COLEÇÃOGRANDESDESCOBERTASOcosmodeEinstein:comoavisãodeAlbertEinsteintransformounossacompreensãodeespaçoetempo,deMichioKaku

Apestedosmédicos:germes,febrepós-partoeaestranhahistóriadeIgnácSemmelweis,deSherwinB.Nuland

Gênioobsessivo:omundointeriordeMarieCurie,deBarbaraGoldsmith

LavoisiernoAnoUm:onascimentodeumanovaciêncianumaeraderevolução,deMadisonSmarttBell

EstelivroédedicadoaMichelleeAlyson.

SUMÁRIOPrefácio:UmnovoolharsobreolegadodeAlbertEinsteinPARTEIPRIMEIROQUADRO:APOSTANDOCORRIDACOMUMRAIODELUZ

CAPÍTULO1AfísicaantesdeEinsteinCAPÍTULO2OsanosiniciaisCAPÍTULO3Relatividaderestritaeo“anomilagroso”PARTEIISEGUNDOQUADRO:ESPAÇO-TEMPODEFORMADO

CAPÍTULO4Relatividadegeraleo“pensamentomaisfelizdaminhavida”CAPÍTULO5OnovoCopérnicoCAPÍTULO6OBig-BangeosburacosnegrosPARTEIIIOQUADROINACABADO:ATEORIADOCAMPOUNIFICADO

CAPÍTULO7UnificaçãoeodesafioquânticoCAPÍTULO8Guerra,pazeE=mc2CAPÍTULO9OlegadoproféticodeEinsteinNotasBibliografiaAgradecimentos

G

PREFÁCIOUMNOVOOLHARSOBREOLEGADODEALBERTEINSTEIN

ênio.Professordistraído.Opaidarelatividade.AfiguramíticadeAlbertEinstein—cabelosesvoaçando,semmeias,trajandoumsuéterenorme,

sorvendoseucachimbo,semperceberoquesepassaàsuavolta—estágravadadeformaindelévelemnossasmentes.“UmíconepopàalturadeElvisPresleyeMarilynMonroe,elenosfitaenigmaticamentedepostais,capasderevistas,camisetasecartazesgigantes.UmagentedeBeverlyHillsvendeasuaimagemparacomerciaisdatelevisão.Eleteriaodiadotudoisso”,escreveobiógrafoDenisBrian.1Einsteinestáentreosmaiorescientistasdetodosostempos,umafigura

grandiosacujascontribuiçõessãocomparáveisàsdeIsaacNewton.NãosurpreendequearevistaTimeotenhaeleitoaPersonalidadedoSéculo.Muitoshistoriadoresoincluíramentreoscemindivíduosmaisinfluentesdosúltimosmilanos.Dadooseulugarnahistória,umnovoesforçoparareexaminarsuavida

justifica-seporváriosmotivos.Paracomeçar,suasteoriassãotãoprofundasqueasprevisõesqueelefezdécadasatráscontinuamdominandoasmanchetes.Portanto,évitalquetentemoscompreenderasraízesdessasteorias.Àmedidaqueumanovageraçãodeinstrumentos,inconcebíveisnadécadade1920(porexemplo,satélites,lasers,supercomputadores,nanotecnologia,detectoresdeondasgravitacionais),investigaosdomíniosremotosdocosmoseointeriordoátomo,asprevisõesdeEinsteinestãoconquistandoprêmiosNobelparaoutroscientistas.MesmoascontribuiçõesmenoresdeEinsteinabremnovoshorizontesparaaciência.OprêmioNobelde1993,porexemplo,foidadoadoisfísicosqueconfirmaramindiretamenteaexistênciadeondasgravitacionais,previstasporEinsteinem1916,aoanalisaromovimentodeestrelasdenêutronsduplasnocéu.Alémdisso,oprêmioNobelde2001foidadoatrêsfísicosquecomprovaramaexistênciadecondensadosdeBose-Einstein,umnovoestadoda

comprovaramaexistênciadecondensadosdeBose-Einstein,umnovoestadodamatéria,existentepertodozeroabsoluto,queEinsteinpreviuem1924.Outrasprevisõesestãosendoconfirmadas.Osburacosnegros,antes

consideradosumaspectoestranhodateoriadeEinstein,foramagoraidentificadospeloTelescópioEspacialHubbleepeloRadiotelescópiovla(VeryLargeArray).OsanéiseaslentesdeEinstein,alémdeteremsidoconfirmados,constituemtambémferramentas-chaveusadaspelosastrônomosparamedirobjetosinvisíveisnoespaço.Mesmoos“erros”deEinsteinestãosendoreconhecidoscomoimensas

contribuiçõesaonossoconhecimentodouniverso.Em2001,astrônomosencontraramsinaisconvincentesdequea“constantecosmológica”,queeratidacomograndeerrodeEinstein,naverdadecontémamaiorconcentraçãodeenergiadouniversoedeterminaráodestinofinaldoprópriocosmos.Dessemodo,experimentalmente,temhavidoum“renascimento”dolegadodeEinsteinàmedidaquenovosindíciosseacumulamemapoioàssuasprevisões.Alémdisso,osfísicosestãoreavaliandooseulegadoe,emespecial,o

desenvolvimentodesuasidéias.Enquantobiografiasrecentesexaminaramminuciosamentesuavidaprivadaembuscadepistasdasorigensdesuasteorias,osfísicoscadavezmaissedãocontadequeasteoriasdeEinstein,longedesebasearemnumamatemáticahermética,têmporbaseimagensfísicassimpleseconcisas.(AvidaamorosadeEinsteintambémnãoeraoquesepodechamarde“matemática”!)Elecostumavacomentarqueseumateorianovanãosebaseasseemumaimagemfísicasimplesosuficienteparaumacriançaentender,provavelmenteerainútil.Nestelivro,portanto,essasimagens,essesprodutosdaimaginaçãocientíficade

Einstein,tornam-seumprincípioorganizadorformalemtornodosquaissãodescritosodesenvolvimentodesuasidéiasesuasmaioresrealizações.AparteiutilizaaimagememqueEinsteinpensoupelaprimeiravezquando

tinhadezesseisanos:queaspectoteriaumraiodeluzseelepudessecorreraseulado?Essaimagem,porsuavez,provavelmenteseinspirounumlivroinfantilqueeleleu.Aovisualizaroqueaconteceriaseapostassecorridacomumraiodeluz,Einsteinisolouacontradição-chaveentreasduasgrandesteoriasdaépoca:ateoriadasforçasdeNewtoneateoriadoscamposedaluzdeMaxwell.Noprocessoderesoluçãodesteparadoxo,elesabiaqueumadessasduasgrandesteorias—adeNewton,aoqueserevelou—teriaquesucumbir.Emcertosentido,todaarelatividaderestrita(querevelariaosegredodasestrelasedaenergianuclear)estácontidanessaimagem.

Naparteiisomosapresentadosaoutraimagem:EinsteinimaginouosplanetascomobolasdeguderolandoemtornodeumasuperfíciecurvacentradanoSol,comoumailustraçãodaidéiadequeagravidadeseoriginadacurvaturadoespaçoedotempo.AosubstituirasforçasdeNewtonpelacurvaturadeumasuperfícieregular,Einsteinforneceuummodelototalmentenovoerevolucionáriodagravidade.Nessenovoarcabouço,as“forças”deNewtoneramumailusãocausadapelacurvaturadopróprioespaço.Asconseqüênciasdessaimagemsimplesacabariamnosfornecendoosburacosnegros,oBig-Bangeodestinofinaldoprópriouniverso.Aparteiiinãopossuiumaimagem—essaseçãoémaissobreaincapacidade

deobterumaimagemqueservissedebaseàsua“teoriadocampounificado”,coroandoassim2milanosdeinvestigaçãodasleisdamatériaeenergia.SóqueaintuiçãodeEinsteincomeçouafalhar,poisnadasesabianaépocasobreasforçasqueregiamonúcleoeaspartículassubatômicas.Essateoriadocampounificadoinacabadaesuabusca,durantetrintaanos,de

uma“teoriadetudo”nãoforamdemodoalgumumfracasso—emboraestefatosótenhasidoreconhecidorecentemente.Seuscontemporâneosviramaquilocomoumesforçoinútil.OfísicoebiógrafodeEinstein,AbrahamPais,lamentou:“Nosúltimostrintaanosdevida,elesemanteveativonapesquisa,massuafamacontinuarianasalturas,ouatéaumentaria,seemvezdissotivesseidopescar”.2Emoutraspalavras,seulegadopoderiatersidoaindamaiorseeletivesseabandonadoafísicaem1925,emvezde1955.Todavia,nosúltimosdezanos,comoadventodeumanovateoriadenominada

“teoriadassupercordas”ou“teoria-M”,osfísicosvêmreavaliandoaobrafinaldeEinsteineseulegado,àmedidaqueabuscadateoriadocampounificadoconquistouoprimeiroplanodomundodafísica.Acorridaparachegaràteoriadetudotornou-seoobjetivomáximodetodaumageraçãodecientistasjovenseambiciosos.Aunificação,antesconsideradaprópriadefísicosemfinaldecarreira,tornou-seagoraotemadominantedafísicateórica.Nestelivro,esperodarumavisãonovaeestimulantedotrabalhopioneirode

Einstein.Talvezatéumadescriçãomaisprecisadeseulegadoduradourodaperspectivaprivilegiadadeimagensfísicassimples.Seusinsights,porsuavez,inspiraramageraçãoatualdeexperimentosnovoserevolucionáriosnoespaçoeemlaboratóriosdefísicaavançadaeestãomotivandoatentativaintensaderealizarseusonhomaiscaro:umateoriadetudo.Estaéaabordagemdesuavidaeobraque,creio,eleteriapreferido.

PARTEIPRIMEIROQUADROAPOSTANDOCORRIDACOMUMRAIODELUZ

U

CAPÍTULO1AFÍSICAANTESDEEINSTEIN

mjornalistapediucertavezaAlbertEinstein,omaiorgêniodaciênciadesdeIsaacNewton,queexplicassesuafórmuladesucesso.Ograndepensador

refletiuporumsegundoedepoisrespondeu:“Seaésucesso,eudiriaqueafórmulaéa=x+y+z,xsendotrabalhoeysendodiversão”.1“Eoqueéz?”,perguntouojornalista.“Éficardebicocalado”,respondeuele.Oqueotornavatãoqueridopelosfísicos,reiserainhaseopúblicoemgeral

erasuahumanidade,suagenerosidadeesuapresençadeespírito,querestivessedefendendoacausadapazmundialousondandoosmistériosdouniverso.Atéascriançascorriamparaveroilustreevelhohomemdafísicapercorreras

ruasdePrinceton,eeleretribuíaointeresseabanandoasorelhasparaelas.EinsteingostavadeconversarcomummeninodecincoanosqueoacompanhavaemsuascaminhadasatéoInstitutodeEstudosAvançados.Umdia,enquantoandavam,Einsteinriuderepente.Quandoamãedomeninoperguntousobreoquehaviamconversado,ofilhorespondeu:“PergunteiaEinsteinseeletinhaidoaobanheirohoje”.Amãeficouhorrorizada,masentãoEinsteinrespondeu:“Ficofelizquandoalguémmefazumaperguntaqueconsigoresponder”.ComodissecertavezofísicoJeremyBernstein:“Todosqueentravamdefato

emcontatocomEinsteinsaíamcomumasensaçãodominantedanobrezadaquelehomem.Apalavraquesemprevemàmenteésuahumanidade,ojeitosimpleseamáveldesuapersonalidade”.2Einstein,queeraigualmentebondosocommendigos,criançasoureis,também

foigenerosocomseuspredecessoresnopanteãoilustredaciência.Emboraoscientistas,comotodososindivíduoscriativos,possamteratristefamadeciumentosemrelaçãoaosrivais,envolvendo-seembrigasmesquinhas,Einsteinfaziatodoopossívelparaqueasorigensdasidéiasdequefoipioneirofossem

remontadasaosgigantesdafísicadopassado,incluindoIsaacNewtoneJamesClerkMaxwell,cujosretratosestavamexpostoscomdestaqueemsuaescrivaninhaenaparede.Naverdade,otrabalhodeNewtonemmecânicaegravidadeedeMaxwellemluzformavamosdoispilaresdaciêncianaviradaparaoséculoxx.Énotávelquequasetodooconhecimentofísicodaépocaestivessecorporificadonasrealizaçõesdessesdoisfísicos.Esquece-secomfacilidadeque,antesdeNewton,omovimentodosobjetosna

Terraenoscéuserapraticamenteinexplicável,muitosacreditandoquenossosdestinoseramdeterminadospelosdesígniosmalévolosdeespíritosedemônios.Bruxaria,feitiçariaesuperstiçãoeramacaloradamentedebatidosmesmonoscentrosdeaprendizadomaiseruditosdaEuropa.Aciência,comoaconhecemos,nãoexistia.Osfilósofosgregoseosteólogoscristãos,emparticular,escreveramqueos

objetossedeslocavammotivadospordesejoseemoçõessemelhantesaosdossereshumanos.ParaosseguidoresdeAristóteles,osobjetosemmovimentoperdiamvelocidadeporqueficavam“cansados”.Osobjetoscaíamnochãoporque“desejavam”unir-seàTerra,elesescreveram.Ohomemquebotariaordemnessemundocaóticodeespíritosera,emcerto

sentido,oinversodeEinsteinemtemperamentoepersonalidade.EnquantoEinsteinerasempregenerosocomseutempoenãopoupavaditosespirituososparaagradaraimprensa,Newtoneranotoriamenteumrecluso,comtendênciaàparanóia.Bastantedesconfiadodosoutros,tevebrigasacirradaseprolongadascomoscientistasemtornodaprecedênciadecertasidéias.Suareservaeralendária:quandomembrodoparlamentobritânico,duranteasessãode1689-90,oúnicoincidenteregistradoemquesemanifestouanteaquelainsigneinstituiçãofoiquandosentiuumacorrentedearepediuaoporteiroquefechasseajanela.DeacordocomobiógrafoRichardS.Westfall,Newtoneraum“homemtorturado,umapersonalidadeextremamenteneurótica,queviviacambaleando,pelomenosnameia-idade,àbeiradeumcolapso”.3Mas,emquestõesdeciência,NewtoneEinsteineramverdadeirosmestres,

compartilhandomuitascaracterísticasbásicas.Ambosconseguiampassarobsessivamentesemanasemesesemintensaconcentração,atéchegaràexaustãofísicaeaocolapso.Eambostinhamacapacidadedevisualizarnumaimagemsimplesossegredosdouniverso.Em1666,aos23anos,Newtonexpulsouosespíritosqueassolavamomundo

aristotélico,introduzindoumamecânicanovabaseadaemforças.Newtonpropôstrêsleisdomovimentoemqueosobjetossedeslocavamporqueestavamsendo

empurradosoupuxadosporforçasquepodiamsermedidasprecisamenteeexpressasporequaçõessimples.Emvezdeespecularsobreosdesejosdosobjetosaosemoverem,Newtonconseguiacalcularqualquertrajetória—defolhascaindo,projéteissubindo,balasdecanhão,nuvens—somandoasforçasqueagiamsobreoobjeto.Nãosetratavaapenasdeumaquestãoacadêmica.Pelocontrário,amecânicadeNewtonajudouacriarabasedaRevoluçãoIndustrial,emqueopoderdemáquinasavaporacionandoenormeslocomotivasenaviosdeuorigemaimpériosnovos.Pontes,barragensearranha-céusgigantespodiamagoraserconstruídoscomgrandesegurança,jáqueastensõessobrecadatijoloouvigapodiamsercalculadas.TamanhofoiosucessodateoriadasforçasdeNewtonqueelefoimerecidamentetratadocomoumacelebridadeemvida,levandoAlexanderPopeaaclamar:

NatureandNature’slawslayhidinnight,Godsaid,LetNewtonbe!andallwaslight.

[Anaturezaesuasleisjaziamnonegror;Deusdisse,faça-seNewton!Etudoseiluminou.]

Newtonaplicousuateoriadasforçasaoprópriouniverso,propondoumanova

leidagravidade.Elegostavadecontarahistóriadecomoretornouàpropriedaderuraldafamília,emWoolsthorpe,Lincolnshire,depoisqueaPesteNegraforçouofechamentodaUniversidadedeCambridge.Certodia,aoverumamaçãcairdeumaárvoreemsuapropriedade,fezasimesmoaperguntadecisiva:seumamaçãcai,seráqueaLuatambémcai?AforçagravitacionalqueagesobreumamaçãnaTerrapodeseramesmaforçaquedirecionaomovimentodoscorposcelestes?Istoeraheresia,porquesesupunhaqueosplanetasrepousassememesferasfixas,queobedeciamaleiscelestiaisperfeitas,aocontráriodasleisdopecadoeredençãoqueregiamassendasperversasdahumanidade.Emumlampejo,Newtonpercebeuquepoderiaunificarafísicaterrestreea

celestenumaúnicaimagem.AforçaqueatraíaumamaçãaochãodeveseramesmaforçaqueseestendeatéaLuaedirecionasuatrajetória.Eletopoucomumanovavisãodagravidade.Imaginou-sesentadonoaltodeumamontanha,atirandoumapedra.Aoatirarapedracadavezmaisrápido,percebiaquepodiaarremessá-lacadavezmaislonge.Masaíeledeuosaltofatídico:oqueacontecesevocêatiraapedratãorápidoqueelanuncaretornaaosolo?Elepercebeuqueumapedra,caindocontinuamentesobagravidade,nãoatingiriaaTerra,masgirariaemvoltadela,eacabariavoltandoaoseudonoeatingindosuacabeçapor

girariaemvoltadela,eacabariavoltandoaoseudonoeatingindosuacabeçaporatrás.Nessanovavisão,elesubstituiuapedrapelaLua,queestavaemconstantequeda,massemnuncaatingirosolo,porque,assimcomoapedra,davaumavoltaaoredordaTerranumaórbitacircular.ALuanãoestavarepousandosobreumaesferaceleste,comopensavaaIgreja,masemconstantequedalivre,comoumapedraoumaçã,direcionadapelaforçadagravidade.Estafoiaprimeiraexplicaçãodosmovimentosdosistemasolar.Duasdécadasmaistarde,em1682,apopulaçãodeLondresficouaterrorizadae

espantadacomumcometabrilhantequevinhailuminandoocéunoturno.Newtonacompanhoucomatençãoomovimentodocometacomumtelescópiorefletor(umadesuasinvenções)edescobriuqueseenquadravaperfeitamenteemsuasequações,pressupondo-seestaremquedalivreesofreraaçãodagravidade.ComoastrônomoamadorEdmundHalley,pôdeprevercomexatidãoquandoocometa(maistardeconhecidocomocometadeHalley)voltaria—aprimeiraprevisãodomovimentodecometasrealizada.AsleisdagravidadecomqueNewtoncalculouomovimentodocometadeHalleyedaLuasãoasmesmasempregadashojeemdiapelaNasaparadirecionarsuassondasespaciais,comprecisãoincrível,porUranoeNetuno.DeacordocomNewton,essasforçasageminstantaneamente.Porexemplo,se

oSolderepentedesaparecesse,NewtonacreditavaqueaTerraseriaarremessadadeimediatoparaforadesuaórbitaecongelarianoespaço.TodosnouniversosaberiamqueoSolacabaradedesaparecernaqueleexatoinstantedotempo.Dessemodo,épossívelsincronizartodososrelógiosdemodoquepulsemuniformementeemqualquerpontodouniverso.UmsegundonaTerratemamesmaduraçãodeumsegundoemMarteeJúpiter.Àsemelhançadotempo,oespaçotambéméabsoluto.RéguasmétricasnaTerratêmomesmocomprimentoderéguasmétricasemMarteeJúpiter.Réguasmétricasnãomudamdecomprimentoemnenhumlugardouniverso.Segundosemetrossão,portanto,osmesmos,nãoimportaporondeviajemosnoespaço.Newton,portanto,baseousuasidéiasnanoçãodosensocomumdeespaçoe

tempoabsolutos.ParaNewton,espaçoetempoformavamumreferencialabsoluto,emrelaçãoaoqualpodemosjulgaromovimentodetodososobjetos.Seestamosviajandodetrem,porexemplo,acreditamosqueotremestejasemovendoequeaTerraestejaparada.Noentanto,aocontemplarasárvoresquepassampelasjanelas,podemosespecularquetalvezotremestejaemrepouso,equeasárvoresestejamsendoarremetidasdiantedenossasjanelas.Comotudonotrempareceimóvel,podemosfazerapergunta:oqueestárealmentesemovendo,otremouasárvores?ParaNewton,oreferencialabsolutopoderia

forneceraresposta.AsleisdeNewtonpermaneceramabasedafísicaporquasedoisséculos.

Depois,nofinaldoséculoxix,àmedidaquenovasinvenções,comootelégrafoealâmpadaelétrica,revolucionavamasgrandescidadesdaEuropa,oestudodaeletricidadefezsurgirumconceitototalmentenovodeciência.Paraexplicarasforçasmisteriosasdaeletricidadeedomagnetismo,JamesClerkMaxwell,umfísicoescocêsdaUniversidadedeCambridge,ematividadenadécadade1860,desenvolveuumateoriadaluzbaseadanãonasforçasnewtonianas,masnumconceitonovochamadocampos.Einsteinescreveuqueoconceitodecampo“éomaisprofundoeomaisprodutivoqueafísicaexperimentoudesdeNewton”.4Essescampospodemservisualizadosespalhando-selimalhadeferrosobre

umafolhadepapel.Colocando-seumímãsobafolhadepapel,alimalhamagicamentesereagruparánumpadrãosemelhanteaumateiadearanha,comlinhasseestendendodopóloNorteaopóloSul.Emtornodequalquerímã,portanto,existeumcampomagnético,umarranjoinvisíveldelinhasdeforçapenetrandoportodooespaço.Aeletricidadecriacampostambém.Nasfeirasdeciência,ascriançasriemao

verseuscabeloseriçadosquandotocamnumafontedeeletricidadeestática.Oscabelosdelineiamaslinhasdocampoelétricoinvisívelqueemanadafonte.Essescampos,porém,sãobemdiferentesdasforçasintroduzidasporNewton.

Asforças,disseNewton,ageminstantaneamenteportodooespaço,demodoqueumaperturbaçãoemumapartedouniversoserianomesmomomentosentidaportodoouniverso.AobservaçãobrilhantedeMaxwellfoidequeosefeitosmagnéticoseelétricosnãosedeslocaminstantaneamente,comoasforçasnewtonianas,maslevamtempoesemovemaumavelocidadedefinida.SeubiógrafoMartinGoldmanescreve:“AidéiadotempodaaçãomagnéticapareceteracometidoMaxwellcomoumraiocaídodocéu”.5Maxwellmostrou,porexemplo,queseagitássemosumímãdecorreriaalgumtempoatéalimalhadeaçoemvoltasemover.Imagineumateiadearanhavibrandoaovento.Umaperturbaçãocomoo

ventonumapartedateiacausaumaondulaçãoqueseespalhaportodaarede.Noscamposeteiasdearanha,aocontráriodasforças,vibraçõessedeslocamaumavelocidadedefinida.Maxwellpôs-seentãoacalcularavelocidadedessesefeitosmagnéticoseelétricos.Numdosmaioresavançosdoséculoxix,utilizouestaidéiaparasolucionaromistériodaluz.Maxwellsabia,combasenotrabalhoanteriordeMichaelFaradayeoutros,que

umcampomagnéticoemmovimentopodecriarumcampoelétricoevice-versa.Osgeradoresemotoresqueeletrificamonossomundosãoconseqüências

Osgeradoresemotoresqueeletrificamonossomundosãoconseqüênciasdiretasdessadialética.(Esteprincípioéusadoparailuminarosnossoslares.Porexemplo,numabarragem,aáguaemquedagiraumaroda,queporsuavezgiraumímã.Ocampomagnéticoemmovimentoacionaoselétrons,quesedeslocamnumfiodealtavoltagematéastomadasdasparedesdenossassalas.Deformasemelhante,numaspiradordepó,aeletricidadequefluidenossastomadascriaumcampomagnéticoquefazaslâminasdomotorgirarem.)AgenialidadedeMaxwellfoireuniressesdoisefeitos.Seumcampomagnético

cambianteconseguecriarumcampoelétricoevice-versa,talvezambospossamformarummovimentocíclico,comcamposelétricosecamposmagnéticosalimentando-semutuamentedeformacontínuaetransformando-seumnooutro.Maxwelllogopercebeuqueessepadrãocíclicocriariaumgrupomóveldecamposelétricosemagnéticos,todosvibrandoemuníssono,cadaumsetransformandonooutronumaondasemfim.Entãoelecalculouavelocidadedessaonda.Paraseuespanto,descobriuqueeraavelocidadedaluz.Alémdisso,talvezna

afirmaçãomaisrevolucionáriadoséculoxix,elesustentouqueaquiloeraluz.Maxwellentãoanunciouprofeticamenteaoscolegas:“Dificilmentepodemosevitaraconclusãodequealuzconsisteemondulaçõestransversaisdomesmomeioqueéacausadofenômenoelétricoemagnético”.6Depoisderefletirdurantemilêniosacercadanaturezadaluz,oscientistasenfimentenderamseussegredosmaisprofundos.AocontráriodasforçasdeNewton,queeraminstantâneas,essescamposdeslocavam-seaumavelocidadedefinida:avelocidadedaluz.OtrabalhodeMaxwellfoicodificadoemoitoequaçõesdiferenciaisparciais

diferentes(conhecidascomoas“equaçõesdeMaxwell”),quetodoengenheiroelétricoefísicovemtendoquememorizarnoúltimoséculoemeio.(Atualmente,existeatéumacamisetacontendoasoitoequaçõesemtodaasuaglória.Antesdasequaçõesvêmosdizeresbíblicos:“Noprincípio,disseDeus...”,edepoisdelasselê:“...ehouveluz”.)Nofinaldoséculoxix,tamanhosforamossucessosexperimentaisdeNewtone

Maxwellquealgunsfísicospresumiramcomsegurançaqueessesdoisgrandespilaresdaciênciahaviamrespondidoatodasasquestõesbásicassobreouniverso.QuandoMaxPlanck(fundadordateoriaquântica)consultouseuorientadorsobreaintençãodesetornarfísico,recebeuoconselhodemudardecampo,porqueafísicaestavabasicamenteconcluída.Nãofaltavamesmonadadenovoparadescobrir,disseram-lhe.EssespensamentosforamrepetidospelograndefísicodoséculoxixlordeKelvin,queafirmouqueafísicapodiaser

consideradacompleta,anãoserporalgumas“nuvens”menoresnohorizontequepermaneciaminexplicadas.Masasdeficiênciasdomundonewtonianotornavam-semaisemaisevidentes

acadaano.DescobertascomooisolamentodorádioedaradioatividadeporMarieCurievinhamabalandoomundodaciênciaeempolgandoaimaginaçãodopúblico.Mesmopoucosgramasdessasubstânciararaeluminosaconseguiam,dealgummodo,iluminarumaposentoescuro.Elatambémmostrouquequantidadesaparentementeilimitadasdeenergiapoderiamadvirdeumafontedesconhecidabemnointeriordoátomo,desafiandoaleidaconservaçãodaenergia,queafirmaqueenergianãopodesercriadanemdestruída.Essaspequenas“nuvens”,porém,logogerariamasduasrevoluçõesgêmeasdoséculoxx:arelatividadeeateoriaquântica.Oquemaisincomodava,noentanto,eraofracassodetodasastentativasde

combinaramecânicadeNewtoncomateoriadeMaxwell.AteoriadeMaxwellconfirmavaofatodequealuzeraumaonda,masdeixavaemabertoapergunta:oqueestáondulando?Oscientistassabiamquealuzpodedeslocar-seemumvácuo(naverdade,percorrendomilhõesdeanos-luzdeestrelasdistantesatravésdovácuodoespaço),mas,comoumvácuopordefiniçãoé“nada”,restavaoparadoxodequenadaestavaondulando!Osfísicosnewtonianostentaramresponderaestaperguntapostulandoquea

luzconsistiaemondasvibrandoemum“éter”invisível,umgásestacionárioquepreenchiaouniverso.Supunha-sequeoéterconstituísseoreferencialabsoluto,emrelaçãoaoqualtodasasvelocidadespodiamsermedidas.Umcéticopoderiaalegarque,comoaTerrasemoviaaoredordoSol,eoSolsemoviapelagaláxia,nãoerapossívelsaberqualdelesestavarealmentesemovendo.Osfísicosnewtonianosrespondiamaistoafirmandoqueosistemasolarestavasemovendoemrelaçãoaoéterestacionário.Portanto,erapossíveldeterminarqualcorpoestavadefatosemovendo.Noentanto,oétercomeçouaassumirpropriedadescadavezmaismágicase

estranhas.Porexemplo,osfísicossabiamqueasondassedeslocammaisrápidoemummeiomaisdenso.Dessemodo,asvibraçõesdosomconseguemdeslocar-secommaisrapideznaáguadoquenoar.Ora,comoaluzsedeslocavaaumavelocidadefantástica(quase300milquilômetrosporsegundo),oéterdeveriaserincrivelmentedensoparatransmitirluz.Masnãosesupunhaqueoéterfossemaislevequeoar?Comotempo,oétertornou-sequaseumasubstânciamística:completamenteestacionário,sempeso,invisível,comviscosidadezero,contudomaisfortequeoaçoeindetectávelporqualquerinstrumento.

Em1900,asdeficiênciasdamecânicanewtonianatornavam-secadavezmaisdifíceisdeexplicar.Omundoestavaprontoparaumarevolução,masquemaencabeçaria?Conquantooutrosfísicossedessemcontadaslacunasdateoriadoéter,tentavamtranspô-lastimidamentenumcontextonewtoniano.Einstein,quenãotinhanadaaperder,conseguiuatingirocernedoproblema:asforçasdeNewtoneoscamposdeMaxwelleramincompatíveis.Umdosdoispilaresdaciênciaprecisariaruir.Quandoumdestespilaresenfimveioaruir,subverteriamaisdeduzentosanosdefísicaerevolucionariaaformacomovemosouniversoeaprópriarealidade.AfísicanewtonianaseriademolidaporEinsteincomumaimagemqueatéumacriançaconseguiaentender.

u

O

CAPÍTULO2OSANOSINICIAIS

homemquereformulariaparasemprenossoconceitodouniversonasceuem14demarçode1879,napequenacidadedeUlm,Alemanha.Hermanne

PaulineKochEinsteinficarampreocupadoscomamalformaçãodacabeçadofilho,rezandoparaqueelenãotivessenenhumproblemamental.OspaisdeEinsteineramjudeussecularizadosdeclassemédia,batalhandopara

sustentarafamíliacrescente.Paulineerafilhadeumhomemrelativamenterico:seupai,JuliusDerzbacher(quemudouosobrenomeparaKoch),acumuloufortunaabandonandooempregodepadeiroeingressandonoramodoscereais.PaulineeraaintelectualdafamíliaEinstein,fazendoquestãodequeseusfilhosestudassemmúsicaeiniciandoojovemAlbertemsuaeternarelaçãodeamorcomoviolino.HermannEinstein,aocontráriodosogro,teveumacarreiraempresarialmedíocre,começandononegóciodecolchõesdepenas.SeuirmãoJakobconvenceu-oamudarparaanovaindústriaeletroquímica.AsinvençõesdeFaraday,MaxwelleThomasEdison,queexploravamopoderdaeletricidade,estavamagorailuminandocidadesaoredordomundo,eHermannanteviuumfuturobrilhanteproduzindodínamoseiluminaçãoelétrica.Onegóciosemostrariaprecário,porém,levandoacrisesfinanceirasefalênciasperiódicaseforçandoafamíliaamudar-seváriasvezesduranteainfânciadeAlbert,inclusiveparaMunique,umanoapósseunascimento.OjovemEinsteincustoutantoaaprenderafalarqueseuspaistemeramque

pudesseteralgumretardomental.Mas,quandoenfimcomeçou,proferiafrasescompletas.Noentanto,mesmoaosnoveanos,aindanãoseexpressavamuitobem.Albertteveumaúnicairmã,Maja,doisanosmaisnova,enenhumirmão.(Deinício,omeninoAlbertficouintrigadocomanovapresençaemcasa.Umadesuasprimeirasfrasesfoi:“Masondeestãoasrodas?”.)SerirmãcaçuladeAlbertnãoerabrincadeira,jáqueeletinhaamaniadesagradáveldeatirarobjetosnacabeçadela.Elalamentariamaistarde:“Paraserirmãdeumpensadoré

precisoumaboacabeça”.1Aocontráriodalenda,Einsteinfoibomalunonaescola,massomentenasáreas

quelheinteressavam,comomatemáticaeciências.Osistemaescolaralemãoencorajavaosalunosadarrespostascurtasbaseadasnadecoreba—senãoerampunidoscomtapasdolorososnosnósdosdedos.OjovemAlbert,porém,falavadevagar,hesitantemente,escolhendocomcuidadoaspalavras.Estavalongedeseroalunoperfeito,aborrecendo-sesobumsistemasufocanteeautoritárioqueesmagavaacriatividadeeaimaginação,substituindo-asporrotinasembotadorasdamente.QuandoseupaiindagouaodiretorqualprofissãoojovemAlbertdeveriaseguir,elerespondeu:“Nãofazdiferença;elenuncaterásucessoemnada”.2AcondutadeEinsteindefiniu-secedo.Eleerasonhador,amiúdeperdidonos

pensamentosounaleitura.Seuscolegasdeturmacostumavamzombardeleapelidando-odeBiedermeier,quecorrespondemaisoumenosaoatualnerd.Umamigorecordaria:“OscolegasconsideravamAlbertumesquisitãopornãocurtiresportes.Osprofessoresoachavammeiotapado,peladificuldadenadecorebaepelacondutaestranha”.3Aosdezanos,AlbertingressounoLuitpoldGymnasium,emMunique,ondeseupiormartíriofoiterqueaprendergregoclássico.Sentadonacarteira,sorriainexpressivamenteparadisfarçaramonotonia.Acertaaltura,seuprofessordegregodasétimasérie,HerrJosephDegenhart,dissenacaradeAlbertqueseriamelhorqueelesimplesmentenãoestivesseali.QuandoEinsteinprotestouquenãofizeranadadeerrado,omestrereplicoucomaspereza:“Sim,éverdade.Masvocêficaaínaúltimafilasorrindo,perturbandooclimaderespeitoqueaturmadevemostraraoprofessor”.4Mesmodécadasdepois,Einsteinserefeririaamargamenteàsmarcasdeixadas

pelosmétodosautoritáriosdaépoca:“Équaseummilagrequeosmétodosdeensinoatuaisnãotenhamsufocadoporcompletoasagradacuriosidadedepesquisar;poisessaplantapequenaedelicada,alémdeestímulos,necessitasobretudodeliberdade”.5OinteressedeEinsteinporciênciacomeçoucedo,apartirdeseuencontrocom

omagnetismo,queelechamoudeseu“primeiromilagre”.Eleganhouumabússoladopaieficoufascinadocomofatodequeforçasinvisíveisconseguiamfazerobjetossemoverem.Elerecordoucomafeição:

Umassombrodetalnaturezaexperimenteinainfância,aosquatrooucincoanos,quandomeupaimemostrouumaagulhadebússola.Aindaconsigolembrarqueessaexperiênciadeixouemmimumaimpressãoforteeduradoura.Algoprofundamenteocultotinhaqueestarpordetrásdascoisas.6

Maisoumenosaosonzeanos,suavidatomouumrumoinesperado:elese

tornoureligiosoaoextremo.UmparentedistantevinhaàsuacasaensinaraAlbertareligiãojudaica,eeleseagarrouaelacomumentusiasmosurpreendente,quasefanático.Recusou-seacomercarnedeporcoechegouacomporvárioshinosdelouvoraDeus,quecantavaacaminhodocolégio.Esseperíododefervorreligiosointensotevevidabreve.Quantomaismergulhavanatradiçãoedoutrinareligiosa,maispercebiaqueosmundosdaciênciaedareligiãocolidiam,muitosdosmilagresnarradosnostextosreligiososviolandoasleisdaciência.“Pelaleituradelivrospopulares,logochegueiàconvicçãodequemuitacoisanosrelatosbíblicosnãopodiaserverdade”,7concluiu.Eleabandonouareligiãotãoabruptamentequantoahaviaadotado.Suafase

religiosa,porém,teriaumefeitoprofundosobreseuspontosdevistaposteriores.Suareversãorepresentouaprimeirarejeiçãodaautoridadeirracional,umdosmarcosdesuapersonalidadeportodaavida.NuncamaisEinsteinaceitariacegamenteilusõesautoritáriascomoapalavrafinal.EmboraconcluíssepelaimpossibilidadedeconciliaratradiçãoreligiosadaBíbliacomaciência,eletambémpercebeuqueouniversocontinhadomíniosinteirosqueestavamalémdoalcancedaciência,equedevíamosreconheceraslimitaçõesdaciênciaedopensamentohumano.Seuinteresseprecoceporbússolas,ciênciaereligião,porém,poderiater

desaparecidoseojovemAlbertnãoachasseumpreceptordedicadoparaabrir-lheamente.Em1889,umestudantedemedicinapolonêspobrechamadoMaxTalmudestavaestudandoemMuniqueejantavatodasemananacasadafamíliaEinstein.FoiTalmudquemintroduziuEinsteinàsmaravilhasdaciência,paraalémdadecorebainsossadasaulas.Anosdepois,Talmudviriaaescreverafetuosamente:

Emtodosaquelesanos,nuncaovilendonenhumaliteraturaleve.Tampoucooviemcompanhiadecolegasdaescolaoudeoutrosmeninosdamesmaidade.Suaúnicadiversãoeraamúsica.ElejátocavasonatasdeMozarteBeethoven,acompanhadodamãe.8

TalmudpresenteouEinsteincomumlivrodegeometria,queeledevorounoiteedia.Einsteinchamouistodeseu“segundomilagre”.Eleescreveria:“Aosdozeanos,experimenteiumsegundoassombrodenaturezatotalmentediferente:numpequenolivrocomageometriaplanaeuclidiana”.9Eleochamoude“livrodegeometriasagrado”,quetratoucomosuanovaBíblia.EnfimEinsteintravavaconhecimentocomodomíniodopensamentopuro.

EnfimEinsteintravavaconhecimentocomodomíniodopensamentopuro.Semlaboratóriosouequipamentoscaros,elepodiaexploraraverdadeuniversal,limitadoapenaspelopoderdamentehumana.Amatemática,observouairmãMaja,tornou-seumafonteincessantedeprazerparaAlbert,especialmentequandoenigmasemistériosintrigantesestavamenvolvidos.Gabava-se,paraairmã,deterachadoumaprovaindependentedoteoremadePitágorassobreostriângulosretângulos.AsleiturasmatemáticasdeEinsteinnãoficaramporaí.Eleacabouestudando

sozinhoocálculoinfinitesimal,surpreendendoopreceptor.Talmudadmitiria:“Logoovôodesuagenialidadematemáticaeratãoaltoquenãoconseguimaisacompanhar.Daliparaafrente,afilosofiaviroutemaconstantedenossasconversas.RecomendeialeituradeKant”.10AapresentaçãodojovemAlbertaomundodeImmanuelKantesuaCríticadarazãopuranutriuointeressevitalíciodeEinsteinporfilosofia.Elecomeçouarefletirsobreasquestõeseternascomquesedeparamtodososfilósofos,taiscomoaorigemdaética,aexistênciadeDeuseanaturezadasguerras.Kant,emparticular,sustentavavisõesnadaortodoxas,chegandoalançardúvidassobreaexistênciadeDeus.Eleridicularizouomundopomposodafilosofiaclássica,onde“costumahavermuitaretóricaoca”.(Ou,comodissecertavezooradorCícero:“Nãohánadatãoabsurdoquenãotenhasidoditoporalgumfilósofo”.)Kanttambémescreveuqueogovernomundialeraamaneiradeacabarcomasguerras,posiçãoqueEinsteindefenderiapelorestodavida.Acertaaltura,Einsteinentusiasmou-setantocomasreflexõesdeKantquechegouacogitaremsetornarfilósofo.Seupai,quequeriaumaprofissãomaispráticaparaofilho,rejeitouaidéiacomouma“bobagemfilosófica”.11Felizmente,graçasaonegóciodopainoramoeletroquímico,nãofaltavam

dínamos,motoreseengenhocaselétricasespalhadaspelafábricaparaalimentaracuriosidadedeAlberteestimular-lheointeresseporciência.(HermannEinstein,juntocomoirmãoJakob,batalhavaparaobtercontratoparaumprojetoambicioso:aeletrificaçãodocentrodacidadedeMunique.Hermannsonhavaestarnadianteiradesseempreendimentohistórico.Oprojetorepresentariaaestabilidadefinanceiraeumagrandeexpansãodesuafábricadeprodutoselétricos.)Estarcercadodeenormesaparelhoseletromagnéticossemdúvidadespertou

emAlbertumacompreensãointuitivadaeletricidadeemagnetismo.Ébemprovávelqueissotenhaapuradosuanotávelcapacidadededesenvolveridéiasfísicasclarasqueiriamdescreverasleisdanaturezacomprecisãoincomum.Enquantooutroscientistasmuitasvezesenterravamacabeçaemmatemáticaobscura,Einsteinviaasleisdafísicacomaclarezadeimagenssimples.Talvez

obscura,Einsteinviaasleisdafísicacomaclarezadeimagenssimples.Talvezessacapacidadeaguçadaremonteaesseperíodofeliz,emqueelepodiasimplesmenteobservarosdispositivosemtornodafábricadopaierefletirsobreasleisdaeletricidadeemagnetismo.Essetraço,acapacidadedevertudoemtermosdeidéiasfísicas,representariaumadasgrandescaracterísticasdeEinsteincomofísico.Aosquinzeanos,aeducaçãodeEinsteinfoiprejudicadapelosproblemas

financeirosperiódicosdafamília.Hermann,excessivamentegeneroso,viviaajudandoquemestavaemapurosfinanceiros.Elenãoerafrioecalculistacomoamaioriadoshomensdenegóciosdesucesso.(Albertherdariaessemesmoespíritogeneroso.)Suaempresa,nãoconseguindofecharocontratoparailuminarMunique,foiàfalência.AfamíliaricadePauline,agoravivendoemGênova,Itália,resolveuajudarHermannfinanciandoumanovaempresa.Mashaviaumacondição.EleteriaquesemudarcomafamíliaparaaItália.Assim,seuexcessodegenerosidadeficariasobcontrole.Afamíliamudou-separaMilão,pertodeumanovafábricaemPavia.Nãoquerendomaisinterromperaeducaçãodofilho,HermanndeixouAlbertcomparentesafastadosemMunique.Totalmentesozinho,Albertsentia-seinfeliz,prisioneirodeuminternatoque

odiavaearriscando-seaterqueservirotemidoexércitoprussiano.Seusprofessoresnãogostavamdele,earecíprocaeraverdadeira.Aoquetudoindica,estavaprestesaserexpulsodaescola.Impulsivamente,Einsteindecidiujuntar-seaosparentes.Conseguiucomomédicodafamíliaumatestadoqueodispensavadaescola,afirmandoqueelepoderiasofrerumcolapsonervososenãovoltasseparajuntodosseus.EleentãofezsozinhoaviagemàItália,aparecendodesurpresanasoleiradacasadospais.HermannePaulineficaramperplexos,semsaberquerumodaràvidadofilho,

umfugitivodaescola,quequeriaescapardoserviçomilitar,semhabilidades,semprofissãoesemfuturo.Albertenvolvia-seemlongasdiscussõescomopai,quequeriaqueeleseguisseumaprofissãoprática,comoengenhariaelétrica,enquantoAlbertfalavaemserfilósofo.Elesacabaramentrandonumacordo,eAlbertconcordouemingressarnofamosoInstitutoPolitécnicodeZurique,naSuíça,emborafossedoisanosmaisnovoqueamaioriadosalunosqueestavafazendoaprovadeseleção.AvantagemeraqueaPolitécnicanãoexigiadiplomadenívelsecundário.Bastavaseraprovadonadifícilprovadeseleção.Infelizmente,Einsteinnãopassounaprova.Foireprovadoemfrancês,química

ebiologia,mastevedesempenhotãobomemmatemáticaefísicaqueimpressionouodiretorAlbinHerzog.Esteprometeuadmiti-lonoanoseguinte,semqueAlbertprecisasserepetirotemidoexame.Ochefedodepartamentode

semqueAlbertprecisasserepetirotemidoexame.OchefedodepartamentodefísicaHeinrichWeberchegouaconvidarEinsteinparaassistiràssuasaulascomoouvintequandoestivesseemZurique.HerzogrecomendouqueEinsteinpassasseorestodoanoletivofreqüentandoumaescolasecundáriaemAarau,aapenastrintaminutosdeZurique.Ali,elealugouumquartonacasadodiretordaescolaJostWinteler,iniciandoumaamizadedevidainteiraentreafamíliaEinsteineosWinteler.(MajasecasariacomofilhodeWinteler,Paul,eoamigodeEinstein,MicheleBesso,secasariacomafilhamaisvelha,Anna.)Einsteingostoudaatmosferadescontraídaeliberaldaescola.Alisesentiulivre

dasregrasopressivaseautoritáriasdosistemaalemão.Gostavadagenerosidadedossuíços,quecultivavamatolerânciaeaindependênciadeespírito.Einsteinrecordariaafetuosamente:“Adoroossuíçosporque,namaioria,sãomaishumanosqueosoutrospovoscomquemconvivi”.12Diantedaspéssimaslembrançasdosanosnasescolasalemãs,decidiutambémrenunciaràcidadaniaalemã,umaaçãosurpreendenteparaummeroadolescente.Elepermaneceriaapátridaporcincoanos(atéenfimtornar-secidadãosuíço).Aosedesenvolvernessaatmosferamaislivre,Albertcomeçouaselivrarda

imagemdeumsolitárioacanhado,nervosoereservado,parasetornarsociávelegregário,umapessoaacessívelequefaziaamigosfiéis.Maja,emparticular,passouanotarumanovamudançanoirmãomaisvelho,àmedidaqueesteseconvertianumpensadormaduroeindependente.ApersonalidadedeEinsteinpassariaporváriasfasesdistintasnodecorrerdavida,aprimeirasendoafaselivresca,retraída,introvertida.NaItáliaeespecialmentenaSuíça,eleingressavanumasegundafase:umaespéciedeboêmioatrevido,convencido,segurodesi,semprecheiodeditosespirituosos.Eledivertiaaspessoascomseustrocadilhos.Nadalheagradavamaisdoquecontarumapiadabobinhaquefizesseosamigosmorreremderir.Algunsochamavamde“suábioinsolente”.Umcolegadeescola,HansByland,

captouapersonalidadeemergentedeEinstein:

