Como Einstein cometeu o maior erro de sua vida

Imagine como deve ter sido estudar o Universo, em um nível fundamental, no início dos anos 1900. Por mais de 200 anos, a física de Newton parecia governar como os objetos se moviam, com a lei da gravitação universal de Newton e as leis do movimento ditando como as coisas se moviam na Terra, em nosso Sistema Solar e no Universo maior. Recentemente, no entanto, surgiram alguns desafios à imagem de Newton. Você não podia continuar acelerando objetos a velocidades arbitrárias, mas tudo era limitado pela velocidade da luz. A óptica de Newton não descrevia a luz tão bem quanto o eletromagnetismo de Maxwell, e a física quântica - ainda em sua infância - estava colocando novos conjuntos de questões para físicos em todo o mundo.

Mas talvez o maior problema tenha sido colocado pela órbita de Mercúrio, medida com precisão desde o final dos anos 1500 e desafiando as previsões de Newton. Foi sua busca para explicar essa observação que levou Albert Einstein a formular a Teoria Geral da Relatividade, que substituiu a lei da gravitação de Newton por uma relação entre matéria-e-energia, que curva o espaço-tempo, e aquele espaço-tempo curvo, que conta matéria-e -energia como se mover.

No entanto, Einstein não publicou essa versão da Relatividade Geral; ele publicou uma versão que incluía um termo ad hoc extra: uma constante cosmológica, adicionando artificialmente um campo extra ao Universo. Décadas depois, ele se referiria a isso como seu maior erro, mas não antes de repetir várias vezes ao longo dos anos. Veja como o homem mais inteligente da história cometeu seu maior erro de todos os tempos, com lições para todos nós.

A Relatividade Geral, mais importante, foi construída a partir de três peças do quebra-cabeça que se juntaram na mente de Einstein.

Essas três noções, juntas, levaram Einstein a conceber a gravidade de maneira diferente: em vez de ser governada por uma força invisível de ação infinitamente rápida que agia em todas as distâncias e em todos os momentos, a gravitação era causada pela curvatura do espaço-tempo, que em si foi induzido pela presença de matéria-e-energia dentro dele.

Essas três etapas iniciais aconteceram em 1905, 1907 e 1908, respectivamente, mas a Relatividade Geral não foi publicada em sua forma final até 1915; esse foi o tempo que Einstein e seus colaboradores levaram para descobrir os detalhes corretamente. Assim que o fez, no entanto, ele divulgou um conjunto de equações - conhecidas hoje como equações de campo de Einstein - que relacionavam como matéria-energia e espaço-tempo afetavam um ao outro. Nesse papel, ele verificou que:

Esse terceiro ponto levou a uma nova previsão chave: que durante um eclipse solar total, quando a luz do Sol foi bloqueada pela Lua e as estrelas seriam visíveis, que a posição aparente das estrelas localizadas atrás do Sol seria dobrada ou deslocada, pela gravidade do Sol. Depois de "perder" a chance de testar isso em 1916 por causa da Grande Guerra e perder para as nuvens em 1918, a expedição do eclipse de 1919 finalmente fez as observações críticas, confirmando as previsões da Relatividade Geral de Einstein e levando à sua ampla aceitação como um nova teoria da gravidade.

Mas, como qualquer bom cientista formulando uma nova teoria, o próprio Einstein estava bastante incerto sobre como os experimentos e observações resultariam. Em uma carta ao físico Willem de Sitter em 1917, Einstein escreveu o seguinte:

"Para mim... foi uma questão candente se o conceito de relatividade pode ser seguido até o fim, ou se ele leva a contradições."

Em outras palavras, claro, depois de descobrir a matemática da Relatividade Geral e como aplicá-la com sucesso a uma variedade de situações, agora chega o grande desafio: aplicá-la a todos os casos físicos em que ela deve fornecer uma descrição correta. Um grande desafio para isso, no entanto, era quando se tratava do conhecido Universo da época de Einstein.

Veja bem, naquela época ainda não se sabia se havia outras galáxias lá fora - o que os astrônomos da época chamavam de hipótese do "universo insular" - ou se tudo o que observávamos estava contido na própria Via Láctea. Houve até um grande debate sobre esse assunto alguns anos depois, em 1920, e embora ambos os lados discutissem apaixonadamente, foi altamente inconclusivo. Era razoável, e aceito por muitos, que a Via Láctea e os objetos dentro dela eram simplesmente tudo o que existia.