pioneiro, Einstein propõe que a luz se comporta não apenas como onda, mas também como pacotes discretos de energia (quanta). Ao explicar o efeito fotoelétrico, ele demonstrou que a energia luminosa é absorvida ou emitida em porções definidas, dependendo da frequência, o que resolveu discrepâncias experimentais e lançou as bases da teoria quântica, contribuindo decisivamente para o Prêmio Nobel de Física que receberia em 1921.
2 - Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen. Título em português: Sobre o movimento de partículas suspensas em líquidos em repouso, exigido pela teoria cinético-molecular do calor. Data da primeira publicação: 1905 (publicado em 18 de julho no Annalen der Physik)
Einstein analisou o movimento browniano, o deslocamento aleatório de partículas microscópicas em fluidos, fornecendo uma explicação teórica baseada na existência de átomos e moléculas. Usando estatística, ele calculou dimensões moleculares e o número de Avogadro, oferecendo uma das primeiras provas empíricas convincentes da teoria atômica, fortalecendo a física estatística e conectando observações microscópicas à macroscópica.
3 - Zur Elektrodynamik bewegter Körper. Título em português: Sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento. Data da primeira publicação: 1905 (publicado em 26 de setembro no Annalen der Physik).
Este é o artigo fundador da teoria da relatividade especial. Einstein reconciliou as equações de Maxwell com a mecânica clássica ao postular que as leis da física são as mesmas em todos os referenciais inerciais e que a velocidade da luz no vácuo é constante. Isso levou à contração de comprimentos, dilatação temporal e à relatividade da simultaneidade, revolucionando conceitos de espaço e tempo, eliminando a necessidade do éter luminífero.
4 - Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig? Título em português: A inércia de um corpo depende de seu conteúdo de energia? Data da primeira publicação: 1905 (publicado em 21 de novembro no Annalen der Physik)
Como extensão da relatividade especial, Einstein deriva a equivalência massa-energia, expressa na famosa equação E = mc². Demonstra que a massa de um corpo está relacionada à sua energia interna, abrindo caminho para a compreensão da energia nuclear, das reações de fusão nas estrelas e para tecnologias que liberam quantidades enormes de energia a partir de pequenas massas.
5 - Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie. Título em português: Os fundamentos da teoria da relatividade geral. Data da primeira publicação: 1916 (publicado no Annalen der Physik).
Nesta obra monumental, Einstein expande a relatividade para referenciais acelerados, incorporando a gravitação como curvatura do espaço-tempo causada pela massa e energia. Usando geometria não-euclidiana (tensores de Riemann), ele reformula a lei da gravidade, prevendo fenômenos como o desvio da luz por campos gravitacionais, a precessão do periélio de Mercúrio e ondas gravitacionais, consolidando uma nova visão cosmológica do universo.
6 - Über die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie (Gemeinverständlich). Título em português: Sobre a teoria da relatividade especial e geral (Exposição acessível). Data da primeira publicação: 1917 (livro popular; edições subsequentes ampliadas). Algumas fontes secundárias mencionam 1916, porque Einstein finalizou o manuscrito ou fez referências preliminares nesse ano, mas a primeira publicação efetiva (data oficial da edição) é de 1917.
Escrito para o público leigo, Einstein explica de forma clara e sem equações complexas os princípios da relatividade especial e geral. Aborda conceitos como simultaneidade, curvatura do espaço e implicações filosóficas, tornando acessíveis ideias revolucionárias e ampliando o alcance de suas teorias para além da comunidade científica.
7 - The Evolution of Physics (com Leopold Infeld). Título em português: A evolução da física. Data da primeira publicação: 1938.
Neste livro colaborativo, Einstein e Infeld traçam a história da física desde os conceitos mecânicos de Galileu e Newton até as teorias relativísticas e quânticas contemporâneas. Com linguagem acessível, discutem as transformações conceituais, os desafios da unificação das forças e as limitações do conhecimento humano, incentivando uma visão crítica e contínua do progresso científico.
Silvério da Costa Oliveira.
Prof. Dr. Silvério da Costa Oliveira.
Site: www.doutorsilverio.com
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