Quemseaproximassedeleficavacativadoporsuapersonalidadeelevada.Umtraçodezombariaemtornodabocacarnudadelábioinferiorprotuberantenãoencorajavaofilisteuameter-secomele.Livredasrestriçõesconvencionais,confrontavaoespíritodomundocomoumfilósoforisonho,eseusarcasmoimplacávelcastigavasemdótodavaidadeeartificialidade.13

Segundotodosostestemunhos,esse“filósoforisonho”tambémestavase

tornandopopularentreasmoças.Eraumpaqueradormetidoaengraçado,easmoçasoachavamsensível,simpáticoebomconfidente.Umaamigapedia

conselhossobreorelacionamentocomonamorado.Outrapediaqueassinasseseucadernodeautógrafos,noqualeleescreveuunsversinhosburlescos.Ofatodetocarviolinotambémotornavaquerido,fazendocomquefosseconvidadoparajantaresfestivos.Cartasdaépocamostramqueeleerapopularcomgruposmusicaisfemininosqueprecisavamdecordasparaacompanharopiano.“Muitasmoçasoumulheresmaisvelhasficavamencantadasnãoapenascomseudesempenhoaoviolino,mastambémcomsuaaparência,quesugeriaumvirtuoselatinopassional,enãoumfrioestudantedeciências”,escreveuobiógrafoAlbrechtFolsing.14Umagarotaemparticularatraiusuaatenção.Comapenasdezesseisanos,

Einsteinapaixonou-seperdidamenteporumadasfilhasdeJostWinteler,Marie,queeradoisanosmaisvelhaqueele.(Naverdade,asmulheresmaisimportantesdesuavidaseriammaisvelhasqueele,tendênciatambémcompartilhadaporseusdoisfilhos.)Gentil,sensíveletalentosa,Mariequeriaseguiraprofissãodopaietornar-seprofessora.AlberteMariefaziamlongospasseiosjuntos,muitasvezesparaobservarospássaros,opassatempofavoritodafamíliaWinteler.Eletambémaacompanhavaaoviolino,enquantoelatocavapiano.Albertconfessou-lheseuverdadeiroamor:

Amordomeucoração.[...]Tiveagoraqueaprender,meuanjo,oplenosentidodenostalgiaesaudade.Masafelicidadedoamorsuperaadordasaudade.Sóagorapercebocomomeuqueridoraiodesolsetornouindispensávelparaaminhafelicidade.15

MarieretribuiuoafetodeAlbertechegouaescreverparaamãedeEinstein,querespondeuemtomaprovador.AsfamíliasWintelereEinstein,naverdade,esperavamdecertaformaumanúnciodecasamentodosdoispombinhos.Marie,porém,sentia-seumtantoincompetenteaofalardeciênciacomoamado,eachouqueissopoderiatornar-seumproblemanumrelacionamentocomumnamoradotãobrilhanteeconcentrado.PercebeuqueteriadecompetirpeloafetodeEinsteincomoverdadeiroamordele:afísica.NemsóoafetocrescenteporMarieconsumiaasatençõesdeEinstein,mas

tambémumfascíniopelosmistériosdaluzeeletricidade.Noverãode1895,escreveuumensaioindependentesobrealuzeoéterintitulado“Umainvestigaçãodoestadodoéteremumcampomagnético”,queenviouaotiopreferido,CaesarKoch,naBélgica.Comapenascincopáginas,foioprimeiroartigocientíficodesuavida,argumentandoqueaforçamisteriosachamadamagnetismo,queofascinaraquandocriança,podiaservistacomoalgumtipode

perturbaçãonoéter.Anosantes,TalmudintroduziraEinsteinàobradeAaronBernstein,osLivrospopularessobreciêncianatural.Einsteinescreveriaquefoi“umaobraquelicomumaatençãodetirarofôlego”.16Olivroexerceriaumimpactodecisivosobreele,porqueoautorincluíaumadiscussãosobreosmistériosdaeletricidade.Bernsteinconvidavaoleitorafazerumaviagemfantásticanointeriordofiodetelégrafo,acompanhandoumsinalelétricoavelocidadesvertiginosas.Aosdezesseisanos,umdevaneiodeEinsteinolevouauminsightquemais

tardemudariaorumodahistóriahumana.TalvezlembrandoaviagemfantásticanolivrodeBernstein,Einsteinimaginou-secorrendoaoladodeumraiodeluzefezumaperguntadecisiva:qualseriaoaspectodoraiodeluz?AssimcomoNewtonimaginouqueatiravaumapedraatéqueestaentrasseemórbitaaoredordaTerra,àsemelhançadaLua,tambématentativadeEinsteindeimaginaroraiodeluzrenderiaresultadosprofundosesurpreendentes.Nomundonewtoniano,avançandocomrapidezsuficiente,épossívelalcançar

qualquercoisa.Umcarroveloz,porexemplo,podealcançarumtrem.Seolharmosparadentrodovagão,veremosospassageiroslendojornaletomandocafécomoseestivessemsentadosemcasanasaladeestar.Emboraestejamavançandoemaltavelocidade,parecemperfeitamenteparadosquandoocarroestánamesmavelocidadequeotrem.Deformasemelhante,imagineumcarrodapolíciaperseguindoummotorista

infrator.Quandoocarrodapolíciaconsegueemparelharcomodoinfrator,opolicialacenaparaoocupante,mandando-opararjuntoaomeio-fio.Paraopolicial,omotoristadocarropareceemrepouso,emboratantoopolicialquantooinfratorestejamamaisde150quilômetrosporhora.Osfísicossabiamquealuzconsistiaemondas.Dessemodo,Einstein

raciocinouque,seconseguíssemosemparelharcomumraiodeluz,estedeveriaficaremperfeitorepouso.Istosignificaqueoraiodeluz,vistopelocorredor,pareceriaumaondacongelada,uminstantâneodeumaonda.Elanãooscilarianotempo.ParaojovemEinstein,porém,issonãofaziaomenorsentido.Ninguémjamaishaviavistoumaondacongelada.Nãohaviadescriçãodenadaparecidonaliteraturacientífica.Aluz,paraEinstein,eraespecial.Nãoerapossívelalcançarumraioluminoso.Luzcongeladanãoexistia.Elenãoentendeuaquilonessaépoca,masporacasochegouaumadasmaiores

observaçõescientíficasdoséculo,quetevecomoresultadooprincípiodarelatividade.Maistarde,escreveriaque

talprincípioresultoudeumparadoxocomqueeujádepararaaosdezesseisanos:seeuperseguirumraiodeluzàvelocidadec(velocidadedaluznovácuo),deveriaobservartalraiodeluzemrepouso.Porémtalcoisaparecenãoexistir,sejacombasenaexperiênciaoudeacordocomasequaçõesdeMaxwell.17

Foiexatamentesuacapacidadedeisolarosprincípios-chavesubjacentesa

quaisquerfenômenoseconcentrar-senaimagemessencialquelevouEinsteinaolimiardeumarevoluçãocientífica.Aocontráriodecientistasmenores,quecostumavamseperdernamatemática,Einsteinpensavaimagensfísicassimples—trensemaltavelocidade,elevadoresemqueda,fogueteserelógiosemmovimento.Essasimagensmentaisoconduziriam,deformainfalível,àsmaioresidéiasdoséculoxx.Eleescreveu:“Todasasteoriasfísicas,apesardesuaexpressãomatemática,deveriamseprestaraumadescriçãotãosimplesqueatéumacriançapudesseentender”.18Nooutonode1895,EinsteinenfimingressounaPolitécnicaecomeçouuma

fasetotalmentenovaemsuavida.Pelaprimeiravez,pensou,estariaexpostoaosmaisrecentesavançosemfísica,quevinhamsendodebatidosemtodososcantosdocontinente.Elesabiaqueventosrevolucionáriosvinhamsoprandonomundodafísica.Dezenasdeexperimentosestavamsendorealizados,aparentementedesafiandoasleisdeIsaacNewtoneafísicaclássica.NaPolitécnica,Einsteinqueriaaprenderteoriasnovassobrealuz,sobretudoas

equaçõesdeMaxwell,que,conformeescreveriamaistarde,forama“matériamaisfascinantedomeutempodeestudante”.19AoconhecerenfimasequaçõesdeMaxwell,Einsteinpôderesponderàperguntaquenãolhesaíadacabeça.Confirmandosuassuspeitas,eleconstatouquenãohaviasoluçõesparaasequaçõesdeMaxwellemquealuzsecongelassenotempo.Masdescobriumais.Parasuasurpresa,comprovouque,nateoriadeMaxwell,osraiosdeluzsedeslocavamsempreàmesmavelocidade,pormaisrápidoquealguémsemovesse.Aquiestava,enfim,arespostaaoenigma:jamaisseconseguiriaalcançarumraiodeluzporqueelesempreseafastavaàmesmavelocidade.Isso,porsuavez,violavatudoqueosensocomumdiziasobreomundo.Einsteinlevariamaisalgunsanosparadecifrarosparadoxosdaquelaobservação-chave:aluzsempresedeslocaàmesmavelocidade.Essasépocasrevolucionáriasexigiamnovasteoriasrevolucionárias,bemcomo

líderesnovoseousados.Infelizmente,EinsteinnãoencontrouesseslíderesnaPolitécnica.Seusprofessorespreferiamconcentrar-senafísicaclássica,levando-oamataraulaseapassaramaiorpartedotemponolaboratórioouestudandosozinhoasnovasteorias.Elesviamessasausênciasconstantesdasaladeaulacomopreguiçacrônica;denovo,osprofessoresdeEinsteinosubestimaram.

comopreguiçacrônica;denovo,osprofessoresdeEinsteinosubestimaram.EntreosdocentesdaPolitécnicaestavaoprofessordefísicaHeinrichWeber,o

mesmoqueseimpressionaracomEinsteineodeixaraassistiràssuasaulascomoouvintemesmodepoisdereprovadonoexamedeadmissão.EleatéprometeuaEinsteinumempregodeassistenteapósagraduação.Comotempo,porém,WeberpassouaseressentircomaimpaciênciadeEinsteineseudesprezopelaautoridade.AcabouretirandooapoioaEinstein,dizendo:“Vocêéumrapazinteligente,Einstein,umrapazmuitointeligente.Mastemumgrandedefeito:nãoouveoqueosoutrosdizem”.20OinstrutordefísicaJeanPernettampoucoestavasatisfeitocomEinstein.Certavez,sentiu-seinsultadoquandoEinsteinjogounolixoomanualdeumaauladelaboratóriosemnemsequerconsultá-lo.MasoassistentedePernetdefendeuEinstein,afirmandoque,apesardeheterodoxas,assoluçõesdeleestavamsemprecertas.PernetmesmoassimenfrentouEinstein:“Vocêtementusiasmo,masnãotemtalentoemfísica.Paraoseubem,deveriafazeroutracoisa,medicinatalvez,literaturaoudireito”.21Certaocasião,porterrasgadoasinstruçõesdelaboratório,Einsteinacabouprovocandoumaexplosãoquelheferiugravementeamãodireita,eprecisoulevarpontosparafecharoferimento.SuasrelaçõescomPernethaviamdegeneradoatalpontoqueelelhedeu“1”emsuamatéria,apiornotapossível.OprofessordematemáticaHermannMinkowskichegouachamarEinsteinde“cãopreguiçoso”.Contrastandocomodesdémdosprofessores,osamigosqueEinsteinfezem

Zuriquelhepermaneceriamfiéisavidatoda.Haviaapenascincoalunosnaturmadefísicadaqueleano,eeleficouamigodetodos.UmdeleseraMarcelGrossman,estudantedamatemáticaqueanotavaminuciosamentetodasasaulas.SuasanotaçõeseramtãocompletasqueEinsteincomfreqüênciaaspediaemprestado,emvezdeiràaula,emuitasvezesconseguianotasmelhoresqueasdopróprioGrossman.(Atéhojeessasanotaçõesestãopreservadasnauniversidade.)Grossmanconfidenciouàmãedoamigoque“algodegrandioso”aconteceriaumdiacomEinstein.22MasquematraiuaatençãodeEinsteinfoiumaoutracolegadeturma,Mileva

Maric,nascidanaSérvia.ErararoencontrarumalunodefísicadosBálcãs,eaindamaisraroencontrarumamulher.Milevaeraumapessoaadmirável,quedecidiuiràSuíçaporseroúnicopaísdelínguaalemãaadmitirmulheresnasuniversidades.FoiaquintamulheraseraceitanocursodefísicadaPolitécnica.Einsteinhaviaencontradoseuparperfeito,umamulhercapazdefalaramesmalínguaqueseuprimeiroamor.Achou-airresistívelelogorompeuorelacionamentocomMarieWinteler.Elesonhavatornar-seprofessordefísica

comMilevaejuntosfazeremgrandesdescobertas.Logoestavamperdidamenteapaixonados.Quandoseseparavamduranteasférias,trocavamlongasecalorosascartasdeamor,chamandoumaooutrodeumasériedeapelidoscarinhosos,comoJohnnyeDollie.Einsteinescrevia-lhepoemasedeclarações:“Possoiraondequiser—masnãomesintoemcasa,esintofaltadeseusdoisbracinhosedabocaardente,cheiadeternuraebeijos”.23EinsteineMilevatrocarammaisde430cartas,preservadasporumdosfilhosdocasal.(Ironicamente,emboravivessemquasenapobreza,comcobradoresnoencalço,algumasdessascartasarrecadaram,hápoucotempo,400mildólaresnumleilão.)OsamigosdeEinsteinnãoconseguiamentenderoqueeleviadeespecialem

Mileva.EnquantoEinsteinerasociável,comumsensodehumorágil,Mileva,quatroanosmaisvelha,erabemmaissombria.Erainstável,muitoreservadaedesconfiavadetodos.Mancavavisivelmenteaoandar,devidoaumproblemacongênito(umapernamaiscurtaqueaoutra),oqueaafastavaaindamaisdosoutros.OsamigoscomentavampelascostasocomportamentoanormaldairmãdeMileva,Zorka,queagiademodoestranhoeacabariainternadacomoesquizofrênica.Omaisgrave,noentanto,erasuadiscutívelposiçãosocial.Seossuíçosàsvezesviamcomdesprezoosjudeus,estesporsuavezcostumavamdesprezaroseuropeusdoSul,principalmentedosBálcãs.MilevanãoseiludiaquantoaEinstein.Obrilhodeleeralendário,bemcomo

suairreverênciaemrelaçãoàsautoridades.Elasabiaqueelehaviarenunciadoàcidadaniaalemãequetinhapontosdevistaimpopularessobreaguerraeapaz.Elaescreveria:“Meuamorzinhotemumalínguamuitoferinaeaindaporcimaéjudeu”.24OenvolvimentocrescentedeEinsteincomMileva,porém,estavacriandoum

abismoentreeleeospais.Suamãe,queviracombonsolhosorelacionamentocomMarie,tinhahorroraMileva,considerando-ainferioraAlbertealguémquearruinariaofilhoeareputaçãodafamília.Elaera,empoucaspalavras,velhademais,doentedemais,poucofemininademais,sombriademaisesérviademais.“EssataldesenhoritaMaricestámetrazendoosmomentosmaisamargosdeminhavida”,confidenciouaumaamiga.25“Setivesseessepoder,eufariatodoopossívelparabani-ladenossohorizonte.Realmenteadetesto.MasperditodaainfluênciasobreAlbert.”Elaadvertia:“Quandovocêchegaraostrintaanos,elaseráumabruxavelha”.26MasEinsteinestavadeterminadoacortejarMileva,aindaqueissoacarretasse

umarupturaprofundacomsuafamíliatãounida.Certavez,aovisitarofilho,amãedeEinsteinperguntou:“Oqueserádela?”.27Quandoelerespondeu“minha

esposa”,elasejogouderepentenacama,soluçandodeformaincontrolável.Amãeoacusoudedestruiroprópriofuturoporumamulher“quenãopodeseraceitanumaboafamília”.28Nofinal,diantedaoposiçãoacirradadospais,EinsteintevequeadiarquaisquerplanosdecasamentocomMilevaatéterminarosestudoseconseguirumempregobemremunerado.Em1900,quandoeleenfimsegraduoupelaPolitécnicacomespecializaçãoem

físicaematemática,asorteoabandonou.Esperava-sequeobtivesseumcargodeassistente.Essaeraaregra,especialmenteporqueelepassaraemtodososexameseexibiraumbomdesempenho.MascomooprofessorWeberhaviaretiradoaofertadeemprego,Einsteinfoioúnicodaturmaaficarsemocargo—umdeliberadotapanacara.Antestãoconvencido,elederepenteseviuemcircunstânciasincertas,especialmenteporqueoapoiofinanceirodeumatiaabastadadeGênovafoicanceladocomagraduação.SemsedarcontadaintensidadedaaversãodeWeber,Einsteincometeua

tolicedeindicá-locomoreferência,nãopercebendoqueissosabotariaaindamaisseufuturo.Relutantemente,começouanotarqueesseerropoderiaarruinarsuacarreiraantesqueelacomeçasse.Elelamentariaamargurado:

Euteriaencontrado[umemprego]hámuitotemposeWebernãotivessetravadoumjogosujocontramim.Mesmoassim,tentareiportodososmeiosenãoabrireimãodomeusensodehumor.[...]Deuscriouamulaedeu-lheumcouroespesso.29

Nesseínterim,Einsteintambémrequereuacidadaniasuíça,maseraimpossível

obtê-laatéquepudesseprovarqueestavaempregado.Seumundoestavadesmoronandorapidamente.Aidéiadetocarviolinonaruacomomendigochegouapassarporsuacabeça.QuandosedeucontadosproblemasdeEinstein,opaiescreveuumacartaao

professorWilhelmOstwald,deLeipzig,solicitandoumcargodeassistenteparaofilho.(Ostwaldnemchegouaresponderàcarta.Porironia,umadécadadepois,OstwaldseriaaprimeirapessoaaindicarEinsteinparaoprêmioNobeldeFísica.)Einsteinsedavacontadecomoomundosubitamentesetornarainjusto:“Pelameraexistênciadoestômago,todomundoestácondenadoaparticipardessacaça”.30Eleescreveucomtristeza:“Nãopassodeumfardoparaosmeuspais.Seriasemdúvidamelhorseeunãovivesse”.31Parapiorarascoisas,bemnaquelaépocaonegóciodopaivoltouafalir.Na

verdade,opaidissiparatodaaherançadaesposaeestavacheiodedívidascomafamíliadela.Semapoiofinanceiro,nãorestouaEinsteinoutrasaídasenãoprocurarumempregoqualquerdeprofessor.Desesperado,começouafolhearos

procurarumempregoqualquerdeprofessor.Desesperado,começouafolhearosjornaisembuscadetrabalho.Acertaaltura,quaseperdeuaesperançadetornar-sefísicoepensouseriamenteemtrabalharparaumacompanhiadeseguros.Em1901,conseguiuumempregodeprofessordematemáticanaEscola

TécnicaWinterthur.Dealgummodo,entreastarefascansativasdomagistério,arrumoutempoparaescreverseuprimeiroartigopublicado,“Deduçõesdosfenômenosdacapilaridade”,queeleprópriopercebeunãoserlágrandecoisa.Noanoseguinte,aceitouumcargotemporáriodeprofessornointernatodeSchaffhausen.Comodehábito,nãoseentendeucomodiretorautoritáriodaescola,JakobNuesch,efoisumariamentedemitido.(Odiretorficoutãoenfurecidoquechegouaacusá-lodefomentarumarevolução.)Einsteinestavacomeçandoaacharquepassariaorestodavidatendoquese

humilharparasobreviver,lecionandoparaalunosindiferentesefolheandoosclassificadosnosjornais.SeuamigoFriedrichAdlerrecordariaque,naquelaépoca,Albertquasechegouapassarfome.Eraumzeroàesquerda.Mesmoassim,recusou-seapedirajudafinanceiraàfamília.Depoisenfrentoudoisoutrosreveses.Primeiro,MilevafoireprovadapelasegundaveznosexamesfinaisdaPolitécnica.Issosignificavaquesuacarreiracomofísicaestavapraticamenteencerrada.Comseuhistóricosofrível,jamaisseriaaceitaemumauniversidade.Desanimada,elaperdeuointeressepelafísica.Ossonhosromânticosdeexploraremouniversojuntoscaíramporterra.Foientão,emnovembrode1901,quandoMilevavisitavaafamília,queelerecebeuumacartadelacontandoqueestavagrávida!Einstein,apesardafaltadeperspectivas,empolgou-secomapossibilidadede

serpai.EstarseparadodeMilevaeraumatortura,eelestrocavamcartasdemodofrenético,quasetododia.A4defevereirode1902,eledescobriuqueerapaideumamenina,nascidanacasadospaisdeMileva,emNoviSad,ebatizadacomonomedeLieserl.Entusiasmado,Einsteinqueriasabertudosobreela.ChegouaimplorarqueMilevaenviasseumafotoouumdesenho.Misteriosamente,ninguémsabeaocertooqueaconteceucomacriança.Aúltimamençãoaelafoinumacartadesetembrode1903,quediziaqueestavasofrendodeescarlatina.Oshistoriadoresacreditamqueobebêtenhamorridodadoençaousidoentregueparaadoção.Quandopareciaestarquasenofundodopoço,Einsteinrecebeunotíciasde

umafonteinesperada.SeubomamigoMarcelGrossmanobtiveraparaeleumempregodefuncionáriopúbliconoEscritóriodePatentesdeBerna.Naquelecargosubalterno,elemudariaomundo.(Paramantervivoosonhoenfraquecidodeumdiatornar-seprofessoruniversitário,persuadiuAlfredKleiner,doquadrodocentedaUniversidadedeZurique,aserseuorientadordedoutoradodurante

docentedaUniversidadedeZurique,aserseuorientadordedoutoradoduranteaqueleperíodo.)Em23dejunhode1902Einsteincomeçouatrabalharnoescritóriodepatentes

comoperitotécnicodeterceiraclasse,comumsaláriomodesto.Aumolharretrospectivo,trabalharnaquelarepartiçãotevepelomenostrêsvantagensocultas.Paracomeçar,oempregoforçava-oaprocurarosprincípiosfísicosbásicossubjacentesaqualquerinvenção.Duranteodia,eleburilavaseuenormedomparaafísicaremovendoosdetalhesdesnecessárioseisolandooingredienteessencialdecadapatentee,depois,redigindoumrelatório.Seusrelatórioseramtãodetalhadoseanalíticosqueeleescreveuaosamigosqueestavaganhandoavida“urinandotinta”.32Alémdisso,muitosdospedidosdepatenteenvolviamdispositivoseletromecânicos,esuaamplaexperiênciavisualizandoofuncionamentointernodosdínamosemotoreselétricosdafábricadopaifoidegrandeajuda.Paracompletar,oempregolibertou-odedistrações,dando-lhetempoparapensaremquestõesprofundassobrealuzeomovimento.Comfreqüência,eleselivravarapidamentedosafazeresdesuaatividadeefaziasobrarbastantetempoparaseentregaraosdevaneiosqueoacompanhavamdesdeajuventude.Notrabalhoesobretudoànoite,eleretornavaàsuafísica.Aatmosferasossegadadoescritóriodepatenteslheconvinha.Eleochamoudeseu“mosteiromundano”.33Einsteinmalhaviaseacomodadoaonovoempregoquandosoubequeopai

estavamorrendodedoençacardíaca.Emoutubro,tevedepartirimediatamenteparaMilão.Noleitodamorte,HermannenfimdeuasuaaprovaçãoaocasamentocomMileva.Amorteodeixoucomumasensaçãoesmagadoradequehaviadesapontadoopaieafamília,sentimentoquenuncaoabandonaria.SuasecretáriaHelenDukasescreveu:“Muitosanosdepois,eleaindarecordavavivamenteadesoladorasensaçãodeperda.Defato,numaocasião,eleescreveuqueamortedopaifoiopiorchoquedesuavida”.34Majaemparticularobservouamarguradaque“otristedestinonãopermitiuque[opai]sequersuspeitassequedoisanosdepoisseufilhoestabeleceriaabasedesuagrandezaefamafuturas”.35Emjaneirode1903,Einsteinenfimsesentiuseguroosuficienteparasecasar

comMileva.Umanodepois,nasciaofilhoHans.Einsteinacomodou-seaumavidadefuncionáriopúblicosubalternoemBerna,maridoepai.SeuamigoDavidReichinsteinlembroucomclarezaavisitaaEinsteinnaqueleperíodo:

Aportadoapartamentoestavaabertaparaqueochão,queacabaradeserlimpo,easroupaslavadas,penduradasnovestíbulo,pudessemsecar.EntreinoquartodeEinstein.Comumamão,eleembalava

estoicamenteumberçoondehaviaumbebê.Naboca,umcharutobemordinárioe,naoutramão,umlivroaberto.Ofogãoexalavaumafumaçahorrível.36

Parareforçaroorçamento,Einsteinpôsumanúncionojornallocaloferecendo

“aulasparticularesdematemáticaefísica”.37Foiaprimeiravezqueonomedeleapareceunojornal.MauriceSolovine,umestudantejudeuromenodefilosofia,foiaprimeirapessoaaresponderaoanúncio.EinsteinadoroudescobrirqueSolovineeraumaexcelentecaixaderessonânciaparasuasmuitasidéiassobreespaço,tempoeluz.Paranãoseisolarperigosamentedasprincipaiscorrentesdafísica,teveaidéiadeformarumgrupodeestudosinformal,quechamou,demodogaiato,de“AcademiaOlímpica”,paradebaterasgrandesquestõesdaépoca.Emretrospecto,osdiasgastoscomogrupoacadêmicotalveztenhamsidoos

maisalegresdavidadeEinstein.Décadasdepois,seusolhosficariamrasosd’águaaolembrarasafirmaçõesvibranteseaudaciosasquefaziamàmedidaquedevoravamvorazmentetodasasgrandesobrascientíficasdaépoca.SeusdebatesanimadosediscussõesruidosassoavampelascafeteriasecervejariasdeZurique,etudopareciapossível.Elesjurariamcomentusiasmo:“EstaspalavrasdeEpicuroaplicavam-seanós:‘Comoébelaumapobrezaalegre!’”.38Emparticular,debruçaram-sesobreotrabalhocontrovertidodeErnstMach,

físicoefilósofovienenseumtantoimplicante,quedesafiavaqualquerumquefalassedecoisasqueestivessemalémdenossossentidos.Machexpôssuasteoriasemumlivroinfluente,Aciênciadamecânica.Elecontestouaidéiadeátomos,quejulgavatotalmentealémdodomíniodomensurável.OquemaischamouaatençãodeEinstein,porém,foiacríticamordazdeMachaoétereaomovimentoabsoluto.ParaMach,aestruturaimponentedamecânicanewtonianabaseava-seemareia,jáqueosconceitosdeespaçoabsolutoetempoabsolutojamaispoderiamsermedidos.Eleacreditavaqueosmovimentosrelativospodiamsermedidos,masmovimentosabsolutosnão.Ninguémjamaisencontraraoobscuroreferencialabsolutocapazdedeterminarosmovimentosdosplanetaseestrelas,emuitomenosnenhumindícioexperimentaldoéter.Umasériedeexperimentosquerevelaramumdefeitofatalnessepanorama

newtonianohaviasidorealizadaem1887porAlbertMichelsoneEdwardMorley.Elessepropuseramaforneceramelhormediçãopossíveldaspropriedadesdesseéterinvisível.RaciocinaramqueaTerrasemoviadentrodessemardeéter,criandoum“ventodeéter”.Porconseguinte,avelocidadedaluzdeveriamudardeacordocomadireçãodaTerra.Imagine,porexemplo,umacorridaaovento.Sevocêcorrenamesmadireção

Imagine,porexemplo,umacorridaaovento.Sevocêcorrenamesmadireçãodovento,sente-seempurradoporele.Comoventonascostas,suavelocidadeaumenta,enaverdadeelafoiacrescidadavelocidadedovento.Jásevocêcorrecontraovento,perdevelocidade;aperdaequivaleàvelocidadedovento.Secorrelateralmente,anoventagrausdovento,éempurradoparaoladocomoutravelocidade.Ofatoéquesuavelocidademudadeacordocomadireçãoemrelaçãoaovento.MichelsoneMorleyconceberamumexperimentoengenhosopeloqualum

raiodeluzédivididoemdoisraiosdistintos,projetadosemdireçõesdiferentes,formandoumânguloreto.Espelhosrefletiamosraiosdevoltaàorigem,eentãoosdoisraiospodiamsemisturareinterferirentresi.Omecanismotodofoicuidadosamentecolocadonumleitodemercúriolíquido,demodoapoderrodarlivremente,eeratãodelicadoquedetectavacomfacilidadeomovimentodecarruagenspróximas.Deacordocomateoriadoéter,osdoisraiosdeveriamdeslocar-seavelocidadesdiferentes.Umraio,porexemplo,seguirianadireçãodomovimentodaTerranoétereooutroraiosemoveriaanoventagrausdoventodeéter.Dessemodo,quandoretornassemàorigem,deveriamestarforadefaseentresi.Paraseutotalespanto,MichelsoneMorleyconstataramqueavelocidadede

todososraiosdeluzeraidêntica,qualquerquefosseadireçãoparaaqualomecanismoapontasse.Essaconstataçãofoiprofundamenteperturbadora,poisimplicavaainexistênciadoventodeétereaconstânciadavelocidadedaluz,mesmoquandorodavamomecanismoemoutrasdireções.Issodeixouosfísicoscomduasopçõesdesagradáveis.Aprimeiraeraquea

Terrapoderiaestarperfeitamenteestacionáriaemrelaçãoaoéter.EstaopçãopareciaviolartudoquesesabiadaastronomiadesdeotrabalhooriginaldeCopérnico,quedescobriuquealocalizaçãodaTerranouniversonadatinhadeespecial.Asegundaopçãoeraabandonarateoriadoétere,comela,amecânicanewtoniana.Esforçosheróicosforamrealizadosparasalvarateoriadoéter.Opassomais

firmenabuscadaresoluçãodesseenigmafoidadopelofísicoholandêsHendrikLorentzeofísicoirlandêsGeorgeFitzGerald.ElesraciocinaramqueaTerra,emseumovimentopeloéter,erafisicamentecomprimidapeloventodeéter,demodoquetodasasréguasmétricasnoexperimentodeMichelson-Morleysecontraíam.Oéter,jádotadodaspropriedadesquasemísticasdeserinvisível,não-compressível,densoaoextremoeassimpordiante,agoraadquiriaoutra:podiacomprimirmecanicamenteosátomosaopassarporeles.Issoexplicariademaneiraconvenienteoresultadonegativo.Nessaperspectiva,avelocidadedaluzdefatomudava,sóquenãoerapossívelmedi-la.Semprequesetentavausaruma

defatomudava,sóquenãoerapossívelmedi-la.Semprequesetentavausarumaréguamétrica,estasecontraíanadireçãodoventodeéternamedidacertadamudançadavelocidadedaluz.LorentzeFitzGeraldfizeramcálculosindependentesparaograude

encolhimento,gerandoaagoradenominada“contraçãodeLorentz-FitzGerald”.Nenhumdosdoisficoumuitosatisfeitocomoresultado;eraapenasumpaliativo,ummeioderemendaramecânicanewtoniana,masfoiomelhorqueconseguiramfazer.ForampoucososfísicosquegostaramdacontraçãodeLorentz-FitzGerald,jáquedavaaimpressãodeumprincípioadhoc,introduzidoparasalvardonaufrágioateoriadoéter.ParaEinstein,aidéiadoéter,comsuaspropriedadessemimilagrosas,pareciaartificialeforçada.Numaépocaanterior,CopérnicoarrasaraosistemasolardePtolomeu,centradonaTerra,querequeriaqueosplanetasperfizessemmovimentoscircularesextremamentecomplexoschamadosde“epiciclos”.ComaNavalhadeOccam,*CopérnicoeliminouoexcessodeepiciclosnecessáriospararemendarosistemadePtolomeuecolocouoSolnocentrodosistemasolar.ÀsemelhançadeCopérnico,EinsteinlançariamãodaNavalhadeOccampara

deceparasmuitaspretensõesdateoriadoéter.Eofariausandoumaimageminfantil.

u

*Princípiofilosóficoquepreconizaaeconomiaconceitual.Anavalhadeveserusadaparacortaras“gorduras”dasteorias,ouseja,asentidadesdesnecessáriaseexcessivas.(N.T.)

I

CAPÍTULO3RELATIVIDADERESTRITAEO“ANOMILAGROSO”

ntrigadopelascríticasdeMachàteoriadeNewton,Einsteinretornouàimagemqueoperseguiradesdeosdezesseisanos:correraoladodeumraiode

luz.Voltouàdescobertacuriosa,masimportante,efetuadaaindanaPolitécnica,dequenateoriadeMaxwellavelocidadedaluzerasempreamesma,nãoimportacomofossemedida.Duranteanos,tentouentendercomoaquiloseriapossível,porquenummundonewtoniano,dosensocomum,sempreépossívelalcançarumobjetoveloz.Imaginedenovoopolicialperseguindoomotoristainfrator.Seeleacelerar

bemocarro,sabequeacabaráalcançandooinfrator.Quemjáfoiflagradopelapolíciaemexcessodevelocidadesabedisso.Mas,sesubstituirmosomotoristainfratorporumraiodeluz,umobservadorquetestemunhetodaaperseguiçãoconcluiráqueopolicialestánoencalçodoraiodeluz,quaseàmesmavelocidade.Achamosqueopolicialdevesaberqueestáquasealcançandooraiodeluz.Sóquemaistarde,quandooentrevistarmos,ouviremosumaversãoestranha.Elenegaráquechegoupertodoraiodeluz,comoacabamosdetestemunhar.Pelocontrário,aluzafastou-sedele,deixando-oparatrás.Diráque,pormaisqueacelerasseocarro,oraiodeluzcontinuavaseafastandoàmesmavelocidade.Juraráquenãoconseguiunemsequerchegarpertodoraiodeluz.Pormaisquecorresse,oraiocontinuavaseafastandoàvelocidadedaluz,comoseocarrodapolíciaestivesseparado.Sevocêinsistirqueviuopolicialnoencalçodoraiodeluzequeelequaseo

alcançou,elediráquevocêestámaluco.Elenemchegoupertodoraio.ParaEinstein,esteeraomistériocentral,torturante:comoerapossívelduaspessoasveremomesmoeventodemaneirastãodiferentes?Seavelocidadedaluzerarealmenteumaconstantedanatureza,comoumatestemunhapoderiaafirmarqueopolicialestavaquasealcançandooraioluminoso,enquantoestejuraquenãochegounempertodaluz?Einsteinjáhaviapercebidoqueomodelonewtoniano(emquevelocidades

Einsteinjáhaviapercebidoqueomodelonewtoniano(emquevelocidadespodemsersomadasesubtraídas)eomodelomaxwelliano(emqueavelocidadedaluzeraumaconstante)estavamemtotalcontradição.Ateorianewtonianaeraumsistemacompleto,baseadoemalgunspressupostos.Amudançadeapenasumdessespressupostospoderiadesfazerateoriainteira,assimcomoumfiosoltopodedesfazerumsuéter.EssefioseriaodevaneiodeEinsteindeperseguirumraiodeluz.Umdia,porvoltademaiode1905,Einsteinfoivisitarseugrandeamigo

MicheleBesso,tambémfuncionáriodoescritóriodepatentes,eexpôsasdimensõesdoproblemaqueointrigavahaviaumadécada.UsandoBessocomoumacaixaderessonânciapreferidaparasuasidéias,Einsteinapresentouaquestão:amecânicanewtonianaeasequaçõesdeMaxwell,osdoispilaresdafísica,eramincompatíveis.Umadasduasestavaerrada.Fossequalfosseateoriaquesemostrassecorreta,aresoluçãofinalexigiriaumavastareorganizaçãodetodaafísica.Elediscorreulongamentesobreoparadoxodaperseguiçãoaoraiodeluz.Einsteinmaistarderecordaria:“Ogermedateoriadarelatividaderestritajáestavapresentenaqueleparadoxo”.1Elesconversaramporhoras,discutindocadaaspectodoproblema,inclusiveoconceitodeNewtondeespaçoetempoabsolutos,quepareciaviolaraconstânciadavelocidadedaluzdeMaxwell.Nofinal,totalmenteesgotado,Einsteinanunciouquesesentiaderrotadoequeabandonariatodaaquelabusca.Erainútil;elehaviafracassado.Emboraestivessedeprimido,asidéiascontinuavamaagitarsuamentequando

retornoudenoiteparacasa.Emparticular,lembrou-sedequeestavanumbondeemBerna,olhandoparaafamosatorredorelógioquesedestacavanacidade.Naquelemomento,imaginouoqueaconteceriaseobondeseafastassedatorredorelógioàvelocidadedaluz.Logopercebeuqueorelógiopareceriaparado,jáquealuznãoconseguiriaalcançarobonde,masseuprópriorelógionobondecontinuariafuncionandonormalmente.Achavedetodooproblemalheveioderepente.Einsteinrecordou:“Uma

tempestadesedesencadeounaminhamente”.2Arespostaerasimpleseelegante:otempopodeavançaremvelocidadesdiferentesatravésdouniverso,deacordocomavelocidadeemquenosmovemos.Imaginerelógiosespalhadosempontosdiferentesdoespaço,cadaumanunciandoumahoradiferente,cadaumtiquetaqueandoaumritmodiferente.UmsegundonaTerranãoteriaamesmaduraçãodeumsegundonaLuaouumsegundoemJúpiter.Defato,quantomaisrápidovocêsemovesse,maisotemposeretardava.(Einsteincertavezbrincouqueenquantonateoriadarelatividadeespalhavarelógiospelouniverso,cadaumfuncionandonumritmodiferente,navidarealelenãotinhadinheiropara

comprarumrelógiosequer.)Issosignificavaqueeventossimultâneosemumreferencialnãoeramnecessariamentesimultâneosemoutro,comoNewtonpensara.Elehaviaenfimpenetradonos“pensamentosdeDeus”,erecordariaentusiasmado:

Asoluçãoveioamimsubitamentecomopensamentodequeosnossosconceitoseleisdeespaçoetemposópodemserconsideradosválidosnamedidaemqueestãonumarelaçãoclaracomnossasexperiências.Porumarevisãodoconceitodesimultaneidade,dando-lheumaformamaisflexível,chegueiàteoriadarelatividade.3

Porexemplo,lembre-sedeque,noparadoxodomotoristainfrator,opolicial

estavaquasealcançandooraiodeluz,emboraelepróprioalegassequeoraioseafastavadeleexatamenteàvelocidadedaluz,pormaisqueacelerasseocarro.Aúnicaformadeconciliarasduasversõesédesacelerarocérebrodopolicial.Otemposeretardaparaopolicial.Sepudéssemosobservarorelógiodepulsodopolicialdabeiradaestrada,veríamosqueelequaseparouequeasexpressõesfaciaisdoguardasecongelaramnotempo.Dessemodo,donossopontodevista,vimosoguardaquasealcançandooraiodeluz,masseusrelógios(eseucérebro)estavamquaseparados.Quandoentrevistarmosopolicialmaistarde,constataremosqueelepercebeuoraiodeluzseafastandoemaltavelocidadeapenasporqueseucérebroeseusrelógiosestavamfuncionandobemmaislentamente.Paracompletarsuateoria,Einsteintambémincorporouacontraçãode

Lorentz-FitzGerald,masopróprioespaçoéquesecontraía,enãoosátomos,comopensaramLorentzeFitzGerald.(Oefeitocombinadodacontraçãodoespaçoedilataçãodotempoéhojechamado“transformaçãodeLorentz”.)Dessemodo,elepôdedispensartotalmenteateoriadoéter.Sintetizandoocaminhoquetomouparaarelatividade,escreveria:“DevomaisaMaxwellqueaqualquerum”.4Aoquetudoindica,emboraestivessevagamenteinformadodoexperimentodeMichelsoneMorley,ainspiraçãoparaarelatividadenãoadveiodoventodeéter,esimdiretodasequaçõesdeMaxwell.Nodiaseguinteaessarevelação,EinsteinvoltouàcasadeBessoe,semdizer

olá,revelou:“Obrigado,resolvitotalmenteoproblema”.5Recordariacomorgulho:“Umaanálisedoconceitodetempofoiminhasolução.Otemponãopodeserdefinidodeformaabsoluta,eháumarelaçãoinseparávelentretempoevelocidadedosinal”.Duranteasseissemanasseguintes,elaboroufuriosamentecadadetalhematemáticodeseuinsightbrilhante.Pode-sedizerqueoresultado

foiumdosartigoscientíficosmaisimportantesdetodosostempos.Deacordocomseufilho,eleficouderepousoporduassemanasdepoisdeentregaroartigoaMilevaparaqueelachecasseeventuaiserrosmatemáticos.Oartigofinal,“Sobreaeletrodinâmicadoscorposemmovimento”,tinha31páginasmanuscritas,masmudouahistóriadomundo.Noartigo,elenãocitanenhumoutrofísico,apenasagradeceaMicheleBesso.

(EinsteinestavainformadodotrabalhoinicialdeLorentzsobreoassunto,masnãodaprópriacontraçãodeLorentz,quedescobriudeformaindependente.)Oartigofoienfimpublicadonovolume17dosAnnalenderPhysik,desetembrode1905.Naverdade,Einsteinpublicariatrêsdeseusartigosrevolucionáriosnessefamosovolume17.SeucolegaMaxBornescreveuqueovolume17é“umdosmaisnotáveisdetodaaliteraturacientífica.ContémtrêsartigosdeEinstein,cadaquallidandocomumassuntodiferente,etodosreconhecidamenteobras-primas”.6(Exemplaresdaquelefamosovolumealcançaram15mildólaresnumleilãoem1994.)Deformabemambiciosa,Einsteincomeçouoartigoafirmandoquesuas

teoriasfuncionavamnãoapenasparaaluz,comoparaoprópriouniverso.Notadamente,derivavatodootrabalhodedoispostuladossimplesaplicáveisareferenciaisinerciais(istoé,objetosquesemovemcomvelocidadeconstanteentresi):

1.Asleisdafísicasãoasmesmasemtodososreferenciaisdeinércia.2.Avelocidadedaluzéumaconstanteemtodososreferenciaisdeinércia.

