Gravitação, ou gravidade, representa fenômeno natural pelo qual os corpos físicos parecem atrair força proporcional às massas. De forma comum experimenta como o agente que fornece peso a objetos com massa e faz com que caem no chão.
Lei de Newton
O fenômeno da gravitação em si, no entanto, simboliza subproduto de fenômeno fundamental descrito por relatividade geral, o que sugere espaço e tempo curvo de acordo com a presença de matéria. Diversos pensadores tentaram encontrar explicações sobre porque as pessoas não caiam da esfera da terra ao universo. Entre os diversos pensadores vale destacar a figura de dois cientistas conhecidos de maneira eterna no mundo da ciência: Newton e Einstein.
Newton e Einstein
Gravitação é uma das quatro interações fundamentais da natureza, junto com o eletromagnetismo e a força nuclear. Na moderna física o fenômeno da gravitação é descrito pela teoria da relatividade geral de Einstein, em que o fenômeno em representa consequência da curvatura do espaço-tempo que rege o movimento de objetos inerciais. A simples lei de Newton da gravitação universal fornece aproximação precisa para a maioria das situações físicas.
Revolução Científica: Teoria da Gravidade de Newton
Trabalho moderno da teoria gravitacional começou com feitos de Galileu Galilei no final do século XVI e início do XVII. Galileu mostrou que a gravitação acelera todos os objetos com a mesma taxa. Esta foi grande partida de Aristóteles em crença de que os objetos mais pesados aceleram mais rápido. Galileo postulou a resistência do ar como a razão que os objetos leves podem cair de maneira mais lenta na atmosfera. Trabalho de Galileu preparou o palco para a formulação da teoria da gravidade de Newton.
Em 1687, o matemático inglês Sir Isaac Newton publicou “Principia”, o que levanta a hipótese de a lei do inverso do quadrado da gravitação universal. Em suas próprias palavras, “Eu deduzi que as forças que mantêm os planetas nas órbitas devem ser reciprocamente como os quadrados de distâncias dos centros sobre os quais elas giram e, desse modo: comparado a força necessária para manter a Lua em órbita com a força da gravidade na superfície da Terra”.
A teoria de Newton teve maior sucesso em prever a existência de Netuno com base nos movimentos de Urano, que não puderam ser contabilizados por ações de outros planetas. Cálculos previram a posição geral do planeta. Contas de Le Verrier levaram Johann Gottfried Galle à descoberta de Netuno.
A discrepância na órbita apontou falhas na teoria de Newton. Até o final do século XIX era sabido que a órbita mostrou perturbações leves que não puderam ser contabilizadas inteiramente sob a teoria de Newton – todas as pesquisas para outro corpo perturbadores (como um planeta que orbita o dom ainda mais perto do que Mercúrio) tinha sido infrutífera. O problema foi resolvido em 1915, por Albert Einstein, na nova teoria da relatividade geral, que representou a pequena discrepância na órbita de Mercúrio.
Alguns cálculos gravitacionais ainda são feitos utilizando a teoria de Newton, porque representa ferramenta simples de trabalhar do que a relatividade geral. Fornecem resultados precisos o suficiente para a maioria das aplicações que envolvem massas pequenas o suficiente em velocidades e energias.
Princípio da Equivalência
O princípio da equivalência, explorado por sucessão de pesquisadores, inclui Galileu, Eötvös Loránd e Einstein. Expressa a ideia de que todos os objetos caem na mesma maneira. A forma simples para testar o princípio de equivalência fraco está na queda de dois objetos de diferentes massas ou composições no vácuo. Estas experiências demonstram que todos os objetos caem à mesma taxa de atrito quando insignificante. Testes mais sofisticados usam balança de torção do tipo inventado por Eötvös.
Relatividade Geral
Na relatividade geral os efeitos da gravitação são atribuídos ao espaço-tempo da curvatura em vez da força. O ponto de partida para a relatividade geral é o princípio de equivalência, o que equivale a queda livre com o movimento inercial e descreve em queda livre objetos de inércia como sendo acelerado em relação aos observadores no terreno. Na física newtoniana, contudo, tal aceleração não pode ocorrer a não ser que pelo menos um dos objetos esteja sendo operadas por força.
Einstein propôs que o espaço-tempo é curvo por matéria, e que os objetos em queda livre estão se movendo ao longo de caminhos retos no espaço-tempo curvo. Estes caminhos retos são chamados geodésicos.
Einstein descobriu as equações de campo da relatividade geral, que se relacionam à presença de matéria e a curvatura do espaço-tempo. As equações de campo de Einstein são conjuntos de dez simultâneos, não-lineares e equações diferenciais. As soluções das equações de campo são os componentes do tensor métrico do espaço-tempo. Os caminhos geodésicos para espaço-tempo são calculados a partir do tensor métrico.
Sol: Centro do Universo
Com as descobertas de Newton e Einstein pensamentos de especialistas do passado foram creditados acertos para diversos pensadores do passado, caso de Nicolau Copérnico, astrônomo renascentista e a primeira pessoa a formular a abrangente heliocêntrica cosmologia que deslocou a Terra a partir do centro do universo. Livro de época de Copérnico, “Sobre as Revoluções das Esferas Celestes”, foi publicado pouco antes de sua morte em 1543, trabalho considerado como o ponto de partida da moderna astronomia e definição de epifania que começou a revolução científica.
Seu modelo heliocêntrico, com o Sol no centro do universo, demonstrou que os movimentos observados de objetos celestes podem ser explicados sem pôr a terra em repouso no centro do universo. O trabalho estimulou novas investigações científicas, tornando-se marco na história da ciência, muitas vezes referida como a revolução copernicana. Entre os grandes polímatas do Renascimento, Copérnico foi matemático, astrônomo, jurista com doutorado em direito, médico, poliglota, teólogo, tradutor, artista, clérigo católico, governador, diplomata e economista.
Copérnico é postulado ter falado as línguas latinas, alemão e polonês com igual fluência. Ele também falou grego e italiano. A grande maioria das obras remanescentes de Copérnico está em latim, que na vida foi a linguagem da academia na Europa. O latim era língua oficial da Igreja Católica Romana e da corte real da Polônia, portanto toda a correspondência de Copérnico com a Igreja e líderes poloneses foi em latim.
Artigo escrito por Renato Duarte Plantier
