O Prêmio Nobel de Física de 2011

A teoria da relatividade geral, proposta por Einstein em 1915, pode ser usada para descrever a história do universo. Naquela época acreditava-se que o movimento relativo dos objetos celestes era pequeno de forma que uma boa aproximação seria assumir que o universo fosse estático. Entretanto, Einstein não consegue obter das equações da relatividade geral um universo estático. Ele então as modifica em 1917 introduzindo um novo termo chamado de constante cosmológica. Dessa forma, a teoria da relatividade geral modificada fornece soluções em que o universo é estático. A partir de 1922 A. Friedmann mostra de forma bastante geral que as equações da relatividade geral admitem universos em expansão ou em contração, mas não universos estáticos. Dois anos depois, em 1924, E. Hubble descobre que as nebulosas vistas pelos telescópios eram na verdades galáxias como a via Láctea, e que se encontram à distâncias enormes de nossa galáxia, mostrando a vastidão do universo visível. Ele tenta então determinar a velocidade dessas galáxias e descobre, em 1929, que as galáxias mais distantes estão se afastando de nós, e quanto mais distantes elas estão, maior é a velocidade de afastamento. Esse relação ficou conhecida como a Lei de Hubble. Ele havia descoberto, de fato, que o universo está em expansão! Isso criou um embaraço muito grande para Einstein. Afinal, a relatividade geral previa que o universo poderia estar em expansão mas ele a havia modificado para que gerasse um universo estático. Einstein então afirma que havia cometido o maior erro da vida ao modificar a teoria da relatividade original que estava de acordo com a descoberta da expansão do universo.

Testando a Relatividade Geral

O satélite Gravity-Probe B foi lançado em 2004 para testar duas previsões da relatividade geral. De acordo com a teoria de Einstein, a Terra ou qualquer outro corpo massivo afeta o espaço-tempo ao seu redor. Isto causa no satélite um efeito geodético devido a curvatura do espaço-tempo produzido pela massa da Terra. Além disso, há um outro efeito muito menor, o arrastamento do espaço-tempo devido ao movimento de rotação da Terra.

Para detectar tais efeitos, o satélite transporta quatro giroscópios extremamente precisos. Após três anos monitorando o comportamento desses giroscópios já é possível detectar o efeito geodético com uma precisão de 1%. O efeito de arrastamento, por ser muito menor, ainda requer uma calibração melhor dos giroscópios e mais alguns meses de coleta de dados. A previsão é de que até o final do ano novos dados estarão disponíveis. O custo do satélite foi de 700 milhões de dolares! Mais detalhes podem ser encontrados aqui.