Essesdoisprincípios,queparecemsimples,representamosinsightsmais

profundossobreanaturezadouniversodesdeaobradeNewton.Delesépossívelderivarumquadrototalmentenovodoespaçoedotempo.Paracomeçar,numatacadademestre,Einsteinprovouelegantementequesea

velocidadedaluzeranaverdadeumaconstantedanatureza,entãoasoluçãomaisgeraleraatransformaçãodeLorentz.EntãomostrouqueasequaçõesdeMaxwelldefatorespeitavamesteprincípio.Porfim,mostrouqueasvelocidadessesomamumasàsoutrasdeumaformapeculiar.EmboraNewton,observandoomovimentodeveleiros,concluíssequeasvelocidadespoderiamsesomarumasàsoutrassemlimite,Einsteinconcluiuqueavelocidadedaluzeraavelocidademáximanouniverso.Imagine,porenquanto,quevocêestádentrodeumfoguetequeseafastadaTerraa90%davelocidadedaluz.Agoradispareumabala,dedentrodofoguete,quetambémalcance90%davelocidadedaluz.Deacordocomafísicanewtoniana,abaladeveriadisparara180%davelocidadedaluz,

comafísicanewtoniana,abaladeveriadisparara180%davelocidadedaluz,excedendo-a,portanto.MasEinsteinmostrouque,comoasréguasmétricasestãodiminuindoeotempoestáseretardando,asomadessasvelocidades,naverdade,seaproximade99%davelocidadedaluz.Defato,Einsteinconseguiuprovarque,pormaisquesetentasse,jamaisseconseguiriairalémdavelocidadedaluz.Trata-sedolimitemáximodevelocidadenouniverso.Nuncavemosessasestranhasdistorçõesnanossaexperiênciaporquejamais

nosaproximamosdavelocidadedaluz.Paraasvelocidadesdodia-a-dia,asleisdeNewtonsãoperfeitamenteadequadas.EsseéomotivofundamentaldemaisdeduzentosanosteremdecorridoatéquealguémdescobrisseaprimeiracorreçãoàsleisdeNewton.Masagoraimaginequeavelocidadedaluzsejadeapenastrintaquilômetrosporhora.Seumcarrofossedescerarua,poderiaparecercomprimidonadireçãodomovimento,espremidocomoumacordeãoatéchegaratrêscentímetrosdecomprimento,porexemplo,emboraaalturapermaneçaamesma.Comoospassageirosdocarroestãoespremidosemtrêscentímetros,seriadeesperarqueberrassemdesesperadosconformeseusossosfossemsendotriturados.Naverdade,ospassageirosdocarronãovêemnadadeanormal,jáquetudodentrodocarro,inclusiveosátomosdoscorpos,estásendoespremidoporigual.Àmedidaqueocarrofosseparando,eleaumentarialentamentedetrês

centímetrosparatrêsmetros,eospassageirossaltariamcomosenadativesseacontecido.Quemédefatocomprimido?Vocêouocarro?Deacordocomarelatividade,nãoépossívelsaber,jáqueoconceitodecomprimentonãotemsentidoabsoluto.Emretrospecto,dáparaverqueoutroscientistasporpouconãodescobrirama

relatividade.LorentzeFitzGeraldobtiveramamesmacontração,maschegaramaumacompreensãototalmenteerradadoresultado,julgandoquefosseumadeformaçãoeletromecânicadosátomos,emvezdeumatransformaçãosutildopróprioespaçoetempo.HenriPoincaré,reconhecidocomoomaiormatemáticofrancêsdesuaépoca,chegouperto.EleentendeuqueavelocidadedaluzdeveserumaconstanteemtodososreferenciaisdeinérciaechegouamostrarqueasequaçõesdeMaxwellconservavamamesmaformasobumatransformaçãodeLorentz.Noentanto,tambémserecusouaabandonaroarcabouçonewtonianodoéterepensouqueessasdistorçõesfossemestritamenteumfenômenodaeletricidadeedomagnetismo.Einsteinentãofoiemfrenteedeuopróximosaltodecisivo.Escreveuum

pequenoartigo,quaseumanotaderodapé,nofinalde1905,queiriamudarahistóriadomundo.Seréguasmétricaserelógiossedistorcemcomoaumentoda

velocidade,tudoquesepodemedircomréguasmétricaserelógiostambémdevemudar,inclusiveamatériaeaenergia.Defato,matériaeenergiapodiamsetransformarumanaoutra.Porexemplo,Einsteinconseguiumostrarqueamassadeumobjetoaumentavacomoaumentodesuavelocidade.(Amassasetornariainfinitasefosseatingidaavelocidadedaluz—oqueéimpossíveleprovaainacessibilidadedavelocidadedaluz.)Issosignificavaqueaenergiadomovimentoestava,dealgummodo,sendotransformada,aumentandoamassadoobjeto.Portanto,matériaeenergiasãointercambiáveis.Sevocêcalculasseprecisamentequantaenergiaestavasendoconvertidaemmassa,emapenasalgumaslinhaspoderiamostrarqueE=mc2,amaiscélebreequaçãodetodosostempos.Comoavelocidadedaluzeraumnúmerofantasticamentegrande,eseuquadradoaindamaior,mesmoumaquantidademinúsculadematériapoderialiberarumaquantidadefabulosadeenergia.Algumascolheradasdematéria,porexemplo,possuemaenergiadeváriasbombasdehidrogênio.Defato,umpedaçodematériadotamanhodeumacasapoderiasersuficientepararacharaTerraaomeio.AfórmuladeEinsteinnãoeraumsimplesexercícioacadêmico,porqueele

acreditavaquepudesseexplicarumfatocuriosodescobertoporMarieCurie:apenas28gramasderádioemitiam4milcaloriasdecalorporhoraindefinidamente,emaparenteviolaçãoàprimeiraleidatermodinâmica(queafirmaqueaquantidadetotaldeenergiaésempreconstanteouconservada).Eleconcluiuquedeveriaocorrerumligeirodecréscimodesuamassa,àmedidaqueorádioirradiavaenergia(quantidadepequenademaisparasermedidacomoequipamentode1905).“Aidéiaédivertidaeatraente;masseoTodo-Poderosoestárindodelaemeinduzindoaoerro—istonãopossosaber”,escreveu.7Concluiuqueumaverificaçãodiretadessasuposição,“aoquetudoindica,estápororaalémdodomíniodaexperiênciapossível”.8Porqueessaenergiainexploradanãohaviasidopercebidaantes?Paraele,era

comoumhomemriquíssimoque,paramantersuafortunaemsegredo,jamaisgastavaumcentavo.BaneshHoffman,umex-aluno,escreveu:

Imagineaaudáciadedetalmudança.[...]Cadatorrãodeterra,cadapena,cadapontodepoeirasetornandoumreservatórioprodigiosodeenergiainexplorada.Nãohaviameiodeverificaressasuposiçãonaépoca.Noentanto,aoapresentarsuaequaçãoem1907,Einsteinfalouqueelaseriaaconseqüênciamaisimportantedesuateoriadarelatividade.Suacapacidadeextraordináriadeverbemàfrenteéilustradapelofatodequesuaequaçãosóveioaserverificada[...]uns25anosdepois.9

Denovo,oprincípiodarelatividadeforçouumagranderevisãonafísica

clássica.Antes,osfísicosacreditavamnaconservaçãodaenergia,aprimeiraleidatermodinâmica,queafirmaqueaquantidadetotaldeenergianãopodesercriadanemdestruída.Agora,estavamconvictosdaconservaçãodeumaquantidadetotalcombinadadematériaeenergia.AmenteinquietadeEinsteinatacoumaisumproblemanaquelemesmoano:o

efeitofotoelétrico.HeinrichHertz,jáem1887,observouqueseumraiodeluzatingisseummetal,sobcertascircunstâncias,umapequenacorrenteelétricapoderiasercriada.Esseéomesmoprincípiosubjacenteagrandepartedaeletrônicamoderna.Bateriassolaresconvertemluzsolarcomumemenergiaelétrica,quepodeserusadaparaenergizarnossascalculadoras.Câmerasdetvconvertemraiosdeluzemcorrenteselétricas,queacabamaparecendoemnossateladetv.Noentanto,naviradaparaoséculoxx,issoaindaeraummistériototal.De

algummodo,oraiodeluzestavaimpelindoelétronsparaforadometal;mascomo?Newtoneradaopiniãodequealuzconsistiaempartículasminúsculasquedenominou“corpúsculos”,masosfísicosestavamconvencidosdequealuzeraumaonda,e,deacordocomateoriaondulatóriaclássica,suaenergiaeraindependentedesuafreqüência.Porexemplo,emboraasluzesvermelhaeverdetenhamfreqüênciasdiferentes,deveriamteramesmaenergia,demodoque,aoatingiremumpedaçodemetal,aenergiadoselétronsexpulsostambémdeveriaseramesma.Similarmente,ateoriaondulatóriaclássicadiziaque,casoseaumentasseaintensidadedoraiodeluzacrescentandomaislâmpadas,aenergiadoselétronsexpulsosdeveriaaumentar.MasotrabalhodePhilippLenarddemonstrouqueaenergiadoselétronsexpulsoserarigorosamentedependentedafreqüênciaoucordoraiodeluz,enãodesuaintensidade,oquecontrariavaaprevisãodateoriaondulatória.Einsteinprocurouexplicaroefeitofotoelétricousandoanova“teoria

quântica”,descobertarecentementeporMaxPlanckemBerlim,em1900.Planckfezumadasrupturasmaisradicaiscomafísicaclássica,presumindoqueaenergianãoeraumaquantidadecontínua,comoumlíquido,masocorriaempacotesdefinidosedescontínuos,denominadosquanta.Aenergiadecadaquantumeraproporcionalàsuafreqüência.Aconstantedeproporcionalidadeeraumanovaconstantedanatureza,agorachamadade“constantedePlanck”.UmmotivoparaomundodosátomoseoquantumpareceremtãoinsólitoséaextremapequenezdaconstantedePlanck.Einsteinraciocinouque,seaenergia

ocorriaempacotesdescontínuos,apróprialuzdeviaserquantizada.(Opacotede“quantaluminosos”deEinsteinfoimaistardebatizadode“fóton”,umapartículadeluz,peloquímicoGilbertLewis,em1926.)Concluiuaindaqueseaenergiadofótoneraproporcionalàsuafreqüência,aenergiadoelétronexpulsotambémdeveriaserproporcionalàsuafreqüência,contrariandoafísicaclássica.(Édivertidoobservarque,nasériedetvJornadanasestrelas,atripulaçãodaEnterpriseatira“torpedosfotônicos”nosseusinimigos.Arigor,aformamaissimplesdelançartorpedosfotônicoséacenderumalanterna!)OnovomodelodeEinstein,umateoriaquânticadaluz,faziaumaprevisão

diretaexperimentalmentetestável.Aumentando-seafreqüênciadoraiodeluzrecebido,deveriaserpossívelmedirumaumentoligeirodavoltagemgeradanometal.Esseartigohistórico(quelhegranjeariaoprêmioNobeldeFísica)foipublicadoem9dejunhode1905comotítulo“Sobreumpontodevistaheurísticoreferenteàproduçãoetransformaçãodaluz”.Comelenasciaofóton,bemcomoateoriaquânticadaluz.Aindaemoutroartigoescritoduranteo“anomilagroso”de1905,Einstein

abordouaquestãodoátomo.Emboraateoriaatômicativesseprevistocommuitoêxitoaspropriedadesdosgasesereaçõesquímicas,faltavaumaprovadiretadaexistênciadosátomos,comoMacheoutroscríticosgostavamdeobservar.Einsteinraciocinouquedeveriaserpossívelprovaraexistênciadosátomosobservandoseuefeitosobrepartículaspequenasemumlíquido.Omovimentobrowniano,porexemplo,consisteemmovimentosminúsculosealeatóriosdepartículaspequenasemsuspensãonumlíquido.Essapropriedadefoidescobertaem1828pelobotânicoRobertBrown,queobservougrãosdepólenminúsculossobummicroscópioexibindomovimentosaleatóriosestranhos.Deinício,pensouqueessesmovimentosemziguezaguefossemcomoodeespermatozóides.Masdescobriuqueessecomportamentoestranhoeaberrantetambémeraexibidoporgrãosminúsculosdevidroegranito.Algunshaviamespeculadoqueomovimentobrownianopoderiasercausado

pelosimpactosaleatóriosdemoléculas,masninguémconseguiaformularumateoriarazoáveldessefenômeno.Einstein,porém,deuopróximopassodecisivo.Raciocinouque,aindaqueosátomosfossempequenosdemaisparaseremobservados,seriapossívelestimarseutamanhoecomportamentocalculando-seseuimpactocumulativosobreobjetosgrandes.Ateoriaatômica,severdadeira,deveriasercapazdecalcularasdimensõesfísicasdosátomospelaanálisedomovimentobrowniano.Pressupondoqueascolisõesaleatóriasdetrilhõesetrilhõesdemoléculasdeáguaestavamcausandomovimentosaleatóriosdeumapartículadepoeira,eleconseguiucalcularotamanhoeopesodosátomos,

partículadepoeira,eleconseguiucalcularotamanhoeopesodosátomos,fornecendoassimumindícioexperimentaldasuaexistência.Foisimplesmenteespantosoque,olhandonumsimplesmicroscópio,Einstein

conseguissecalcularqueumgramadehidrogêniocontinha3,0331023átomos,queestápróximodovalorcorreto.Otítulofoi“Sobreomovimentodepartículaspequenasemsuspensãoemlíquidosestacionáriosrequeridopelateoriamolecular-cinéticadocalor”(18dejulho).Esseartigosimplesforneceuaprimeiraprovaexperimentaldaexistênciadosátomos.(Porironia,umanodepoisdeEinsteincalcularotamanhodosátomos,ofísicoLudwigBoltzmann,pioneirodateoriaatômica,suicidou-se,emparteporserconstantementeridicularizadopordefendertalteoria.)Apósescreveressesquatroartigoshistóricos,Einsteintambémsubmeteuaoseuorientador,oprofessorAlfredKleiner,comosuadissertação,umartigoanteriorsobreotamanhodasmoléculas.Naquelanoite,tomouumporrecomMileva.Aprincípiosuadissertaçãofoirecusada.Masem15dejaneirode1906Einstein

enfimrecebeuumPh.D.daUniversidadedeZurique.Agorapodiaintitular-sedoutorEinstein.Onascimentodanovafísicaocorreutotalmentenaresidênciadele,emKramgasse49,Berna.(Aatual“CasadeEinstein”.Olhandopelavarandaenvidraçadaquedápararua,lê-senumaplacaqueateoriadarelatividadefoicriadaatravésdaquelajanela.Naoutraparedevê-seumafotodabombaatômica.)Assim,1905foisemdúvidaumannusmirabilisnahistóriadaciência.Se

quisermosencontraroutroanomilagrososemelhante,teremosderetrocedera1666,quandoIsaacNewton,aos23anos,descobriualeidagravitaçãouniversal,ocálculointegralediferencial,oteoremabinomialesuateoriadascores.Einsteinencerraraoanode1905formulandoateoriadosfótons,fornecendo

indíciosdaexistênciadeátomosederrubandooarcabouçodafísicanewtoniana,cadaumdessesfeitosdignodeaclamaçãointernacional.Masficoudesapontadocomosilêncioabsolutoqueseseguiu.Pelojeito,seutrabalhoestavasendototalmenteignorado.Desanimado,tratoudavidapessoal,criandoseufilhoedandoduronoescritóriodepatentes.Talvezapretensãodedesbravarmundosnovosemfísicafosseambiciosademais.Noiníciode1906,porém,oprimeirolampejoderespostadeixouEinsteinmais

esperançoso.Elerecebeuumaúnicacarta,masdaquelequeeraprovavelmenteomaiorfísicodaépoca,MaxPlanck,queentendeuimediatamenteasimplicaçõesradicaisdoseutrabalho.OqueatraiuPlanckparaateoriadarelatividadefoiqueelatransformavaumaquantidade,avelocidadedaluz,numaconstante

fundamentaldanatureza.AconstantedePlanck,porexemplo,separavaomundoclássicodomundosubatômicodoquantum.EstamosprotegidosdaspropriedadesestranhasdosátomosdevidoàpequenezdaconstantedePlanck.Plancksentiuque,deformasemelhante,Einsteinapresentavaavelocidadedaluzcomoumanovaconstantedanatureza.Estávamosprotegidosdomundoigualmenteestranhodafísicacósmicapelaimensidãodavelocidadedaluz.NamentedePlanck,estasduasconstantes—adePlanckeavelocidadedaluz

—marcavamoslimitesdosensocomumedafísicanewtoniana.NãoconseguimosveranaturezafundamentalmenteestranhadarealidadefísicadevidoàpequenezdaconstantedePlanckeàimensidãodavelocidadedaluz.Searelatividadeeateoriaquânticatransgrediamosensocomum,eraapenasporquevivemosnossavidainteiranumcantinhodouniverso,emummundoprotegido,ondeasvelocidadessãobaixasemcomparaçãocomavelocidadedaluzeosobjetossãotãograndesquenuncadeparamoscomaconstantedePlanck.Anatureza,porém,nãoestánemaíparaonossosensocomum,ecriouumuniversobaseadoempartículassubatômicasqueseaproximamrotineiramentedavelocidadedaluzeobedecemàfórmuladePlanck.Noverãode1906,PlanckenviouseuassistenteMaxvonLaueparaum

encontrocomaqueleobscurofuncionáriopúblicoqueapareceradonadaparadesafiarolegadodeIsaacNewton.Elestinhamcombinadoseencontrarnasaladeesperadoescritóriodepatentes,mascuriosamentepassaramumpelooutrosemsereconhecer,porqueVonLaueesperavaverumafiguraimponente,dominadora.QuandoEinsteinenfimseapresentou,VonLauesurpreendeu-sedeencontraralguémcompletamentediferente,umfuncionáriopúblicojovemetrajadodemaneirainformal.Elessetornaramamigosparaorestodavida.(Noentanto,VonLauesabiamuitobemidentificarumcharutoruim.QuandoEinsteinlhedeuum,VonLaue,aoatravessarumaponte,oatiroudiscretamentenorioAaresemqueEinsteinpercebesse.)ComabênçãodeMaxPlanck,otrabalhodeEinsteincomeçougradualmentea

atrairaatençãodeoutrosfísicos.Porironia,umdosantigosprofessoresdeEinsteinnaPolitécnica,aquelequeochamarade“cãopreguiçoso”pormatarsuasaulas,mostrouuminteresseespecialpelotrabalhodoex-aluno.OmatemáticoHermannMinkowskideuumpassoàfrenteedesenvolveuaindamaisasequaçõesdarelatividade,tentandoreformularaobservaçãodeEinsteindeque,comoaumentodavelocidade,oespaçosetransformaemtempoevice-versa.Minkowskipôsistoemlinguagemmatemáticaeconcluiuqueespaçoetempoformavamumaunidadequadridimensional.Derepente,todomundoestavafalandodaquartadimensão.

estavafalandodaquartadimensão.Emummapa,porexemplo,sãonecessáriasduascoordenadas(comprimentoe

largura)paralocalizarqualquerponto.Seacrescentarmosumaterceiradimensão,aaltura,poderemoslocalizarqualquerobjetonoespaço,dapontadonarizaosconfinsdouniverso.Omundovisívelànossavoltaé,portanto,tridimensional.EscritorescomoH.G.Wellsconjeturaramquetalvezotempopudesseservistocomoumaquartadimensão,demodoquetodoeventopudesseserlocalizadopelascoordenadastridimensionaiseahoraemqueocorreu.Assim,sevocêquerseencontrarcomalguémemNovaYork,poderiacombinar:“Encontre-menaesquinadarua42comaQuintaAvenida,novigésimoandar,aomeio-dia”.Quatronúmerosespecificamsingularmenteoevento.MasaquartadimensãodeWellsnãopassavadeumaidéia,semconteúdomatemáticooufísico.MinkowskireescreveuentãoasequaçõesdeEinsteinpararevelaressabela

estruturaqueassociavaparasempreespaçoetemponumatramaquadridimensional.Minkowskiescreveu:“Doravante,espaçoetemposeparadamentedesapareceramnonada,esóumaespéciedeuniãodosdoispreservaráqualquerrealidadeindependente”.10Deinício,Einsteinnãoseimpressionou.Defato,chegouaescrever

zombeteiramente:“Oprincipaléoconteúdo,nãoamatemática.Commatemática,vocêconsegueprovarqualquercoisa”.11Einsteinacreditavaquenonúcleodarelatividaderesidiamprincípiosfísicosbásicos,nãoumamatemáticaquadridimensionalbonita,massemsentido,queelechamoude“erudiçãosupérflua”.12Paraele,oessencialeraumaimagemclaraesimples(porexemplo,trens,elevadoresemqueda,foguetes),eamatemáticaviriadepois.Naverdade,àquelaalturaachavaqueamatemáticarepresentavasomenteacontabilidadenecessáriaparaacompanharoqueestavaacontecendo.Einsteinescreveria,meiodebrincadeira:“Desdequeosmatemáticosatacaram

ateoriadarelatividade,eumesmonãoaentendomais”.13Comotempo,porém,passouareconheceroplenopoderdotrabalhodeMinkowskiesuasimplicaçõesmatemáticasprofundas.OqueMinkowskimostrarafoiqueerapossívelunificardoisconceitosaparentementedísparesempregandoopoderdasimetria.Espaçoetempodeveriamagoraservistoscomoestadosdiferentesdomesmoobjeto.Deformasemelhante,energiaematéria,bemcomoeletricidadeemagnetismo,podiamserrelacionadospormeiodaquartadimensão.Aunificaçãopelasimetriatornou-seumdosprincípiosnorteadoresdeEinsteinpelorestodavida.Pensenumflocodeneve,porexemplo.Sevocêgiraoflocodenevesessenta

graus,elepermaneceomesmo.Matematicamente,objetosqueconservama

formaapósumarotaçãosedizem“co-variantes”.MinkowskimostrouqueasequaçõesdeEinstein,comoumflocodeneve,permanecemco-variantesquandosegiramespaçoetempocomoobjetosquadridimensionais.Emoutraspalavras,estavanascendoumprincípionovodafísica,aprimorando

aindamaisotrabalhodeEinstein:asequaçõesdafísicaprecisamserco-variantesdeLorentz(ouseja,conservaramesmaformasobumatransformaçãodeLorentz).EinsteinadmitiriamaistardequesemamatemáticaquadridimensionaldeMinkowskiarelatividade“poderiaestarengatinhandoatéhoje”.14Onotávelfoiqueessanovafísicaquadridimensionalpermitiuaosfísicosresumirtodasasequaçõesdarelatividadenumaformabastantecompacta.Porexemplo,todoalunodeengenhariaelétricaoufísico,aoestudarpelaprimeiravezasériedeMaxwelldeoitoequaçõesdiferenciaisparciais,encontraterríveisdificuldades.MasanovamatemáticadeMinkowskireduziuasequaçõesdeMaxwellaapenasduas.(Naverdade,pode-seprovar,usandoamatemáticaquadridimensional,queasequaçõesdeMaxwellsãoasmaissimplespossíveisparadescreveraluz.)Pelaprimeiravez,osfísicosreconheceramopoderdasimetriaemsuasequações.Quandoumfísicofalade“belezaeelegância”emfísica,oquedefatoquerdizeréqueasimetriapermiteunificarumgrandenúmerodefenômenoseconceitosheterogêneosnumaformanotadamentecompacta.Quantomaisbonitaumaequação,maiorsuasimetria,emaisfenômenosconsegueexplicarnamenorquantidadedeespaço.Dessemodo,opoderdasimetriapermitequeunifiquemospartesdiscrepantes

emseutodoharmonioso,integral.Girarumflocodeneve,porexemplo,permitequevejamosaunidadeexistenteentrecadapontodofloco.Girarnoespaçoquadridimensionalunificaoconceitodeespaçoetempo,transformandoumnooutroàmedidaqueavelocidadeaumenta.Esteconceitobonitoeconciso—dequeasimetriaunifica,numtodoagradáveleharmonioso,entidadesaparentementedesiguais—orientouEinsteinnoscinqüentaanosseguintes.Paradoxalmente,assimquecompletouateoriadarelatividaderestrita,Einstein

começouaperderointeresseporela,preferindorefletirsobreoutraquestãomaisprofunda:oproblemadagravidadeedaaceleração,quepareciaalémdoalcancedarelatividaderestrita.Einsteinderaorigemàteoriadarelatividade,mas,comoqualquerpaiamoroso,logopercebeusuasfalhaspotenciaisetentoucorrigi-las.(Voltaremosaessepontoadiante.)Enquantoisso,indíciosexperimentaiscomeçaramaconfirmaralgumasdesuas

idéias,oqueaumentousuavisibilidadenacomunidadedafísica.OexperimentodeMichelsoneMorleyfoirepetido,produzindosempreomesmoresultado

negativoelançandodúvidasobretodaateoriadoéter.Aomesmotempo,experimentossobreoefeitofotoelétricoconfirmaramasequaçõesdeEinstein.Alémdisso,em1908,experimentoscomelétronsemaltavelocidadepareciamprovarqueamassadoelétronaumentavacomavelocidade.Animadocomossucessosexperimentaiscrescentesdesuateoria,Einsteincandidatou-seaumcargodepalestrante(Privatdozent)navizinhaUniversidadedeBerna.Ocargoerainferioraodeprofessor,maslheofereciaavantagemdepodercontinuarnoempregodoescritóriodepatentes.Elesubmeteusuatesesobrerelatividade,bemcomooutrostrabalhospublicados.Deinício,foirejeitadopelochefedodepartamento,AimeFoster,quedeclarouqueateoriadarelatividadeeraincompreensível.Asegundatentativafoibem-sucedida.Em1908,comoaumentodossinaisdequeEinsteinhaviafeitoavanços

revolucionáriosemfísica,seunomefoicogitadoparaumcargomaisprestigiosonaUniversidadedeZurique.Entretanto,eleenfrentouumconcorrenteforte,seuvelhoconhecidoFriedrichAdler.Osdoisprincipaiscandidatosaocargoeramjudeus,oqueeraumobstáculo,masAdlererafilhodofundadordoPartidoSocialdemocrataaustríaco,doqualmuitosmembrosdocorpodocenteeramsimpatizantes.Portanto,erabemprovávelqueEinsteinfossepreteridoparaocargo.MasAdlersurpreendeuatodosdefendendoaescolhadoadversário.EleeraumobservadorsagazdanaturezahumanaeavaliouEinsteincorretamente.EscreveucomeloqüênciasobreascapacidadesexcepcionaisdeEinsteincomofísico,masobservou:“Comoestudante,elefoitratadocomdesdémpelosprofessores.Elenãotemamenornoçãodecomoconvivercompessoasimportantes”.15GraçasaosacrifícioextraordináriodeAdler,Einsteinobteveocargoecomeçousuaascensãometeóricapelahierarquiaacadêmica.RetornouaZurique,dessavezcomoprofessor,nãocomoumdesajustadoefísicofracassadoedesempregado.AoencontrarumapartamentovagoemZurique,ficouencantadoaosaberqueAdlermoravanoandardebaixo.Ambossetornarambonsamigos.Em1909,Einsteindeusuaaulainauguralemsuaprimeiragrandeconferência

defísica,emSalzburgo,aquecompareceramváriosluminares,inclusiveMaxPlanck.Emsuapalestra“Odesenvolvimentodenossasconcepçõessobreanaturezaeaconstituiçãodaradiação”,apresentouconvincentementeaequaçãoE=mc2aomundo.Einstein,acostumadoacatarmoedasparapoderalmoçar,maravilhou-secomapompadaconferência.Recordou:

OsfestejosseencerraramnoHotelNacionalcomobanquetemaisopulentoaquejáfuinavida.Aquilo

meencorajouadizeraoaristocratagenebrinosentadodomeulado:SabeoqueCalvinoteriafeitoseestivesseaqui?Teriaerguidoumaenormeestacaenosqueimadovivospornossaextravagânciapecaminosa.Ohomemnãomedirigiumaisapalavra.16

ApalestradeEinsteinfoiaprimeiraveznahistóriaemquealguémapresentou

claramenteoconceitode“dualidade”emfísica,oconceitodequealuzpodeterpropriedadesduplas,quercomoumaonda,conformeMaxwellhaviasugeridonoséculoanterior,quercomoumapartícula,conformeNewtonsugerira.Aluzseriavistacomopartículaoucomoondadeacordocomoexperimento.Paraexperimentosdebaixaenergia,emqueocomprimentodeondadoraiodeluzégrande,omodeloondulatórioeramaisútil.Pararaiosdealtaenergia,emqueocomprimentodeondadaluzéextremamentepequeno,omodelocorpusculareramaisadequado.Esseconceito(quedécadasdepoisseriaatribuídoaofísicodinamarquêsNielsBohr)revelou-seumaobservaçãofundamentaldanaturezadamatériaedaenergiaeumadasfontesmaisricasdepesquisasobreateoriaquântica.Sebemfosseagoraumprofessoruniversitário,Einsteincontinuavadesleixado

comosempre.UmalunorecordouvivamentesuaaulainauguralnaUniversidadedeZurique:“Eleapareceunasaladeaulacomtrajesmeiosurrados,calçascurtasdemaisecarregandoumafolhadepapeldotamanhodeumcartãodevisitaondehaviaesboçadoaaula”.17Em1910,nasceuosegundofilhodeEinstein,Eduard.Einstein,oincansável

andarilho,jáestavaembuscadeumcargonovo,aparentementeporquealgunsprofessoresqueriamdemiti-lodauniversidade.Noanoseguinte,oInstitutodeFísicaTeóricadaUniversidadeAlemãdePragaofereceu-lheumcargocomsaláriomelhor.Ironicamente,seuescritórioficavapertodeumasilodeloucos.Refletindosobreosmistériosdafísica,muitasvezesseindagavaseosinternoséqueseriamaspessoassadias.Naquelemesmoano,1911,realizou-setambémaiConferênciadeSolvayem

Bruxelas,financiadapeloabastadoindustrialbelgaErnestSolvay,querealçariaotrabalhodosprincipaiscientistasdomundo.Aquelaeraaconferênciamaisimportantedaépoca,dandoaEinsteinachancedeseencontrarcomosgigantesdafísicaetrocaridéiascomeles.EleconheceuMarieCurie,duasvezesganhadoradoprêmioNobel,comqueminiciouumrelacionamentodevidainteira.Ateoriadarelatividadeesuateoriadosfótonsconstituíramocentrodasatenções.Otemadaconferênciafoi“Ateoriadaradiaçãoeosquanta”.Umaquestãodebatidanaconferênciafoiofamoso“paradoxodosgêmeos”.

Einsteinjáhaviamencionadoosestranhosparadoxosqueresultamdo

Einsteinjáhaviamencionadoosestranhosparadoxosqueresultamdoretardamentodotempo.OparadoxodosgêmeosfoipropostopelofísicoPaulLangevin,queanunciouumaexperiênciaimagináriasimplesquesondavaalgumasdascontradiçõesaparentesdateoriadarelatividade.(Naépoca,osjornaisestavamrepletosdematériassensacionalistassobreLangevin,que,infeliznocasamento,seenvolveunumromanceescandalosocomaviúvaMarieCurie.)LangevinimaginoudoisgêmeosvivendonaTerra.Umétransportadoquaseàvelocidadedaluze,depois,retornaàTerra.Cinqüentaanos,digamos,podemtertranscorridonaTerra,mas,comootemposeretardanofoguete,oirmãoviajanteenvelheceusomentedezanos.Quandoosirmãosenfimsereencontram,suasidadesnãocoincidemmais:oirmãoviajanteestáquarentaanosmaisnovo.Agoravejamosasituaçãodopontodevistadoirmãoviajante.Desua

perspectiva,eleestáemrepouso,eéaTerraquedisparou,demodoqueosrelógiosdoirmãogêmeonaTerraseretardam.Quandoosdoisgêmeosenfimsereencontram,oqueficounaTerradeveriaestarmaisjovem,enãooirmãodofoguete.Mascomoosmovimentosdevemserrelativos,aperguntaé:qualirmãoestárealmentemaisjovem?Comoasduassituaçõesparecemsimétricas,esteenigmaatéhojepermaneceumapedranosapatodequalquerestudantequetenhatentadodominararelatividade.Aresoluçãodoenigma,comoEinsteinobservou,équeogêmeoviajante,enão

oqueficounaTerra,acelerou.Ofoguetetemquediminuiravelocidade,pararedepoisinverteramarcha,oquecausagrandetensãosobreoirmãoviajante.Emoutraspalavras,assituaçõesnãosãosimétricas,jáquesomenteoirmãoviajantesofreacelerações,quenãosãoabrangidaspelassuposiçõessubjacentesàrelatividaderestrita.Portanto,esseirmãoéqueestánaverdademaisjovem.(Entretanto,asituaçãoficamaiscomplicadaseoirmãoviajantenuncavoltar.

Nestecenário,cadaumvêpelotelescópioooutroirmãoseretardandonotempo.Comoassituaçõessãoagoraperfeitamentesimétricas,cadaumestáconvencidodequeooutroestámaisjovem.Deformasemelhante,cadagêmeoestáconvencidodequeooutroestácomprimido.Portanto,qualgêmeoestámaisjovemedelgado?Porparadoxalquepareça,nateoriadarelatividadeépossívelhaverdoisgêmeos,cadaummaisjovemqueooutro,cadaummaisdelgadoqueooutro.Amaneiramaissimplesdedescobrirquemestádefatomaisdelgadooumaisjovememtodosessesparadoxoséreunirosdoisgêmeos,oqueexigequeumdelessejatrazido,oqueporsuavezdeterminaqualgêmeoestá“realmente”semovendo.Emboraessesparadoxosdesconcertantesfossemindiretamenteresolvidosa

favordeEinsteinnonívelatômicopormeiodeestudosderaioscósmicose

desintegradoresdeátomos,*esteefeitoétãoínfimoquesóem1971veioaterobservaçãodiretaemlaboratório,quandorelógiosatômicosviajaramagrandesvelocidadesemaviões.Comoessesrelógiosconseguemmedirapassagemdotempocomprecisãoastronômica,aocompararosdoisrelógiososcientistaspuderamverificarqueotempoavançavamaislentamentecomoaumentodavelocidade,daformacomoEinsteinprevira.)Outroparadoxoenvolvedoisobjetos,ummenorqueooutro.Imagineum

caçadortentandocapturarumtigredetrêsmetrosdecomprimentocomumajauladeapenastrintacentímetrosdelargura.Normalmente,issoseriaimpossível.Agoraimaginequeotigreestejacorrendotãorápidoqueencolhaparaapenastrintacentímetros,demodoqueajaulapossaseratiradaeotigre,capturado.Aopararderepente,otigreseexpande.Seajaulaforfeitadearame,otigrearrebentaráoarame.Seforfeitadeconcreto,opobretigremorreráesmigalhado.18Masagoravejamosasituaçãodopontodevistadotigre.Seotigreestáem

repouso,ajaulaagorasemoveeencolheuparaapenastrêsmilímetros.Comoumajaulatãopequenaconseguecapturarumtigredetrêsmetrosdecomprimento?Arespostaéque,àmedidaquecai,ajaulaencolhenadireçãodomovimento.Elasetornaumparalelogramo,umquadradoachatado.Asduasextremidadesdajaula,portanto,nãoatingemotigreaomesmotempo.Oqueésimultâneoparaocaçadornãooéparaotigre.Seajaulaforfeitadearame,apartedafrentedajaulaatingiráonarizdotigreprimeiroecomeçaráaseromper.Àmedidaquecai,elacontinuaserompendoaolongodocorpodotigre,atéqueapartedetrásdajaulafinalmenteatingeacauda.Seajaulaforfeitadeconcreto,onarizdotigreseráesmigalhadoprimeiro.Àmedidaquedesce,elacontinuaesmigalhandoocomprimentodocorpodotigre,atéqueapartedetrásdajaulaenfimcapturaacauda.Essesparadoxosdespertaramaimaginaçãodopúblico,apontodearevistade

humorPunchpublicarunsversinhossobreumamoçachamadaBright,capazdeirbemalémdavelocidadedaluz.Certodia,elaparteemviagem—relativisticamente—pararetornar...nanoiteanterior!19**Àquelaaltura,seugrandeamigoMarcelGrossman,quesetornaraprofessorda

Politécnica,ofereceuaEinsteinumcargo,agoracomoprofessorpleno,nasuaantigaescola.CartasderecomendaçãofalavamdeEinsteinnostermosmaiselogiosos.MarieCurieescreveuque“osfísicosmatemáticossãounânimesemconsiderarsuaobracomodeprimeiragrandeza”.20Assim,apenasdezesseismesesapóschegaraPraga,eleretornouaZuriqueeà

velhaPolitécnica.RetornaràPolitécnica(queem1911passouasechamarInstitutoFederalSuíçodeTecnologia,oueth),dessavezcomoumprofessorfamoso,representouumavitóriapessoalparaEinstein.Elehaviadeixadooinstitutodesacreditado,comprofessorescomoWebersabotandoativamentesuacarreira.Agoraretornavacomoolíderdeumanovarevoluçãoemfísica.Naqueleano,foiindicadopelaprimeiravezparaoprêmioNobeldeFísica.Suasidéiasaindaeramconsideradasradicaisdemaisparaaacademiasueca,evozesdissidentesentreospremiadosquiseramsabotarsuaindicação.Em1912,oprêmioNobelnãofoiparaEinstein,masparaNilsGustafDalén,porseutrabalhonoaperfeiçoamentodosfaróis.(Porironia,osfaróissetornaramquaseobsoletoscomaintroduçãodosistemadeposicionamentoglobalporsatélite,quedependecrucialmentedateoriadarelatividadedeEinstein.)Decorridomaisumano,afamadeEinsteincresciatãorápidoqueelecomeçou

areceberconvitesdeBerlim.MaxPlanckestavadoidoparaatrairaqueleastroemascensãodafísica,eaAlemanhaeralíderinquestionáveldapesquisamundialnaqueladisciplina,concentradasobretudoemBerlim.Einsteinhesitoudeinício,jáquehaviarenunciadoàcidadaniaalemãeaindaguardavalembrançasamargasdajuventude,masaofertafoitentadorademais.Em1913,foieleitoparaaAcademiaPrussianadeCiênciase,maistarde,foi

convidadoparaumcargouniversitárioemBerlim.SeriadesignadodiretordoInstitutoKaiserWilhelmdeFísica.Masalémdostítulos,quesignificavampoucoparaele,oquetornavaaofertaespecialmenteatraenteeranãoteraobrigaçãodelecionar.(ConquantoEinsteinfosseumpalestrantepopularentreosestudantes,conhecidoportratarosalunoscomrespeitoegentileza,omagistérioafastava-odeseuinteresseprincipal,arelatividadegeral.)Em1914,EinsteinchegouaBerlimparaconhecerocorpodocente.Sentiu-se

umtantonervosoaoserexaminadoporeles.Einsteinescreveria:“OscavalheirosemBerlimestãoapostandoemmimcomoseeufosseumagalinhaderaça.Quantoamim,nãoseinemsevouchegarapôrmaisumovo”.21Orebeldede35anos,comumaposiçãopolíticaestranhaetrajesmaisestranhosainda,logotevedeseadaptaraoscostumesrígidosearistocráticosdaacademiaprussianadeciências,cujosmembrosdesignavamunsaosoutrosde“conselheiroprivado”ou“VossaExcelência”.Einsteinrefletiria:“Parecequeamaioriadosmembrosserestringeapavonear-senosescritos;noresto,sãototalmentehumanos”.22AmarchatriunfantedeEinsteindoescritóriodepatentesemBernaparaos

altosescalõesdapesquisaalemãteveseupreçopessoal.Àmedidaquesuafamaaumentavanacomunidadecientífica,suavidapessoalcomeçouadegringolar.AquelesforamosanosmaisprodutivosdeEinstein,gerandofrutosque

AquelesforamosanosmaisprodutivosdeEinstein,gerandofrutosqueacabariamreformulandoahistóriahumana,easexigênciasquaseinsuportáveisnãolhedeixavamtempolivre,afastando-odaesposaedosfilhos.EinsteinescreveuquevivercomMilevaeracomovivernumcemitério,eem

casatentavaevitarficarnomesmoaposentoqueela.Seusamigosestavamdivididosquantoaoculpado.MuitosacreditavamqueMilevasetornavacadavezmaisanti-socialeressentidadafamadomarido.MesmoosamigosdeMilevaestavamangustiadoscomseuenvelhecimentonaquelesanoseaflagrantedeterioraçãodesuaaparência.Elaestavaficandocadavezmaisestridenteefria,comciúmeatédashorasqueelepassavacomoscolegas.AodescobrirumacartadecongratulaçõesenviadaaEinsteinporAnnaSchmid(queconheceraEinsteindurantesuabreveestadaemAarauedesdeentãojáestavacasada),explodiuderaiva,precipitandotalvezumadaspioresbrigasdeseuabaladocasamento.JáoutrosacreditavamqueEinsteinestavalongedeseromaridoperfeito.

Constantementeemviagem,deixavaMilevacriarosfilhosquasesozinha.Noiníciodoséculoxx,asviagenserambemcomplicadas,eafreqüênciadelasfaziacomqueseafastassepordiasesemanas.Nasrarasvezesemqueestavaemcasa,encontravam-seapenasbrevementeparajantarouiraoteatro.Eleestavatãoimersonomundoabstratodamatemáticaquerestavapoucaenergiaemocionalparasededicaràesposa.Opioréque,quantomaiselareclamavadasausênciasdomarido,maiselerecuavaparaomundodafísica.Podemosdizercomcertasegurançaqueosdoispontosdevistatêmumfundo

deverdadeequeéinútiljogaraculpaemalguém.Aumavisãoretrospectiva,eraprovavelmenteinevitávelqueocasamentosofresseenormestensões.Talvezseusamigosestivessemcertos,anosatrás,quandodisseramqueosdoiseramincompatíveis.Masorompimentodefinitivoseprecipitoucomaaceitaçãodaofertade

Berlim.MilevarelutouemirparaBerlim.Serumaeslavanocentrodeumaculturateutônicatalvezfosseintimidantedemaisparaela.Maisimportante,muitosfamiliaresdeEinsteinmoravamemBerlim,eMilevatevemedodeencararaquelesolharesdurosedesaprovadores.Todomundosabiaqueossogrosadetestavam.Deinício,MilevaeosfilhosviajaramparaBerlimcomEinstein,masderepenteelapartiuparaZurique,levandoconsigoosfilhos.Elesnuncamaissejuntariam.Einstein,quetinhaverdadeiraadoraçãopelosfilhos,ficouarrasado.Daquelepontoemdiante,foiforçadoamanterumrelacionamentodistantecomeles,fazendoacansativaviagemdedezhorasdeBerlimaZuriqueparaasvisitas.(QuandoMilevaobteveaguardadascrianças,asecretáriadeEinstein,HelenDukas,escreveuqueelechoroudurantetodoo

trajetoparacasa.)Masoquetambémdeveterprecipitadoarupturafoiapresençacrescentede

umaprimadeEinsteinemBerlim.Eleconfessaria:“Vivoumavidamuitoreservada,masnãoumavidasolitária,graçasaoscuidadosdeumaprima,quefoiquemmeatraiuoriginalmenteparaBerlim”.23ElsaLowenthaleraduplamenteprima:suamãeerairmãdamãedeEinstein,e

seusavôseramirmãos.Eradivorciada,emoravacomasduasfilhas,MargoteIlse,noandardecimadaresidênciadospais(otioeatiadeEinstein).ElaeEinsteintiveramumbreveencontroem1912,quandoelevisitouBerlim.Àquelaaltura,ocientistapareciaconvencidodequeocasamentocomMilevaestavanofimequeodivórcioerainevitável.Noentanto,temiaasrepercussõesdeumdivórciosobreosfilhosaindapequenos.Desdequeeramcrianças,ElsagostavadeEinstein.Elaconfessouquese

apaixonouporelequandomocinhaaoouvi-lotocarMozart.Masoqueaparentementemaisaatraiufoiseuestrelatocrescentenomundoacadêmico,orespeitoqueosfísicosdomundointeirolhedispensavam.Naverdade,nãoescondiadeninguémqueadoravaviveràsombradessafama.ComoMileva,elaeramaisvelhaqueEinstein:quatroanos.Masasemelhançaterminavaaqui.Noresto,eramcomopólosopostos.AofugirdeMileva,Einsteinpareciadarumaguinadaparaaoutradireção.EnquantoMilevanãocostumavacuidardaaparênciaedavaaimpressãodeestarconstantementeperturbada,Elsaeraburguesaaoextremoebastantecientedasuaposiçãosocial.ProcuravacultivaramizadesnoscírculosintelectuaisdeBerlimeapresentavaorgulhosamenteEinsteinatodososamigosdaaltasociedade.AocontráriodeMileva,queeralacônica,reservadaeinstável,Elsaerasociávelegostavadefreqüentarjantareseestréiasteatrais.E,aocontráriodeMileva,quedesistiudetentar“civilizar”omarido,Elsaagiacomoumamãe,continuamentecorrigindoseusmodos,enquantodedicavatodasasenergiasaajudá-loacumprirseudestino.UmjornalistarussomaistardesintetizouorelacionamentoentreEinsteineElsa:

Elamostragrandeafetopelomaridoimportante,sempreprontaaprotegê-lodasintromissõesdurasdavidaeassegurarapazdeespíritonecessáriaparaoamadurecimentodesuasgrandesidéias.Estáplenamenteconscientedeseuprojetograndiosocomopensadorerepletadossentimentosmaisafetuososdecompanheira,esposaemãeparacomumfilhonotável,delicadoecrescido.24

DepoisqueMilevaabandonouBerlim,em1915,levandoconsigoascrianças,

EinsteineElsaseaproximaramcadavezmais.OquedominavaEinsteinduranteesseperíodoimportante,porém,nãoeraoamor,masoprópriouniverso.

esseperíodoimportante,porém,nãoeraoamor,masoprópriouniverso.

*Desintegradoresdeátomoséotermocoloquialparaosaceleradoresdepartículas,enormesmáquinasondepartículassãoaceleradasagrandesvelocidadesantesdesechocaremcomtremendaenergia.[N.R.T.]

**Osversinhos,nooriginal:“ThereoncewasayoungladynamedBright/Whocouldtravelmuchfasterthanlight/Shesetoutoneday,inarelativeway/Andcamebackthepreviousnight.”[N.T.]

