Einstein 100 anos depois

Einstein 100 anos depois

Por

Entrevista
Gilson Faria

Einstein 100 anos depois
A Scientific American Brasil, edição em português de uma das revistas de divulgação científica mais importantes do mundo, saiu na frente nas comemorações e dedicou todos os artigos do número de outubro passado à física, mais especificamente aos trabalhos revolucionários publicados por Einstein em 1905, que completarão um século no próximo ano, e aos principais desenvolvimentos científicos que deles se originaram. Para escrever um dos dois únicos artigos exclusivos da versão em português (os demais são traduções da versão original americana), tratando sobre buracos negros, a Scientific American Brasil convidou o pesquisador cubano Jorge Castiñeiras e os brasileiros Luís Carlos Bassalo Crispino e George Matsas. Crispino é professor e pesquisador do programa de pós-graduação em física da UFPA. O Prof. Jorge Castiñeiras faz parte da equipe de Crispino e foi aprovado no mais recente concurso realizado pelo departamento de Física da UFPA e aguarda o surgimento de uma vaga para sua contratação definitiva. Em entrevista ao Beira do Rio os dois professores falaram sobre os trabalhos de Einstein e das pesquisas desenvolvidas na UFPA.




Prof. Crispino, qual a importância da homenagem a Einstein ?
A ONU declarou 2005 o Ano Internacional da Física em homenagem ao centenário da publicação dos trabalhos de Einstein sobre o fóton, a relatividade especial, a relação massa-energia e o movimento browniano. Estes trabalhos, que foram publicados todos no mesmo ano de 1905, revolucionaram profundamente o nosso entendimento do Universo, introduzindo idéias completamente inovadoras em questões fundamentais, como a existência dos átomos, a natureza da luz, os conceitos de espaço, tempo, matéria e energia. O Ano Internacional da Física, além de exaltar uma das mentes mais brilhantes do século XX, pretende chamar a atenção do público, especialmente dos jovens, para os progressos e a importância da Física no mundo contemporâneo.

Prof. Jorge, a teoria da relatividade foi, de fato, a que deu mais notoriedade a Einstein? Por quê?
Das contribuições de Einstein, a que lhe deu maior notoriedade foi, sem dúvida, a sua teoria da relatividade, tanto a teoria especial quanto a geral. A teoria da relatividade especial de Einstein conseguiu explicar o comportamento dos corpos a velocidades extremamente altas, mostrando que o tempo e o espaço não eram absolutos, como se achava até então, e estavam intimamente relacionados formando um contínuo espaço-tempo. Dois relógios idênticos poderão andar em ritmos diferentes se estiverem se movendo um com relação ao outro, porque o tempo transcorre de forma diferente para cada um deles. Da mesma forma, uma régua em movimento tem um comprimento menor do que teria se estivesse parada. Esta relatividade das distâncias e dos intervalos de tempo é tal que a velocidade da luz é a mesma sempre, independentemente de se quem a mede está se aproximando ou se afastando da fonte de luz. Uma bola ou outro corpo massivo qualquer, por outro lado, nos atinge com maior velocidade quando estamos nos movendo na direção de quem nos jogou do que quando estamos nos afastando dele. De acordo com a relatividade, a velocidade da luz não só é constante como não pode ser ultrapassada. Independentemente de quanta energia você dê a um corpo massivo ele nunca atingirá a velocidade da luz. De acordo com Einstein, energia e massa são basicamente a mesma coisa. Quanto mais energia você proporciona ao corpo mais "massivo" ele fica e mais difícil se torna acelerá-lo. Da mesma forma, a massa de um corpo em repouso (multiplicada pela velocidade da luz ao quadrado) passa a ser o mínimo de energia que um corpo pode ter, i.e., a energia de um corpo em repouso. A energia produzida nas usinas nucleares a base de fissão de urânio, por exemplo, provém justamente da diferença entre a massa do núcleo do átomo de urânio e as massas dos átomos que ele produz quando se divide. Estes fenômenos "esquisitos" são imperceptíveis no nosso dia-a-dia porque as velocidades com que nos movemos são milhões de vezes menores do que a velocidade da luz. Mesmo assim, se eles não fossem levados em conta, por exemplo, o GPS (sistema de posicionamento global via satélite) não conseguiria determinar a nossa posição no planeta com um erro de apenas alguns metros.