PARTEIISEGUNDOQUADROESPAÇO-TEMPODEFORMADO

E

CAPÍTULO4RELATIVIDADEGERALEO“PENSAMENTOMAISFELIZDAMINHAVIDA”

insteinaindanãoestavasatisfeito.Emborajáfosseconsideradoumdosmaioresfísicosdaépoca,mostrava-seinquieto.Percebeuquehaviapelo

menosdoisfurosgritantesnateoriadarelatividade.Primeiro,elasebaseavainteiramenteemmovimentosinerciais.Nanatureza,porém,quasenadaéinercial.Tudoestánumestadodeaceleraçãoconstante:osacolejardostrens,osziguezaguesdefolhasemqueda,arotaçãodaTerraaoredordoSol,omovimentodoscorposcelestes.AteoriadarelatividadenãoconseguiaexplicarsequeraaceleraçãomaiscomumencontradanaTerra.Segundo,ateorianadadiziasobreagravidade.Apesardapretensãoambiciosa

deserumasimetriauniversaldanatureza,aplicávelatodosossetoresdouniverso,agravidadepareciaalémdeseualcance.Issoerabemconstrangedor,porqueagravidadeestáemtodaparte.Asdeficiênciasdarelatividadeeramóbvias.Comoavelocidadedaluzeraavelocidademáximadouniverso,ateoriadarelatividadepreviaqueseriamnecessáriosoitominutosparaqualquerdistúrbionoSolatingiraTerra.Isto,porém,contradiziaateoriadagravidadedeNewton,queafirmavaqueosefeitosgravitacionaiseraminstantâneos.(AvelocidadedagravidadedeNewtonerainfinita,jáqueavelocidadedaluznãoapareceempartealgumadasequaçõesdeNewton.)Einstein,portanto,precisavareformulartotalmenteasequaçõesdeNewtonafimdeincorporaravelocidadedaluz.Emsuma,elepercebeuaimensidãodoproblemadegeneralizarsuateoriada

relatividadeparaincluiraceleraçõesegravidade.Começouachamarsuateoriaanteriorde1905de“teoriadarelatividaderestrita”,paradiferenciá-lada“teoriadarelatividadegeral”,maispoderosa,necessáriaparadescreveragravidade.QuandocomentoucomMaxPlanckoseuprogramaambicioso,esteoadvertiu:“Comoumamigomaisvelho,devoaconselhá-lonegativamente,pois,primeiro,

vocênãoterásucesso,e,aindaquetenha,ninguémacreditaráemvocê”.1MasPlancktambémpercebeuaimportânciadoproblemaaodizer:“Sevocêtiversucesso,seráconsideradoonovoCopérnico”.OinsightbásicoparaumanovateoriadagravidadeocorreuenquantoEinstein

aindaseocupavadospedidosdepatentes,comoumfuncionáriopúblicosubalterno,em1907.Elerecordaria:

EuestavasentadonumacadeiranoescritóriodepatentesdeBernaquando,derepente,umpensamentomeocorreu:umapessoaemquedalivrenãosentiráseuprópriopeso.Fiqueisurpreso.Essepensamentosimplesimpressionou-meprofundamente.Impeliu-meparaumateoriadagravitação.2

Numátimo,Einsteinpercebeuquesetivessecaídodacadeira,ficaria

momentaneamentesempeso.Porexemplo,casoestejanumelevadoreocabosubitamenteserompa,vocêestaráemquedalivre.Cairánamesmavelocidadedochãodoelevador.Comotantovocêquantooelevadoragoracaemàmesmavelocidade,vocêteriaaimpressãodenãoterpeso,deestarflutuandonoar.Damesmaforma,Einsteinpercebeuque,secaíssedacadeira,estariaemquedalivre,eoefeitodagravidadeseriaperfeitamentecanceladoporsuaaceleração,fazendocomqueparecessesempeso.Esteéumconceitoantigo.EraconhecidoporGalileu,que,numahistória

apócrifa,teriasoltadoumapedrapequenaeumabaladecanhãobemgrandedaTorreInclinadadePisa.ElefoioprimeiroamostrarquetodososobjetosnaTerraaceleramexatamenteàmesmarazãosobagravidade(9,75metrosporsegundoquadrado).*NewtontambémsabiadessefatoaoperceberqueosplanetaseaLuaestavam,naverdade,numestadodequedalivreemsuasórbitasaoredordoSoloudaTerra.Todoastronautaquejátenhasidolançadoaoespaçotambémpercebequeagravidadepodesercanceladapelaaceleração.Dentrodeumanaveespacial,tudo—inclusiveochão,osinstrumentosevocê—caiàmesmavelocidade.Dessemodo,aoolharàsuavolta,vocêvêtudoflutuando.Seuspésoscilamacimadochão,dandoailusãodequeagravidadesumiu,porqueochãoestácaindojuntocomseucorpo.Eseumastronautaderumpasseioespacialforadanave,nãocairáderepenterumoàTerra,masflutuarásuavementejuntodanave,porquetantoanavecomooastronautaestãocaindodemodosincronizado,mesmoenquantoorbitamaoredordaTerra.(Agravidadenaverdadenãodesapareceunoespaço,comoafirmamerroneamentemuitoslivrosdeciência.AgravidadedoSolépoderosaobastanteparaimpeliroplanetaPlutãoemsuaórbitaabilhõesdequilômetrosdaTerra.Agravidadenão

desapareceu;elaapenasfoicanceladapelaquedadanavesobseuspés.)Trata-sedo“princípiodaequivalência”,peloqualtodasasmassascaemà

mesmavelocidadesobagravidade(maisprecisamente,amassainercialéigualàmassagravitacional).Essaeraumaidéiaantiga,quaseumacuriosidadeparaGalileueNewton,masnasmãosdeumfísicohabilidosocomoEinsteinsetornariaabasedeumanovateoriarelativísticadagravidade.EinsteindeuumpassogigantescoàfrentedeGalileueNewton.Eleformulouseupróximopostulado,opostuladosubjacenteàrelatividadegeral:Asleisdafísicaemumreferencialemaceleraçãoouumreferencialemgravitaçãosãoindistinguíveis.Demodonotável,estaafirmaçãosimplessetornou,nasmãosdeEinstein,abasedeumateoriaquenosdariaoespaçodeformado,osburacosnegroseacriaçãodouniverso.Apósesseinsightbrilhantede1907,noescritóriodepatentes,agestaçãoda

novateoriadagravidadedeEinsteinlevouanos.Umnovomodelodagravidadeestavaemergindodoprincípiodaequivalência,masfoisomenteem1911queelecomeçouapublicarosfrutosdeseuspensamentos.Aprimeiraconseqüênciadoprincípiodaequivalênciaéofatodequealuzdevesecurvarsobagravidade.Aidéiadequeagravidadepoderiainfluenciarraiosdeluzéantiga,remontandopelomenosàépocadeIsaacNewton.EmseulivroOpticks,eleperguntouseagravidadepodeounãoinfluenciaraluzdasestrelas:“Oscorposnãoagemsobrealuzàdistância,eporsuaaçãocurvamseusraios;eestaaçãonãoémaisfortequantomenoradistância?”.3Infelizmente,dadaatecnologiadoséculoxvii,elenãopôdedararesposta.Masagora,decorridosmaisdeduzentosanos,Einsteinretornouaessa

pergunta.Imagineumalanternasendoacesadentrodeumfoguetequeestáacelerandonoespaço.Comoofogueteestáacelerandoparacima,oraiodeluzpendeparabaixo.Agorainvoqueoprincípiodaequivalência.ComoafísicadentrodofoguetedeveserindistinguíveldafísicanaTerra,segue-sequeagravidadedevetambémcurvaraluz.Empoucospassosbreves,Einsteinfoilevadoaumfenômenofísiconovo:acurvaturadaluzdevidoàgravidade.Percebeuimediatamentequetalefeitoeracalculável.OmaiorcampogravitacionalnosistemasolarégeradopeloSol.Portanto,

EinsteinseperguntouseoSolerasuficienteparacurvaraluzdeestrelasdistantes.Istopoderiasertestadotirando-seduasfotografiasdomesmoconjuntodeestrelasnocéuemduasépocasdiferentes.Aprimeirafotodessasestrelasseriatiradaànoite,quandoaluzestelarnãoéperturbada;asegunda,váriosmesesdepois,quandooSolestáposicionadobemnafrentedessemesmoconjuntodeestrelas.Comparando-seasduasfotografias,seriapossívelmedirodeslocamento

estrelas.Comparando-seasduasfotografias,seriapossívelmedirodeslocamentoligeirodasestrelasnavizinhançadoSoldevidoàgravidadesolar.ComooSolofuscaaluzadvindadasestrelas,qualquerexperimentosobreacurvaturadaluzestelarteriaqueserrealizadoduranteumeclipsesolar,quandoaLuabloqueiaaluzdoSoleasestrelassetornamvisíveisduranteodia.Einsteinraciocinouquefotografiasdocéudiurnotiradasduranteumeclipse,comparadascomfotografiasdomesmocéuànoite,deveriammostrarumadistorçãoligeiradalocalizaçãodasestrelasnavizinhançadoSol.(ApresençadaLuatambémcurvaumpoucoaluzestelar,devidoàgravidadedaLua,masnumgrauminúsculocomparadocomacurvaturacausadapeloSol,queébemmaior.Assim,acurvaturadaluzestelarduranteumeclipsenãoéafetadapelapresençadaLua.)Oprincípiodaequivalênciapodiaajudá-loacalcularomovimento

aproximadoderaiosdeluzaoserematraídospelagravidade,mascontinuavasemnadainformarsobreaprópriagravidade.Oquefaltavaeraumateoriadocampodagravidade.Lembre-sedequeasequaçõesdeMaxwelldescrevemumateoriadocampogenuína,emquelinhasdeforçasãocomoumateiadearanhacapazdevibraresuportarondasdeslocando-seaolongodelinhasdeforça.Einsteinbuscavaumcampogravitacionalcujaslinhasdeforçapudessemsuportarvibraçõesgravitacionaisdeslocando-seàvelocidadedaluz.Porvoltade1912,apósanosdepensamentoacumulado,eleaospoucos

começouaperceberqueprecisavareformularnossacompreensãodeespaçoetempo,oqueexigiageometriasnovasalémdaquelasherdadasdosgregosantigos.Aobservação-chavequeolançounocaminhodoespaço-tempocurvofoiumparadoxo,àsvezesdenominado“paradoxodeEhrenfest”,queseuamigoPaulEhrenfestcertavezapresentouparaEinstein.Imagineumcarrosselsimplesouumdiscogirante.Emrepouso,sabemosquesuacircunferênciaéigualapvezesodiâmetro.Noentanto,umavezqueocarrosselsejapostoemmovimento,abordaexternasedeslocamaisrapidamentequeainterna.Portanto,deacordocomarelatividade,abordaexternadeveriaencolhermaisqueainterna,distorcendoaformadocarrossel.Istosignificaqueacircunferênciaencolheueagoraémenorquepvezesodiâmetro;ouseja,asuperfíciejánãoémaisplana.Oespaçoécurvo.AsuperfíciedocarrosselpodesercomparadaàáreadentrodoCírculoPolarÁrtico.PodemosmedirodiâmetrodoCírculoPolarÁrticocaminhandoapartirdeumponto,passandopeloPóloNorte,atéopontoopostonocírculo.DepoispodemosmediracircunferênciadoCírculoPolarÁrtico.Secompararmosasduasmedidas,veremostambémqueacircunferênciaémenorquepvezesodiâmetroporqueasuperfíciedaTerraécurva.Mas,nosúltimos2

milanos,osfísicosematemáticosconfiaramnageometriadeEuclides,quesebaseiaemsuperfíciesplanas.Oqueaconteceriaseimaginassemumageometriabaseadaemsuperfíciescurvas?Umavezquepercebemosqueoespaçopodesercurvo,umaimagemnovae

surpreendentevemàtona.Imagineumapedrapesadacolocadasobreumacama.Claroqueapedraafundaránacama.Agorajogueumaboladegudesobreacama.Elanãosemoveráemlinhareta,masnumalinhacurvaaoredordapedra.Háduasmaneirasdeanalisaresseefeito.Delonge,umnewtonianopoderiadizerqueexisteuma“força”misteriosaqueemanadapedraatéaboladegude,forçando-aamudarsuatrajetória.Essaforça,emborainvisível,exerceumaatraçãosobreaboladegude.Noentanto,umrelativistapodeverumquadrototalmentediferente.Paraumrelativistaquevêacamadeperto,nãoexistenenhumaforçaqueatraiaboladegude.Existeapenasadepressãonacama,quedeterminaomovimentodaboladegude.Conformeaboladegudesemove,asuperfíciedacama“impele-a”atéatingirummovimentocircular.AgorasubstituaapedrapeloSol,aboladegudepelaTerraeacamaporespaço

etempo.Newtondiriaqueumaforçainvisívelchamada“gravidade”atraiaTerraaoredordoSol.Einsteinresponderiaquenãoexisteatraçãogravitacional.ATerraédeflectidaaoredordoSolporqueacurvaturadopróprioespaçoestáimpelindoaTerra.Emcertosentido,agravidadenãoatrai,masoespaçoimpele.Comessaimagem,EinsteinpôdeexplicarporquequalquerperturbaçãonoSol

levariaoitominutosatéatingiraTerra.Porexemplo,seremovermosderepenteapedra,acamavoltaráàformanormal,criandoondulaçõesquesedeslocamatravésdacamaaumavelocidadedefinida.Deformasemelhante,seoSolviesseadesaparecer,criariaumaondadechoquedoespaçocurvoquesedeslocariaàvelocidadedaluz.EssaimagemeratãosimpleseconcisaqueEinsteinconseguiuexplicaraidéiaessencialaoseusegundofilho,Eduard,queperguntouporqueeleeratãofamoso.Einsteinrespondeu:“Quandoumbesourocegorastejanasuperfíciedeumgalhocurvo,elenãonotaqueopercursoqueseguiuérealmentecurvo.Tiveasortedeperceberoqueobesouronãopercebeu.4”Newton,emseumemorávelPhilosophiaenaturalisprincipiamathematica,

confessou-seincapazdeexplicaraorigemdessaatraçãomisteriosa,queagiainstantaneamenteatravésdouniverso.Elecunhousuafrasefamosa“Hypothesesnonfingo”(“Nãoinventohipóteses”)devidoàincapacidadedeexplicardeondevinhaagravidade.ComEinstein,vemosqueagravidadeécausadapelacurvaturadeespaçoetempo.A“força”revela-seagoraumailusão,umsubprodutodageometria.Nessequadro,estamospresosàTerranãoporquea

gravidadedaTerranospuxaparabaixo.DeacordocomEinstein,nãoexisteatraçãogravitacional.ATerradeformaocontinuumdeespaço-tempoaoredordenossoscorpos,demodoqueopróprioespaçonosempurraparaochão.Dessemodo,éapresençadematériaquedeformaoespaçoàsuavolta,dandoailusãodequeexisteumaforçagravitacionalatraindoosobjetosvizinhos.Naturalmenteessacurvaturaéinvisívele,àdistância,oquadrodeNewton

parececorreto.Imagineformigascaminhandosobreumafolhadepapelamarrotada.Tentandoseguirumalinhareta,elassevêemconstantementedesviadasparaaesquerdaeadireitaaocaminharemsobreasdobrasnopapel.Paraasformigas,parecequeumaforçamisteriosaaspuxaemambasasdireções.Entretanto,paraquemobservaasformigasdecima,éóbvioquenãoexistenenhumaforça:existeapenasacurvaturadopapeldesviandoasformigas,dandoailusãodequeháumaforça.Lembre-sedequeNewtonimaginouespaçoetempocomoumreferencialabsolutoparatodososmovimentos.Contudo,paraEinstein,espaçoetempopodiamassumirumpapeldinâmico.Seoespaçoécurvo,quemsemovessenessepalcopensariaqueforçasmisteriosasestariamagindosobreseucorpo,desviando-onumaounoutradireção.Comparandooespaço-tempoaumtecidoquepodeseesticarecurvar,

Einsteinfoiforçadoaestudaramatemáticadassuperfíciescurvas.Logoseviuimersonumlodaçalmatemático,incapazdedescobriraferramentacorretaparaanalisarseunovomodelodagravidade.Emcertosentido,Einstein,queoutrorazombaradamatemáticacomo“erudiçãosupérflua”,estavaagorapagandopelosanosemquemataraasaulasdematemáticanaPolitécnica.Desesperado,recorreuaoamigoMarcelGrossman.“Grossman,vocêtemque

meajudar,senãovouficarmaluco!”5Einsteinconfessou:“Nuncanaminhavidameatormenteitantoquantoagora,emeimbuídeumgranderespeitopelamatemática,cujaspartesmaissutiseuantesencararacomomeroluxo!Comparadacomesseproblema,ateoriadarelatividadeoriginalébrincadeiradecriança.6”Aoexaminaraliteraturamatemática,Grossmandescobriuque,porironia,a

matemáticabásicadequeEinsteinprecisavahaviasidorealmenteensinadanaPolitécnica.NageometriadeBernhardRiemann,desenvolvidaem1854,Einsteinenfimencontrouamatemáticapoderosaobastanteparadescreveracurvaturadoespaço-tempo.(Anosdepois,aorecordarcomofoidifícildominaraquelamatemáticanova,Einsteinobservouparaalgunsalunosdocursosecundário:“Nãosepreocupemcomassuasdificuldadesemmatemática;possoassegurarqueasminhassãoaindamaiores”.7)AntesdeRiemann,amatemáticasebaseavanageometriaeuclidiana,a

AntesdeRiemann,amatemáticasebaseavanageometriaeuclidiana,ageometriadassuperfíciesplanas.Pormuitotempoosalunosdecolégiotiveramquedecorarosteoremasconsagradosdageometriagrega,aquelesemqueasomadosângulosinternosdeumtriânguloé180graus,elinhasparalelasnuncaseencontram.Doismatemáticos,orussoNikolaiLobatchevskieoaustro-húngaroJánosBolyai,chegarambempertodedesenvolverumageometrianão-euclidiana—aquelaemqueasomadosângulosdeumtriângulopodesersuperiorouinferiora180graus.Masateoriadageometrianão-euclidianafoienfimdesenvolvidapelo“príncipedamatemática”CarlFriedrichGauss,eespecialmenteporseualunoRiemann.(GausssuspeitouqueateoriadeEuclidespudesseestarerradaatépormotivosfísicos.ElemandouseusassistentesemitiremraiosdeluzdoaltodasmontanhasHarz,tentandocalcularexperimentalmenteasomadosângulosdeumtriânguloformadoportrêscumesdemontanha.Infelizmente,nãotevesortenoresultado.Gausstambémeraumindivíduopoliticamentetãoprudentequenuncapublicouseutrabalhosobreessetemamelindroso,temendoairadosconservadoresadeptosdageometriaeuclidiana.)Riemanndescobriumundosdamatemáticainteiramentenovos:ageometria

dassuperfíciescurvasemqualquerdimensão,nãoapenasduasoutrêsdimensõesespaciais.Einsteinconvenceu-sedequeaquelasgeometriassuperioresproduziriamumadescriçãomaisexatadouniverso.Pelaprimeiravez,alinguagemmatemáticada“geometriadiferencial”alcançavaomundodafísica.Ageometriadiferencial,oucálculodostensores,amatemáticadassuperfíciescurvasemqualquerdimensão,costumavaserconsideradaoramomais“inútil”damatemática,destituídodequalquerconteúdofísico.Subitamente,transformou-senalinguagemdoprópriouniverso.Namaioriadasbiografias,ateoriadarelatividadegeraldeEinsteinaparece

comoplenamentedesenvolvidaem1915,comose,porumpassedemágica,eleencontrasseateoriajáformada.Entretanto,sónasúltimasdécadasalgunsdos“cadernosperdidos”deEinsteinforamanalisados,eelespreenchemasmuitaslacunasentre1912e1915.Agoraépossívelreconstituir,porvezesmêsamês,aevoluçãocrucialdeumadasmaioresteoriasdetodosostempos.Emparticular,elequeriageneralizaranoçãodeco-variância.Arelatividaderestrita,comovimos,baseava-senaidéiadaco-variânciadeLorentz:asequaçõesdafísicaconservamamesmaformasobumatransformaçãodeLorentz.AgoraEinsteinpretendiageneralizarissoparatodasasaceleraçõesetransformaçõespossíveis,nãoapenasasinerciais.Emoutraspalavras,queriaequaçõesqueconservassemamesmaforma,qualquerquefosseoreferencialusado,querestivesseacelerando

ousemovendoemvelocidadeconstante.Cadareferencial,porsuavez,requerumsistemadecoordenadasparamedirastrêsdimensõesdoespaçoeotempo.OqueEinsteindesejavaeraumateoriaqueconservassesuaforma,fossemquaisfossemascoordenadasdedistânciaetempousadasparamediroreferencial.Issoolevouaofamosoprincípiodaco-variânciageral:asequaçõesdafísicaprecisamsergeralmenteco-variantes(istoé,precisamconservaramesmaformasobumamudançaarbitráriadecoordenadas).Imagine,porexemplo,quevocêatireumarededepescarsobreumamesa.A

rederepresentaumsistemadecoordenadasarbitrário,eaáreadotampodamesarepresentaalgoquepermaneceinvariávelsobqualquerdistorçãodarede.Pormaisquetorçamosouenrolemosarede,aáreadotampodamesapermaneceamesma.Em1912,cientedequeamatemáticadeRiemanneraalinguagemcorretapara

agravitação,eguiadopelaleidaco-variânciageral,EinsteinprocurounageometriadeRiemannobjetosquefossemgeralmenteco-variantes.Parasuasurpresa,haviaapenasdoisobjetosco-variantesdisponíveisparaele:ovolumedeumespaçocurvoeacurvatura(denominada“curvaturadeRicci”)detalespaço.Issofoidegrandevalia:porrestringirdemodorigorosooselementospossíveisparadesenvolverumateoriadagravidade,oprincípiodaco-variânciagerallevouEinsteinaformularateoriaessencialmentecorretaem1912,poucosmesesapenasapósexaminarotrabalhodeRiemann,baseadonacurvaturadeRicci.Poralgummotivo,porém,elerejeitouateoriacorretaem1912ecomeçouaperseguirumaidéiaerrada.Omotivoexatoporqueabandonouateoriacorretaeraummistérioparaoshistoriadoresatérecentemente,quandooscadernosperdidosforamdescobertos.Naqueleano,quandodesenvolveuaessênciadateoriadagravidadecorretacombasenacurvaturadeRicci,Einsteincometeuumerrocrucial:pensouqueaquelateoriacorretaviolasseodenominado“princípiodeMach”.8Umaversãoparticulardesseprincípiopostulaqueapresençadematériaeenergianouniversodeterminaunivocamenteocampogravitacionalàsuavolta.Umavezquevocêfixecertaconfiguraçãodeplanetaseestrelas,agravitaçãoemtornodessesplanetaseestrelaséfixa.Imagine,porexemplo,quevocêatiraumapedraemumalagoa.Quantomaiorapedra,maioresasondulaçõesnalagoa.Dessemodo,umavezquesaibamosotamanhoprecisodapedra,adistorçãodalagoapodeserunivocamentedeterminada.Deformasemelhante,sesabemosamassadoSol,podemosdeterminarunivocamenteocampogravitacionalaoredordoSol.FoiaíqueEinsteincometeuseuerro.Elepensouqueateoriabaseadana

curvaturadeRicciviolasseoprincípiodeMachporqueapresençadematériae

curvaturadeRicciviolasseoprincípiodeMachporqueapresençadematériaeenergianãoespecificavaunivocamenteocampogravitacionalaoseuredor.ComoamigoMarcelGrossman,tentoudesenvolverumateoriamaismodesta,quefosseco-varianteapenassobrotações(masnãoaceleraçõesgerais).Noentanto,aoabandonaroprincípiodaco-variância,EinsteinficousemumaorientaçãoclaraepassoutrêsanosfrustrantesperdidonoemaranhadodadifusaeinútilteoriadeEinstein-Grossman—porexemplo,elanãogeravaequaçõesdeNewtonparacamposgravitacionaispequenos.Dotadodeuminstintofísicosuperioraodequalqueroutrapessoa,dessavezEinsteinoignorou.Nabuscadasequaçõesfinais,Einsteinconcentrou-seemtrêsexperimentos

básicosquepoderiamcomprovarsuasidéiassobreoespaçocurvoeagravidade:acurvaturadaluzestelarduranteumeclipse,odesvioparaovermelhoeoperiéliodeMercúrio.Em1911,mesmoantesdeseutrabalhosobreoespaçocurvo,EinsteintinhaesperançadequeumaexpediçãopudesseserenviadaàSibériaduranteoeclipsesolarde21deagostode1914paradetectaracurvaturadaluzestelarpeloSol.OastrônomoErwinFinlayFreundlichdeveriainvestigaroeclipse.Einstein

estavatãoconvencidodoacertodeseutrabalhoque,deinício,seofereceuparafinanciardoprópriobolsooprojetoambicioso.“Setudofalhar,pagareiessenegóciocomminhasprópriasparcaseconomias,pelomenososprimeiros2milmarcos”,escreveu.9Masumindustrialabastadoacabouconcordandoemfornecerosrecursos.FreundlichpartiuparaaSibériaummêsantesdoeclipsesolar.Noentanto,aAlemanhadeclarouguerraàRússia,eeleeseuauxiliarforamaprisionadoseseuequipamento,confiscado.(Aumavisãoretrospectiva,talveztenhasidobomparaEinsteinqueaexpediçãode1914malograsse.Seoexperimentofosserealizado,osresultadosnãoteriamseajustadocomovalorprevistopelasuateoriaincorreta,etodoseuprojetopoderiateridoporáguaabaixo.)Emseguida,Einsteincalculoucomoagravidadeafetariaafreqüênciadeum

raiodeluz.SeumfogueteélançadodaTerraaoespaço,agravidadedaTerraagecomoumaforçacontrária,puxandoofoguetedevolta.Alutadofoguetecontraaatraçãodagravidadeacarretaumaperdadeenergia.Deformasemelhante,EinsteinraciocinouquealuzemitidapeloSoltambémsofreriaaaçãocontráriadagravidade,fazendocomqueoraiodeluzperdesseenergia.Elenãomudadevelocidade,masafreqüênciadaondadiminuiàmedidaqueoraiodeluzperdeenergianalutacontraagravidadedoSol.Dessemodo,aluzamareladoSoldiminuidefreqüência,tornando-semaisvermelhaconformeoraiodeluzseafastadaatraçãogravitacionaldoSol.Odesviogravitacionalparaovermelho,

porém,éumefeitoextremamentepequeno,eEinsteinnãotinhaesperançadequeviesseasertestadotãocedo.(Naverdade,maisquatrodécadasdecorreriamatéqueseconseguisseveremlaboratórioodesviogravitacionalparaovermelho.)Porúltimo,eletentousolucionarumproblemaantigo:porqueaórbitade

MercúriooscilaesedesvialigeiramentedasleisdeNewton?Normalmente,osplanetasperfazemelipsesperfeitasemseusdeslocamentosaoredordoSol,comexceçãodedistúrbiosligeiroscausadospelagravidadedosplanetaspróximos,resultandonumatrajetóriasemelhanteàspétalasdeumamargarida.AórbitadeMercúrio,porém,mesmodepoisdedescontadaainterferênciadosplanetaspróximos,mostravaumdesviopequeno,masnítido,emrelaçãoàsleisdeNewton.Essedesvio,chamadode“precessãodeperiélio”,foiobservadopelaprimeiravezem1859peloastrônomoUrbainLeverrier,quecalculouumdesviominúsculode43,5segundosdearcoporséculo,inexplicávelpelasleisdeNewton.(UmadiscrepânciaaparenteemrelaçãoàsleisdomovimentodeNewtonnãoeranovidade.Noiníciodoséculoxix,osastrônomos,intrigadoscomumaoscilaçãosemelhantedaórbitadeUrano,viram-seanteumdilema:oubemabandonarasleisdomovimento,oubempostularaexistênciadeoutroplanetadesconhecidoqueafetavaaórbitadeUrano.Osfísicosderamumsuspirodealíviocomadescoberta,em1846,deumplanetanovo,batizadodeNetuno,exatamenteondeasleisdeNewtonpreviamquedeveriaestar.)MasrestavaoenigmadeMercúrio.EmvezdedescartarNewton,os

astrônomos,seguindoavelhatradição,postularamaexistênciadeumplanetanovochamado“Vulcano”,girandoaoredordoSoldentrodaórbitadeMercúrio.Contudo,embuscasconstantespelocéunoturno,osastrônomosnãoconseguiamacharnenhumsinaldetalplaneta.Einsteinestavapreparadoparaaceitarainterpretaçãomaisradical:talvezas

própriasleisdeNewtonestivessemincorretas,oupelomenosincompletas.Emnovembrode1915,apósdesperdiçartrêsanoscomateoriadeEinstein-Grossman,retornouàcurvaturadeRicci,quehaviadescartadoem1912,edescobriuqualhaviasidoseuerrobásico.(EinsteinhaviaabandonadoacurvaturadeRicciporqueumaporçãodematériageravamaisdeumcampogravitacional,emaparenteviolaçãoaoprincípiodeMach.Masagora,devidoàco-variânciageral,percebeuqueaquelescamposgravitacionaiserammatematicamenteequivalenteseproduziamomesmoresultadofísico.Einsteinconvenceu-sedopoderdaco-variânciageral:alémderestringirrigorosamenteasteoriasdagravidadepossíveis,geravaresultadosfísicosúnicos,porquemuitas

soluçõesgravitacionaiseramequivalentes.10)Talveznamaiorconcentraçãomentaldesuavida,Einsteinfezumesforço

sobre-humanoemsuaequaçãofinal,evitandoqualquerdistraçãoetrabalhandoincessantementeparaverseconseguiaderivaroperiéliodeMercúrio.SeuscadernosperdidosmostramqueelepropunhamuitasvezesumasoluçãoparadepoisverificarimplacavelmenteseelareproduziaavelhateoriadeNewtonnolimitedecamposgravitacionaispequenos.Essatarefaeratediosaaoextremo,jáquesuasequaçõestensoriaisconsistiamemdezequaçõesdiferentes,emvezdaequaçãoúnicadeNewton.Seumafalhasse,eletentavaoutrasoluçãoparaverseelareproduziaaequaçãodeNewton.Essatarefaexaustiva,quasehercúlea,enfimterminounofinaldenovembrode1915,deixandoEinsteintotalmenteesgotado.Apósumcálculolongoetediosocomsuateoriaantigade1912,ConstatouqueelapreviaodesviodaórbitadeMercúrioem42,9segundosdearcoporséculo,bemdentrodoslimitesexperimentaisaceitáveis.Einsteinficouatônito.Aquiloeramuitoanimador,oprimeiroindícioexperimentalsólidodequesuateorianovaestavacorreta.“Poralgunsdias,fiqueiforademimdeentusiasmo”,recordou.11“Meussonhosmaisousadosagorasecumpriam.”Osonhodeumavida,encontrarasequaçõesrelativísticasparaagravidade,serealizou.OqueempolgouEinsteinfoique,atravésdoprincípiofísicoematemático

abstratodaco-variânciageral,elepôdederivarumresultadoexperimentalsólidoedecisivo:“Imagineminhaeuforiacomapraticabilidadedaco-variânciageralecomofatodequeasequaçõesproduzemcorretamenteomovimentodoperiéliodeMercúrio”.12Comanovateoria,eleentãorecalculouacurvaturadaluzestelarpeloSol.Oacréscimodoespaçocurvoàsuateoriaresultounumarespostafinalde1,7segundodearco,duasvezesseuvalororiginal(cercade1/2000deumgrau).Eleestavaconvencidodequeateoriaeratãosimples,eleganteepoderosaque

nenhumfísicoconseguiriaescapardeseupoderhipnótico.“Dificilmentealguémqueatenhadefatoentendidoconseguiráescapardoencantodessateoria”,escreveria.“Ateoriaédeumabelezaincomparável.”13Milagrosamente,oprincípiodaco-variânciageraleraumaferramentatãopoderosaqueaequaçãofinal,quedescreveriaaestruturadoprópriouniverso,teriaapenas2,5centímetrosdecomprimento.(Osfísicosatuaisficammaravilhadoscomofatodequeumaequaçãotãocurtaconsigareproduziracriaçãoeaevoluçãodouniverso.OfísicoVictorWeisskopfcomparouessasensaçãodeencantamentocomahistóriadeumcamponêsqueviuumtratorpelaprimeiraveznavida.Apósexaminaramáquinaeespiardentrodacabine,eleperguntaperplexo:“Mas

cadêocavalo?”.)OúnicoincidentequeatrapalhouotriunfodeEinsteinfoiumapequenabriga

pelaprecedênciacomDavidHilbert,talvezomaiormatemáticodomundonaépoca.Quandoateoriaestavanaretafinal,EinsteindeuumasériedeseispalestrasdeduashorasemGöttingenparaHilbert.Einsteinaindanãodominavacertasferramentasmatemáticas(chamadasde“identidadesdeBianchi”),oqueoimpediadederivarsuasequaçõesapartirdeumaformasimples,chamadade“ação”.Maistarde,Hilbertcompletouoúltimopassodocálculo,pôsaaçãonopapelepublicouoresultadofinalporsimesmo,apenasseisdiasnafrentedeEinstein.Einsteinficoucontrariado.AchouqueHilberttentouseapropriardateoriadarelatividadegeral,completandoaetapafinaleficandocomomérito.ArixaentreEinsteineHilbertacabousendosuperada,masEinsteinficoutemerosodecompartilharseusresultadostãoliberalmente.(Hojeemdia,aaçãopelaqualsederivaarelatividadegeraléconhecidacomoa“açãodeEinstein-Hilbert”.HilbertdevetersidolevadoaterminaraúltimaeminúsculapartedateoriadeEinsteinporque,comocostumavadizer,“afísicaéimportantedemaisparaserdeixadanasmãosdosfísicos”.Ouseja,osfísicosprovavelmentenãotinhamhabilidadematemáticasuficienteparasondaranatureza.Essepontodevistaparecequeeracompartilhadoporoutrosmatemáticos.OmatemáticoFelixKleinreclamariaqueEinsteinnãoerapornaturezaummatemático,mastrabalhavasobainfluênciadeimpulsosfísico-filosóficosobscuros.Essatalvezsejaadiferençaessencialentrematemáticosefísicoseomotivoporqueosprimeirosnãotêmconseguidodescobrirnovasleisdafísica.Osmatemáticoslidamexclusivamentecomumgrandenúmerodedomíniospequenoseautoconsistentes,comoramosisolados.Jáosfísicoslidamcomumpequenonúmerodeprincípiosfísicossimplescujasoluçãopoderequerermuitossistemasmatemáticos.Emboraalinguagemdanaturezasejaamatemática,aforçapropulsoraportrásdanaturezapareceseressesprincípiosfísicos,porexemplo,arelatividadeeateoriaquântica.)AsnotíciasdanovateoriadagravidadedeEinsteinforaminterrompidaspela

eclosãodaguerra.Em1914,oassassinatodoherdeirodotronoaustro-húngaro,oarquiduqueFranciscoFerdinando,desencadeouamaiorcarnificinadaépoca,arrastandoosimpériosbritânico,austro-húngaro,russoeprussianoaumconflitocatastróficoqueenvolveriadezenasdemilhõesdejovens.Quasedanoiteparaodia,professorestranqüiloseeminentesdasuniversidadesalemãstransformaram-seemnacionalistassedentosdesangue.QuasetodoocorpodocentedaUniversidadedeBerlimfoiacometidopelafebrebélicaepassoua

dedicarsuasenergiasaoesforçomarcial.EmapoioaoKaiser,93intelectuaisproeminentesassinaramonotório“Manifestoaomundocivilizado”,queconvocavatodasaspessoasasemobilizarememtornodoKaiseredeclarava,deformadeplorável,queopovoalemãoprecisavadesafiar“ashordasrussasaliadasaosmongóisenegroslançadascontraaraçabranca”.14OmanifestojustificavaainvasãoalemãdaBélgicaeproclamavaorgulhosamente:“OExércitoalemãoeopovoalemãosãoamesmacoisa.Essaconsciênciauneagora70milhõesdealemãessemdistinçãodeeducação,classeoupartido”.15AtéoprotetordeEinstein,MaxPlanck,assinouomanifesto,alémdeindivíduosilustrescomoFelixKleineosfísicosWilhelmRoentgen(odescobridordosraiosX),WaltherNernsteWilhelmOstwald.Einstein,umpacifistaempedernido,recusou-seaassinaromanifesto.Georg

Nicolai,médicodeElsaeativistaantibélicoproeminente,pediuquecemintelectuaisassinassemumcontramanifesto.DevidoàhisteriabélicaquedominavaaAlemanha,apenasquatrochegaramaassiná-lo,entreelesEinstein.Sórestavaaelebalançaracabeçaemsinaldedescrença.Escreveu:“InacreditáveloqueaEuropadesencadeouemsualoucura”.Eacrescentoutristemente:“Numaépocadessaspercebemosaquedeplorávelespécieanimalpertencemos”.16Em1916,omundodeEinsteinfoiabaladooutravez,agorapelanotícia

espantosadequeseuamigoíntimoidealistaFriedrichAdler,omesmofísicoqueabriumãogenerosamentedeumcargopotencialnaUniversidadedeZuriqueafavordeEinstein,haviaassassinadooprimeiro-ministroaustríaco,ocondeKarlvonStürgkh,numrestaurantevienenselotado,bradando:“Abaixoatirania!Queremospaz!”.OpaísinteiroficouboquiabertocomanotíciadequeofilhodofundadordoPartidoSocialdemocrataaustríacohaviacometidoumatoinomináveldehomicídiocontraanação.Adlerfoiimediatamenteenviadoàprisãoepoderiasercondenadoàmorte.Enquantoaguardavaojulgamento,Adlerretornouaopassatempofavorito,afísica,ecomeçouaescreverumlongoensaiocriticandoateoriadarelatividadedeEinstein.Éincrívelque,emmeioatodootumultocriadopeloassassinatoesuasconseqüênciaspotenciais,elesepreocupassecomaidéiadeterencontradoumerrocrucialnarelatividade!OpaideAdleragarrou-seàúnicadefesapossívelparaofilho.Percebendoa

incidênciadedoençasmentaisnafamília,Viktorafirmouqueofilhoestavaloucoepediuclemência.Comoprovadaloucura,citouofatodequeofilhoestavatentandorefutaraconsagradateoriadarelatividadedeEinstein.Einsteinofereceu-secomotestemunhadedefesa,masnuncafoiconvocado.EmboraemprincípiootribunaltenhaconsideradoAdlerculpado,

condenando-oaoenforcamento,asentençafoimaistardecomutadaparaprisão

condenando-oaoenforcamento,asentençafoimaistardecomutadaparaprisãoperpétuacomoresultadodosapelosdeEinsteineoutrosemseufavor.(Porironia,comocolapsosubseqüentedogoverno,apósaPrimeiraGuerraMundial,Adlerfoisoltoem1918echegouasereleitoparaaAssembléiaNacionalaustríaca,tornando-seumadasfigurasmaispopularesdomovimentotrabalhista.)Aguerraeotremendoesforçomentalparaacriaçãodarelatividadegeral

prejudicaramasaúdedeEinstein,quesempreforaprecária.17Acaboudominadopeladorem1917,quasesofrendoumcolapso.Suafaçanhamentalhercúleaoenfraqueceratantoqueelenãoconseguiamaissairdoapartamento.Perdeu25quilosemapenasdoismeses.Tornando-seumasombradoqueeraantes,temeuqueestivessemorrendodecâncer,masodiagnósticofoideúlceraestomacal.Osmédicosrecomendaramrepousoabsolutoeumamudançanadieta.Duranteesseperíodo,Elsatornou-seumacompanheiraconstante,cuidandododoenteatéquerecuperasseasaúde.ElesetornoumaisíntimodeElsaedasfilhasdela,especialmentedepoisquesemudouparaumapartamentopróximoaodelas.Emjunhode1919,EinsteinenfimsecasoucomElsa.Comidéiasbemclarasde

comoumprofessoreminentedeveriasetrajar,elaajudouaoperarsuatransiçãodeprofessordesleixadoesolteiroparamaridoeleganteedomesticado,talvezpreparando-oparaapróximaevoluçãoemsuavida,quandoeledespontoucomoumafiguraheróicanocenáriomundial.

u

*IstosignificaquequalquerobjetoemquedalivrenaTerraaumentasuavelocidadeem9,75metrospor

segundo(aproximadamente3,5quilômetrosporhora)acadasegundodequeda.[N.R.T.]

E

CAPÍTULO5ONOVOCOPÉRNICO

instein,recuperando-sedotumultoecaosdaPrimeiraGuerraMundial,aguardavaansiosoaanálisedoeclipsesolarseguinte,queocorreriaem29de

maiode1919.Umcientistabritânico,ArthurEddington,estavafortementemotivadoarealizaroexperimentodecisivoparatestarateoriadeEinstein.EddingtonerasecretáriodaRoyalAstronomicalSocietydaInglaterraesesentiatãoàvontaderealizandoobservaçõesastronômicascomomergulhandonamatemáticadarelatividadegeral.Eletinhaoutromotivopararealizaroexperimentodoeclipsesolar:eraquacre,esuasconvicçõespacifistasimpediram-nodelutarnoexércitobritâniconaPrimeiraGuerraMundial.Preferiairparaaprisãoaserrecrutadoparaoserviçomilitar.OsdirigentesdaUniversidadedeCambridgetemiamumescândaloseumdeseusjovensastrosfosseparaacadeiaporserecusaracombaterenegociaramcomogovernoumaprotelaçãodoalistamentoemtrocadaprestaçãodeumserviçocívico:liderarumaexpediçãoparaobservaroeclipsesolarde1919etestarateoriadeEinstein.Portanto,seudeverpatrióticooficialpeloesforçodeguerraagoraeralideraraexpediçãoafimdetestararelatividadegeral.ArthurEddingtonlevantouacampamentonailhadePríncipe,nogolfode

Guiné,nacostadaÁfricaOcidental,eoutraequipe,lideradaporAndrewCrommelin,içouvelasparaSobral,noNordestedoBrasil.Condiçõesclimáticasdesfavoráveis,comnuvenspesadasbloqueandooSol,quasearruinaramtodooexperimento.Masasnuvensmilagrosamenteseafastaramosuficienteparaqueasestrelasfossemfotografadasàumaemeiadatarde.Decorreriammeses,porém,atéqueasequipesconseguissemretornarà

Inglaterraeanalisarosdadoscomcuidado.QuandoEddingtonenfimcomparousuasfotografiascomoutrastiradasnaInglaterraváriosmesesantescomomesmotelescópio,encontrouumadeflexãomédiade1,61segundodearco,enquantoaequipedeSobraldeterminouovalorde1,98segundodearco.Tirando-seumamédia,calcularam1,79segundodearco,oqueconfirmavaa

Tirando-seumamédia,calcularam1,79segundodearco,oqueconfirmavaaprevisãodeEinsteinde1,74segundodearco,considerando-seamargemdeerroexperimental.EddingtonmaistardelembrariaafetuosamentequeverificarateoriadeEinsteinfoiomomentomaisimportantedesuavida.Em22desetembrode1919,EinsteinenfimrecebeuumtelegramadeHendrik

Lorentzinformando-odanotíciafantástica.Einsteinescreveuentusiasmadoparaamãe:“Queridamamãe—Boasnotíciashoje.H.A.LorentztelegrafoudizendoqueoexperimentoinglêsdefatoprovouadeflexãodaluzpeloSol”.1MaxPlanckaparentementepassouanoiteemclaroparaconferirseosdadosdoeclipsesolarconfirmariamarelatividadegeral.Einsteinmaistardebrincou:“Seeletivesserealmenteentendidoateoriadarelatividadegeral,teriaidoparaacamacomoeu”.2Emboraacomunidadecientíficaestivesseagoranumfrenesicomasnotícias

surpreendentesdanovateoriadagravidadedeEinstein,aexplosãosósetornoupúblicadepoisdeumareuniãoconjuntadaRoyalSocietyedaRoyalAstronomicalSocietydeLondres,em6denovembrode1919.Einsteinviu-sesubitamentetransformado,deumprofessorveteranoeeminentedefísicaemBerlim,emumafiguramundial,umdignosucessordeIsaacNewton.Naqueleencontro,ofilósofoAlfredWhiteheadobservou:“Haviaumaatmosferadecuriosidadenervosa,exatamentecomonumdramagrego”.3SirFrankDysonfoioprimeiroafalar.Disse:“Apósumestudocuidadosodaschapasestouprontoparadizerque,semsombradedúvida,elasconfirmamaprevisãodeEinstein.Obteve-seumresultadobemdefinidodequealuzédefletidadeacordocomaleidagravidadedeEinstein”.4OvencedordoprêmioNobelJ.J.Thompson,presidentedaRoyalSociety,disse

solenementequeaquelaera“umadasmaioresrealizaçõesdahistóriadopensamentohumano.Nãoéadescobertadeumailharemota,masdeumcontinenteinteirodenovasidéiascientíficas.ÉamaiordescobertarelacionadaàgravidadedesdequeNewtonenunciouseusprincípios”.5Conta-sequequandoEddingtonsaíadareunião,outrocientistaodetevee

observou:“Comenta-sequeapenastrêspessoasnomundointeiroentenderamateoriadeEinstein.Vocêdeveserumadelas”.6Eddingtonmanteve-seemsilêncio,demodoqueocientistainsistiu:“Nãosejamodesto,Eddington”.7Eddingtondeudeombrosedisse:“Nãoestousendonemumpouquinho.Sóestavapensandoquempoderiaseraterceira”.Nodiaseguinte,oTimesdeLondresanunciounamanchete:“Revoluçãona

Ciência—NovaTeoriadoUniverso—IdéiasdeNewtonDerrubadas—PronunciamentoGrandioso—Espaço‘Curvo’.”8(Eddingtonescreveupara

Einstein:“AInglaterrainteiraestácomentandoasuateoria.ParaasrelaçõescientíficasentreaInglaterraeaAlemanha,estaéamelhorcoisaquepoderiateracontecido”.9OsjornaisdeLondrestambémobservaram,emtomdeaprovação,queEinsteinserecusaraaassinarohediondomanifestodos93intelectuaisalemãesqueenfureceraosintelectuaisbritânicos.)EddingtonatuariacomoomaiordefensordeEinsteinnomundodelíngua

inglesa,erguendoatochadarelatividadegeraledefendendo-acontratodososcontestadores.ÀsemelhançadeThomasHuxleynoséculoanterior,queserviucomoo“buldoguedeDarwin”,promovendoaheréticateoriadaevoluçãoemumaInglaterravitorianaeprofundamentereligiosa,Eddingtonusariatodoopoderdesuareputaçãocientíficaesuacapacidadededebaterparapromoverarelatividade.Essauniãoestranhaentredoispacifistas,umquacreeumjudeu,ajudoualevararelatividadeàpopulaçãodelínguainglesa.Arelatividadeeclodiutãoderepentenamídiamundialquemuitosjornais

forampegosdesurpresa,lutandoparaencontraralguémcomconhecimentosdefísica.ONewYorkTimesenviouàspressasseuespecialistaemgolfe,HenryCrouch,paracobriraquelamatériaespetacular,cometendovárioserros.OManchesterGuardianenviouocríticodemúsicaparacobriramatéria.Maistarde,oTimesdeLondrespediuqueEinsteinescrevesseumartigosobresuanovateoria.Parailustraroprincípiodarelatividade,eleescreveunoTimes:

AtualmentenaAlemanhasouconsideradoumcientistaalemão,enaInglaterrasouchamadodejudeusuíço.Seeucairemdesgraça,asdescriçõesseinverterão,eeumetornareiumjudeusuíçoparaosalemãeseumcientistaalemãoparaosingleses.10

Logo,centenasdejornaisestavamclamandoporumaentrevistaexclusivacom

aqueleautênticogênio,osucessordeCopérnicoeNewton.Einsteinviu-secercadoporrepórteresávidosporumfurodereportagem.Pareciaquetodososjornaisdomundoestavamdandodestaqueàqueleassuntonaprimeirapágina.Opúblico,cansadodacarnificinaeselvageriaabsurdadaPrimeiraGuerraMundial,talvezestivesseprontoparaumafiguralendáriaqueexplorasseseusmitoselendasmaisprofundossobreosastrosnofirmamento,cujomistériosempreestiveraemseussonhos.Alémdisso,Einsteinhaviaredefinidoaimagemdoprópriogênio.Emvezdeumaimagemencastelada,opúblicoestavaencantadocomaquelemensageirodosastrossemelhanteaumjovemBeethoven,cabelosesvoaçanteseroupassurradas,quefaziaobservaçõesperspicazesparaaimprensaeempolgavaasmultidõescomseusditosespirituososegracejos.

Eleescreveuparaosamigos:“Hojeemdia,todococheiroetodogarçomdiscuteseateoriadarelatividadeestácerta.Aconvicçãodeumapessoasobreestepontodependedopartidopolíticoaquepertence”.11Masdepoisqueanovidadepassou,começouaveroladonegativodaquelapublicidade.Eleescreveu:

Desdeaenxurradadeartigosnosjornaistenhoestadotãoatoladodeperguntas,convites,desafios,quesonhoqueestouardendonoinfernoeocarteiroéodiabo,eternamenteurrandocomigoeatirandonovaspilhasdecartasnaminhacabeçaporquenãorespondiàsantigas.12

“Estemundoéumhospíciocurioso”,concluiu,comelenocentrodaquele“circodarelatividade”.13Lamentou:“Sinto-meumpoucocomoumameretriz.Todomundoquersaberoqueandofazendo”.14Caçadoresdecuriosidades,excêntricos,donosdecircos,todosclamavamporumpedaçodeAlbertEinstein.OBerlinerIllustrierteZeitungdetalhoualgunsdosproblemasenfrentadospelocientistasubitamentefamoso,querecusouumaofertagenerosadaempresadevendadeingressosLondonPalladiumdeincluí-lonumcartazjuntocomcomediantes,artistasdacordabambaecomedoresdefogo.Einsteinpodiasemprerejeitarpolidamenteofertasqueotransformassememcuriosidade,masnãoconseguiaevitarquebebês,oumesmomarcasdecharutos,fossembatizadoscomseunome.AlgotãograndiosoquantoadescobertadeEinsteininevitavelmenteatrairia

bandosdecéticosparaarmaremumcontra-ataque.OscéticosforamencabeçadospeloNewYorkTimes.Apósserecuperardochoqueinicialdeserpassadoparatráspelaimprensabritânica,seuseditoreszombaramdacredulidadedopúblicobritânicoedesuapressaemaceitarasteoriasdeEinstein.ONewYorkTimesescreveuqueosbritânicos

parecemtersidoacometidosporumaespéciedepânicointelectualquandosouberamdaverificaçãofotográficadateoriadeEinstein.Elesaospoucosestãoserecuperando,àmedidaquepercebemqueoSolcontinuanascendo—aparentemente—aleste.15

OqueirritouparticularmenteoseditoresdejornaisdeNovaYorkelevantousuassuspeitasfoiofatodetãopoucagentenomundoconseguircompreenderateoria.Oseditoresreclamaramqueaquiloestavanolimitedeserantiamericanoeantidemocrático.Seráqueomundoestásendoenganadoporumpiadista?Nomundoacadêmico,oscéticosforamlegitimadosporumprofessorde

mecânicacelestedaUniversidadedeColumbiachamadoCharlesLanePoor.Eleequivocadamenteliderouoataque,invectivando:“Assupostasprovasastronômicasdateoria,conformecitadasereivindicadasporEinstein,nãoexistem”.16PoorcomparouoautordateoriadarelatividadecomospersonagensdeLewisCarroll:

Tenholidováriosartigossobreaquartadimensão,ateoriadarelatividadedeEinsteineoutrasespeculaçõespsicológicassobreaconstituiçãodouniversoe,apósaleitura,sinto-mecomoosenadorBrandegeedepoisumjantarcélebreemWashington.“Sinto-me”,disseele,“comosetivessepasseadocomAlicenoPaísdasMaravilhasetomadochácomoChapeleiro.”17

OengenheiroGeorgeFrancisGillettedeclarou,furioso,quearelatividadeconstituía

físicavesga,totalmentedoida,oresultadoimbecildeumacólicamental,onadirdapuraidioticeeumabesteiradignadovodu.Em1940,arelatividadeseráconsideradaumapiada.EinsteinjáestámortoeenterradojuntocomAndersen,GrimmeoChapeleiro.18

Aironiaéqueoshistoriadoressóselembramaindadessesindivíduosporcausadesuasinvectivasvãscontraateoriadarelatividade.AboaciênciatemcomocaracterísticainconfundívelofatodequeafísicanãoédeterminadaporumconcursodepopularidadeoupeloseditoriaisdoNewYorkTimes,maspelaexperimentaçãocuidadosa.ComodissecertavezMaxPlanck,referindo-seàscríticasferozesqueenfrentouaoproporsuateoriaquântica:

Umanovaverdadecientíficaemgeralpermanecenãoporqueseusadversáriossedeclarampersuadidosouconvencidos,masporqueosadversáriosgradualmentevãodesaparecendoeageraçãomaisnovasefamiliarizacomaverdadedesdeoprincípio.19

OpróprioEinsteincertavezobservou:“Grandesespíritossempreenfrentaramumaoposiçãoviolentaporpartedasmentesmedíocres”.20Infelizmente,aadulaçãoaEinsteinnaimprensaestimulouoódio,ociúmeea

invejadoexércitocrescentedeseusdetratores.OmaisnotórioinimigodosjudeusnacomunidadedafísicaeraPhilippLenard,ofísicovencedordoprêmioNobelquehaviaestabelecidoadependênciabásicaentreoefeitofotoelétricoeafreqüênciadaradiação,resultadoquefoifinalmenteexplicadopelateoriadeEinsteindoquantumdeluz,ofóton.Milevachegouaassistirapalestrasde

LenardquandovisitouHeidelberg.Empublicaçõesviolentas,eledepreciouEinsteincomouma“fraudejudaica”edissequearelatividade“poderiatersidoprevistadesdeoprincípio—seateoriaracialestivessemaisdisseminada—,jáqueEinsteineraumjudeu”.21AcabousetornandomembrodestacadodoquesechamouaLigaAnti-relatividade,dedicadaaeliminara“físicajudaica”daAlemanhaeestabelecerapurezadafísicaariana.Lenardnãoeraumafiguraisoladanomundodafísica.Elerecebeuaadesãodemuitoscientistasalemães,inclusiveovencedordoprêmioNobelJohannesStarkeHansGeiger(inventordocontadorGeiger).Emagostode1920,essegrupovirulentodedetratoresalugouoimensoTeatro

daFilarmônicaemBerlimcomoúnicoobjetivodedenunciarateoriadarelatividade.Demodomemorável,Einsteinestavanaplatéia.Eleenfrentouumasérieininterruptadeoradoresiradosqueodenunciaram,àsuafrente,comoumcaçadordepublicidade,plagiadorecharlatão.Nomêsseguinte,houveoutrodessesconfrontos,dessaveznumareuniãodaSociedadedosCientistasAlemães,emBadNauheim.Apolíciaestavapresentenaentradadosalãoparaevitarqualquerprotestoouviolência.EinsteinfoivítimadevaiasezombariasquandotentouresponderaalgumasdasacusaçõesinflamadasdeLenard.NotíciasdesseeventoruidosochegaramaosjornaisdeLondres,eopovobritânicoalarmou-secomrumoresdequeomaiorcientistadaAlemanhaestavasendoforçadoadeixaropaís.Paranegaressesrumores,orepresentantedoMinistériodasRelaçõesExterioresalemãoemLondresdeclarouqueseriacatastróficoparaaciênciaalemãseEinsteinpartisseeque“nãodevemosespantaressehomem,quepodemosusarempropagandaculturaleficaz”.22Emabrilde1921,comconvitesafluindodetodasaspartesdomundo,Einstein

decidiuusarsuarecentecelebridadeparapromovernãoapenasarelatividade,mastambémsuasoutrascausas,queagoraincluíamapazeosionismo.Elehaviaenfimredescobertoasraízesjudaicas.23EmconversaslongascomoamigoKurtBlumenfeld,começouacompreenderplenamenteosofrimentoterrívelinfligidoaopovojudeuatravésdosséculos.Blumenfeld,eleescreveu,foioresponsávelpor“tornar-meconscientedeminhaalmajudaica”.24ChaimWeizmann,umsionistadedestaque,teveaidéiadeusarEinsteincomoumchamarizparaangariarfundosparaaUniversidadeHebraicadeJerusalém.OplanoenvolveuumaviagemdeEinsteinpelosEstadosUnidos.AssimqueonaviochegouaoportodeNovaYork,Einsteinviu-secercadode

repórteresávidosporumrelancedele.Multidõesseenfileiraramnasruasparaversuacarreataevibraramquandoeleacenoudesualimusineconversível.“É

comoocircodeBarnum!”,exclamouElsa,quandoalguémjogouumbuquêdefloresparaela.25Einsteinrefletiu:“AsdamasdeNovaYorkqueremumanovidadeacadaano.Esteanoamodaéarelatividade”.26Eleacrescentou:“Seráquetenhoalgodecharlatãoouhipnotizadorqueatraiaspessoascomoumpalhaçodecirco?”.Comoesperado,Einsteindespertouumenormeinteresseentreopúblicoe

estimulouacausasionista.Simpatizantes,caçadoresdecuriosidadeseadmiradoresjudeuslotaramtodososauditóriosondeelefalou.Umamultidãode8milpessoasespremeu-seno69oArsenaldoRegimento,emManhattan,enquanto3miltiveramquesermandadasdevolta,ávidasporumvislumbredogênio.27ArecepçãoaEinsteinnoCityCollegedeNovaYorkfoiumdospontosaltosdaviagem.IsidorIsaacRabi,quemaistardeganhariaoprêmioNobel,tomounotasdetalhadasdapalestraemaravilhou-secomofatodeEinstein,aocontráriodosoutrosfísicos,possuirumcarismaqueatraíaasmultidões.(Atéhoje,umafotodetodoocorpodiscentedoCityCollegedeNovaYorkcercandoEinsteinpendedaparededoescritóriododiretordaescola.)DepoisdedeixarNovaYork,EinsteinpercorreuosEstadosUnidos,fazendo

visitasrápidasaváriascidadesimportantes.EmCleveland,3milpessoasocercaram.Elesóescapou“depossíveisferimentosgravesgraçasaoesforçoárduodeumesquadrãodeveteranosdeguerrajudeusqueafastaramàforçaaspessoasquetentavamvê-loatodocusto”.28EmWashington,encontrou-secomopresidenteWarrenG.Harding.Infelizmente,nãopuderamsecomunicar,jáqueEinsteinnãofalavainglêseHardingnãosabiaalemãonemfrancês.(Notodo,opériplodeEinsteinrendeuquase1milhãodedólares;250mildólaresdessetotalvieramdeumúnicojantarnoHotelWaldorfAstoria,emqueelesedirigiuaoitocentosmédicosjudeus.)SuaviagemaosEstadosUnidos,alémdeintroduzirmilhõesdenorte-

americanosaosmistériosdeespaçoetempo,tambémreafirmouocompromissoprofundoesincerodeEinsteincomacausajudaica.Criadonumlareuropeuconfortáveldeclassemédia,elenãotinhanenhumcontatodiretocomosofrimentodosjudeuspobresaoredordomundo.“Foiaprimeiraveznaminhavidaquevijudeusemmassa”,observou.29

SomentenosEstadosUnidosvimadescobriropovojudeu.Euhaviavistomuitosjudeus,masnememBerlim,nememoutraspartesdaAlemanhadepareicomopovojudeu.OpovojudeuquevinosEstadosUnidoseraoriundodaRússia,daPolônia,emgeraldoLesteeuropeu.30

DepoisdosEstadosUnidos,EinsteinfoiparaaInglaterra,ondeseencontroucomoarcebispodeCanterbury.Paraalíviodosacerdote,Einsteinassegurouqueateoriadarelatividadenãosolapariaomoraldopovonemsuacrençanareligião.ElealmoçouemcasadosRothschildeencontrou-secomograndefísicoclássicolordeRayleigh,quelhedisse:“Sesuasteoriasestãocorretas,compreendoqueeventos,digamos,daconquistanormandaaindanãoocorreram”.31*AoserapresentadoalordeHaldaneesuafilha,estadesmaiouanteoeminentecientista.Maistarde,EinsteinprestouhomenagemaIsaacNewton,visitandosuatumbanopedaçomaissagradodaInglaterra,aabadiadeWestminster,ondedepositouumacoroadeflores.Emmarçode1922,elerecebeuumconviteparafalarnoCollègedeFrance,ondefoicercadopelaimprensaparisienseeseguidoporenormesmultidões.Umjornalistaobservou:

Elesetornouagrandemoda.Acadêmicos,políticos,artistas,policiais,choferesdetáxiebatedoresdecarteirassabemosdiasdaspalestrasdeEinstein.ToutParissabetudosobreEinsteinefalasobreeleatéaquiloquenãosabe.32

Aviagemfoicercadadecontrovérsia,quandoalgunscientistas,aindasofrendoasferidasdaPrimeiraGuerraMundial,boicotaramsuapalestra,dandocomodesculpaofatodeaAlemanhanãosermembrodaLigadasNações.(Emresposta,umjornalparisiensecaçoou:“Seumalemãodescobrisseacuradocânceroudatuberculose,essestrintaacadêmicosteriamqueesperaratéqueaAlemanhasetornassemembrodaLigadasNaçõesparausaroremédio?”.33)OretornodeEinsteinàAlemanha,porém,foitoldadopelainstabilidade

políticadeBerlimnopós-guerra.Aquelaeraatemporadadosassassinatospolíticos.Em1919,oslíderessocialistasRosaLuxemburgoeKarlLiebknechthaviamsidomortos.Emabrilde1922,WaltherRathenau,físicojudeuecolegadeEinsteinquesetornaraministrodoExteriordaAlemanha,foiassassinadoarajadasdemetralhadoraemseucarro.Algunsdiasdepois,MaximilianHarden,outrojudeuimportante,foigravementeferidoemoutratentativadeassassinato.Umdiadelutonacionalfoideclarado,comfechamentodosteatros,escolase

universidadesemhomenagemaRathenau.Ummilhãodepessoasmantiveram-seemsilênciodiantedoprédiodoparlamentoondeserealizouofuneral.Noentanto,PhilippLenardrecusou-seacancelarsuasaulasnoInstitutodeFísicadeHeidelberg.(Antes,elechegaraadefenderqueRathenaufosseassassinado.Nodiadolutonacional,umgrupodetrabalhadorestentoupersuadirLenardacancelarsuasaulas,masforamencharcadosporbaldesd’águaatiradosdo

segundoandardoprédio.OstrabalhadoresentãoinvadiramoinstitutoearrastaramLenardparafora.Estavamprestesaatirá-lonorioquandoapolíciainterveio.34)Naqueleano,umjovemalemão,RudolphLeibus,foiacusadoemBerlimde

oferecerumarecompensapeloassassinatodeEinsteineoutrosintelectuais,alegandoque“eraumdeverpatrióticofuzilaresseslíderesdosentimentopacifista”.35Elefoiconsideradoculpadopelotribunal,mascondenadoapagarapequenamultadedezesseisdólares.(Einsteinlevavaessasameaçasasério,tantodeanti-semitascomodeindivíduosdementes.Certavez,umaimigranterussamentalmentedesequilibrada,EugeniaDickson,escreveuumasériedecartasameaçadorasaEinstein,acusando-odeserumimpostorquefingiaseroEinsteinreal,einvadiuacasadeletentandomatá-lo.Mas,antesqueaquelamulhermalucapudesseatacá-lo,Elsaatracou-secomelaàporta,conseguindodominá-laechamarapolícia.36)Einstein,enfrentandoaquelaondaperigosadeanti-semitismo,aproveitoua

oportunidadepararealizaroutraexcursãopelomundo,dessavezaoOriente.OfilósofoematemáticoBertrandRussellestavadandopalestrasnoJapão,eseusanfitriõespediramqueindicassealgumasdaspessoasmaisilustresdaépocaparafalaremnopaís.EleimediatamenteindicouLênineEinstein.ClaroqueLêninnãoestavadisponível,demodoqueoconvitefoiparaEinstein.Eleaceitouecomeçousuaodisséiaemjaneirode1923.“Avidaécomoandardebicicleta.Paraseequilibrar,vocêtemquesemanteremmovimento”,escreveu.37AcaminhodeJapãoeChina,EinsteinrecebeuumamensagemdeEstocolmo

queparamuitosjávinhatardedemais.OtelegramaconfirmavasuapremiaçãocomoNobeldeFísica.Masoprêmionãofoipelateoriadarelatividade,suarealizaçãomáxima,esimpeloefeitofotoelétrico.Quandoeleenfimproferiuseudiscursodeagradecimentonoanoseguinte,surpreendeuopúblico,deumaformabemtípicadele,nãomencionandooefeitofotoelétrico,comotodosesperavam,masfalandosobrearelatividade.PorqueEinstein,delongeafiguramaisvisívelerespeitadadafísica,demorou

tantotempoparaganharoprêmioNobel?Contrariandoasexpectativas,elehaviasidorejeitadooitovezespelaComissãodoprêmioNobel,de1910a1921.Duranteesseperíodo,numerososexperimentoshaviamsidoconduzidosparaconfirmaraprecisãodarelatividade.SvenHedin,umdosmembrosdacomissãopremiadoradoNobel,maistardeconfessouqueoproblemafoiLenard,quetinhagrandeinfluênciasobreoutrosjuízes,incluindoHedin.OfísicovencedordoNobel,RobertMillikan,tambémrecordouqueacomissãopremiadora,

divididaquantoàquestãodarelatividade,acabouincumbindoummembrodeavaliarateoria:“ElededicoutodoseutempoaoestudodateoriadarelatividadedeEinstein.Nãoconseguiuentendê-la.Nãoousouconcederoprêmioecorreroriscodedescobrir,maistarde,queateoriadarelatividadeerainválida.38”Comoprometera,EinsteinenviouodinheirodoprêmioNobelaMileva,como

partedoacordododivórcio(32milemdólaresde1923).ElaacabouusandoodinheiroparacomprartrêsprédiosemZurique.Nasdécadasde1920e1930,Einsteinhaviaemergidocomoumgiganteno

cenáriomundial.39Osjornaissolicitavamentrevistas,seurostosorrianoscinejornais,eleerainundadocompedidosdepalestraseosjornalistasrevelavamosmínimosdetalhesdesuavida.EinsteinbrincouqueeraoreiMidas,comadiferençadequetudoquetocavasetransformavaemmanchetedejornal.Aturmade1930daUniversidadedeNovaYork,indagadasobreafiguramaispopulardomundo,escolheuCharlesLindberghemprimeirolugareAlbertEinsteinemsegundo,nafrentedequalquerastrodeHollywood.AondequerqueEinsteinfosse,suamerapresençaatraíamultidões.Quatromilpessoas,porexemplo,começaramumtumultotentandoassistiraumfilmesobrearelatividadenoMuseudeHistóriaNaturaldeNovaYork.UmgrupodeindustriaischegouafinanciaraconstruçãodaTorreEinsteinemPotsdam,Alemanha,umobservatóriosolardeaspectofuturista,concluídoem1924,queabrigavaumtelescópionumatorrededezesseismetrosdealtura.Einstein,detãorequisitadoporartistasefotógrafosquequeriamcaptarorostodogênio,descreveusuaprofissãocomo“modelodeartistas”.Dessavez,porém,nãorepetiuoerrocometidocomMileva,abandonando-a

enquantodavavoltaspelomundo.ParaaalegriadeElsa,elealevavajuntoaosencontroscomcelebridades,arealezaeospoderosos.Elsa,porsuavez,adoravaomaridoeregozijava-secomsuafamamundial.Elaera“delicada,calorosa,maternal,oprotótipodaburguesa,eadoravatomarcontadeseuAlbertle”.40Em1930,EinsteinfezsuasegundaviagemtriunfanteaosEstadosUnidos.Na

visitaaSanDiego,ohumoristaWillRogersobservousobreEinstein:

Elecomiacomtodomundo,falavacomtodomundo,posavaparatodomundoqueaindatinhafilmenamáquina,compareciaatudoqueeraalmoço,tudoqueerajantar,todaestréiadefilme,todocasamentoedoisterçosdosdivórcios.Naverdade,elesemostravaumcamaradatãobomqueninguémtinhaacoragemdeperguntarqualeraasuateoria.41

ElevisitouoCaliforniaInstituteofTechnologyeoobservatóriodeMonte

Wilson,encontrando-secomoastrônomoEdwinHubble,quehaviaconfirmadoalgumasdasteoriasdeEinsteinsobreouniverso.TambémvisitouHollywoodefoirecebidocomobrilhodeumsuperstar.Em1931,eleeElsaassistiramàpremièredofilmedeCharlieChaplin,Luzesdacidade.Amultidãolutavaparaver,aindaquefugazmente,ocientistadefamamundialcercadopelarealezadeHollywood.Naabertura,enquantoopúblicoaplaudiafreneticamenteChaplineEinstein,Chaplinobservou:“Aspessoasmeaplaudemporquetodosmecompreendem,eaplaudemvocêporqueninguémocompreende”.42Desnorteadocomofrenesiqueascelebridadesconseguemprovocar,Einsteinindagouoquetudoaquilosignificava.Chaplinrespondeucomsabedoria:“Nada”.(AovisitarafamosaigrejaRiverside,deNovaYork,Einsteinviuseurostonumvitralqueretratavaosgrandesfilósofos,líderesecientistasdomundo.Brincou:“Euatépoderiaimaginarquemetransformassememumsantojudeu,masnuncapenseiquemetornariaumsantoprotestante!”.43)Einsteintambémeraconsultadosobresuasidéiasacercadefilosofiaereligião.

SeuencontrocomumcolegacontempladocomoprêmioNobel,omísticoindianoRabindranathTagore,em1930,atraiuaatençãodaimprensa.Formavamumaduplainteressante:Einstein,cabelosbranquíssimos,eTagore,longaeimponentebarbabranca.Umjornalistaobservou:

Erainteressantevê-losjuntos—Tagore,opoetacomacabeçadepensador,eEinstein,opensadorcomacabeçadepoeta.Paraumobservador,eracomosedoisplanetasestivessemenvolvidosnumbate-papo.44

DesdeassuasleiturasdeKantquandojovem,Einsteinpassaraasuspeitarda

filosofiatradicional,queemsuaopiniãomuitasvezesdegeneraraemprestidigitaçãopomposae,emúltimaanálise,simplista.Eleescreveu:“Afilosofiacomoumtodonãoaparentatersidoescritacommel?Parecemaravilhosaquandocontemplada,masaumsegundoolhartudofoiembora.Restaapenasumamassaindistinta”.45TagoreeEinsteindiscordaramquantoàpossibilidadedeomundopoderexistirsemaexistênciahumana.EnquantoTagoresustentavaacrençamísticadequeaexistênciahumanaeraessencialàrealidade,Einsteindiscordou:“Omundo,consideradosoboaspectofísico,existeadespeitodaconsciênciahumana”.46Sebemquediscordassemnaquestãodarealidadefísica,chegaramaumconsensomaiornasquestõesdareligiãoemoralidade.Naáreadaética,Einsteinacreditavaqueamoralidadeeradefinidapelahumanidade,nãoporDeus.“Amoralidadeédamáximaimportância—masparanós,nãoparaDeus”,observouele.“Nãoacreditonaimortalidadedoindivíduoeconsideroa

éticaumapreocupaçãoexclusivamentehumana,semnenhumaautoridadesobre-humanasubjacente47”.Postoquecéticoquantoàfilosofiatradicional,Einsteinmostravaumprofundo

respeitopelosmistériosrepresentadospelareligião,principalmenteanaturezadaexistência.Eleescreveria:“Aciênciasemreligiãoémanca,areligiãosemciênciaécega”.48Tambématribuiriaaessereconhecimentodomistérioafontedetodaciência:“Todasasespeculaçõesdevalornodomíniodaciênciaemanamdeumsentimentoreligiosoprofundo”.Einsteinescreveu:“Aexperiênciamaisbonitaeprofundaqueumhomempodeteréasensaçãodomisterioso.Éoprincípiosubjacenteàreligião,bemcomoatodososesforçossériosemarteeciência”.49Econcluiu:“Seháalgoemmimquepossaserchamadodereligioso,éaadmiraçãoilimitadapelaestruturadomundonamedidaemqueaciênciaconseguerevelá-lo”.50Aafirmaçãomaiseleganteeexplícitaquefezsobrereligiãofoiescritaem1929:

Nãosouateuenãocreioquepossameconsiderarpanteísta.Estamosnasituaçãodeumacriancinhaqueadentraumaenormebibliotecarepletadelivrosemdiferenteslínguas.Acriançasabequealguémdeveterescritoaqueleslivros.Nãosabecomo.Elanãoentendeaslínguasemqueestãoescritos.Acriançasuspeitalevementedeumaordemmisteriosanadisposiçãodoslivros,masnãosabequalé.Esta,aoquemeparece,éaatitudemesmodoserhumanomaisinteligenteparacomDeus.Vemosumuniversomaravilhosamentedispostoeobedecendoacertasleis,massótemosumatênuecompreensãodessasleis.Nossasmenteslimitadasnãoconseguemcaptaraforçamisteriosaquemoveasconstelações.Fascina-meopanteísmodeSpinoza,masadmiroaindamaissuascontribuiçõesaopensamentomoderno,porseroprimeirofilósofoalidarcomaalmaeocorpocomoumtodo,nãocomoduascoisasseparadas.51

EinsteincostumavafazerumadistinçãoentredoistiposdeDeus,quemuitas

vezessãoconfundidosnasdiscussõessobrereligião.PrimeiroexisteoDeuspessoal,oDeusquerespondeàsorações,abreaságuasdomarMorto,operamilagres.Trata-sedoDeusdaBíblia,oDeusdaintervenção.DepoisexisteoDeusemqueEinsteinacreditava,oDeusdeSpinoza,oDeusquecriouasleissimpleseelegantesqueregemouniverso.Mesmoemmeioàquelecircodamídia,Einsteinmilagrosamentenuncaperdeu

seufoco,concentrandoseusesforçosnasondagemdessasleisdouniverso.Nostransatlânticosouemlongasviagensdetrem,tinhadisciplinasuficienteparaevitardistraçõeseconcentrar-seemseutrabalho.Eoqueointrigavaduranteaqueleperíodoeraacapacidadedesuasequaçõesdeesclareceraestruturadoprópriouniverso.

u

*AInglaterrafoiconquistadapeloduquedaNormandia,Guilherme,oConquistador,em1066.[N.T.]

O

CAPÍTULO6OBIG-BANGEOSBURACOSNEGROS

universoteveumprincípio?Ouniversoéfinitoouinfinito?Eleteráumfim?Quandocomeçouaindagaroquesuateoriapoderiarevelarsobreocosmos,

Einstein—àsemelhançadeNewtonantesdele—deparoucomosmesmostiposdequestõesquehaviamintrigadoosfísicosséculosantes.Em1692,cincoanosapóscompletarsuaobra-prima,Philosophiaenaturalis

principiamathematica,Newtonrecebeuumacartadeumpastor,RichardBentley,queodeixouintrigado.Bentleyobservouque,seagravidadefosseestritamenteatrativa,enuncarepulsiva,qualquerconjuntoestáticodeestrelasnecessariamentecolapsariasobresimesma.Estaobservaçãosimples,maspotente,eradesconcertante:emboraouniversoparecessebemestável,agravitaçãouniversal,decorridoumtemporazoável,fariacomqueouniversointeirocolapsasse!Bentleyestavaisolandoumproblemabásicoenfrentadoporqualquercosmologiaemqueagravidadefosseumaforçaatrativa:umuniversofinitodeveforçosamenteserinstáveledinâmico.Apósrefletirsobreessaquestãoperturbadora,Newtonenviouumacartaem

respostaparaBentley,afirmandoqueouniverso,paraevitaressecolapso,teriaqueconsistiremumconjuntoinfinitoeuniformedeestrelas.Seouniversofossedefatoinfinito,asestrelasseriamatraídasuniformementeemtodasasdireções.Dessemodo,ouniversopoderiaserestável,aindaqueagravidadefosseestritamenteatrativa.Newtonescreveu:“Seamatériaestivessedispostauniformementeporumespaçoinfinito,jamaispoderiaseagregarnumasómassa...eassimoSoleasestrelasfixaspoderiamserformados”.1Masopressupostodouniversoinfinitofaziasurgiroutroproblemamais

profundo,conhecidocomooparadoxodeOlbers.Oparadoxoconsisteemumaperguntasimples:porqueocéunoturnoénegro?Seouniversofordefatoinfinito,estáticoeuniforme,paraondequerqueolhássemosnocéu,deveríamosverumaestrela.Dessaforma,umaquantidadeinfinitadeluzestelardeveriaatingirnossosolhosdetodasasdireções,eocéunoturnodeveriaserbranco,e

atingirnossosolhosdetodasasdireções,eocéunoturnodeveriaserbranco,enãopreto.Assim,seouniversofosseuniformeefinito,colapsaria,massefosseinfinito,deveriaestarpegandofogo!Maisdeduzentosanosdepois,Einsteinenfrentouosmesmosproblemas,mas

deformadisfarçada.Em1915,ouniversoeraumlugarconfortável,supostamenteconsistindoemumagaláxiaestáticaesolitária:aViaLáctea.Essafaixabrilhantedeluzqueseestendepelocéunoturnoconsistiaembilhõesdeestrelas.Mas,quandoEinsteincomeçouaresolversuasequações,descobriualgoperturbadoreinesperado.Elesupunhaqueouniversoestivesserepletodeumgásuniforme,umaaproximaçãodasestrelasenuvensdepoeira.Parasuaconsternação,descobriuqueseuuniversoeradinâmico,quepreferiaseexpandiroucontrairenuncasemostravaestável.Defato,elelogoseachounaareiamovediçadasquestõescosmológicasque,aolongodotempo,vêmintrigandofilósofosefísicoscomoNewton.Osuniversosfinitosnuncasãoestáveissobagravidade.Einstein,forçadocomoNewtonaencararumuniversodinâmicoemcontração

ouexpansão,aindanãoestavapreparadopararejeitaromodelopredominantedeumuniversoatemporaleestático.Eleaindanãoerarevolucionárioosuficienteparaaceitarqueouniversoestivesseseexpandindooutivesseumcomeço.Suasoluçãofoiumtantodébil.Em1917,introduziuoquepoderiaserchamadodeum“fatordecorreção”emsuasequações:a“constantecosmológica”Essefatorpostulavaumaantigravidaderepulsivaquecontrabalançavaaforçaatrativadagravidade.Ouniversosetornouestáticopordecreto.Paraefetuaressaprestidigitação,Einsteinpercebeuqueaco-variânciageral,o

maisimportanteprincípiomatemáticoportrásdarelatividadegeral,admitedoisobjetosco-variantesgeraispossíveis:acurvaturadeRicci(queformaabasedarelatividadegeral)eovolumedoespaço-tempo.Portanto,umsegundotermopoderiaseracrescidoàssuasequações,quefossecompatívelcomaco-variânciageraleproporcionalaovolumedouniverso.Emoutraspalavras,aconstantecosmológicaatribuíaumaenergiaaoespaçovazio.Essetermodeantigravidade,agoradenominado“energiaescura”,éaenergiadovácuopuro.Elapodeafastarasgaláxiasouaproximá-las.Einsteinescolheuovalorprecisodaconstantecosmológicaparaneutralizaracontraçãocausadapelagravidade,demodoqueouniversosetornasseestático.Ficoufrustradocomasolução,quecheiravaaumembustematemático,masnãotinhaoutrasaídasequisessepreservarumuniversoestático.(Decorreriamoitentaanosatéqueosastrônomosenfimencontrassemindíciosdaconstantecosmológica,queseacreditaagoraserafontepredominantedeenergianouniverso.)Oquebra-cabeçatornou-semaisdifícilnosanosseguintes,comadescobertade

Oquebra-cabeçatornou-semaisdifícilnosanosseguintes,comadescobertadenovassoluçõesàsequaçõesdeEinstein.Em1917,WillemdeSitter,umfísicoholandês,viuqueerapossívelchegaraumasoluçãoestranhaparaasequaçõesdeEinstein:umuniversovaziodematériaque,mesmoassim,seexpandia!Bastavaaconstantecosmológica,aenergiadovácuo,paraimpelirumuniversoemexpansão.EssasoluçãoperturbouEinstein,queaindaacreditava,comoMachantesdele,queanaturezadoespaço-tempodeveriaserdeterminadapeloconteúdodematériadouniverso.Aliestavaumuniversoqueseexpandiasemnenhumamatéria,precisandoapenasdeenergiaescuraparasepropelirparaafrente.OsúltimospassosradicaisforamdadosporAlexanderFriedmann,em1922,e

umsacerdotebelga,GeorgesLemaître,em1927,quemostraramqueumuniversoemexpansãoseevidencianaturalmentedasequaçõesdeEinstein.FriedmannobteveumasoluçãodasequaçõesdeEinsteinquecomeçavacomumuniversohomogêneo,isotrópico,cujoraioseexpandeousecontrai.(Infelizmente,Friedmannmorreuem1925defebretifóideemLeningradoantesquepudessedetalharsuasolução.)NomodelodeFriedmann-Lemaître,existemtrêssoluçõespossíveis,dependendodadensidadedouniverso.Seadensidadedouniversosuperarcertovalorcrítico,suaexpansãoacabarárevertidapelagravidade,eouniversocomeçaráasecontrair.(Adensidadecríticaédecercadetrezeátomosdehidrogêniopormetrocúbico.)Nesseuniverso,acurvaturageralépositiva(umaesferapossuicurvaturapositiva).Seadensidadedouniversoforinferioraovalorcrítico,agravidadeseráinsuficienteparareverteraexpansãodouniverso,queseexpandiráindefinidamente.(Ouniversoacabaráseaproximandodozeroabsolutodetemperaturaaoseexpandiremdireçãoaodenominado“grandecongelamento”).Nesseuniverso,acurvaturageralénegativa(umaselaouopavilhãodeumtrompetepossuicurvaturanegativa).Porfim,existeapossibilidadedequeouniversoestaráequilibradobemnovalorcrítico(casoemqueaindaseexpandiráindefinidamente).Nesseuniverso,acurvaturaézero,demodoqueeleéplano.Dessemodo,odestinodouniversopoderiaserdeterminado,emprincípio,pelasimplesmediçãodadensidademédia.Oprogressonessadireçãoeradesconcertante,jáqueagorahaviapelomenos

trêsmodeloscosmológicosdecomoouniversodeveriaevoluir(osmodelosdeEinstein,DeSittereFriedmann-Lemaître).Aquestãoficouemabertoaté1929,quandofoienfimresolvidapeloastrônomoEdwinHubble,cujosresultadosviriamaabalarosfundamentosdaastronomia.Eleprimeirodemoliuateoriadouniversodeumasógaláxia,demonstrandoapresençadeoutrasgaláxiasbem

universodeumasógaláxia,demonstrandoapresençadeoutrasgaláxiasbemalémdaViaLáctea.(Ouniverso,longedeserumconjuntoconfortáveldeumas100bilhõesdeestrelascontidasemumasógaláxia,agoracontinhabilhõesdegaláxias,cadaumacontendobilhõesdeestrelas.Emapenasumanoouniversosubitamenteexplodiu.)Eledescobriuquehaviapotencialmentebilhõesdeoutrasgaláxias,equeamaispróximaeraAndrômeda,acercade2milhõesdeanos-luzdaTerra.(Apalavra“galáxia”derivadapalavragregapara“leite”,poisosgregosacreditavamqueagaláxiaViaLácteaconsistisseemleiteesparramadopelosdeusesnocéunoturno.)BastariaestarevelaçãochocanteparagarantirafamadeHubbleentreos

gigantesdaastronomia.MasHubblefoimaislongeainda.Em1928,fezumaviagemdecisivaàHolanda,ondeseencontroucomDeSitter,quesustentavaquearelatividadegeraldeEinsteinpreviaumuniversoemexpansão,comumarelaçãosimplesentreodesvioparaovermelhoeadistância.QuantomaisdistantedaTerra,maisrápidoumagaláxiaestariaseafastando.(EssedesvioparaovermelhodifereligeiramentedaqueleanalisadoporEinsteinjáem1915.ÉcausadoporgaláxiasseafastandodaTerraemumuniversoemexpansão.Seumaestrelaamarela,porexemplo,seafastadenós,avelocidadedoraiodeluzpermanececonstante,masseucomprimentodeondaé“esticado”,demodoqueacordaestrelaamarelasetornaavermelhada.Deformasemelhante,seumaestrelaamarelaseaproximadaTerra,seucomprimentodeondaseencolhe,seespreme,comoumacordeão,esuacortorna-seazulada.)QuandoretornouaoobservatóriodemonteWilson,Hubbleiniciouumexame

sistemáticododesvioparaovermelhodasgaláxiasparatestarestacorrelação.Elesabiaque,jáem1912,VestoMelvinSlipherhaviamostradoquealgumasnebulosasdistantesestavamseafastandodaTerra,criandoumdesvioparaovermelho.HubblepassouacalcularsistematicamenteodesvioparaovermelhodegaláxiasdistantesedescobriuqueessasgaláxiasestavamseafastandodaTerra—emoutraspalavras,ouniversoestavaseexpandindoaumavelocidadefantástica.EntãodescobriuqueseusdadospodiamseenquadrarnaconjecturadeWillemdeSitter.Istoagorasechamaa“leideHubble”:quantomaisrápidoumagaláxiaseafastadaTerra,maislongeestá(evice-versa).Aotraçarográficodadistânciaversusvelocidade,Hubbleencontrouumalinha

quasereta,conformeprevistopelarelatividadegeral,cujainclinaçãosechamaagora“constantedeHubble”.Hubble,porsuavez,estavacuriosoporsabercomoseusresultadosseencaixariamnaquelesdeEinstein.(Infelizmente,omodelodeEinsteintinhamatéria,masnãomovimento,eouniversodeDeSittertinhamovimento,masnãomatéria.OsresultadosdeHubblepareciamcondizercomo

trabalhodeFriedmanneLemaître,quetinhamatériaemovimento.)Em1930,EinsteinfezumaperegrinaçãoaoobservatóriodemonteWilson,ondeconheceuHubble.(Quandoosastrônomosdelásevangloriaramdequeseutelescópiogigantescodecempolegadas,omaiordomundonaépoca,eracapazdedesvendaraestruturadouniverso,Elsanãoseimpressionou.Disse:“Omeumaridofazistonoversodeumenvelopeusado”.2)QuandoHubbleexplicouosresultadosminuciososdesuaanálisededezenasdegaláxias,todasseafastandodaViaLáctea,Einsteinadmitiuquesuaconstantecosmológicahaviasidoomaiorerrodesuavida.Aconstantecosmológica,introduzidaporEinsteinparacriarartificialmenteumuniversoestático,tornava-sedispensável.Ouniversonaverdadeseexpandia,comoeledescobriraumadécadaantes.Alémdisso,asequaçõesdeEinsteinforneciamtalvezaderivaçãomaissimples

daleideHubble.Suponhaqueouniversosejaumbalãoqueestáseexpandindo,asgaláxiasrepresentadascomopontosminúsculospintadosnobalão.Paraumaformigaqueestejanumdessespontos,parecequetodososoutrospontosestãoseafastando.Deformasemelhante,quantomaislongeumpontoestiverdaformiga,masrapidamenteestaráseafastando,comonaleideHubble.Dessemodo,asequaçõesdeEinsteinlançaramumanovaluzsobreperguntasantigascomo:ouniversotemumfim?Seouniversoterminarnummuro,poderemosperguntar:oqueexistealémdomuro?ColombopoderiaterrespondidoàperguntalevandoemcontaaformadaTerra.Emtrêsdimensões,aTerraéfinita(nãopassandodeumabolaflutuandonoespaço),masemduasdimensõeselapareceinfinita(sealguémficardandovoltasemtornodela).Dessemodo,alguémcaminhandonasuperfíciedaTerranuncaencontraráumfim.Portanto,aTerraéaomesmotempofinitaeinfinita,dependendodonúmerodedimensõesmedidas.Similarmente,épossívelafirmarqueouniversoéinfinitoemtrêsdimensões.Nãoexisteummurodetijolosnoespaçoquerepresenteofimdouniverso;umfogueteenviadoaoespaçonuncacolidirácomalgummurocósmico.Noentanto,existeapossibilidadedequeouniversosejafinitoemquatrodimensões.(Seelefosseumabolaquadridimensional,ouhiperesfera,vocêpoderiadaravoltacompletaaouniversoeretornaraopontodepartida.Nesseuniverso,oobjetomaisdistantequevocêvêcomumtelescópioéapartedetrásdesuacabeça.)Seouniversoestáseexpandindoacertavelocidade,pode-serevertera

expansãoecalcularaépocaaproximadaemqueelacomeçou.Emoutraspalavras,nãoapenasouniversotinhauminício,mastambémerapossívelcalcularsuaidade.(Em2003,dadosdesatélitemostraramqueouniversotem13,7bilhõesdeanos.)Em1931,Lemaîtrepostulouumaorigemespecíficaparao

13,7bilhõesdeanos.)Em1931,Lemaîtrepostulouumaorigemespecíficaparaouniverso,umagênesesuperquente.Levando-seasequaçõesdeEinsteinàconclusãológica,elasmostravamqueouniversoteveumaorigemcataclísmica.Em1949,ocosmólogoFredHoylechamouestateoriade“Big-Bang”durante

umadiscussãonarádiobbc.Comoeledefendiaumateoriarival,criou-sealendadequecunhouonome“Big-Bang”comouminsulto(emboraelemaistardenegasseahistória).Entretanto,cabeobservarqueonomeétotalmenteimpróprio.Aquilonãofoigrande,nemhouveumaexplosão(bang).Ouniversocomeçoucomouma“singularidade”infinitesimalmentepequena.Enãohouveexplosãonosentidoconvencional,jáquefoiaexpansãodopróprioespaçoqueafastouasestrelasumasdasoutras.AteoriadeEinsteindarelatividadegeral,alémdeintroduzirconceitos

totalmenteinesperados,comoouniversoemexpansãoeoBig-Bang,tambémapresentououtroconceitoquevemintrigandoosastrônomosdesdeentão:buracosnegros.Em1916,apenasumanoapósapublicaçãodateoriadarelatividadegeral,Einsteinsurpreendeu-seaoouvirdizerqueumfísico,KarlSchwarzschild,solucionarasuasequaçõesexatamenteparaocasodeumaestrelapuntiformeúnica.Antes,Einsteinusaraapenasaproximaçõesdasequaçõesdarelatividadegeral,porseremmuitocomplexas.SchwarzschildempolgouEinsteinporencontrarumasoluçãoexata,semnenhumaaproximação.ConquantodiretordoObservatórioAstrofísicodePotsdam,Schwarzschildapresentou-secomovoluntárioparadefenderaAlemanhanofrontrusso.Oincríveléque,emplenaguerra,emmeioàexplosãodasbombas,eleconseguiutrabalharemfísica.Alémdecalcularatrajetóriadasbalasdaartilhariaparaoexércitoalemão,tambémcalculouasoluçãomaissimpleseexatadasequaçõesdeEinstein—atualmenteconhecidacomo“soluçãodeSchwarzschild”.(Porfatalidade,nãoviveuosuficienteparadesfrutarafamadesuasolução.Umdosastrosmaisbrilhantesasurgirnessenovocampodarelatividade,Schwarzschildmorreuaos42anos,poucassemanasdepoisdapublicaçãodeseusartigos,vítimadeumadoençadepeleraracontraídadurantealutanofrontrusso,umaperdaincalculávelparaomundodaciência.EinsteinfezumelogiofúnebrecomoventeparaSchwarzschild,cujamorteapenasreforçouoódiodeEinsteinàinsensatezdaguerra.)AsoluçãodeSchwarzschild,quecausousensaçãonoscírculoscientíficos,

tambémtinhaconseqüênciasestranhas.Schwarzschilddescobriuque,bempróximodesuaestrelapuntiforme,agravidadeeratãointensaqueapróprialuznãoconseguiaescapar,tornandoaestrelainvisível!Tratava-sedeumproblema

difícilnãoapenasparaateoriadagravidadedeEinstein,mastambémparaateorianewtoniana.Jáem1783,JohnMichell,párocodeThornhill,Inglaterra,especulouseumaestrelapoderiaadquirirumamassatãograndequenemaluzpudesseescapar.Seuscálculos,recorrendoapenasàsleisdeNewton,nãoeramconfiáveis,porqueninguémsabiaaocertoavelocidadedaluz,massuasconclusõeseramdifíceisderejeitar.Emprincípio,umaestrelapoderiaadquirirumamassatãograndequesualuzorbitariaàsuavolta.Trezeanosmaistarde,emseufamosolivroExpositiondusystèmedumonde,omatemáticoPierre-SimondeLaplacetambémindagouseessas“estrelasescuras”seriampossíveis(masdeveterachadoaespeculaçãotãoloucaqueaexcluiudaterceiraedição).Séculosdepois,aquestãodasestrelasescurasvoltouàbaila,graçasaSchwarzschild.Eledescobriuqueum“círculomágico”circundavaaestrela,oagoradenominado“horizontedeeventos”,noqualdistorçõesdesconcertantesdoespaço-tempoocorrem.Schwarzschilddemonstrouquequemtivesseoazardetransporaquelehorizontedeeventosjamaisretornaria.(Vocêteriaqueultrapassaravelocidadedaluzparaescapar,oqueéimpossível.)Naverdade,dedentrodohorizontedeeventos,nadaconsegueescapar,nemmesmoumraiodeluz.Aluzemitidadessaestrelapuntiformesimplesmenteorbitariaparasempreàsuavolta.Defora,aestrelapareceriaenvoltaemescuridão.PoderíamosusarasoluçãodeSchwarzschildparacalcularquantoamatéria

comumteriaquesercomprimidaparaatingiraquelecírculomágico,chamadode“raiodeSchwarzschild”,pontonoqualaestrelacolapsariatotalmente.ParaoSol,oraiodeSchwarzschildseriadetrêsquilômetros.ParaaTerra,seriainferioraumcentímetro.(Comoessefatordecompressãoestavaalémdacompreensãofísicanadécadade1910,osfísicosachavamqueninguémjamaisdeparariacomtalobjetofantástico.)Mas,quantomaisEinsteinestudavaaspropriedadesdessasestrelas,posteriormentebatizadasde“buracosnegros”pelofísicoJohnWheeler,maisestranhaselassetornavam.Porexemplo,sevocêcaíssedentrodeumburaconegro,levariaapenasumafraçãodesegundoparatransporohorizontedeeventos.Emsuapassagemfugazporele,verialuzorbitandoemvoltadoburaconegro,capturadatalvezbilhõesdeanosatrás.Omilissegundofinalnãoseriaparticularmenteagradável.Asforçasgravitacionais,detãofortes,esmigalhariamosátomosdoseucorpo.Amorteseriainevitávelehorrível.Masobservadoresquecontemplassemessamortecósmicaaumadistânciaseguraveriamumquadrototalmentediferente.Aluzemitidadeseucorposeriaesticadapelagravidade,demodoquevocêpareceriacongeladonotempo.Paraorestodouniverso,vocêcontinuariapairandosobreoburaconegro,inerte.