Prof. Crispino, qual é a relação da Teoria Geral com a Teoria Especial da relatividade?
A teoria geral da relatividade, além de incorporar todos os fenômenos previstos pela teoria especial para velocidades muito altas, ainda descreveu a interação gravitacional entre corpos, mesmo quando esta interação é tão intensa que a veterana teoria da gravitação de Newton falha. De acordo com a Relatividade Geral de Einstein, o próprio espaço-tempo é deformado (encurvado) pela presença da matéria e da energia e, por sua vez, esta deformação do espaço-tempo irá determinar como a matéria e a energia poderão se mover. Esta deformação do espaço-tempo provocada pela presença dos corpos faz com que, por exemplo, um relógio no primeiro andar dum prédio ande mais lentamente do que um relógio idêntico colocado no último andar; que um raio de luz proveniente duma estrela se desvie da linha reta quando passa muito perto da superfície do sol; que Mercúrio, por ser o planeta mais próximo do Sol, tenha sua órbita ligeiramente diferente daquela prevista pela gravitação de Newton; e que uma estrela, muito massiva, quando esgote seu combustível nuclear colapse catastroficamente até formar um dos objetos mais misteriosos do universo, um buraco negro.

O Professor Jorge é cubano e o senhor é brasileiro. Como surgiu essa parceria científica, a ponto de ele fixar residência em Belém?
Nossa colaboração começou na Itália, há mais de dez anos, quando participamos do Curso Diploma de Física de Altas Energias e Cosmologia do Centro Internacional de Física Teórica (ICTP), em Trieste, fundado por um ganhador do Prêmio Nobel de Física, o paquistanês Abdus Salam, a quem tivemos a oportunidade de conhecer. Dois anos depois nos reencontramos no Instituto de Física Teórica (IFT) da UNESP, em São Paulo, onde fazíamos pós-graduação e onde decidimos estudar TQCEC sob a orientação do Prof. Dr. George Matsas, analisando fenômenos de emissão e absorção de partículas por cargas aceleradas em torno de buracos negros. No final dos nossos respectivos doutorados, publicamos um artigo na revista Physical Review na qual mostramos que ao redor de buracos negros é possível detectar partículas livres com energias menores do que a massa vezes a velocidade da luz ao quadrado, devido à grande deformação do espaço-tempo que os buracos negros provocam, enquanto que nas vizinhanças da Terra esta possibilidade é incrivelmente pequena.
Após um ano e meio de pós-doutorado participando de um projeto temático da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, Fapesp, no IFT/UNESP, Jorge Castiñeiras veio para a UFPA, com um projeto de desenvolvimento científico regional do CNPq que criamos com o intuito de continuar esta colaboração e ajudar a consolidar na UFPA um grupo de pesquisa em TQCEC, no qual estão inseridos vários alunos de Mestrado e de Iniciação Científica da UFPA. Este trabalho que vimos desenvolvendo tem sido reconhecido ao ponto de, recentemente, termos recebido o convite para escrever o artigo sobre buracos negros, que foi publicado em conjunto com o Prof. Matsas na revista Scientific American Brasil.

Prof. Crispino, que tipo de pesquisa a UFPA desenvolve na sua área?
A nossa pesquisa no Departamento de Física da UFPA consiste no estudo de fenômenos nos quais a Relatividade Geral se une a outra das teorias que Einstein ajudou a construir em 1905, a Mecânica Quântica. Se por um lado a Relatividade Geral é a teoria das coisas muito grandes e muito densas, a Mecânica Quântica é a teoria das coisas muito pequenas, tais como átomos e partículas elementares. Considerando-se a Mecânica Quântica, algumas quantidades físicas assumem valores discretos (quânticos), os objetos se comportam hora como partículas ora como ondas e vale o princípio da incerteza que nos diz, por exemplo, que se determinarmos com precisão absoluta a posição duma partícula então não saberemos nunca qual é a sua velocidade e vice-versa. A forma ideal de unificar estas duas teorias seria uma terceira que levasse em conta o comportamento quântico tanto das partículas elementares quanto da própria interação gravitacional, mas tal teoria, chamada de Gravitação Quântica, seria valida só em situações tão extremas que torna quase impossível a sua comprovação experimental ou observacional. Assim, decidimos trabalhar numa unificação mais modesta chamada de Gravitação Semiclássica ou Teoria Quântica de Campos em Espaços Curvos (TQCEC), na qual as partículas elementares têm um comportamento quântico, mas a interação gravitacional entre elas e com objetos macroscópicos é descrita pela Relatividade Geral Clássica de Einstein. Entre os resultados mais importantes de tal teoria temos o que prevê que buracos negros não são nem eternos nem tão negros, como estipulava a Relatividade Geral, mas que evaporam emitindo todo tipo de partículas até eventualmente desaparecerem numa forte explosão. Temos também o chamado efeito Fulling-Davies-Unruh (um dos descobridores, o Prof. William Unruh, visitou nosso departamento no mês de setembro último), prevendo que, quando sofremos acelerações muito fortes, onde não havia nenhum tipo de partículas, começa a aparecer uma enorme quantidade delas na forma de um banho térmico, com uma temperatura proporcional à nossa aceleração. Se a aceleração fosse grande o suficiente, poderíamos até ser carbonizados por esse banho térmico.


Autor:
Gilson Faria


Fonte:
http://www.ufpa.br/beiradorio/arquivo/beira25/entrevista.html

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