Essasestrelaseramtãofantásticasqueamaioriadosfísicosachavaqueelasjamaisseriamencontradasnouniverso.Eddington,porexemplo,disse:“Deviahaverumaleidanaturezaqueimpedisseumaestreladesecomportardessaformaabsurda”.3Em1939,Einsteintentoumostrarmatematicamentequetalburaconegroeraimpossível.Elecomeçouestudandoumaestrelaemformação,ouseja,umacoleçãodepartículascirculandopeloespaço,gradualmenteatraídasumasparaasoutrasporsuaforçagravitacional.OcálculodeEinsteinmostrouqueesseconjuntodepartículasgradualmentecolapsaria,maschegariaapenasa1,5vezoraiodeSchwarzschild,demodoqueumburaconegrojamaispoderiaseformar.Emboraestecálculoparecesseperfeito,oqueàprimeiravistaEinsteinnão

percebeufoiapossibilidadedeumaimplosãodamatériadaprópriaestrela,seumaforçagravitacionalesmagadorasuperassetodasasforçasnuclearesdamatéria.Estecálculomaisdetalhadofoipublicadoem1939porJ.RobertOppenheimereseualunoHartlandSnyder.Emvezdepressuporumconjuntodepartículascirculandopeloespaço,imaginaramumaestrelaestática,grandeosuficienteparaquesuagravidadeimensapudessesobrepujarasforçasquânticasdentrodaestrela.Porexemplo,umaestreladenêutronsconsisteemumagrandeboladenêutronsmaisoumenosdotamanhodeManhattan(unstrintaquilômetrosdelargura),constituindoumnúcleogigantesco.OqueevitaocolapsodessaboladenêutronséaforçadeFermi,queimpedequemaisdeumapartículacomcertosnúmerosquânticos(porexemplo,spin)estejamnomesmoestado.Seaforçagravitacionalforgrandeobastante,serápossívelsuperaraforçadeFermieespremeraestreladentrodoraiodeSchwarzschild,ondenadaconhecidopelaciênciaconsegueimpedirumcolapsototal.Noentanto,umastrêsdécadasaindadecorreriamatéqueseencontrassemestrelasdenêutronsesedescobrissemburacosnegros;assim,amaioriadosartigossobreaspropriedadesdesconcertantesdosburacosnegrosfoiconsideradaaltamenteespeculativa.Emboracontinuassecéticoquantoaosburacosnegros,Einsteinacreditavaque

umdiaoutradesuasprevisõesseconcretizaria:adescobertadeondasgravitacionais.Comovimos,umdostriunfosdasequaçõesdeMaxwellfoiaprevisãodequecamposelétricosemagnéticosemvibraçãocriariamumaondamóvelquepoderiaserobservada.Deformasemelhante,Einsteinquissabersesuasequaçõespermitiamondasgravitacionais.Nummundonewtoniano,ondasgravitacionaisnãopodemexistir,jáquea“força”dagravidadeageinstantaneamenteatravésdouniverso,atingindotodososobjetosaomesmotempo.Masnarelatividadegeral,emcertosentido,ondasgravitacionaisprecisamexistir,jáqueasvibraçõesdocampogravitacionalnãopodemexceder

precisamexistir,jáqueasvibraçõesdocampogravitacionalnãopodemexcederavelocidadedaluz.Dessemodo,umeventocataclísmico,comoacolisãodedoisburacosnegros,liberaráumaondadechoquedegravidade,umaondagravitacional,quesedeslocaàvelocidadedaluz.Jáem1916,Einsteinconseguiumostrarque,comaproximaçõesadequadas,

suasequaçõesforneciammovimentosondulatóriosdagravidade.Essasondasseespalhavampelatessituradoespaço-tempoàvelocidadedaluz,comoesperado.Em1937,comseualunoNathanRosen,eleconseguiuencontrarumasoluçãoexatadesuasequaçõesqueforneciaondasgravitacionais,semnenhumaaproximação.Asondasgravitacionaiseramagoraumaprevisãofirmedarelatividadegeral.Einsteindesesperou-se,porém,comaimpossibilidadedeviratestemunhartalevento.Oscálculosmostraramqueaquiloestavabemalémdacapacidadeexperimentaldoscientistasdaépoca.(Decorreriamquaseoitentaanos,depoisqueEinsteindescobriuasondasgravitacionaisemsuasequações,atéqueoprêmioNobelfosseconcedidoaosfísicosquedescobriramosprimeirosindíciosindiretosdeondasgravitacionais.AsprimeirasondasgravitacionaistalvezpossamserdetectadasdiretamentenoventaanosapósaprevisãoinicialdeEinstein.Essasondas,porsuavez,poderãoseraformadefinitivadesondaropróprioBig-Bangeencontrarateoriadocampounificado.)Em1936,umengenheirotcheco,RudiMandl,procurouEinsteincommais

umaidéiasobreaspropriedadesestranhasdeespaçoetempo.Elequeriasaberseagravidadedeumaestrelapróximapoderiaserusadacomoumalenteparaampliaraluzdeestrelasdistantes,assimcomolentesdevidropodemserusadasparaampliaraluz.Einsteinhaviacogitadoessapossibilidadejáem1912,mas,estimuladoporMandl,calculouquealentecriariaumpadrãoanelaraumobservadordaTerra.Porexemplo,imaginequealuzdeumagaláxiadistantepasseporumagaláxiapróxima.Agravidadedagaláxiapróximapoderiadividiraluzaomeio,cadametadecircundandoagaláxiaemdireçõesopostas.Quandoosraiosdeluztiveremtranspostototalmenteagaláxiapróxima,voltamasejuntar.DaTerra,essesraiosseriamvistoscomoumaneldeluz,umailusãodeópticacriadapelacurvaturadaluzaoredordagaláxiapróxima.Entretanto,Einsteinconcluiuque“nãohámuitaesperançadeseobservaressefenômenodiretamente”.4Naverdade,eleescreveuqueessetrabalho“tempoucovalor,masdeixaopobresujeito[Mandl]contente”.5OutravezEinsteinestavatãoadiantedeseutempoqueseriamnecessáriosmaissessentaanosatéqueassuaslenteseanéisfossemencontradoseacabassemsetornandoferramentasindispensáveisparaosastrônomossondaremocosmos.Pormaisbem-sucedidaepoderosaquefossearelatividadegeral,elanão

preparouEinstein,emmeadosdadécadade1920,paraabatalhadesuavida:descobrirumateoriadocampounificadoafimdeunificarasleisdafísicae,aomesmotempo,combatero“demônio”dateoriaquântica.

PARTEIIIOQUADROINACABADOATEORIADOCAMPOUNIFICADO

E

CAPÍTULO7UNIFICAÇÃOEODESAFIOQUÂNTICO

m1905,malhaviaformuladoateoriadarelatividaderestrita,Einsteincomeçouaperderointeressenela,concentrando-seemalgomaior:a

relatividadegeral.Em1915,opadrãoserepetiu.Assimqueterminoudeformularsuateoriadagravidade,elecomeçouamudarofocoparaumprojetoaindamaisambicioso:ateoriadocampounificado,queunificassesuateoriadagravidadecomateoriadoeletromagnetismodeMaxwell.Seriasuaobra-prima,oápicededuzentosanosdeinvestigaçãocientíficadanaturezadagravidadeedaluz.Eleconseguiria“leramentedeDeus”.Einsteinnãofoioprimeiroasugerirumarelaçãoentreoeletromagnetismoea

gravidade.MichaelFaraday,quetrabalhavanoRoyalInstitutiondeLondresnoséculoxix,realizoualgunsdosprimeirosexperimentosparaexaminararelaçãoentreessasduasforçasdominantes.Porexemplo,jogouímãsdapontedeLondresparaverseavelocidadedequedadiferiadaqueladepedrascomuns.Seomagnetismointeragissecomagravidade,talvezocampomagnéticopudesseagircomoumobstáculoàgravidade,fazendoosímãscaírememvelocidadediferente.Eletambémsoltoupedaçosdemetaldoaltodasaladeaulasobreumaalmofadanochãoparaverseaquedaconseguiainduzirumacorrenteelétricanometal.Todososexperimentosproduziramresultadosnegativos.Contudo,observou:“Elesnãoabalamminhaforteconvicçãodaexistênciadeumarelaçãoentregravidadeeeletricidade,emboranãoforneçamnenhumaprovadequetalrelaçãoexiste”.1Alémdomais,Riemann,criadordateoriadoespaçocurvoemqualquerdimensão,estavabemconvencidodequegravidadeeeletromagnetismopudessemserreduzidosadiscussõespuramentegeométricas.Penaquenãodispusessedenenhummodelofísicoouequaçõesdecampo,demodoquesuasidéiasnãoderamemnada.Einsteincertavezsintetizousuaopiniãosobreaunificaçãocomparandoo

mármorecomamadeira.Omármore,pensouele,descreviaomundobonitoda

geometria,ondeassuperfíciessearqueavamdeformaregularecontínua.Ouniversodasestrelasegaláxiasjogavaseujogocósmiconomármorebonitodoespaço-tempo.Amadeira,poroutrolado,representavaomundocaóticodamatéria,comsuaselvadepartículassubatômicas,suasregrasabsurdasparaoquantum.Essamadeira,comovideirasnodosas,crescedeformasimprevisíveisealeatórias.Asnovaspartículasdescobertasnoátomoenfeavamateoriadamatéria.Einsteinviuodefeitoemsuasequações.Afalhafataleraqueamadeiradeterminavaaestruturadomármore.Ograudearqueamentodoespaço-tempoeradeterminadopelaquantidadedemadeiraemqualquerponto.Dessemodo,aestratégiadeEinsteinestavaclaraparaele:criarumateoriado

puromármore,eliminaramadeira,reformulando-asomenteemtermosdemármore.Sefossepossívelmostrarqueaprópriamadeiraerafeitademármore,eleteriaumateoriapuramentegeométrica.Porexemplo,umapartículapuntiformeéinfinitamentepequena,semextensãonoespaço.Nateoriadocampo,umapartículapuntiformeérepresentadaporuma“singularidade”,umpontoondeaintensidadedocampovaiainfinito.Einsteinqueriasubstituiressasingularidadeporumadeformaçãouniformedeespaçoetempo.Imagine,porexemplo,umatorçãoounónumacorda.Àdistância,atorçãopodeparecerumapartícula,masdepertoatorçãoounónãopassadeumvinconacorda.Domesmomodo,Einsteinqueriacriarumateoriaquefossepuramentegeométricaenãotivessenenhumasingularidade.Aspartículassubatômicas,comooelétron,seevidenciariamcomotorçõesoualgumtipodepequenovinconasuperfíciedoespaço-tempo.Oproblemafundamental,porém,eraafaltadeumasimetriaeumprincípioconcretoscapazesdeunificaroeletromagnetismoeagravidade.Comojávimos,osegredodopensamentodeEinsteineraaunificaçãopelasimetria.Comarelatividaderestrita,elefoiguiadoconstantementepelaimagemdacorridacomoraiodeluz.EssaimagemrevelouacontradiçãofundamentalentreamecânicanewtonianaeoscamposdeMaxwell.Daíeleconseguiuextrairumprincípio:aconstânciadavelocidadedaluz.Porúltimo,conseguiuformularasimetriaqueunificouespaçoetempo:astransformaçõesdeLorentz.Deformasemelhante,comarelatividadegeral,eledispunhadeumquadro:a

gravidadeeracausadapelacurvaturadeespaçoetempo.EssequadroexpôsacontradiçãofundamentalentreagravidadedeNewton(quesedeslocavainstantaneamente)earelatividade(ondenadapodeultrapassaravelocidadedaluz).Dessequadro,eleextraiuoprincípiodaequivalência,dequereferenciaisemaceleraçãoegravitantesobedeciamàsmesmasleisdafísica.Porfim,conseguiuformularasimetriageneralizadaquedescreviaaceleraçõesegravidade,quefoiaco-variânciageral.

co-variânciageral.OproblemacomqueEinsteinsedefrontavaagoraerarealmenteintimidante,

porqueeleestavapelomenoscinqüentaanosàfrentedeseutempo.Aocomeçarotrabalhonateoriadocampounificado,nadécadade1920,asúnicasforçasconhecidaseramagravitacionaleaeletromagnética.Onúcleodoátomohaviasidodescobertoapenasem1911porErnestRutherford,eaforçaqueomantinhacoesoaindajaziaenvoltaemmistério.Mas,semumacompreensãodasforçasnucleares,faltavaaEinsteinumpeçabásicadoquebra-cabeça.Ademais,faltavaoapoiodeumexperimentoouobservaçãoqueexpusesseacontradiçãoentregravidadeeeletromagnetismo.HermannWeyl,ummatemáticoinspiradopelabuscadeEinsteindeuma

teoriadocampounificado,fezaprimeiratentativasériaem1918.Deinício,Einsteinimpressionou-se.“Éumasinfoniamagistral”,escreveu.2WeylexpandiuaantigateoriadagravidadedeEinstein,acrescentandoocampodeMaxwelldiretamentenasequações.Depoisexigiuqueasequaçõesfossemco-variantessobmaissimetriasaindaquenateoriaoriginaldeEinstein,incluindotransformaçõesdeescala(transformaçõesqueexpandemoucontraemtodasasdistâncias).Todavia,Einsteinlogoencontroualgumasanomaliasestranhasnateoria.Porexemplo,sevocêpercorresseumcírculoeretornasseaopontooriginal,descobririaqueestavamaiscurto,mascontinuavacomamesmaforma.Emoutraspalavras,oscomprimentosnãoerampreservados.(NateoriadeEinstein,oscomprimentostambémpodiammudar,maspermaneciamiguaissevocêretornasseaolocaldepartida.)Otempotambémmudarianumatrajetóriafechada,violandonossacompreensãodomundofísico.Porexemplo,seátomosemvibraçãofossemdeslocadosnumcírculocompleto,estariamvibrandoemfreqüênciasdiferentesquandoretornassem.AteoriadeWeyl,emboraparecesseengenhosa,tevedeserabandonadapornãocorresponderaosdados.(Emretrospecto,podemosverqueateoriadeWeylcontinhasimetriademais.Ainvariânciadeescalapareceserumasimetriaqueanaturezanãoempregaparadescrevernossouniversovisível.)Em1923,ArthurEddingtontambémentrounaonda.Inspiradopelotrabalho

deWeyl,Eddington(emuitosoutrosdepoisdele)tentoucriarumateoriadocampounificado.ComoEinstein,eleformulouumateoriabaseadanacurvaturadeRicci,masoconceitodedistâncianãoaparecianasequações.Emoutraspalavras,eraimpossíveldefinirmetrosousegundosemsuateoria;ateoriaera“pré-geométrica”.Somentenoúltimopassoadistânciaenfimapareceriaemconseqüênciadesuasequações.OeletromagnetismodeveriasurgircomoumapartedacurvaturadeRicci.OfísicoWolfgangPaulinãogostounemumpouco

dessateoria,tachando-adesem“nenhumaimportânciaparaafísica”.3Einsteintambémmeteuomalho,achandoquenãotinhaconteúdofísico.MasoquerealmenteabalouEinsteinnosalicercesfoiumartigoqueviuem

1921,escritoporummatemáticoobscuro,TheodrKaluza,daUniversidadedeKönigsberg.KaluzasugeriuqueEinstein,umpioneironoconceitodaquartadimensão,acrescentasseoutradimensãoàssuasequações.ElecomeçoureformulandoarelatividadegeraldopróprioEinsteinemcincodimensões(quatrodeespaçoeumadetempo).Istonãodánenhumtrabalho,jáqueasequaçõesdeEinsteinpodiamserfacilmenteformuladasemqualquernúmerodedimensões.Depois,emumaspoucaslinhas,Kaluzamostrouqueseaquintadimensãofosseseparadadasoutrasquatro,asequaçõesdeEinsteinsurgiam,juntocomasequaçõesdeMaxwell!Emoutraspalavras,asequaçõesdeMaxwell,oconjuntoterríveldeoitoequaçõesdiferenciaisdiferentesmemorizadasportodososengenheirosefísicos,podemserreduzidasaondassedeslocandonaquintadimensão.Ouseja,ateoriadeMaxwelljáestavaocultadentrodateoriadeEinstein,searelatividadefosseestendidaparacincodimensões.Einsteinsurpreendeu-secomatremendaaudáciaebelezadotrabalhode

Kaluza.EscreveuparaKaluza:“Aidéiadeobter[aunificação]pormeiodeummundocilíndricopentadimensionaljamaismeocorreria.Àprimeiravista,gosteidemaisdesuaidéia”.4Algumassemanasdepois,apósestudarateoria,escreveu:“Aunidadeformaldesuateoriaésurpreendente”.5Em1926,omatemáticoOskarKleingeneralizouotrabalhodeKaluzaeespeculouqueaquintadimensãoseriainobservávelporserpequenaeestarpossivelmenteligadaàteoriaquântica.KaluzaeKleinestavamassimpropondoumaabordagemtotalmentediferentedaunificação.Paraeles,oeletromagnetismonãopassavadevibraçõesondulandoaolongodasuperfíciedeumapequenaquintadimensão.Porexemplo,peixesquevivessemnumlaguinhorasoenadassemsobasfolhas

flutuantesdasninféiaspoderiamconcluirqueseuuniversoébidimensional.Elespodemnadarparaafrenteeparatrás,paraadireitaeparaaesquerda,masoconceitode“subir”àterceiradimensãolhesseriaestranho.Sevivememumuniversobidimensional,comopoderiamtomarconhecimentodeumamisteriosaterceiradimensão?Imagineumdiachuvoso.Ondulaçõesminúsculasnasuperfíciedolaguinho,ouseja,naterceiradimensão,sãoclaramentevisíveisaospeixes.Observandoodeslocamentodessasondulaçõesnasuperfície,ospeixespoderiamconcluirquehaviaumaforçamisteriosacapazdeiluminarseuuniverso.Podemosnoscompararaospeixesdessaimagem.Vivemosasnossasvidasemtrêsdimensõesespaciais,ignorandoapossibilidadedaexistênciadedimensõesmaiores,alémdosnossossentidos.Oúnicocontatodiretopossível

dimensõesmaiores,alémdosnossossentidos.Oúnicocontatodiretopossívelcomaquintadimensãoinvisíveléaluz,agoravistacomoondulaçõesquesedeslocamaolongodaquintadimensão.HaviaumamotivoparaateoriadeKaluza-Kleinfuncionartãobem.Lembre-se

dequeaunificaçãopelasimetriafoiumadasgrandesestratégiasquelevaramEinsteinàrelatividade.NateoriadeKaluza-Klein,eletromagnetismoegravidadeforamunificadosdevidoaumanovasimetria:aco-variânciageralpentadimensional.Sebemqueessemodelo—aunificaçãodegravidadeeeletromagnetismopelaintroduçãodeoutradimensão—exercesseumaforteatração,restavaaperguntaimportuna:ondeselocalizavaessaquintadimensão?Nenhumexperimentojamaisobteveindícios,mesmonosdiasdehoje,denenhumadimensãodoespaçoalémdocomprimento,larguraealtura.Seessasdimensõesmaioresexistem,devemserminúsculas,bemmenoresqueumátomo.Porexemplo,sabemosque,seliberarmosgásdecloronumquarto,seusátomospodemaospoucospermeartodososcantosereentrânciassemdesapareceremalgumamisteriosadimensãoextra.Sabemos,portanto,quequalquerdimensãoocultadevesermenorquequalquerátomo.Setornarmosaquintadimensãomenorqueumátomo,essateorianovaserácompatívelcomtodasasmediçõesdelaboratório,quejamaisdetectaramapresençadaquintadimensão.Kaluza-Kleinsupuseramqueaquintadimensãoestava“enrolada”,formandoumabolapequenademaisparaserexperimentalmenteobservada.EmboraateoriadeKaluza-Kleinconstituísseumaabordagemnovaeintrigante

paraaunificaçãodoeletromagnetismocomagravidade,Einsteinacaboutendosuasdúvidas.Aidéiadequeaquintadimensãopudessenãoexistir,quepudesseserumaficçãooumiragemmatemática,oincomodou.Alémdisso,eleteveproblemasparaencontrarpartículassubatômicasnateoriadeKaluza-Klein.Seuobjetivoeraderivaroelétrondassuasequaçõesdocampogravitacional,maspormaisquetentassenãoconseguiuencontrartalsolução.(Emretrospecto,tratou-sedeumatremendaoportunidadeperdidaparaafísica.SeosfísicostivessemlevadomaisasérioateoriadeKaluza-Klein,poderiamteracrescentadomaisdimensõesalémdecinco.Àmedidaqueaumentamosonúmerodedimensões,ocampodeMaxwellaumentanumericamenteparaosdenominados“camposdeYang-Mills”.KleinchegouadescobriroscamposdeYang-Millsnofinaldadécadade1930,masseutrabalhofoiesquecidodevidoaocaosdaSegundaGuerraMundial.Quaseduasdécadastranscorreriamatéqueelesfossemredescobertos,emmeadosdadécadade1950.EssescamposdeYang-Millsformamagoraabasedateoriaatualdaforçanuclear.Quasetodafísicasubatômicaéformuladaemtermosdessescampos.Apósmaisvinteanos,a

teoriadeKaluza-Kleinseriaressuscitadanaformadeumateorianova,adascordas,agoraconsideradaocandidatoprincipalateoriadocampounificado.)Einsteinresolveudiminuiroriscodesuaaposta.SeateoriadeKaluza-Klein

falhasse,eleteriadeexplorarumcaminhodiferenterumoàteoriadocampounificado.Suaopçãofoiinvestigargeometriasalémdariemanniana.Eleconsultoudiversosmatemáticos,elogoficouevidentequeaqueleeraumcampototalmenteaberto.Naverdade,porinsistênciadeEinstein,muitosmatemáticoscomeçaramaexaminargeometrias“pós-riemannianas”,oua“teoriadasconexões”,paraajudá-loaexplorarnovosuniversospossíveis.Comoresultado,geometriasnovasenvolvendoa“torção”e“espaçostorcidos”logoforamdesenvolvidas.(Essesespaçosabstratospermaneceriamsemaplicaçãonafísicaporsetentaanos,atéoadventodateoriadassupercordas.)Contudo,trabalharemgeometriaspós-riemannianasconstituíaumpesadelo.

Einsteincareciadeumprincípiofísicoqueoorientassepeloemaranhadodasequaçõesabstratas.Antes,eleusouoprincípiodaequivalênciaeaco-variânciageralcomobússolas.Ambosestavamfirmementeenraizadosemdadosexperimentais.Tambémrecorreraamodelosfísicosparamostrarocaminho.Comateoriadocampounificado,porém,faltavaummodeloouprincípiofísiconorteador.OmundoestavatãocuriososobreotrabalhodeEinsteinqueumrelatóriode

andamentosobreateoriadocampounificadoqueeleforneceuàacademiaprussianafoiobjetodereportagemdoNewYorkTimes,quechegouapublicarpartesdotextodeEinstein.Logo,centenasderepórteresenxameavamdiantedesuacasa,naesperançadevê-loderelance.Eddingtonescreveu:

VocêvaiachargraçaaosaberqueumadenossaslojasdedepartamentosemLondres(Selfridges)afixouseuartigonavitrine(asseispáginascoladasladoalado)paraqueospassantespossamlerporinteiro.Multidõesseformamparalê-lo.6

Einstein,porém,teriatrocadotodaaadulaçãoeelogiosdomundoporummodelofísicosimplesqueorientasseseucaminho.Gradualmente,outrosfísicoscomeçaramainsinuarqueEinsteinestavano

caminhoerradoequesuaintuiçãofísicaestavafalhando.UmdoscríticosfoiseuamigoecolegaWolfgangPauli,umdospioneirosdateoriaquântica,famosonoscírculoscientíficospelohumorimpiedoso.Certavez,elecomentousobreumartigodefísicaequivocado:“Nãocheganemaestarerrado”.7Aumcolegacujoartigohaviaexaminado,disse:“Nãomeimportoquevocêpensedevagar,mas

discordoquandopublicamaisrápidodoquepensa”.8Apósouvirumseminárioconfusoeincoerente,elediria:“Oquevocêdissefoitãoconfusoquenãodánemparasabersefoibesteiraounão”.9QuandooscolegasfísicosreclamavamquePauliestavasendocríticodemais,elerespondia:“Algumaspessoastêmcalosmuitosensíveis,eaúnicaformadeconvivercomelasépisarnessescalosatéqueseacostumem”.10Suaimpressãosobreateoriadocampounificadorefletiu-seemseufamosocomentáriodequeoqueDeusdespedaçou,nenhumhomempoderájuntardenovo.(Porironia,Pauliacabariatambémsecontagiandoepropondosuaprópriaversãodateoriadocampounificado.)AvisãodePauliseriaendossadapormuitosdeseuscolegasfísicos,cadavez

maispreocupadoscomateoriaquântica,aoutragrandeteoriadoséculoxx.Ateoriaquânticaassomacomoumadasteoriasfísicasmaisbem-sucedidasdetodosostempos.Elatemtidoumsucessosemparalelonaexplicaçãodomundomisteriosodoátomo,ecomistodesencadeouopoderdoslasers,daeletrônicamoderna,doscomputadoresedananotecnologia.Porironia,porém,ateoriaquânticatempésdebarro.Nomundoatômico,elétronsparecemsurgiremdoislugaresaomesmotempo,saltamentreórbitassemavisaredesaparecemnomundofantasmagóricoentreaexistênciaeainexistência.ComoobservouEinstein,jáem1912:“Quantomaiorosucessodateoriaquântica,maisidiotaparece”.11Algunsdosaspectosestranhosdomundoquânticoforamreveladosem1924,

quandoEinsteinrecebeuumacartacuriosadeumfísicoindianoobscuro,SatyendraNathBose,cujosartigossobrefísicaestatísticaeramtãoatípicosqueforamsumariamenterejeitadosparapublicação.BoseestavapropondoumaextensãodotrabalhoanteriordeEinsteinsobremecânicaestatística,buscandoumtratamentomecânicoplenamentequânticodeumgásetratandoosátomoscomoobjetosquânticos.AssimcomoEinsteinhaviaestendidootrabalhodePlanckaumateoriadaluz,BosedavaaentenderqueerapossívelestenderotrabalhodeEinsteinaumateoriaplenamentequânticadosátomosemumgás.Einstein,ummestrenoassunto,achouque,emboraBosetivessecometidovárioserros,fazendosuposiçõesinjustificáveis,suarespostafinalpareciacorreta.Intrigadocomoartigo,Einsteintraduziu-oparaoalemãoesubmeteu-oàpublicação.EleentãoampliouotrabalhodeBoseeescreveuumartigopróprio,aplicandoo

resultadoamatériaextremamentefria,pairandopoucoacimadozeroabsolutodetemperatura.BoseeEinsteindescobriramumfatocuriososobreomundoquântico:todososátomossãoindistinguíveis,ouseja,nãoépossívelrotularcadaátomo,comopensaramBoltzmanneMaxwell.Enquantopedraseárvorese

átomo,comopensaramBoltzmanneMaxwell.Enquantopedraseárvoreseoutrasmatériascomunspodemserrotuladaserecebernomes,nomundoquânticotodososátomosdehidrogêniosãoidênticosemqualquerexperimento:nãoháátomosdehidrogênioverdesouazuisouamarelos.Einsteinentãodescobriuqueseumconjuntodeátomosfossesuperesfriadoatéquasezeroabsoluto,emquetodososmovimentosatômicosquasecessam,todososátomoscairiamnoestadodeenergiamaisbaixopossível,criandoumúnico“superátomo”.Essesátomossecondensariamnomesmoestadoquântico,comportando-se,emessência,comoumúnicoátomogigante.Eleestavapropondoumestadodamatériatotalmentenovo,nuncaantesvistonaTerra.Entretanto,paraqueosátomospudessemcairaoestadodeenergiamínimo,seriamnecessáriastemperaturasfantasticamentebaixas,decercadeummilionésimodegrauacimadezeroabsoluto,baixasdemaisparaseremobservadasporexperimentação.(Aessastemperaturasbaixíssimas,osátomosvibramemfileiracerrada,eefeitosquânticossutisvistosapenasnoníveldosátomosindividuaisagorasedistribuemportodoocondensado.Comoostorcedoresemjogosdefutebolqueformam“ondashumanas”nasarquibancadasaoselevantaremesentaremsincronizadamente,osátomosdo“condensadodeBose-Einstein”agemcomosetudoestivessevibrandoemsincronia.)MasEinsteintemeuquejamaispudesseobservaracondensaçãodeBose-Einsteinemsuavida,jáqueatecnologiadadécadade1920nãopermitiaexperimentospertodozeroabsoluto.(Naverdade,Einsteinestavatãoàfrentedeseutempoquesetentaanosdecorreriamatéqueaquelaprevisãopudessesertestada.)AlémdacondensaçãodeBose-Einstein,Einsteinestavainteressadoemsaberse

seuprincípiodadualidadeseaplicariaàmatéria,tantoquantoàluz.Emsuapalestrade1909,elehaviamostradoanaturezadúplicedaluz,quepodiatersimultaneamentepropriedadescorpusculareseondulatórias.Sebemquefosseumaidéiaherética,osresultadosexperimentaislhederamtotalrespaldo.InspiradopeloprogramadadualidadeiniciadoporEinstein,umjovemestudantedepós-graduação,opríncipeLouisdeBroglie,especulouem1923queaprópriamatériapoderiaterpropriedadescorpusculareseondulatórias.Tratava-sedeumconceitoousado,revolucionário,devidoaopreconceitoarraigadodequeamatériaconsistiaempartículas.EstimuladopelotrabalhodeEinsteinsobreadualidade,DeBroglieconseguiuesclareceralgunsdosmistériosdoátomo,introduzindooconceitodequeamatériatinhapropriedadesondulares.Einsteingostoudaaudáciadas“ondasdematéria”deDeBroglieepromoveu

suateoria.(DeBroglieacabariarecebendooprêmioNobelporsuaidéiaseminal.)Masseamatériatempropriedadesondulatórias,asondasobedeciamaqualequação?Osfísicosclássicostinhammuitaexperiênciaemformularasequaçõesdeondassonoraseoceânicas,demodoqueumfísicoaustríaco,ErwinSchrödinger,sentiu-seinspiradoaformularaequaçãodessasondasdematéria.Notóriomulherengo,enquantopassavaoferiadodeNatalde1925emVillaHerwig,Arosa,comumadasinúmerasnamoradas,Schrödingerencontroutempolivreparaformularumaequaçãoquelogosetornariaumadasmaisfamosasdafísicaquântica:aequaçãodaondadeSchrödinger.ObiógrafodeSchrödinger,WalterMoore,escreveu:“ComoadamamisteriosaqueinspirouossonetosdeShakespeare,adamadeArosapoderápermanecerparasempreummistério”.12(Infelizmente,devidoàquantidadedenamoradaseamantesnavidadeSchrödinger,bemcomodefilhosilegítimos,éimpossíveldeterminarcomcertezaquemserviudemusainspiradoraparaessaequaçãohistórica.)Nosmesesseguintes,numasérienotáveldeartigos,SchrödingermostrouqueasregrasmisteriosasdescobertasporNielsBohrparaoátomodehidrogênioerammerasconseqüênciasdesuaequação.Pelaprimeiravez,osfísicosdispunhamdeumquadrodetalhadodointeriordoátomoquepermitia,emprincípio,calcularaspropriedadesdeátomosmaiscomplexos,atémoléculas.Decorridosalgunsmeses,anovateoriaquânticatornou-seumrolocompressor,dirimindomuitasdasquestõesmaisintrigantessobreomundoatômico,esclarecendoosmaioresmistériosquehaviamdesconcertadooscientistasdesdeosgregosantigos.Adançadoselétronsentreasórbitas,liberandopulsosdeluzouunindoasmoléculas,subitamentesetornoucalculável,bastandoresolverequaçõesdiferenciaisparciaiscomuns.Umjovemeousadofísicoquântico,PaulAdrianMauriceDirac,chegouaalardearquetodaaquímicapodiaserexplicadacomosoluçõesdaequaçãodeSchrödinger,reduzindoaquímicaàfísicaaplicada.Dessemodo,Einstein,quefoiopaida“velhateoriaquântica”dofóton,

tornou-sepadrinhoda“novateoriaquântica”,baseadanasondasdeSchrödinger.(Hojeemdia,quandoosalunosdequímicanocursosecundáriotêmdememorizaros“orbitais”esquisitosdeformaovalquecercamonúcleo,comrótulosestranhose“númerosquânticos”,estãonaverdadememorizandoassoluçõesdaequaçãodeondadeSchrödinger.)Oprogressonafísicaquânticaagoradisparava.PercebendoqueaequaçãodeSchrödingernãoincorporaraarelatividade,apenasdoisanosdepois,DiracgeneralizouaequaçãodeSchrödingeremumateoriaplenamenterelativísticadoselétrons,deixandooutravezestupefatoomundodafísica.EnquantoacélebreequaçãodeSchrödingerera

não-relativísticaesóseaplicavaaelétronsembaixasvelocidadesemcomparaçãocomaluz,oselétronsdeDiracobedeciamàsimetriaplenadeEinstein.Alémdisso,aequaçãodeDiracconseguiaexplicarautomaticamentealgumaspropriedadesobscurasdoelétron,inclusivealgochamado“spin”.Sabia-se,apartirdeexperimentosanterioresdeOttoSterneWalterGerlach,queoelétronagiacomoumpiãogirante(spinning)emumcampomagnético,comomomentoangulardadopor(emunidadesdaconstantedePlanck).OelétrondeDiracproduziaprecisamenteospinfornecidopeloexperimentodeStern-Gerlach.(OcampodeMaxwell,representandoofóton,temspin½,easondasgravitacionaisdeEinsteintêmspin½.ComotrabalhodeDirac,tornou-seclaroqueospindeumapartículasubatômicaseriaumadesuaspropriedadesmaisimportantes.)DepoisDiracdeuumpassoadiante.Examinandoaenergiadesseselétrons,

descobriuquepassaradespercebidaaEinsteinumasoluçãodesuasprópriasequações.Emgeral,aoextrairaraizquadradadeumnúmero,introduzimosumasoluçãopositivaeoutranegativa.Porexemplo,araizquadradade4podeser+2ou-2.PorqueEinsteinignorouumaraizquadradaemsuasequações,suafamosaequaçãoE=mc2nãoestavatotalmentecorreta.AequaçãocorretaeraE=±mc2.Estesinalnegativoextra,argumentouDirac,tornavapossívelumnovotipodeuniversoinvertido,ondeaspartículaspodiamexistircomumanovaformade“antimatéria”.13(Demodocurioso,apenasalgunsanosantes,em1925,opróprioEinstein

cogitounaidéiadaantimatériaaomostrarque,invertendo-seosinaldacargadoelétronemumaequaçãorelativística,épossívelobterequaçõesidênticascasoseinvertatambémaorientaçãodoespaço.Elemostrouque,paracadapartículadeumacertamassa,deveexistiroutrapartículacomcargaoposta,masdemassaidêntica.Ateoriadarelatividade,alémdenosdaraquartadimensão,estavaagoranosdandoummundoparalelodeantimatéria.MasEinstein,quenãocostumavadiscutirsobreaprecedênciadedescobertas,educadamentejamaisdesafiouDirac.)Deinício,asidéiasradicaisdeDiracesbarraramcomumforteceticismo.A

idéiadeumuniversointeirodepartículasinvertidasqueseevidenciavadeE=±mc2pareciaumaidéiaestranha.OfísicoquânticoWernerHeisenberg(que,comNielsBohr,descobriraindependentementeumaformulaçãodateoriaquânticaequivalenteàdeSchrödinger)escreveu:“OcapítulomaistristedafísicamodernaéecontinuasendoateoriadeDirac.ConsideroateoriadeDiracumlixoeruditoqueninguémconseguelevarasério”.14Entretanto,osfísicostiveramqueengolirseuorgulhoquandooantielétron,oupósitron,foienfimdescobertoem1932,

fazendocomqueDiracmaistarderecebesseoprêmioNobel.Heisenbergenfimadmitiu:“Achoqueessadescobertadaantimatériatalveztenhasidoomaiorsaltodetodososgrandessaltosdenossoséculo”.15Denovo,ateoriadarelatividadeproduziuriquezasinesperadas,dessavezfornecendotodoumnovouniversoconstituídodeantimatéria.(PareceestranhoqueSchrödingereDirac,quedesenvolveramasduasfunções

deondamaisimportantesdateoriaquântica,tivessempersonalidadestãodiametralmenteopostas.EnquantoSchrödingerviviaacompanhadodealgumaamigadobelosexo,Diraceradeumatimidezquasepatológicacomasmulhereseumhomemdepoucaspalavras.ApósamortedeDirac,osbritânicos,emhomenagemàssuascontribuiçõesaomundodafísica,mandaramgravarsuaequaçãoempedranaabadiadeWestminster,nãolongedotúmulodeNewton.)Logo,osfísicosdetodososinstitutosdafacedaTerraseesforçavampara

aprenderasestranhasebelaspropriedadesdasequaçõesdeSchrödingereDirac.Noentanto,apesardeseusucessoinegável,osfísicosquânticoscontinuaramdiantedeumaquestãofilosóficaperturbadora:seamatériaéumaonda,oqueexatamenteestáondulando?Trata-sedamesmaperguntaqueassolaraateoriaondulatóriadaluz,dandoorigemàteoriaincorretadoéter.UmaondadeSchrödingerécomoumaondaoceânicaeacabaseespalhandosedeixadasolta.Comtemposuficiente,afunçãodeondasedissipaportodoouniverso.Masistoviolavatudooqueosfísicossabiamsobreoselétrons.Acreditava-sequeaspartículassubatômicasfossemobjetospuntiformesqueformavamraiasdefinidas,comoasdeumjato,fotografáveisemumfilme.Dessemodo,emboraessasondasquânticastivessemumsucessofabulosonadescriçãodoátomodehidrogênio,nãopareciaconcebívelqueaondadeSchrödingerpudessedescreverumelétronsemovendonoespaçolivre.Naverdade,seaondadeSchrödingerdefatorepresentasseumelétron,elelentamentesedissipariaeouniversosedissolveria.Algoestavatremendamenteerrado.Porfim,ovelhoamigodeEinstein,Max

Born,propôsumadassoluçõesmaiscontrovertidasparaessequebra-cabeça.Em1926,Borndeuopassodecisivo,argumentandoqueaondadeSchrödingernãodescreviademodoalgumoelétron,masapenasaprobabilidadedeencontraroelétron.Eledeclarouque“omovimentodaspartículassegueleisprobabilísticas,masaprópriaprobabilidadesepropagaemconformidadecomasleisdacausalidade”.16Nessepanoramanovo,amatériaconsistiarealmenteempartículas,nãoondas.Asmarcascaptadasemchapasfotográficassãoosrastosdeixadosporpartículaspuntiformes,nãoondas.Masachancedeencontrara

partículaemqualquerpontodadoerafornecidaporumaonda.(Maisprecisamente,oquadradodomódulodaondadeSchrödingerrepresentaaprobabilidadedeencontrarapartículaemumpontoespecíficonoespaçoetempo.)Dessemodo,nãoimportavaseaondadeSchrödingerseespalhavacomotempo.Aquilosignificavaapenasque,sesedeixasseumelétronlivre,comotempoeleiriaperambularsemrumoenãosesaberiaaocertoondeeleestava.Todososparadoxosagoraestavamsolucionados:aondadeSchrödingernãoeraaprópriapartícula,masrepresentavaachancedeencontrá-la.WernerHeisenberglevouesteraciocínioumpassoàfrente.Eletiveralongos

debatescomBohrsobreosenigmasdaprobabilidadequeinfestavamessanovateoria,muitasvezesdescambandoemdiscussõesacaloradascomocolegamaisvelho.Umdia,apósumanoitefrustranteenfrentandoaquestãodasprobabilidades,fezumlongopasseiopeloparqueFaelled,atrásdauniversidade,perguntando-seinsistentementecomoerapossívelnãoconseguirsaberalocalizaçãoprecisadeumelétron.Comoéquealocalizaçãodeumelétronpodeserincerta,comoalegavaBorn,sepodemosmedirondeeleestá?Foiaíqueteveumestalo,etudosetornouclaro.Parasaberondeestavaum

elétron,eranecessárioobservá-lo.Istosignificavailuminá-locomumraiodeluz.Masosfótonsdoraiodeluzcolidiriamcomoelétron,tornandoincertasuaposição.Emoutraspalavras,oatodaobservaçãoforçosamenteintroduziaumaincerteza.Daíeleextraiuumnovoprincípiodafísica,odaincerteza,queafirmaquenãoépossíveldeterminaraomesmotempoalocalizaçãoeavelocidadedeumapartícula.(Maisprecisamente,oprodutodaincertezadaposiçãoemomentodevesersuperiorouigualàconstantedePlanckdivididapor4p).Istonãoeraapenasumsubprodutodarudezadenossosinstrumentos;eraumaleifundamentaldanatureza.MesmoDeusnãopoderiasabertantoaposiçãoquantoomomentoprecisosdeumelétron.Estefoiomomentodecisivoemqueateoriaquânticamergulhouemáguas

profundasetotalmenteinexploradas.Atéentão,podia-sealegarqueosfenômenosquânticoseramestatísticos,representandoosmovimentosmédiosdetrilhõesdeelétrons.Agora,mesmoosmovimentosdeumelétronindividualnãopodiamserdefinitivamentedeterminados.Einsteinficouhorrorizado.ElesesentiuquasetraídoaosaberqueseubomamigoMaxBornestavaabandonandoodeterminismo,umadasidéiasmaisapreciadasemtodaafísicaclássica.Odeterminismosustenta,emessência,quesepodepreverofuturosesesoubertudosobreopresente.Porexemplo,agrandecontribuiçãodeNewtonàfísicafoiofatodequeeleconseguiapreveromovimentodoscometas,satéliteseplanetas,pormeiodesuasleisdomovimento,umavezquesoubesseoestadopresentedo

pormeiodesuasleisdomovimento,umavezquesoubesseoestadopresentedosistemasolar.Duranteséculos,osfísicossemaravilharamcomaprecisãodasleisdeNewton,capazesdepreveraposiçãodecorposcelestesemprincípioatémilhõesdeanosnofuturo.Naverdade,atéaquelaépoca,todaaciênciaestavabaseadanodeterminismo.Ouseja,umcientistapodepreveroresultadodeumexperimentosesouberaposiçãoeavelocidadedetodasaspartículas.OsseguidoresdeNewtonsintetizaramessacrençacomparandoouniversoaumrelógiogigantesco.Deusdeucordanesserelógionoprincípiodotempo,eelevemfuncionandoregularmentedesdeentãodeacordocomasleisdomovimentodeNewton.Sevocêsouberaposiçãoevelocidadedecadaátomodouniverso,poderá,medianteasleisdomovimentodeNewton,calcularaevoluçãosubseqüentedouniversocomprecisãoinfinita.Contudo,oprincípiodaincertezanegavatudoisto,afirmandoserimpossívelpreveroestadofuturodouniverso.Dadoumátomodeurânio,porexemplo,jamaisseconseguiriacalcularquandoeleirádecair.Omáximoqueseconseguesaberéaprobabilidadedequeissoaconteça.Naverdade,nemDeusouumadivindadesabiaquandooátomodeurânioiriadecair.Emdezembrode1926,emrespostaaoartigodeBorn,Einsteinescreveu:

Amecânicaquânticamerecegranderespeito.MasumavozinteriormedizqueestenãoéoverdadeiroJacó.*Ateoriaoferecemuitacoisa,masnãonosaproximamuitomaisdosegredodoHomemLáemCima.Deminhaparte,estouconvencidodequeElenãojogadados.17

AocomentarateoriadeHeisenberg,Einsteinobservou:“Heisenbergpôsumgrandeovoquântico.EmGöttingenelesacreditamnesseovo(eunão)”.18OpróprioSchrödingerdetestouessaidéia.Elecertavezafirmouque,sesuaequaçãorepresentavaapenasprobabilidades,elesearrependiadetersidoautordela.Einsteinobservouqueteriapreferidosetornarum“sapateirooufuncionáriodeumcassino”sesoubessedeantemãoquearevoluçãoquânticaqueajudouadesencadeaririaintroduziroacasonafísica.19Osfísicosestavamcomeçandoasedividiremduasfacções.20Einsteinliderou

umadelas,queaindaseaferravaàcrençanodeterminismo,umaidéiaqueremontavaaopróprioNewtonequehaviaorientadoosfísicosduranteséculos.SchrödingereDeBroglieeramaliados.Aoutrafacção,bemmaior,foilideradaporNielsBohr,queacreditavanaincertezaedefendiaumanovaversãodacausalidade,baseadaemmédiaseprobabilidades.BohreEinsteineram,emcertosentido,oavessoumdooutrotambémem

outrosaspectos.EnquantoEinstein,quandorapaz,detestavaesportesevivia

grudadonoslivrosdegeometriaefilosofia,BohreraumconhecidoastrodofutebolnaDinamarca.EnquantoEinsteinfalavavigorosaedinamicamente,escreviademodoquaselíricoeseenvolviaemdiálogosespirituososcomjornalistaseatécomarealeza,Bohrerarígido,muitorabugento,costumavaserinexpressivoeinaudíveletinhaohábitoderepetiramesmapalavrasempararquandoabsortoempensamentos.EnquantoEinsteineracapazdeescreversemesforçoumtextoeleganteebonito,Bohrtinhabloqueioquandoprecisavaescreverumartigo.Quandoalunodocursosecundário,costumavaditartodososseustrabalhosàmãe.Depoisquesecasou,passouaditá-losàesposa(chegandoainterromperalua-de-melparaditarumartigolongoeimportante).Àsvezes,mobilizavaseulaboratóriointeironarevisãodeseusartigos,emcertaocasiãomaisdecemvezes,perturbandototalmenteotrabalho.(Certaocasião,quandopediramaWolfgangPauliquefizesseumavisitaaBohremCopenhague,elerespondeu:“Seaúltimaprovajátiversidoenviada,euirei”.)21Ambos,porém,viviamobcecadosporseuprimeiroamor:afísica.Bohr,naverdade,eracapazderabiscarequaçõesnatraveduranteumjogodefutebolsesentisseumasúbitainspiração.Ambostambémaguçavamseuspensamentosvalendo-sedosoutroscomocaixasderessonânciaparaasprópriasidéias.(Estranhamente,Bohrsóconseguiaavançarsetivesseauxiliaresemtornoquecomentassemsuasidéias.Semumauxiliarcujosouvidospudessealugar,elenãoconseguianada.)Oconfrontodeu-seenfimnaviConferênciaSolvay,emBruxelas,em1930.O

queestavaemjogoeranadamenosqueanaturezadaprópriarealidade.EinsteinnãodeutréguaaBohr,quepenousobosataquesconstantes,masconseguiudefendercomhabilidadesuasposições.Porfim,Einsteinapresentouuma“experiênciaimaginária”elegante,queachouquedemoliriao“demônio”,oprincípiodaincerteza:imagineumacaixacontendoradiação.Existeumburaconacaixacomumobturador.Quandoabertobrevemente,oobturadorliberaumúnicofótondacaixa.Dessemodo,podemosmedircomgrandecertezaomomentoprecisoemqueofótonfoiemitido.Maistarde,acaixapodeserpesada.Devidoàliberaçãodofóton,acaixapesamenos.Devidoàequivalênciadematériaeenergia,podemosagorasaberaenergiatotalqueacaixacontém,tambémcomgrandeprecisão.Portanto,sabemosagoraaenergiatotaleahoradaaberturadoobturadorcomprecisãoabsoluta,semnenhumaincerteza,demodoqueoprincípiodaincertezaestáerrado.Einsteinachouquetivesseenfimencontradoaferramentaparademoliranovateoriaquântica.PaulEhrenfest,umdosparticipantesdaconferênciaetestemunhadessa

batalhaferoz,escreveria:

ParaBohr,aquelefoiumrudegolpe.Naquelemomento,elenãovianenhumasolução.Mostrou-seextremamenteaborrecidopelorestodanoite,andoudeumapessoaparaoutra,tentandopersuadi-lasdequeaquilonãopoderiaserverdade,porqueseEinsteinestivessecertoseriaofimdafísica.Masnãolheocorrianenhumarefutação.Jamaisesquecereiavisãodosdoisoponentesdeixandooclubedauniversidade.Einstein,umafiguramajestosa,andandocalmamentecomumlevesorrisoirônico,eBohrcompassosapressadosaoseulado,contrariadíssimo.22

AofalarcomEhrenfestmaistardenaquelanoite,tudoqueBohrconseguiumurmurarfoiumapalavra,repetidamente:“Einstein...Einstein...Einstein”.Mas,apósumanoiteintensaeinsone,BohrenfimdescobriuofuronoargumentodeEinsteineusouaprópriateoriadarelatividadeparaderrotá-lo.Bohrobservouque,porpesarmenosqueantes,acaixaseelevarialigeiramentenagravidadedaTerra.Mas,deacordocomarelatividadegeral,otemposeaceleraàmedidaqueagravidadeenfraquece(demodoqueotempoavançamaisrápidonaLua,porexemplo).Dessemodo,qualquerincertezaminúsculanamediçãodotempodoobturadorsetraduziriaemumaincertezanamediçãodaposiçãodacaixa.Nãoépossível,portanto,mediraposiçãodacaixacomcertezaabsoluta.Alémdisso,qualquerincertezanopesodacaixaserefletiráemumaincertezaemsuaenergiaetambémnoseumomento,demodoquenãoépossívelsaberomomentodacaixacomcertezaabsoluta.Quandotudoéreunido,asduasincertezasidentificadasporBohr,aincertezadaposiçãoeaincertezadomomento,correspondemprecisamenteaoprincípiodaincerteza.Bohrhaviadefendidocomsucessoateoriaquântica.QuandoEinsteinreclamouque“Deusnãojogadadoscomomundo”,constaqueBohrteriareplicado:“ParededizerparaDeusoqueEledevefazer”.Nofinal,EinsteintevequeadmitirqueBohrhaviarefutadocomsucessoseus

argumentos.Einsteinescreveria:“Estouconvencidodequeestateoriasemdúvidacontémalgumaverdadedefinitiva”.23ComentandoodebatehistóricoBohr-Einstein,JohnWheelerdissequefoi

omaiordebatedahistóriaintelectualdequetenhoconhecimento.Emtrintaanos,nuncaouvifalardeumdebateentredoismestresporumperíododetempomaiorsobrequestõesmaisprofundascomconseqüênciasmaisprofundasparaacompreensãodessenossoestranhomundo.24

Schrödinger,quetambémdetestouessanovainterpretaçãodesuasequações,

propôsseucélebreproblemadogatoparasolaparoprincípiodaincerteza.

Schrödingerescreveusobreamecânicaquântica:“Nãogostodela,esintomuitoportermeenvolvidocomela”.25Oproblemamaisridículo,eleescreveu,eraodeumgatopresonumacaixa.Dentrodacaixaexisteumagarrafadeácidocianídrico,umgásvenenoso.UmcontadorGeigerligadoaumaporçãodesubstânciaradioativaacionaomarteloquequebraagarrafa.Nãohádúvidadequeodecaimentoradioativoéumefeitoquântico.Seourânionãodecair,ogatoestarávivo.Masseumátomodecair,deflagraráocontador,queacionaráomartelo,quequebraráovidro,causandoamortedogato.Porém,deacordocomateoriaquântica,nãopodemospreverquandooátomodeurâniodecairá.Emprincípio,elepodeexistiraomesmotempoemambososestados:intactoedecaído.Masseoátomodeurâniopodeexistirsimultaneamentenosdoisestados,entãoogatotambémdeveexistiremambososestados.Demodoqueaperguntaé:ogatoestámortoouvivo?Normalmente,estaéumaperguntacretina.Mesmoquenãopossamosabrira

caixa,osensocomumnosdizqueogatooubemestámorto,oubemestávivo.Nãosepodeestarmortoevivosimultaneamente;istoviolariatudoquesabemossobreouniversoearealidadefísica.Noentanto,ateoriaquânticaforneceumarespostaestranha.Arespostafinalé:naverdadenãosabemos.Antesdeseabriracaixa,ogatoérepresentadoporumaonda,eondaspodemsersomadas,comoosnúmeros.Temosquesomarafunçãodeondadeumgatomortoàqueladeumgatovivo.Dessemodo,ogatonãoestánemmortonemvivoantesdeseabriracaixa.Trancadodentrodacaixa,tudoquesepodedizeréqueháondasquerepresentamogatomortoevivoaomesmotempo.Umavezqueabrimosacaixa,podemosfazerumamediçãoeverificarseogato

estámortoouvivo.Oprocessodemediçãoporumobservadorexternopermite“colapsar”afunçãodeondaedeterminaroestadoprecisodogato.Aíficamossabendoseogatoestámortoouvivo.Osegredoestánoprocessodemediçãoporumobservadorexterno.Quandoeleiluminaointeriordacaixa,afunçãodeondacolapsoueoobjetosubitamenteassumeumestadodefinitivo.Emoutraspalavras,oprocessodeobservaçãodeterminaoestadofinaldeum

objeto.OpontofracodainterpretaçãodaescoladeCopenhaguedeBohrresidenapergunta:osobjetosrealmenteexistemantesdesefazerumamedição?ParaEinsteineSchrödinger,tudoistopareciaabsurdo.Pelorestodavida,Einsteinlidariacomessasquestõesfilosóficasprofundas(queatéhojesãoobjetodedebatesintensos).Váriosaspectosperturbadoresdessequebra-cabeçachocaramprofundamente

Einstein.Paracomeçar,antesqueumamediçãosejafeita,existimoscomoasoma

detodososuniversospossíveis.Nãopodemosafirmarcomcertezaseestamosmortosouvivos,seosdinossaurosaindaestãovivosouseaTerrafoidestruídabilhõesdeanosatrás.Todososeventos,antesqueumamediçãosejafeita,sãopossíveis.Depois,parecequeoprocessodeobservaçãocriarealidade!Dessemodo,temosumnovaguinadanovelhoenigmafilosóficoquepõeemdúvidaqueumaárvoretenhacaídonafloresta,jáqueninguémviu.Umnewtonianoargumentariaqueaárvorepodecair,adespeitodaobservação.MasalguémdaescoladeCopenhaguediriaqueaárvorepodeexistiremtodososestadospossíveis(caída,depé,naformademuda,queimada,podreetc.)atéquevenhaaserobservada,pontoemquedesúbitoganhaexistência.Assimsendo,ateoriaquânticaacrescentaumainterpretaçãototalmenteinesperada:observaraárvoredeterminaoestadodaárvore,ouseja,seelacaiuounão.Desdeaépocanoescritóriodepatentes,Einsteinsempreteveumtalento

incomumparaisolaraessênciadequalquerproblema.Elecostumava,portanto,fazerestaperguntaàsvisitasemsuacasa:“ALuaexisteporqueumcamundongoaobserva?”.26SeaescoladeCopenhagueestivercorreta,emcertosentidoaLuaadquireexistênciaquandoumcamundongoaobservaesuafunçãodeondacolapsa.Atravésdasdécadas,umasériede“soluções”foramoferecidasparaoproblemadogato,nenhumadelastotalmentesatisfatória.Emboraquaseninguémcontesteavalidadedaprópriamecânicaquântica,essasquestõespermanecemcomoalgunsdosmaioresdesafiosfilosóficasemtodaafísica.“Penseicemvezesmaisnosproblemasquânticosdoquenateoriada

relatividadegeral”,escreveuEinsteinsobresuaobsessãopelosfundamentosdateoriaquântica.27Apósmuitareflexão,Einsteincontra-atacoucomoquelhepareceuacríticadefinitivaàteoriaquântica.Em1933,comseusalunosBorisPodolskyeNathanRosen,propôsumnovoexperimentoqueatéhojecausadordecabeçaemmuitosfísicosquânticos,bemcomonosfilósofos.O“experimentoepr”podenãoterdemolidoateoriaquântica,comoEinsteinesperavaqueocorresse,masconseguiuprovarque,sejáerabemextravagante,vaificandocadavezmaisestranha.Suponhamosqueumátomoemitadoiselétronsemdireçõesopostas.Cadaelétronestágirandofeitoumpião,apontandoparacimaouparabaixo.Suponhamosaindaqueestejamgirandoemdireçõesopostas,demodoqueospintotalézero,emboranãosesaibaemquedireçõesestãogirando.Porexemplo,umelétronpodeestargirandoparacima,enquantoooutrogiraparabaixo.Seseesperarbastantetempo,esseselétronspoderãoestarseparadosporbilhõesdequilômetros.Antesdefazerumamedição,nãosesabeosspinsdoselétrons.

Agorasuponhamosqueenfimsejamedidoospindeumelétron.Descobre-se,porexemplo,queeleestágirandoparacima.Entãoinstantaneamentesabe-seospindooutroelétron,emboraestejaaanos-luzdedistância—comoseuspinéoopostodocompanheiro,deveestargirandoparabaixo.Istosignificaqueumamediçãonumapartedouniversoinstantaneamentedeterminaoestadodeumelétrondooutroladodouniverso,numaaparenteviolaçãodarelatividaderestrita.Einsteinchamouistode“açãofantasmagóricaàdistância”.28Asimplicaçõesfilosóficassãosurpreendentes.Significaquealgunsátomosemnossocorpopodemestarassociados,atravésdeumaredeinvisível,aátomosdooutroladodouniverso,demodoquemovimentosemnossocorpopodemafetarinstantaneamenteoestadodeátomosabilhõesdeanos-luzdedistância,emaparenteviolaçãodarelatividaderestrita.Einsteinnãogostoudaidéiaporqueelaimplicavaqueouniversoeranão-local;ouseja,eventosaquinaTerrainstantaneamenteafetameventosdooutroladodouniverso,deslocando-sealémdavelocidadedaluz.Aosaberdessanovaobjeçãoàmecânicaquântica,Schrödingerescreveupara

Einstein:“Fiqueimuitocontentecomofatodequevocê,naqueleartigo,evidentementepegouamecânicaquânticadogmáticapelaaba”.29SabendodoúltimoartigodeEinstein,ocolegadeBohr,LeonRosenfeld,escreveu:“Paramostudo;tínhamosqueesclarecerlogotalmal-entendido.Bohr,comgrandeentusiasmo,numinstantecomeçouaditarorascunhodeumaréplica”.30AescoladeCopenhagueenfrentouodesafio,masaumpreço:Bohrtevede

admitirparaEinsteinqueouniversoquânticoeradefatonão-local(ouseja,eventosemumapartedouniversopodeminstantaneamenteafetaroutrapartedouniverso).Tudonouniversoestádealgummodoenredadoemum“emaranhamento”cósmico.Dessemodo,oexperimentodeeprnãorefutouamecânicaquântica;eleapenasreveloucomoelaélouca.(Nodecorrerdosanos,oexperimentopassouasermalcompreendido,comdezenasdeespeculaçõesdequesepoderiaconstruirumrádioeprmaisrápidoquealuz,quepodemosenviarsinaisretrocedendonotempoouquepodemosusaresseefeitoparaatelepatia.)Entretanto,oexperimentodeeprnãonegouarelatividade.Nessesentido,

Einsteinriuporúltimo.Nenhumainformaçãoútilpodesertransmitidamaisrápidoquealuzatravésdoexperimentodeepr.Porexemplo,nãoépossívelenviarcódigoMorsealémdavelocidadedaluzatravésdoaparatodeepr.OfísicoJohnBellusouoseguinteexemploparaexplicaroproblema.EledescreveuummatemáticochamadoBertlmannquesempreusavaumameiarosaeoutra

verde.Sevocêsoubessequeumpéestavacomameiaverde,sabiaimediatamentequeaoutraerarosa.Noentanto,nenhumsinaliadeumpéparaooutro.Emoutraspalavras,saberalgoétotalmentediferentedeenviaresseconhecimento.Existeummundodediferençaentreapossedainformaçãoeasuatransmissão.Nofinaldadécadade1920,doisgrandesramosdominavamafísica:

relatividadeeteoriaquântica.Asomatotaldetodososconhecimentoshumanossobreouniversofísicopodiasersintetizadaporessasduasteorias.Umateoria,arelatividade,forneciaumavisãodomuitogrande,umateoriadoBig-Bangedosburacosnegros.Aoutrateoria,aquântica,forneciaumavisãodomuitopequeno,omundoestranhodoátomo.Emboraateoriaquânticasebaseasseemidéiascontráriasaosensocomum,ninguémpodianegarseussucessosexperimentaisnotáveis.PrêmiosNobelestavamsendoconcedidosaosmontesafísicosjovensdispostosaaplicarateoriaquântica.Einsteineraumfísicoexperientedemaisparaignorarasrevoluçõesefetuadasquasediariamentepelateoriaquântica.Elenãocontestouseussucessosexperimentais.Amecânicaquânticaeraa“teoriafísicamaisbem-sucedidadenossoperíodo”,admitiria.31Tampoucoimpediuodesenvolvimentodamecânicaquântica,comoumfísicomedíocrepoderiaterfeito.(Em1929,EinsteinrecomendouqueSchrödingereHeisenbergcompartilhassemoprêmioNobel.)Emvezdisso,Einsteinmudoudeestratégia.Eledeixoudeatacarateoriacomoincorreta.Suanovaestratégiafoiabsorverateoriaquânticaemsuateoriadocampounificado.QuandooexércitodecríticosdogrupodeBohroacusoudeignoraromundoquântico,elecontra-atacoudizendoqueseuverdadeiroobjetivoerabemambicioso:incorporarateoriaquânticacomoumtodoemsuanovateoria.Einsteinusouumaanalogiaextraídadeseuprópriotrabalho.Arelatividadenãoprovouqueateorianewtonianaestivessecompletamenteerrada.Mostrouapenasqueeraincompleta,quepodiasersubordinadaaumateoriamaior.Dessemodo,amecânicanewtonianaéperfeitamenteválidaemseudomínioespecífico:odasvelocidadesbaixaseobjetosgrandes.Deformasemelhante,Einsteinacreditavaqueassuposiçõesestranhasdateoriaquânticasobregatosaomesmotempomortosevivospoderiamserexplicadasporumateoriasuperior.Nesseaspecto,legiõesdebiógrafosdeEinsteinseequivocaram.OobjetivodeEinsteinnãofoiprovarqueateoriaquânticaestavaerrada,comoalegarammuitosdeseuscríticos.Eletemsidomuitasvezesretratadocomooúltimodinossaurodafísicaclássica,orebeldeenvelhecidoqueacabousetornandooporta-vozdareação.OverdadeiroobjetivodeEinsteinfoiexporaincompletudedateoriaquânticaeusarateoriadocampounificadoparacompletá-la.Naverdade,umdoscritérios

paraateoriadocampounificadoeraqueelareproduzisseoprincípiodaincertezacomcertaaproximação.AestratégiadeEinsteinfoiusararelatividadegeralesuateoriadocampo

unificadoparaexplicaraorigemdaprópriamatéria,paraconstruiramatériaapartirdageometria.Em1935,EinsteineNathanRoseninvestigaramumanovamaneirapelaqualpartículasquânticascomooelétronsurgiriamnaturalmentecomoconseqüênciadesuateoria,nãocomoobjetosfundamentais.Dessemodo,eleesperavaderivarateoriaquânticasemprecisarenfrentaroproblemadasprobabilidadeseacaso.Namaiorpartedasteorias,aspartículaselementaressurgemcomosingularidades,ouseja,regiõesondeasequaçõesexplodem.PensenasequaçõesdeNewton,porexemplo,emqueaforçaédadapelarazãoinversadoquadradodadistânciaentredoisobjetos.Quandoestadistânciacaiparazero,aforçadagravidadevaiparainfinito,dando-nosumasingularidade.ComoEinsteinqueriaderivarateoriaquânticadeumateoriamaisprofunda,raciocinouqueprecisavadeumateoriatotalmentelivredesingularidades.(Exemplosdissoexistememteoriasquânticassimples.Chamam-se“sólitons”eparecemtorçõesnoespaço;ouseja,sãocontínuos,nãosingularesepodemricochetearunsnosoutrosepreservaramesmaforma.)EinsteineRosenpropuseramumanovaformadeobtertalsolução.

ComeçaramcomdoisburacosnegrosdeSchwarzschild,definidosemduasfolhasdepapelparalelas.Comumatesoura,erapossívelcortarforacadasingularidadedeburaconegroecolarasduasfolhas.Dessemodo,obtém-seumasoluçãocontínua,livredesingularidades,queEinsteinachouquepoderiarepresentarumapartículasubatômica.Assim,partículasquânticaspodemservistascomoburacosnegrosminúsculos.(Estaidéiafoirevividasessentaanosdepoisnateoriadascordas,emquerelaçõesmatemáticaspodemtransformarpartículassubatômicasemburacosnegrosevice-versa.)Esta“pontedeEinstein-Rosen”,porém,podeservistasoboutroângulo.Ela

representaaprimeiramençãonaliteraturacientíficaaum“buracodeminhoca”queconectadoisuniversos.Buracosdeminhocasãoatalhospeloespaçoetempo,comoumportãoqueligaduasfolhasdepapelparalelas.OconceitodeburacosdeminhocafoiapresentadoaopúblicoporCharlesDodgson(tambémconhecidopelopseudônimoLewisCarroll),omatemáticodeOxfordquesecelebrizoucomoautordeAlicenoPaísdasMaravilhaseAliceatravésdoespelho.QuandoAliceenfiaamãoatravésdoespelho,estáadentrandoumaespéciedepontedeEinstein-Rosenqueligadoisuniversos:oestranhoPaísdasMaravilhaseazonaruraldeOxford.Claroquesepercebeuquequemcaísseporumaponte

deEinstein-Rosenmorreriaesmagadopelaforçagravitacionalintensa,suficienteparadesagregarseusátomos.Apassagempeloburacodeminhocaparaumuniversoparaleloeraimpossívelseoburaconegrofosseestacionário.(Decorreriamsessentaanosatéqueoconceitodeburacosdeminhocadesempenhasseumpapel-chavenafísica.)Einsteinacaboudesistindodestaidéia,empartepornãoconseguirexplicara

riquezadomundosubatômico.Elenãoconseguiuexplicartotalmentetodasaspropriedadescuriosasda“madeira”emtermosde“mármore”.Haviacaracterísticasdemaisdaspartículassubatômicas(porexemplo,massa,spin,carga,númerosquânticosetc.)quenãoconseguiamsurgirapartirdesuasequações.Seuobjetivoeraencontraromodeloquerevelasseateoriadocampounificadoemtodooseuesplendor,masumproblemacrucialeraquenaépocaaspropriedadesdaforçanuclearnãoerambemconhecidas.Einsteinestavatrabalhandodécadasantesqueosdadosdospoderososdesintegradoresdeátomosviessemaesclareceranaturezadamatériasubatômica.Comoresultado,omodelonuncasurgiu.

u

*OspatriarcasbíblicosestavamemestreitocontatocomDeus.Jacóespecificamentesonhoucomumaescadaquelevavaaocéu.[N.T.]

N

CAPÍTULO8GUERRA,PAZEE=MC2

adécadade1930,comomundoàsvoltascomaterrívelGrandeDepressão,ocaosvoltouaperturbarasruasdaAlemanha.Comocolapsodamoeda,a

classemédiatrabalhadoraviu-seprivada,danoiteparaodia,daseconomiasdetodaumavida.OemergentePartidoNazistaalimentou-sedamisériaedoressentimentodopovoalemão,concentrandosuairanobodeexpiatóriomaisconveniente:osjudeus.Logo,comoapoiodeindustriaispoderosos,osnazistastornaram-seamaiorforçadoReichstag,oparlamentoalemão.Einstein,queresistiraaosanti-semitasduranteanos,percebeuquedessavezsuavidacorriaperigo.Emborapacifista,tambémerarealista,ajustandoseuspontosdevistaàluzdaascensãometeóricadoPartidoNazista.“Istosignificaquemeoponhoaousodaforçasobquaisquercircunstâncias,anãoserquandoconfrontadoporuminimigoquebuscaadestruiçãodavidacomoumfimemsimesmo”,escreveu.1Estaflexibilidadeseriapostaàprova.Em1931,foipublicadoumlivrochamadoCemautoridadescontraEinstein,

contendotodasortedecalúniaanti-semitadirigidacontraofísicofamoso.“Opropósitodestapublicaçãoéopor-seaoterrordoseinsteinianoscomumrelatodaforçadaoposiçãoaeles”,declaravaraivosamenteodocumento.2Einsteinmaistardebrincouquenaverdadenãohavianecessidadedecemautoridadesparadestruirarelatividade.Seelaestivesseincorreta,umpequenofatoteriasidosuficiente.Emdezembrode1932,incapazderesistiràondacrescentedonazismo,EinsteindeixouaAlemanhaparasempre.LevouElsaparasedespediremdacasadecampoemCaputhedissecomtristeza:“Dêmeia-volta,vocênuncamaisvaivê-la”.3Asituaçãodeteriorou-sesubstancialmenteem30dejaneirode1933,quandoosnazistas,jáomaiorblocodoparlamento,acabaramsubindoaopoder,eAdolfHitlerfoinomeadochancelerdaAlemanha.OsnazistasconfiscaramaresidênciadeEinsteinesuacontabancária,deixando-osemumtostão,edesapropriaramaqueridacasadecampodeCaputh,alegando

terencontradoláumaarmaperigosa.(Maistardeseconstatouquefoiumafacadepão.AcasadeCaputhfoiusadaduranteoTerceiroReichpelaNaziBundDeutschesMädel,aLigaNazistadasMoçasAlemãs.)Em10demaio,osnazistasqueimaramempraçapúblicalivrosproibidos,entreelesobrasdeEinstein.Naqueleano,eleescreveuaopovobelga,queestavaàsombradaAlemanha:“Nascondiçõesatuais,seeufossebelga,nãomerecusariaaprestaroserviçomilitar”.4Suasobservaçõesforamdivulgadaspelamídiainternacional,atraindoodesprezoimediatotantodosnazistascomodoscolegaspacifistas,muitosdosquaisacreditavamqueaúnicamaneiradeenfrentarHitlererapormeiospacíficos.Einstein,percebendoatremendabrutalidadedoregimenazista,permaneceufirme:“Osantimilitaristasestãocaindoemcimademimcomoseeufosseumrenegadoperverso[...]essessujeitossimplesmenteusamantolhos”.5ForçadoadeixaraAlemanha,Einstein,oviajanteinternacional,voltouaser

umapessoasempátria.EmsuapassagempelaInglaterra,em1933,parouparavisitarWinstonChurchillemsuapropriedade.NolivrodevisitantesdeChurchill,noitem“endereço”,Einsteinescreveu:“Nenhum”.Agoraumdosprincipaisalvosdoódionazista,Einsteintinhadetomarcuidadocomsuasegurançapessoal.UmarevistaalemãquelistouosinimigosdoregimenazistaestampouafotodeEinsteinnacapacomalegenda:“Aindanãoenforcado”.Osanti-semitasseorgulhavamemdizerque,seconseguiramexpelirEinsteinparaforadaAlemanha,poderiamfazeromesmocomtodososcientistasjudeus.Nesseínterim,osnazistaspromulgaramumanovaleiexigindoademissãodetodososfuncionáriospúblicosjudeus,umdesastreimediatoparaafísicaalemã.NovelaureadoscomoNobeltiveramdedeixaropaísdevidoànovalei,e1700professoresuniversitáriosforamdespedidosnoprimeiroano,causandoumagrandehemorragianaciênciaetecnologiaalemãs.OêxodoparaforadaEuropacontroladapelosnazistasfoicolossal,gerando,paratodososefeitos,umvazioentreaelitecientífica.MaxPlanck,oeternoconciliador,apesardosesforçosdoscolegas,nãoquis

fazeroposiçãopúblicaaHitler.PreferiuusarcanaisparticularesechegouaseencontrarpessoalmentecomHitleremmaiode1933,numúltimoapeloparaimpedirocolapsodaciênciaalemã.Planckescreveria:

Euesperavaconvencê-lodequeestavainfligindoumenormedano[...]aoexpulsarnossoscolegasjudeusemostrarcomoerainsensatoetotalmenteimoralperseguirhomensquesempresejulgaramalemãesequehaviamoferecidosuasvidaspelaAlemanha,comotodososoutros.6

Naquelareunião,Hitlerdissequenadatinhacontraosjudeus,masqueeramtodoscomunistas.QuandoPlancktentouresponder,Hitlergritoudevoltaparaele:“Dizemquetenhoataquesdefraquezanervosa,mastenhonervosdeaço!”.7Eleentãobateunojoelhoecontinuousuaarengacontraosjudeus.Plancklastimaria:“Nãoconseguimefazerentender.Simplesmentenãoexisteumalínguaemquesepossafalarcomesseshomens”.8TodososcolegasjudeusdeEinsteintiveramquedeixaraAlemanhaparasalvar

avida.LeoSzilardpartiucomtodasassuaseconomiasenfiadasnossapatos.FritzHaberdeixouaAlemanhaem1933comdestinoàPalestina.(Porironia,comocientistaalemãopatriota,eleajudaraadesenvolverumgásvenenosoparaoexércitoalemão,produzindoofamosogásZyklonB.Maistarde,seuprópriogásfoiusadoparamatarmuitosmembrosdesuafamílianocampodeconcentraçãodeAuschwitz.)ErwinSchrödinger,quenãoerajudeu,tambémfoivítimadahisteria.Em31demarçode1933,quandoosnazistasdeclararamumboicotenacionalatodasaslojasdejudeus,encontrava-sediantedagrandelojadedepartamentosdeBerlimWertheim’s,depropriedadedejudeus,quandopresencioutropasdeassaltocomsuásticasnazistasespancandolojistasjudeus,enquantoapolíciaeopovoobservavameriam.Schrödingerindignou-seerepreendeuumdosarruaceiros.Foiaíqueastropasdeassaltopassaramaespancá-lotambém.Elepoderiatersidogravementeferido,masumjovemfísicoostentandoumasuásticalogoreconheceuSchrödingereconseguiulevá-loaumcantoseguro.9Abaladíssimo,SchrödingertrocouaAlemanhapelaInglaterraeaIrlanda.Em1943,osnazistasocuparamaDinamarca,eBohr,queeraempartejudeu,ia

sermorto.PorumtriznãofoicapturadopelaGestapo,conseguindofugirparaaneutraSuéciaedepoisvoaratéaGrã-Bretanha,emboraquasetenhamorridosufocadonoaviãodevidoaumamáscaradeoxigêniodefeituosa.Planck,umpatriotalealquenuncadeixouaAlemanha,tambémsofreuterrivelmente.SeufilhofoipresoportentarassassinarHitler,sendotorturadoemaistardeexecutadopelosnazistas.Einstein,emboranoexílio,viu-seassediadoporofertasdeempregodomundo

inteiro.UniversidadesdedestaquedaInglaterra,EspanhaeFrançaqueriamatrairaquelafiguradefamainternacional.Anteriormente,elehaviasidoprofessorvisitantedaUniversidadedePrinceton.PassavaosinvernosemPrincetoneosverõesemBerlim.AbrahamFlexner,representandoumnovoinstitutoasercriadoemPrinceton,emgrandepartecomumadotaçãode5milhõesdedólaresdafortunadeBamberger,encontrara-seváriasvezescomEinsteineoconsultarasobreapossibilidadedemudar-separaonovoinstituto.

Einsteineoconsultarasobreapossibilidadedemudar-separaonovoinstituto.OqueatraíaEinsteineraofatodequeterialiberdadeparaviajareestarialivredetarefasdocentes.Sebemquefosseumconferencistapopular,sempredivertindoasplatéiascomsuasgraçaseencantandoarealezacomcasosengraçados,omagistérioeaspalestrasoestavamdesviandodesuaadoradafísica.UmcolegaalertouEinsteinquevirdeumavezparaosEstadosUnidosera

como“cometersuicídio”.OsEstadosUnidos,antesdosúbitoafluxodecientistasjudeusfugitivosdaAlemanhanazista,eraconsideradoumpaíscientificamenteatrasado,quaseseminstituiçõesdeensinosuperiorcapazesdecompetircomaseuropéias.Defendendosuaopção,EinsteinescreveuparaarainhaElizabethdaBélgica:

Princetonéumlugarejomaravilhoso[...]umvilarejocuriosoecerimoniosodesemideusesinsignificantesempernasdepau.Ignorandocertasconvençõesespeciais,conseguicriarparamimumaatmosferapropíciaaoestudoelivrededistrações.10

AnotíciadequeEinsteinsehaviafixadonosEstadosUnidoscorreuomundo.O“papadafísica”deixaraaEuropa.OnovoVaticanoseriaoInstitutodeEstudosAvançadosdePrinceton.QuandomostraramaEinsteinseunovoescritório,perguntaramdoqueele

precisava.Alémdeumaescrivaninhaecadeira,eledissequeprecisavadeuma“latadelixogrande[...]assimeupossojogarforatodososmeuserros”.11(ParecequeoinstitutofezumaofertaaErwinSchrödinger.Maseste,aoquesecomenta,quemuitasvezesestavaacompanhadodaesposaedaamanteepraticavaum“casamentoaberto”comumalongalistadenamoradas,achouaatmosferaalipordemaissufocanteeconservadora.)ApopulaçãoamericanaficoufascinadacomonovomoradordeNovaJersey,queimediatamentesetransformounocientistamaisfamosodopaís.Logo,tornou-seumafigurafamiliaratodos.Doiseuropeus,numaaposta,enviaramumacartaendereçadasimplesmenteao“Dr.Einstein,EstadosUnidos”paraversechegariaaodestinatário.Chegou.12Adécadade1930foidifícilparaavidapessoaldeEinstein.Seuspiorestemores

quantoaofilhoEduard(carinhosamenteapelidadodeTedel)seconfirmaramquandoeleenfimsofreuumcolapsonervoso,em1930,apósumromancefracassadocomumamulhermaisvelha.ElefoiencaminhadoaohospitalpsiquiátricoBurghozli,emZurique,omesmoondeairmãdeMilevaficarainternada.Diagnosticadocomoesquizofrênico,tevedeviverinternadopelorestodavida,anãoserporbrevestemporadas.Einstein,quesempretemeuqueumdeseusfilhospudesseherdarosproblemasmentaisdaesposa,culpoua

“hereditariedadecrítica”.13“Viadoençachegando,deformalentamasirreversível,desdeainfânciadeTedel”,escreveucompesar.14Em1933,seuamigoíntimoPaulEhrenfest,queoacompanhouduranteodesenvolvimentoinicialdarelatividadegeral,massofriadedepressão,acabousesuicidando,matandotambématiroseufilhodeficientemental.Apósumadoençaprolongadaedolorosa,Elsa,queacompanharaEinsteinpor

cercadevinteanos,morreuem1936.Deacordocomosamigos,Einsteinestava“totalmentearrasado”.15Amortedela“rompeuovínculomaisfortequeeletevecomumserhumano”.16Elesofreu,masaospoucosconseguiuserecuperar.Escreveria:“Acostumei-memuitobemàvidaaqui.Vivocomoumursoemminhatoca.[...]Meuisolamentoaumentouaindamaiscomamortedeminhacompanheira,queeramaissociáveldoqueeu”.17ApósamortedeElsa,eleviveucomairmãMaja,quefugiradosnazistas,a

enteadaMargoteasecretáriaHelenDukas.Iniciaraafasefinaldesuavida.Duranteasdécadasde1930e1940,envelheceurapidamente,e,semElsaparacuidardesuaaparência,afiguraarrojadaecarismáticaquedeslumbroureiserainhasemseusmokingretornouaovelhoestilodesleixadodajuventude.Agorasetornavaafiguradecabelosbrancoslembradacomcarinhopelopúblico,osábiodePrinceton,capazdesaudarcomomesmobomhumorascriançasearealeza.ParaEinstein,porém,nãohaviadescanso.EmPrinceton,eleenfrentoumais

umdesafio:atentativadedesenvolverumabombaatômica.Jáem1905,especularaquesuateoriapoderiaexplicarcomoumapequenaquantidadederádiopodiabrilharfortementenoescuro,seusátomosliberandograndesquantidadesdeenergiasemnenhumlimiteaparente.Naverdade,aquantidadedeenergiaencerradanonúcleopoderiafacilmenteser100milhõesdevezesmaiorqueaquelaarmazenadaemumaarmaquímica.Em1920,Einsteinhaviacompreendidoasenormesimplicaçõespráticasdaenergiaencerradanonúcleodoátomo,aoescrever:

Podeserpossível,enãoésequerimprovável,quenovasfontesdeenergiadeenormeeficáciasetornemacessíveis,masestaidéianãotemnenhumrespaldodiretodosfatosconhecidosatéagora.Émuitodifícilfazerprofecias,masistoestádentrododomíniodopossível.18

Em1921,eleatéespeculouque,emalgumpontoremotonofuturo,aeconomiaatual,baseadanocarvão,poderiavirasersubstituídapelaenergianuclear.Mastambémpercebeucomclarezadoisproblemasenormes.Paracomeçar,essefogo

cósmicopoderiaserusadoparaforjarumabombaatômica,comconseqüênciasterríveisparaahumanidade.Escreveuprofeticamente:“Comparadosaosseusefeitosdestrutivos,todososbombardeiossomados,desdeainvençãodasarmasdefogo,seriambrincadeiradecriança”.19Tambémescreveuqueumabombaatômicapoderiaserusadaparadesencadearoterrorismonucleareatéumaguerranuclear:“Supondoquefossepossívelefetuaressaimensaliberaçãodeenergia,nosveríamosemumaépocaemquenossopresentenegrocomoocarvãopareceriacomparativamentedourado”.20Porúltimo,emaisimportante,elepercebeuoenormedesafioparaseproduzir

talarma.Naverdade,duvidoudequeaquiloviesseaserfactívelaindaduranteasuavida.Osproblemaspráticosdetomaroenormepoderencerradonumúnicoátomoeampliá-lotrilhõesdevezesestavamalémdequaisquerpossibilidadesnadécadade1920.Eleescreveuqueaquiloeratãodifícil“comoatiraremavesnoescuro,numaregiãocompoucasaves”.21Einsteinpercebeuqueosegredopoderiasermultiplicardealgummodoa

energiadeumúnicoátomo.Sefossepossíveltomaraenergiadeumátomoe,depois,desencadearaliberaçãosubseqüentedeenergiadosátomosvizinhos,essaenergianuclearpoderiaserampliada.Sugeriuqueumareaçãoemcadeiapoderiaocorrerse“osraiosliberados[...]forem,porsuavez,capazesdeproduzirosmesmosefeitos”.22Mas,nadécadade1920,elenãotinhaamenoridéiadecomotalreaçãoemcadeiapoderiaserproduzida.Claroqueoutraspessoastambémcogitavamnaidéiadaenergianuclear,nãoparabeneficiarahumanidade,mascommásintenções.Emabrilde1924,PaulHarteckeWilhelmGrothinformaramaoDepartamentodeOrdenançadoExércitoAlemãoque“opaísqueaexplorarprimeiroteráumavantagemincalculávelsobreosdemais”.23Oproblemadeliberaressaenergiaéoseguinte:onúcleodeumátomoestá

positivamentecarregadoe,portanto,repeleoutrascargaspositivas.Dessemodo,onúcleoestáprotegidocontraquaisquercolisõesaleatóriasquepossamliberarsuaenergiaquaseilimitada.ErnestRutherford,cujotrabalhopioneirolevouàdescobertadonúcleodoátomo,descartouabombaatômica,afirmandoque“quemesperaumafontedeenergiadatransformaçãodessesátomosestádizendobesteira”.24Esseimpassefoirompidodrasticamenteem1932,quandoJamesChadwickdescobriuumapartículanova,onêutron,umcompanheirodoprótonnonúcleocujacargaéneutra.Sefossepossívellançarumfeixedenêutronsnonúcleo,onêutronnãoseriadetidopelocampoelétricoaoredordonúcleoepoderiaabalá-lo,liberandoenergianuclear.Aidéiaocorreuaosfísicos:umfeixedessesnêutronspoderiafacilmentefissionaroátomoedesencadearumabomba

atômica.EmboraEinsteintivessedúvidasquantoàpossibilidadedeumabomba

atômica,oseventos-chavequelevaramàfissãonuclearestavamseacelerando.Em1938,OttoHahneFritzStrassmann,doInstitutoKaiserWilhelmdefísica,emBerlim,eletrizaramomundodafísicaaofissionaronúcleodourânio.Elesencontraramtraçosdebárioapósbombardearurâniocomnêutrons,oqueindicavaqueonúcleodourâniosedividiupelametade,criandobárionoprocesso.LiseMeitner,cientistajudiaecolegadeHahnquehaviafugidodosnazistas,eseusobrinhoOttoFrischforneceramabaseteóricaquefaltavaparaoresultadodeHahn.Osresultadosmostraramqueosescombrosremanescentesdoprocessopesavamumpoucomenosqueonúcleodourâniooriginal.Eracomosemassaestivessedesaparecendonessareação.Afissãodoátomodeurâniotambémliberou200milhõesdeelétrons-voltsdeenergia,aparentementesurgidosdonada.Paraondeiaamassasumida,edeondevinhaaenergiamisteriosa?MeitnerpercebeuqueaequaçãodeEinsteinE=mc2encerravaosegredodoenigma.Tomando-seamassasumidaemultiplicando-aporc2,encontravam-se200milhõesdeelétrons-volts,exatamentedeacordocomateoriadeEinstein.Bohr,quandoinformadodessaconfirmaçãosurpreendentedaequaçãodeEinstein,logoentendeuaimportânciadoresultado.Elebateunatestaeexclamou:“Oh,quetolosfomostodosnós!”.25Emmarçode1939,EinsteininformouaoNewYorkTimesqueosresultadosaté

então

nãojustificamasuposiçãodeumempregopráticodasenergiasatômicasliberadasnoprocesso.Entretanto,nãoexistenenhumfísicodealmatãopobrequeseuinteresseporesseassuntoimportantíssimosedeixeafetarporisso.26

Porironia,naquelemesmomês,EnricoFermieFrédéricJoliot-Curie(genrode

MarieCurie)descobriramquedoisnêutronspodemserliberadospelafissãodonúcleodourânio.Tratou-sedeumresultadodesconcertante.Seaquelesdoisnêutronspudessemprosseguirfissionandooutrosnúcleosdeurânio,oresultadoseriamquatronêutrons,depoisoito,depoisdezesseis,depois32,adinfinitum,atéqueaenergiainimagináveldaforçanuclearfosseliberadaemumareaçãoemcadeia.Emumafraçãodesegundo,afissãodeumúnicoátomodeurâniopoderiadesencadearafissãodetrilhõesetrilhõesdeoutrosátomosdeurânio,liberandoquantidadesinimagináveisdeenergianuclear.Fermi,olhandoporsuajanelanaUniversidadedeColúmbia,refletiutristementequeumasóbomba

atômicapoderiadestruirtudoqueeleestavavendodeNovaYork.Acorridahaviacomeçado.Alarmadocomavelocidadedoseventos,Szilard

temeuqueosalemães,queeramlíderesnafísicaatômica,fossemosprimeirosadesenvolverabombaatômica.Em1939,SzilardeEugeneWignerforamaoencontrodeEinstein,emLongIsland,afimdeassinaremumacartaqueseriaencaminhadaaopresidenteRoosevelt.Acartafatídica,umadasmaisimportantesdahistóriadomundo,começava

assim:

AlgunstrabalhosrecentesdeE.FermieL.Szilard,quemeforamcomunicadosemmanuscrito,mefazemacreditarqueoelementourâniopossasertransformadoemumanovaeimportantefontedeenergianofuturoimediato.27

Demaneirapreocupante,acartaobservavaqueHitlerhaviainvadidoaTchecoslováquiaeisoladoasminasdeuraninitadaBoêmia,ricafontedeminériodeurânio.Depoisacartaadvertia:

Umasóbombadessetipo,transportadaporbarcoouexplodidaemumporto,poderiaperfeitamentedestruiroportointeiroepartedoterritóriocircundante.Entretanto,taisbombastalvezserevelempesadasdemaisparaseremtransportadasporar.

AlexanderSachs,umassessordeRoosevelt,recebeuacartaparaentregaraopresidente.QuandoSachsperguntouaRooseveltseeleentenderaagravidadeextremadacarta,opresidenterespondeu:“Alex,cabeavocêtomarprovidênciasparaqueosnazistasnãonosdestruam”.ElesedirigiuaogeneralE.M.Watsonedisse:“Istorequeração”.28Somente6mildólaresforamaprovadosparaapesquisadeurâniodoanointeiro.Entretanto,ointeressepelabombaatômicarecebeuumsúbitoincentivoquandoorelatóriosecretoFrisch-PeierlschegouaWashington,nooutonode1941.Cientistasbritânicos,quetrabalhavamdemodoindependente,confirmaramtodososdetalhesdelineadosporEinstein,eem6dedezembrode1941oProjetodeEngenhariaManhattanfoisecretamentecriado.SobadireçãodeJ.RobertOppenheimer,quehaviatrabalhadonateoriados

buracosnegrosdeEinstein,centenasdosmaiorescientistasdomundoforamcontatadosemsegredoedepoisenviadosparaLosAlamos,nodesertodoNovoMéxico.Emtodasasgrandesuniversidades,cientistascomoHansBethe,EnricoFermi,EdwardTellereEugeneWignerpartiramdiscretamenteapósreceberumtapinhanoombro.(Nemtodosestavamsatisfeitoscomoforteinteressena

bombaatômica.LiseMeitner,cujotrabalhoajudouadesencadearoprojeto,recusou-secomfirmezaaparticipardequalquertrabalhoemtornodabomba.ElafoiaúnicacientistanuclearproeminentedosAliadosquenãoatendeuaochamadoparasejuntaraogrupodeLosAlamos.“Nãotereinadaavercomumabomba!”,afirmoucategoricamente.29Anosdepois,quandoroteiristasdeHollywoodtentaramglamourizá-lanofilmeOiníciodofim,comoamulherquecorajosamentecontrabandeouoprojetodabombaparaforadaAlemanhanazista,elarespondeu:“EupreferiadescernuapelaBroadwayafazerpartedesseesforçoextravaganteeindecente”.30)EinsteinpercebeuquetodososseuscolegaspróximosemPrincetonestavam

subitamentedesaparecendo,deixandoumendereçopostalmisteriosoemSantaFé,NovoMéxico.MasopróprioEinsteinnuncarecebeuotapinhanoombroepermaneceudurantetodaaguerraemPrinceton.Omotivofoireveladoemdocumentosdeguerradepoisquedeixaramdesersecretos.VannevarBush,chefedoEscritóriodePesquisaeDesenvolvimentoCientíficoeassessordeconfiançadeRoosevelt,escreveu:“Gostariamuitodepoderapresentaracoisatodaparaele[Einstein][...]masistoétotalmenteimpossíveldiantedaatitudedepessoasaquiemWashingtonqueestudaramtodaasuahistória”.31OfbieoserviçodeinteligênciadoexércitoconcluíramquenãosepodiaconfiaremEinstein:

Emvistadeseusantecedentesradicais,esteescritórionãorecomendariaoempregododr.Einstein,emassuntosdenaturezasecreta,semumainvestigaçãomuitocuidadosa,jáquepareceimprovávelqueumhomemcomseusantecedentespudesse,emtãobrevetempo,tornar-seumcidadãonorte-americanoleal.32

Aparentemente,ofbinãopercebeuqueEinsteinjátomaraconhecimentodoprojetoe,naverdade,foiquemoriginalmenteajudouapô-lonostrilhos.AfichadeEinsteinnofbi,quehápoucotempodeixoudesersecreta,tem1427

páginas.J.EdgarHooverinvestigouEinsteincomosendoumespiãocomunistaou,namelhorhipótese,umingênuo.Aagênciaverificoucuidadosamentetodososrumoressobreele,arquivandotudo.MasoestranhoéqueofbinãoenfrentouopróprioEinstein,comoseotemesse.Emvezdisso,osagentespreferiamentrevistaroumolestaraspessoasàsuavolta.Comoresultado,ofbitornou-seumrepositóriodecentenasdecartasderabugentoseparanóicos.Emparticular,foramarquivadosrelatosdequeEinsteinestavadesenvolvendoalgumtipoderaiomortal.Emmaiode1943,umtenentedamarinhaveioindagarseEinstein

estariadispostoatrabalharemarmaseexplosivosparaaMarinhanorte-americana.“Elesesentiafrustradoportersidopreterido.Nãohaviasidoconvidadoporninguémparafazeralgumtrabalhodeguerra”,escreveuotenente.33Einstein,sempreespirituoso,observouqueestavaagoranaMarinhasemprecisarrasparacabeça.OesforçointensodosAliadosparadesenvolverumabombaatômicafoi

estimuladopelotemordeumabombaalemã.Narealidade,oesforçodeguerraalemãocareciaderecursosepessoal.WernerHeisenberg,omaiorcientistaquânticodaAlemanha,foipostoàfrentedeumaequipedecientistasparatrabalharemnoprojetoalemão.Nooutonode1942,quandooscientistasalemãesperceberamqueseriamprecisosmaistrêsanosdeesforçointensoparaproduzirabombaatômica,AlbertSpeer,oministrodosarmamentosnazista,decidiuarquivartemporariamenteoprojeto.Speercometeuumerroestratégico,supondoqueaAlemanhavenceriaaguerraemtrêsanos,oquetornavaabombadesnecessária.Nãoobstante,continuoufinanciandoapesquisaemsubmarinosnucleares.Heisenbergtevedeenfrentaroutrosproblemas.Hitlerdeclarouquesóseria

financiadoodesenvolvimentodearmasqueprometessemresultadosemseismeses,umprazoimpossível.Alémdafaltadeverbas,oslaboratóriosalemãesestavamsobataquedasforçasAliadas.Em1942,umcomandoconseguiuexplodirafábricadeáguapesadadeHeisenbergemVemork,Noruega.AocontráriodadecisãodeFermideconstruirumreatorbaseadoemcarbono,osalemãesoptaramporerguerumreatordeáguapesadacapazdeusarurânionatural,bemmaisabundantequeoraríssimourânio-235.Em1943,osAliadosatingiramBerlimduramentecombombardeiosdesaturação,forçandoHeisenbergatransferirseulaboratório.OInstitutoKaiserWilhelmdefísicafoievacuadoparaHechingen,nasmontanhasaosuldeStuttgart.HeisenbergtevedeconstruiroreatoralemãonumporãodepedrapertodeHaigerloch.Sobapressãoeobombardeiointensos,elesnuncaconseguiramsustentarumareaçãoemcadeia.Nesseínterim,osfísicosdoProjetoManhattancorriamparaprocessar

plutônioeurâniosuficientesparaquatrobombasatômicas.AindaestavamfazendocálculosatéomomentodadetonaçãodecisivaemAlamogordo,NovoMéxico.Aprimeirabomba,baseadaemplutônio-239,foidetonadaemjulhode1945.ApósavitóriadecisivadosAliadossobreosnazistas,muitosfísicosacharamqueabombaseriadesnecessáriacontraoinimigoremanescente,oJapão.Algunsacreditavamqueumabombaatômicadedemonstraçãoseriadetonadaemumailhadeserta,testemunhadaporumadelegaçãodeautoridades

detonadaemumailhadeserta,testemunhadaporumadelegaçãodeautoridadesjaponesas,paraadverti-lasdequearendiçãoerainevitável.OutroschegaramaredigirumacartaaopresidenteHarryTrumanpedindoquenãosoltasseabombanoJapão.Infelizmente,essacartanuncafoientregue.Umcientista,JosephRotblatt,chegouarenunciaraoprojetodabombaatômica,afirmandoqueseutrabalhoestavaencerradoequeabombajamaisdeveriaserusadacontraoJapão.(EleganhariamaistardeoprêmioNobeldaPaz.)Mesmoassim,tomou-seadecisãodesoltarnãouma,masduasbombas

atômicasnoJapãoemagostode1945.EinsteinestavadefériasnolagoSaranac,emNovaYork.Naquelasemana,HelenDukasouviuanotíciapelorádio.Elarecordouque

diziaqueumnovotipodebombahaviasidoatiradanoJapão.EulogosoubeoqueeraporquetinhaumconhecimentovagodonegóciodeSzilard.QuandooprofessorEinsteindesceuparaochá,conteiparaele,eeledisse:“Oh,Weh”[MeuDeus!].34

Em1946,EinsteinfoicapadaTime.35Dessavez,umaameaçanuclearirrompia

perigosamenteatrásdele.Omundoderepentepercebeuqueapróximaguerra,aTerceiraGuerraMundial,poderiasertravadacombombasatômicas.MasEinsteinobservouqueaQuartaGuerraMundialseriatravadacompedras,jáqueasarmasnuclearespoderiamfazeracivilizaçãoretrocedermilharesdeanos.Naqueleano,Einsteintornou-sepresidentedoComitêdeEmergênciadeCientistasAtômicos,talvezaprimeiragrandeorganizaçãoantinuclear,usadacomoplataformaparacondenarodesenvolvimentocontínuodearmasnucleares—eparadefenderumadesuascausasprediletas,ogovernomundial.Nesseínterim,emmeioàtempestadedesencadeadapelasbombasatômicaede

hidrogênio,Einsteinpreservousuapazesuasaúdementalretornandoteimosamenteàsuafísica.Nadécadade1940,trabalhospioneiroscontinuavamsendorealizadosnasáreasqueeleajudaraafundar,inclusivecosmologiaeateoriadocampounificado.Essaseriasuaúltimatentativade“leramentedeDeus”.Apósaguerra,SchrödingereEinsteinmantiveramumaanimada

correspondênciatransatlântica.Praticamentesozinhos,essesdoispaisdateoriaquânticaresistiramàondadamecânicaquânticaeconcentraram-senabuscadaunificação.Em1946,SchrödingerconfessouaEinstein:“Vocêestáatrásdecaçagrande.Vocêestánumacaçaaoleão,enquantoeuestoufalandodecoelhos”.36EncorajadoporEinstein,Schrödingercontinuousuabuscaincansáveldeumtipoparticulardeteoriadocampounificadochamado“teoriadecampoafim”.

Logo,Schrödingercompletousuaprópriateoria,convencendo-sedeterfinalmentealcançadooqueEinsteinnãoconseguiu:aunificaçãodeluzegravidade.Maravilhado,considerousuanovateoriaum“milagre”,uma“dádivatotalmenteinesperadadeDeus”.TrabalhandonaIrlanda,Schrödingersesentiraisoladodomundodafísica,

reduzidoaadministradordefaculdadeefísicoultrapassado.AgoraestavaconvencidodequesuanovateoriapoderialherenderumsegundoprêmioNobel.Apressadamente,convocouumagrandeentrevistacoletivaàimprensa.Oprimeiro-ministrodaIrlanda,EamonDeValera,eoutrasfigurasimportantescompareceramàsuaapresentação.Quandoumrepórterperguntouseestavamuitoconfianteemsuateoria,elerespondeu:“Acreditoqueestoucerto.Vouficarcomcaradeidiotaseestivererrado”.37Noentanto,EinsteinlogoviuqueSchrödingerhaviaperseguidoumateoriaqueeleprópriodescartaraanosantes.ComoescreveuofísicoFreemanDyson,ocaminhoquelevaàteoriadocampounificadoestájuncadodecadáveresdetentativasfracassadas.Semesmorecer,Einsteincontinuoutrabalhandonateoriadocampounificado,

quasetotalmenteisoladodorestodacomunidadedafísica.Nafaltadeumprincípiofísiconorteador,tentariaencontrarbelezaeconcisãoemsuasequações.ComodissecertavezomatemáticoG.H.Hardy:

Ospadrõesmatemáticos,comoaquelesdospintoresoupoetas,precisamserbelos.Asidéias,comoascoresouaspalavras,precisamcombinardeformaharmoniosa.Abelezaéoprimeiroteste.Nãohálugarpermanenteparaumamatemáticafeia.38

Massemalgocomoumprincípiodaequivalênciaparaateoriadocampounificado,Einsteinficousemumaestrelaguia.Lamentouofatodequeosoutrosfísicosnãoviamomundocomoele,masjamaisperdeuosonoporcausadisso.Eleescreveria:

Tornei-meumsujeitovelhoesolitário.Umaespéciedefigurapatriarcalconhecidasobretudopornãousarmeiaseexibidoemdiferentesocasiõescomoumaexcentricidade.Masnomeutrabalhosoumaisfanáticodoquenuncaerealmentetenhoesperançadetersolucionadomeusvelhosproblemasdaunidadedocampofísico.Masécomoestarnumaviãovoandoentreasnuvens,semconseguirverclaramentecomoretornaràrealidade,ouseja,aTerra.39

Einsteinpercebeuque,trabalhandoemsuateoriadocampounificadoemvez

dateoriaquântica,estavaseisolandodosrumosprincipaisdaspesquisasno

instituto.“Devoparecerumaostraqueenterraacabeçanaareiarelativísticaparanãoenfrentarosquantamalévolos”,lastimou.40Nodecorrerdosanos,outrosfísicossussurrariamqueeleestavaemdeclínioevivendonopassado,masEinsteinnãoseincomodava.“Costumoservistocomoumaespéciedeobjetopetrificado,tornadocegoesurdopelosanos.Estepapelnãomedesagrada,jáquecorrespondeperfeitamenteaomeutemperamento”,escreveu.41Em1949,emseuseptuagésimoaniversário,umacelebraçãoespecialem

homenagemaEinsteinfoirealizadapeloinstituto.Dezenasdefísicosvieramaplaudiromaiorcientistadaépocaeescreveramartigosparaumlivroemsuahomenagem.Entretanto,pelotomdealgunsoradoresepelasentrevistasàimprensa,tornou-seaparentequealgunsdelescensuravamEinsteinporsuaposiçãosobreateoriaquântica.Seuspartidáriosnãogostaramdaquilo,masEinsteinlevoutudonabrincadeira.Umamigodafamília,ThomasBucky,observouque

OppenheimercaçooudeEinsteinnumartigoderevistacomafirmaçõescomo:“Eleestávelho.Ninguémmaisligaparaele”.Ficamosindignadoscomaquilo.MasEinsteinnemligou.Elesimplesmentenãoacreditounahistóriae,maistarde,Oppenheimernegouquetivesseditoaquelaspalavras.42

AqueleeraojeitodeEinstein:nãolevaroscríticosmuitoasério.Quandoo

livroemsuahomenagemveioalume,eleescreveucombomhumor:“Estenãoéumlivrodejubileuparamim,masumimpeachment”.43Eraumcientistamaduroosuficienteparasaberqueidéiasnovaseramdifíceisdeocorrerequeelejánãoproduziacomonajuventude.Conformeescreveria:“Tudoqueérealmentenovoéinventadoquandoseéjovem.Maistarde,apessoaficamaisexperiente,maisfamosae...maisburra”.44Oqueomantinhaativo,porém,eramossinaisqueviaportodapartedequea

unificaçãoeraumdosgrandesesquemasdouniverso.Eleescreveria:“Anaturezamostra-nossomenteacaudadoleão.Maseunãoduvidoqueoleãopertenceaela,emboranãopossaserevelardevidoaoseuenormetamanho”.45Tododia,aoacordar,eleseformulavaumaperguntasimples:sefosseDeus,comocriariaouniverso?Naverdade,dadastodasasrestriçõesnecessáriasparacriarumuniverso,eleseformulavaoutrapergunta:Deustevealgumaescolha?Aocontemplarouniverso,tudoqueEleviaindicavaqueaunificaçãoeraomaiortemadanatureza,queDeusnãopoderiatercriadoumuniversoquetornasseagravidade,aeletricidadeeomagnetismoentidadesdistintas.Oquelhefaltava,comoelesabia,eraumprincípionorteador,umaimagemfísicaqueiluminasseo

caminhoparaateoriadocampounificado.Nadasurgiu.Comarelatividaderestrita,aimagemeradeumjovemdedezesseisanos

correndoatrásdeumraiodeluz.Comarelatividadegeral,eradeumhomemreclinando-senacadeira,prestesacair,oubolasdeguderolandopeloespaçocurvo.Noentanto,comateoriadocampounificado,elenãotinhatalorientação.Einsteinficoufamosopelafrase:“SutiléoSenhor,masnãomaligno”.46Apóslutartantasdécadascomoproblemadaunificação,eleadmitiuaoassistenteValentineBargman:“Estoumudandodeidéia.TalvezDeussejamaligno”.47Sebemqueabuscadeumateoriadocampounificadofosseconhecidacomoo

problemamaisdifícildetodaafísica,tambémeraomaisglamouroso,seduzindolegiõesdefísicos.Éinteressante,porexemplo,queWolfgangPauli,umdoscríticosmaisrigorososdateoriadocampounificadodeEinstein,acabouaderindo.Nofinaldadécadade1950,tantoHeisenbergcomoPauliestavamcadavezmaisinteressadosnumaversãodateoriadocampounificadoque,segundoeles,resolveriaosproblemasqueaturdiamEinsteinportrintaanos.Defato,Paisescreve:“De1954atéofinaldesuavida,Heisenberg(mortoem1976)mergulhouemtentativasdederivardeumaequaçãodeondanão-linearfundamentaltodaafísicadaspartículas”.48Em1958,PaulivisitouaUniversidadedeColumbiaefezumaapresentaçãodaversãodeHeisenberg-Paulidateoriadocampounificado.Opúblico,desnecessáriodizer,nãosedeixouconvencer.NielsBohr,queestavanaplatéia,finalmenteselevantoueconfessou:“Nósaquiatrásestamosconvencidosdequesuateoriaélouca.Masoquenosdivideésesuateoriaéloucaobastante”.49OfísicoJeremyBernstein,quetambémestavanaplatéia,observou:“Foium

encontroincomumdedoisgigantesdafísicamoderna.Fiqueipensandoqueproveitoumvisitantenão-físicopoderiatirardaquilo”.50Pauliacabousedesiludindocomateoria,acreditandoquetinhafurosdemais.Quandoseucolaboradorinsistiuemiremfrentecomela,PauliescreveuumacartaparaHeisenberg,anexandoumafolhadepapelembrancoeafirmandoque,sesuateoriaerarealmenteateoriadocampounificado,entãoaquelafolhaeraumaobradeTiciano.Emboraoprogressonateoriadocampounificadofosselentoedoloroso,

muitosoutrosavançosinteressantesmantinhamEinsteinocupado.Umdosmaisestranhoseramasmáquinasdotempo.ParaNewton,otempoeracomoumaseta.Umavezdesencadeado,avançava

inexoravelmenteemlinhareta,jamaissedesviandodarota.UmsegundonaTerraeraumsegundonoespaço.Otempoeraabsolutoefluíauniformementeportodoouniverso,àmesmavelocidade.Eventospodiamocorreraomesmo

portodoouniverso,àmesmavelocidade.Eventospodiamocorreraomesmotempoatravésdouniverso.Noentanto,Einsteinintroduziuoconceitodetemporelativo,demodoqueumsegundonaTerranãoeraumsegundonaLua.OtempoeracomoumrioMississippi,queserpenteasseporplanetaseestrelas,reduzindoavelocidadeaopassarporcorposcelestesvizinhos.AquestãoqueomatemáticoKurtGödelagoralevantavaera:oriodotempopodeterremoinhosevoltarparatrás?Oupoderiasebifurcaremdoisrios,criandoumuniversoparalelo?Einsteinviu-seforçadoaenfrentarestaquestãoem1949,quandoGödel,vizinhodeEinsteinnoinstitutoecomprovadamenteomaiorlógicomatemáticodoséculo,mostrouqueasequaçõesdeEinsteinpermitiamaviagempelotempo.Gödelcomeçoucomumuniversorepletodegáseemrotação.Sealguémpartissenumanaveespacialedesseavoltaportodoouniverso,poderiachegaràTerraantesdeterpartido!Emoutraspalavras,aviagempelotemposeriaumfenômenonaturalnouniversodeGödel,ondeumapessoaretrocederiarotineiramentenotempoduranteumaviagemaoredordouniverso.IssochocouEinstein.Atéentão,todatentativadeencontrarsoluçõesparaas

equaçõesdeEinsteinpareciaajustar-seaosdados.OperiéliodeMercúrio,odesvioparaovermelho,oarqueamentodaluzestelar,agravidadedeumaestrelaetc.—tudoissoseajustavaperfeitamenteaosdadosexperimentais.Agorasuasequaçõesestavamdandosoluçõesquedesafiavamtodasasnossascrençassobreotempo.Seasviagenspelotempofossemrotineiramentepossíveis,ahistóriajamaispoderiaserescrita.Opassado,comoareiascambiantes,poderiaseralteradosemprequealguémentrasseemsuamáquinadotempo.Opioreraquealguémpoderiadestruiroprópriouniversocriandoumparadoxodotempo.Esevocêrecuassenotempoefuzilasseseuspaisantesdeternascido?Issoeraproblemático,poiscomovocêpoderiaternascidosematouseuspais?Asmáquinasdotempoviolavamacausalidade,umprincípioconsagradoda

física.Einsteinnãoestavasatisfeitocomateoriaquântica,porquesubstituíaacausalidadeporprobabilidades.AgoraGödelestavaeliminandoacausalidadeporcompleto!Apósmuitareflexão,EinsteinenfimdescartouasoluçãodeGödel,observandoqueelanãoseajustavaaosdadosdaobservação:ouniversoestavaseexpandindo,enãogirando,demodoqueaviagempelotempo,pelomenosporenquanto,poderiaserdescartada.Masissodeixouabertaapossibilidadedeque,seouniversogirasseemvezdeseexpandir,asviagenspelotemposeriamrotineiras.Noentanto,maiscincodécadasdecorreriamatéqueoconceitodaviagempelotempofosserevividonumcampodeinvestigaçãoimportante.Adécadade1940tambémfoiumperíodoturbulentonacosmologia.George

Gamow,quefoiocontatodeEinsteincomaMarinhanorte-americanadurantea

guerra,estavamenosinteressadoemprojetarexplosivosdoqueemfazerperguntassobreamaiordetodasasexplosões:oBig-Bang.Gamowformulariaváriasperguntasquevirariamacosmologiadeponta-cabeça.ElelevouateoriadoBig-Bangàconclusãológica.Sabiamenteespeculouqueseouniversodefatonasceudeumaexplosãoviolenta,seriapossíveldetectarocalorremanescentedaboladefogoinicial.Deveriaexistirum“ecodacriação”dopróprioBig-Bang.UsouotrabalhodeBoltzmannePlanck,quemostraramqueacordeumobjetoquentedeveriacorresponderàsuatemperatura,jáqueambassãoformasdiferentesdeenergia.Porexemplo,seumobjetoquenteforvermelho,segue-sequesuatemperaturaédeaproximadamente3milgrauscentígrados.Seumobjetoquenteforamarelo(comoonossoSol),eletemcercade6milgrauscentígrados(queéatemperaturadasuperfíciedonossoSol).Deformasemelhante,osnossospróprioscorpossãoquentes,demodoquepodemoscalcularasua“cor”,quecorrespondeàradiaçãoinfravermelha.(Osóculosdevisãonoturnadoexércitosãoeficazesporquedetectamaradiaçãoinfravermelhaemitidapornossoscorposquentes.)ArgumentandoqueoBig-Bangocorreubilhõesdeanosatrás,doismembrosdogrupodeGamow,RobertHermaneRalphAlpher,calcularamjáem1948queafosforescênciadoBig-Bangdeveriaserdecincograusacimadozeroabsoluto,oqueestáincrivelmentepróximodovalorcorreto.Estaradiaçãocorrespondeàradiaçãoemmicroondas.Porconseguinte,a“cordacriação”éumaradiaçãoemmicroondas.(Estaradiaçãoemmicroondas,queacabousendoencontradadécadasdepoisequesedescobriucorrespondera2,7grausacimadezeroabsoluto,revolucionariaporcompletoocampodacosmologia.)ConquantorelativamenteisoladoemPrinceton,Einsteinviveuapontodever

suateoriadarelatividadegeralabrirnovosericoscaminhosdepesquisaemcosmologia,buracosnegros,ondasgravitacionaiseoutrasáreas.Entretanto,osúltimosanosdesuavidatambémforamrepletosdetristezas.Em1948,elerecebeuanotíciadequeMileva,apósumavidalongaeduracuidandodofilhomentalmentedoente,haviafalecido,aoquetudoindicaemrazãodeumderrameduranteumacessodeEduard.(Maistarde,85milfrancosemdinheirovivoforamencontradosescondidosnocolchão,aparentementeoúltimodinheiroquerestavadeseusapartamentosemZurique.ElefoiusadoparaajudarapagarotratamentoprolongadodeEduard.)Em1951,suairmãquerida,Maja,morreu.Em1952,ChaimWeizmann,ohomemqueorganizaraaviagemtriunfalde

EinsteinaosEstadosUnidosem1921,faleceuapósserpresidentedeIsrael.Inesperadamente,oprimeiro-ministrodeIsrael,DavidBen-Gurion,ofereceuaEinsteinapresidênciadopaís.Emborafosseumagrandehonra,eletevede

Einsteinapresidênciadopaís.Emborafosseumagrandehonra,eletevederecusaroconvite.Em1955,EinsteinrecebeuanotíciadequeMicheleBesso,queoajudaraa

aperfeiçoarsuasidéiassobrearelatividaderestrita,haviamorrido.EmcartaaofilhodeBesso,Einsteinescreveudeformacomovente:

OqueeumaisadmiravaemMicheleeraacapacidadedevivertantosanoscomumasómulher,nãoapenasempazmastambémemconstanteunião,algoemquelamentavelmentefalheiduasvezes.[...]Dessemodo,aodeixarestemundoestranho,eledenovomeprecedeuumpouco.Issonãosignificanada.Paraquemacreditaemfísica,estaseparaçãoentrepassado,presenteefuturoépurailusão,emboraobstinada.51

Naqueleano,comasaúdeabalada,eledisse:“Nãotemgraçaprolongaravida

artificialmente.Fizminhaparte;estánahoradeir.Voufazê-locomelegância”.52Einsteinmorreriaem18deabrilde1955,deumaneurismasúbito.Apóssuamorte,ocartunistaHerblockpublicounoWashingtonPostumcartumcomoventemostrandoaTerra,vistadoespaço,comumenormecartazdizendo:“AlbertEinsteinviveuaqui”.Naquelanoite,osjornaisnomundointeirotransmitirampelotelégrafoumafotografiadaescrivaninhadeEinstein.Sobreelaestavaomanuscritodesuamaiorteoriainacabada:ateoriadocampounificado.

u

A

CAPÍTULO9OLEGADOPROFÉTICODEEINSTEIN

maioriadosbiógrafosignorasistematicamenteosúltimostrintaanosdavidadeEinstein,considerando-osquaseumconstrangimento,indignosdeum

gênio,umanódoanumahistóriaatéentãoimpecável.Contudo,odesenvolvimentocientíficonasúltimasdécadasforneceuumavisãototalmentenovadolegadodeEinstein.Comoseutrabalhofoitãofundamental,reformulandoasprópriasbasesdoconhecimentohumano,seuimpactocontinuareverberandopelafísica.MuitasdassementesplantadasporEinsteinestãoagoragerminandonoséculoxxi,principalmenteporquenossosinstrumentos,taiscomotelescópiosespaciais,observatóriosespaciaisderaiosXelaserssãoagorapoderososesensíveisobastanteparaverificarumadiversidadedeprevisõessuasdedécadasatrás.Naverdade,migalhascaídasdopratodeEinsteinestãoagoratrazendoprêmios

Nobelparaoutroscientistas.Alémdisso,comoadventodateoriadassupercordas,oconceitodeEinsteindaunificaçãodetodasasforças,antesobjetodezombariaecomentáriosdepreciativos,vemagoraconquistandoolugarcentralnomundodafísicateórica.EstecapítulodiscutenovosprogressosemtrêsáreasondeolegadopermanentedeEinsteincontinuadominandoomundodafísica:ateoriaquântica,arelatividadegeraleacosmologiaeateoriadocampounificado.AoescreverseuprimeiroartigosobreacondensaçãodeBose-Einstein,em

1924,Einsteinnãoacreditouqueseufenômenocuriosopudesseserdescobertonumfuturopróximo.Seriaprecisoresfriarosmateriaisatéquasezeroabsolutoparaquetodososestadosquânticospudessemcolapsarnumsuperátomogigante.Em1995,EricA.Cornell,doNationalInstituteofStandardsandTechnology,e

CarlE.Weiman,daUniversidadedeColorado,fizeramexatamenteisto,produzindoumcondensadodeBose-Einsteinpuroapartirde2milátomosde

rubídio,avintebilionésimosdegrauacimadezeroabsoluto.Alémdisso,WolfgangKetterle,domit,produziu,deformaindependente,condensadosdeBose-Einsteincomátomosdesódiosuficientespararealizarexperimentosimportantes,taiscomoprovarqueaquelesátomosexibiampadrõesdeinterferênciacompatíveiscomátomosqueestavamcoordenadosentresi.Emoutraspalavras,elesagiramcomoosuperátomoprevistoporEinsteinmaisdesetentaanosantes.Desdeoanúncioinicial,asdescobertasnestecampodinâmicosetêmsucedido.

Em1997,Ketterleecolegasdomitcriaramoprimeiro“laserdeátomos”domundousandocondensadosdeBose-Einstein.Oquedáàluzdelasersuaspropriedadesmaravilhosaséofatodequeosfótonsmarchamdeformasincronizadaeemfileiracerrada,enquantoaluzcomumécaóticaeincoerente.Comoamatériatambémtempropriedadesondulatórias,osfísicosespecularamqueseriapossívelfazercomquefeixesdeátomossecomportassemcomolasers,masafaltadecondensadosdeBose-Einsteinretardouoprogressonessadireção.Essesfísicosrealizaramseufeitoprimeiroresfriandoumconjuntodeátomosatésecondensarem.Depoisatingiramocondensadocomumraiolaser,quetransformouosátomosnumraiosincronizado.Em2001,Cornell,WeimaneKetterlereceberamoprêmioNobeldeFísica.A

comissãodoprêmioNobeloslaureou“pelaobtençãodacondensaçãodeBose-Einsteinemgasesdiluídosdeátomosalcalinoseporestudosfundamentaispioneirosdaspropriedadesdoscondensados”.AsaplicaçõespráticasdoscondensadosdeBose-Einsteincomeçamaserpercebidas.Essesraiosdelasersatômicospoderiamsemostrarvaliososnofuturoaplicadosànanotecnologia.Podempermitiramanipulaçãodeátomosindividuaiseacriaçãodecamadasdefilmesatômicosparasemicondutoresemcomputadoresdofuturo.Alémdoslasersatômicos,algunsfísicostêmespeculadoqueoscomputadores

quânticos(quecomputamemátomosindividuais)poderiamsebasearemcondensadosdeBose-Einstein,queacabariamporsubstituiroscomputadoresàbasedesilício.Outrosespecularamqueamatériaescurapoderia,emparte,sercompostadecondensadosdeBose-Einstein.Assim,esseestadoobscurodamatériatalvezconstituísseamaiorpartedouniverso.AscontribuiçõesdeEinsteintambémforçaramosfísicosquânticosa

repensaremsuadevoçãoàinterpretaçãooriginaldateoriadeCopenhague.Nasdécadasde1930e1940,quandoosfísicosquânticosestavamzombandodeEinsteinpelascostas,erafácilignoraressegigantedafísica,jáquetantasdescobertasemfísicaquânticavinhamsendorealizadasquasediariamente.Quemtinhatempoderefletirsobreosfundamentosdateoriaquânticaquando

QuemtinhatempoderefletirsobreosfundamentosdateoriaquânticaquandoosfísicosestavamlutandoparacolecionarprêmiosNobelcomomaçãscolhidasdeumaárvore?Centenasdecálculossobreaspropriedadesdosmetais,semicondutores,líquidos,cristaiseoutrosmateriaispodiamagoraserrealizados,cadaumdelescapazdecriarindústriasinteiras.Nãohaviatempoaperder.Comoconseqüência,durantedécadasosfísicossimplesmenteseacostumaramàescoladeCopenhague,varrendoasquestõesfilosóficasmaisprofundasenãorespondidasparabaixodotapete.OsdebatesentreBohreEinsteinforamesquecidos.Entretanto,agoraquemuitasdasquestões“fáceis”sobreamatériaforamesclarecidas,aquelasmuitomaisdifíceislevantadasporEinsteincontinuamsemresposta.Emparticular,dezenasdeconferênciasinternacionaisvêmserealizandomundoafora,àmedidaqueosfísicosreexaminamoproblemadogatomencionadonocapítulo7.Agoraqueosexperimentalistaspodemmanipularátomosindividuais;oproblemadogatodeixoudeserumaquestãoacadêmica.Defato,odestinofinaldatecnologiadecomputadores,querepresentaumagrandefraçãodariquezadomundo,podedependerdestaresolução,jáqueoscomputadoresdofuturopoderãousartransistoresfeitosdeátomosindividuais.Dentretodasasalternativas,reconhece-seagoraqueaescoladeCopenhague

deBohroferecearespostamenosatraenteaoproblemadogato,emboranãotenhahavidonenhumdesvioexperimentalquantoàinterpretaçãooriginaldeBohr.AescoladeCopenhaguepostulaqueexisteum“muro”queseparaomundomacroscópicodosensocomum,dasárvores,montanhasepessoasquevemosànossavolta,domundomisterioso,não-consensualemicroscópicodoquantumedasondas.Nomundomicroscópico,hápartículassubatômicasemumestadointermediárioentreaexistênciaeainexistência.Entretanto,vivemosdooutroladodomuro,ondetodasasfunçõesdeondacolapsaram,demodoquenossouniversomacroscópicoparecenítidoebemdefinido.Emoutraspalavras,existeummuroseparandooobservadordoobservado.Algunsfísicos,inclusiveovencedordoprêmioNobelEugeneWigner,foram

aindamaislonge.Oelemento-chavedaobservação,eleenfatizou,éaconsciência.Éprecisoumobservadorconscienteparafazerumaobservaçãoeestabelecerarealidadedogato.Masquemobservaoobservador?Oobservadorprecisatambémteroutroobservador(chamadode“amigodeWigner”)paraestabelecerqueoobservadorestávivo.Masissoimplicaumacadeiainfinitadeobservadores,cadaumobservandoooutro,cadaumestabelecendoqueoobservadoranteriorestávivoebem.ParaWigner,issosignificavaquetalvez

houvesseumaconsciênciacósmicaqueestabeleciaanaturezadoprópriouniverso!Emsuaspalavras:“Opróprioestudodomundoexternolevouàconclusãodequeoconteúdodaconsciênciaéarealidadesuprema”.1Algunsargumentaram,portanto,queissoprovaaexistênciadeDeus,algumaespéciedeconsciênciacósmica,ouqueoprópriouniversoseriadealgummodoconsciente.ComodissecertavezPlanck:“AciêncianãopodesolucionaromistériofundamentaldaNatureza.Eistoporque,emúltimaanálise,nósprópriosfazemospartedomistérioqueestamostentandosolucionar”.2Aolongodasdécadas,outrasinterpretaçõesforampropostas.Em1957,Hugh

Everett,entãoalunodepós-graduaçãodofísicoJohnWheeler,propôstalvezasoluçãomaisradicaldoproblemadogato:ateoriados“váriosmundos”,afirmandoquetodososuniversospossíveisexistemsimultaneamente.Ogatopoderianaverdadeestarmortoevivoaomesmotempo,porqueoprópriouniversosedividiuemdoisuniversos.Asimplicaçõesdestaidéiasãobemperturbadoras,porquesignificamqueouniversoestáconstantementesebifurcandoacadainstantequântico,abrindo-seemnúmerosinfinitosdeuniversosquânticos.OpróprioWheeler,deinícioentusiasmadocomaabordagemdeseualuno,maistardeaabandonou,afirmandoqueelacarregavauma“bagagemmetafísica”pordemaispesada.Porexemplo,imagineumraiocósmicoquepenetrenoúterodamãedeWinstonChurchill,provocandoumaborto.Dessemodo,umeventoquânticonosseparadeumuniversonoqualChurchilljamaisviveuparaconvocaropovodaInglaterraeomundocontraasforçasassassinasdeAdolfHitler.Naqueleuniversoparalelo,talvezosnazistasvencessemaSegundaGuerraMundialeescravizassemgrandepartedomundo.Ouimagineummundoondeumventosolar,desencadeadoporeventosquânticos,desviouumcometaoumeteorodesuatrajetória65milhõesdeanosatrás,fazendocomquenuncaatingisseapenínsuladeYucatánnoMéxicoejamaisexterminasseosdinossauros.Nesseuniversoparalelo,ossereshumanosjamaissurgiram,eManhattan,ondemoroatualmente,éhabitadapordinossaurosselvagens.Amenteficaamilaocontemplartodososuniversospossíveis.Apósdécadas

dediscussõesfúteissobrediferentesinterpretaçõesdateoriaquântica,em1965,JohnBell,umfísiconucleardoCentroEuropeudePesquisasNucleares(Cern)emGenebra,Suíça,analisouumexperimentoqueprovariaourefutariadecisivamenteacríticadeEinsteinàteoriaquântica.Aquelaseriaaprovadefogo.3ElesimpatizavacomasquestõesfilosóficasprofundaslevantadasporEinsteindécadasantesepropôsumteoremaqueenfimresolveriaaquestão.(O

teoremadeBellbaseia-senoreexamedeumavariaçãodoantigoexperimentoeprenaanálisedacorrelaçãoentreasduaspartículasmovendo-seemdireçõesopostas.)Oprimeiroexperimentoconfiávelfoirealizadoem1983porAlainAspect,naUniversidadedeParis,eosresultadosconfirmaramopontodevistadamecânicaquântica.Einsteinestavaerradoemsuacríticaàteoriaquântica.MasseacríticadeEinsteinàteoriaquânticapoderiaagoraserdescartada,qual

dasdiferentesescolasdemecânicaquânticaestácorreta?AmaioriadosfísicosatuaisacreditaqueaescoladeCopenhagueéterrivelmenteincompleta.OmurodeBohrseparandoomundomicroscópicodomundomacroscópicojánãopareceválidonomundodehoje,quandopodemosmanipularátomosindividuais.“Microscópiosdetunelamento”conseguemdesalojarátomosindividuaisetêmsidousadosparatornarobsoletososcomputadoresdegrandeporteecriarum“ábacofuncional”constituídodeátomos.Alémdisso,todoumnovocampodetecnologia,denominadonanotecnologia,foicriadocombasenamanipulaçãodeátomos.ExperimentoscomoodogatodeSchrödingerpodemagoraserrealizadoscomátomosindividuais.Apesardisso,aindanãoexisteumasoluçãoparaoproblemadogatoqueseja

satisfatóriaparatodososfísicos.Entretanto,quaseoitentaanosdepoisdeBohreEinsteinentrarememchoquenaConferênciadeSolvay,algunsfísicosproeminentes,incluindováriosvencedoresdoprêmioNobel,convergiramparaaidéiada“descoerência”afimderesolveroproblemadogato.Adescoerênciapartedofatodequeafunçãodeondadeumgatoécomplicadaporquecontémalgodaordemde1025átomos,umnúmerorealmenteastronômico.Daíainterferênciaentreaondadogatovivoeaondadogatomortosertãointensa.Istosignificaqueasduasfunçõesdeondapodemexistirdemodosimultâneonomesmoespaço,masnãopodemseinfluenciarmutuamente.Asduasfunçõesdeondatornaram-semutuamentedescoerentesejánãodetectamapresençaumadaoutra.Emoutraversãodadescoerência,funçõesdeondanunca“colapsam”,comoalegavaBohr.Elassimplesmenteseseparame,paratodosospropósitos,jamaisvoltamainteragir.OvencedordoprêmioNobelStevenWeinbergcomparaissoaouvirrádio.

Girandoodial,podemossintonizardiversasestaçõesderádioemseqüência.Cadafreqüênciasetornoudescoerenteemrelaçãoàsoutras,demodoquenãoháinterferênciaentreasestações.Nossoaposentoestásimultaneamentepreenchidocomsinaisdetodasasestaçõesderádio,cadaumafornecendoummundointeirodeinformações,maselasnãointeragementresi.Enossorádiosintonizaumaestaçãodecadavez.

Adescoerênciasoaatraente,jáquepermiteusarateoriaondulatóriacomumpararesolveroproblemadogatosemrecorrerao“colapso”dafunçãodeonda.Nestequadro,asondasnuncacolapsam.Entretanto,asconclusõeslógicassãoperturbadoras.Naanálisefinal,adescoerênciaimplicaumainterpretaçãode“váriosmundos”.Mas,emvezdeestaçõesderádioquenãointerferem,agoratemosuniversosinteirosquenãointeragem.Istopodeparecerestranho,poissignificaque,nomesmoaposentoondevocêestálendoestelivro,existeafunçãodeondademundosparalelosondeosnazistasvenceramaSegundaGuerraMundial,ondeaspessoasfalamlínguasestranhas,ondeosdinossauroslutamnasuasaladeestar,ondecriaturasalienígenascaminhamsobreaTerraouondeaTerrasimplesmentenuncaexistiu.Onosso“rádio”estásintonizadoapenasnomundofamiliarondevivemos,masdentrodesteaposentoexistemoutras“estaçõesderádio”ondemundosmalucos,estranhos,coexistemcomonosso.Nãopodemosinteragircomessesdinossauros,monstrosealienígenasquecaminhamemnossassalasdeestarporquevivemosemumafreqüênciade“rádio”diferenteeháumadescoerênciaentrenóseeles.ComodisseovencedordoprêmioNobelRichardFeynman:“Achoquepossodizercomsegurançaqueninguémentendeamecânicaquântica”.4EnquantoacríticadeEinsteinàteoriaquânticaajudouaaguçarseu

desenvolvimento,emboranãotenhaproduzidoumasoluçãototalmentesatisfatóriadosseusparadoxos,suasidéiasforamconfirmadasemoutraparte,maisespetacularmentenarelatividadegeral.Numaeraderelógiosatômicos,lasersesupercomputadores,oscientistasestãoarmandootipodetestesdealtaprecisãodarelatividadegeralcomqueEinsteinsópodiasonhar.Em1959,porexemplo,RobertV.PoundeG.A.Rebka,deHarvard,finalmenteconfirmaramaprevisãodeEinsteindodesviogravitacionalparaovermelho,ouseja,queosrelógiosavançamemvelocidadesdiferentesemumcampogravitacional.ElespegaramcobaltoradioativoeemitiramumaradiaçãodotérreodoLaboratórioLyman,emHarvard,atéoteto,22,6metrosacima.Usandoumdispositivodemediçãodealtaprecisão(queusavaoefeitodeMossbauer),mostraramqueosfótonsperderamenergia(portantotiveramafreqüênciareduzida)aofazeremopercursoatéotetodolaboratório.Em1977,oastrônomoJesseGreensteinecolegasanalisaramoavançodotempoemumadúziadeestrelasanãsbrancas.Comoesperado,confirmaramqueotemposeretardavaemumcampogravitacionalgrande.Oexperimentodoeclipsesolartambémfoirepetidocomextremaprecisãoem

váriasocasiões.Em1970,osastrônomoslocalizaramdoisquasaresmuitodistantes,3C279e3C273.Aluzdessesquasarescurvou-se,comoprevistona

distantes,3C279e3C273.Aluzdessesquasarescurvou-se,comoprevistonateoriadeEinstein.Aintroduçãoderelógiosatômicostambémrevolucionouaformacomotestes

deprecisãopodemserrealizados.Em1971,relógiosatômicosforamcolocadosemaviõesajato,queviajaramdelesteparaoesteedeoesteparaleste.Essesrelógiosatômicos,porsuavez,foramdepoiscomparadoscomrelógiosatômicosqueestavamimóveisnoObservatórioNaval,emWashington,D.C.Analisandoosrelógiosatômicosemjatosqueviajavamavelocidadesdiferentes(masaumaaltitudeconstante),oscientistaspuderamconfirmararelatividaderestrita.Depois,analisandojatosqueviajavamàmesmavelocidade,masemaltitudesdiferentes,puderamtestaraprecisãoderelatividadegeral.Emambasasocasiões,osresultadosconfirmaramasprevisõesdeEinstein,dentrodamargemdeerroexperimental.Olançamentodesatélitesespaciaistambémrevolucionouaformacomoa

relatividadegeralpodesertestada.OsatéliteHipparcos,lançadopelaAgênciaEspacialEuropéiaem1989,passouquatroanoscalculandoadeflexãodaluzestelarpeloSol,chegandoaanalisarestrelas1500vezesmaisfracasdoqueaquelasdaUrsaMaior.Noespaço,nãoéprecisoesperarumeclipse,eosexperimentospodemserconduzidosotempotodo.Infalivelmente,constataramquealuzestelarsecurvavadeacordocomaprevisãodeEinstein.Naverdade,constataramquealuzestelarameiocaminhodolimitedouniversoeracurvadapeloSol.Noséculoxxi,umavariedadedeoutrosexperimentosdeprecisãoestá

planejadaparatestaraexatidãodarelatividadegeral,inclusivenovosexperimentoscomestrelasduplaseatécomsinaisdelaserricocheteandonaLua.Masostestesdeprecisãomaisinteressantestalvezvenhamdeondasgravitacionais.Einsteinpreviuasondasgravitacionaisem1916.Noentanto,perdeuaesperançadeveraconfirmaçãodessesfenômenosesquivosaindaduranteasuavida.Oequipamentoexperimentaldoiníciodoséculoxxeraprimitivodemais.Mas,em1993,oprêmioNobelfoiconcedidoadoisfísicos,RussellHulseeJosephTaylor,porconfirmaremindiretamenteaexistênciadeondasgravitacionais,aoexaminaremestrelasduplasgirandoumaemvoltadaoutra.Elesexaminarampsr1913+16,umaestreladenêutronsduplaauns16mil

anos-luzdaTerra,emqueduasestrelasmortasorbitamumaemvoltadaoutraacadasetehorase45minutos,liberandoquantidadesabundantesdeondasgravitacionaisnasuaesteira.Imagine,porexemplo,mexerumpotedemelado

comduascolheres,umarodandoemtornodaoutra.Àmedidaquecadacolhersedeslocanomelado,deixaumatrilhademeladonasuaesteira.Deformasemelhante,sesubstituímosomeladopelatessituradoespaço-tempoeascolheresporestrelasmortas,encontramosduasestrelasperseguindoumaàoutranoespaço,emitindoondasgravitacionais.Comoessasondasconduzemenergia,asduasestrelasacabamperdendoenergiaeaospoucosseespiralammutuamente.Analisandoossinaisdessesistemadeestreladupla,pode-secalculardeformaexperimentalodecaimentoprecisodaórbitadaestreladupla.ConformeesperadodateoriadarelatividadegeraldeEinstein,asduasestrelasseaproximamummilímetroacadarevolução.Emumano,aseparaçãodasestrelasdiminui91,4centímetrosemumaórbitacujodiâmetroéde700350quilômetros,exatamenteonúmeroquepodesercalculadodasequaçõesdeEinstein.Defato,asduasestrelascolapsarãototalmentedaquia240milhõesdeanosdevidoàperdadeondasgravitacionais.EsteexperimentodeprecisãopodeserreinterpretadocomoumaformadetestaraexatidãodarelatividadegeraldeEinstein.Osnúmerossãotãoprecisosquepodemosconcluirquearelatividadegeralpossuiumaprecisãode99,7%(dentrodamargemdeerroexperimental).Maisrecentemente,temcrescidoointeresseemumasériedeexperimentosde

largoalcanceparaobservarondasgravitacionaisdiretamente.OprojetoLigo(LaserInterferometerGravitationalWaveObservatory[ObservatóriodeOndasGravitacionaisporInterferometriaaLaser])poderábrevementeseroprimeiroaobservarondasgravitacionais,talvezdeburacosnegroscolidindonoespaço.OLigoéarealizaçãodossonhosdequalquerfísico,oprimeiroaparatopoderosoosuficienteparamedirondasgravitacionais.OLigoconsisteemtrêsinstalaçõesdelasernosEstadosUnidos(duasemHanford,Washington,eumaemLivingston,Louisiana).Trata-se,naverdade,deumapartedeumconsórciointernacional,incluindoodetectorfranco-italianochamadoVirgo,emPisa,Itália,umdetectorjaponêschamadoTama,naperiferiadeTóquio,eumdetectoranglo-alemãochamadogeo600emHanover,Alemanha.Notodo,aconstruçãodoLigocustará292milhõesdedólares(mais80milhõesdedólaresnapreparaçãoeatualizações),fazendodeleoprojetomaisdispendiosojáfinanciadopelaNationalScienceFoundation.OsdetectoresalaserdoLigoassemelham-seaodispositivousadopor

MichelsoneMorleynaviradadoséculoparadetectaroventodeéter,sóque,emvezderaiosdeluz,sãousadosraioslaser.Umraiolaserédivididoemdoisraiosseparadosquesemovemperpendicularmenteumaooutro.Apósatingirumespelho,essesdoisraiossãonovamenteunidos.Seumaondadegravidade

atingisseointerferômetro,haveriaumdistúrbionoscomprimentosdastrajetóriasdosraioslaser,quepoderiaservistocomoumpadrãodeinterferênciaentreosdoisraios.Paraassegurarqueosinalqueatingeoaparatoalasernãoéespúrio,detectoresalaserprecisamestardistribuídosaoredordoplanetaTerra.Somenteumaondadegravidadeenorme,bemmaiorqueaTerra,seriacapazdeacionartodososdetectores.Comotempo,umasériedessesdetectoresalaserseráinstaladanoespaçopelaNasaepelaAgênciaEspacialEuropéia.Emtornode2010,aNasalançarátrêssatélites,chamadosLisa(LaserInterferometrySpaceAntenna[AntenaEspacialdaInterferometriaaLaser]).ElesorbitarãoaoredordoSolmaisoumenosnamesmadistânciadaórbitadaTerra.Ostrêsdetectoresalaserformarãoumtriânguloeqüiláteronoespaço(cercade4,8milhõesdequilômetrosdelado).Osistema,detãodelicado,serácapazdedetectarvibraçõesdeumaparteem1bilhãodetrilhões(correspondendoaumdeslocamentocomumcentésimodalarguradeumátomoindividual),permitindoaoscientistasdetectaremasondasdechoqueoriginaisdopróprioBig-Bang.Setudocorrerbem,aLisaconseguiráperscrutaroprimeirotrilionésimodesegundoapósoBig-Bang,tornando-otalvezamaispoderosadetodasasferramentascosmológicasparaexploraracriação.Istoéessencial,porqueseacreditaqueaLisasejacapazdeencontrarosprimeirosdadosexperimentaissobreanaturezaprecisadateoriadocampounificado,ateoriadetudo.AindaoutraferramentaimportanteintroduzidaporEinsteinforamaslentes

gravitacionais.Jáem1936,eleprovouquegaláxiaspróximaspodemagircomolentesgigantesquefocalizamaluzdeobjetosdistantes.MuitasdécadasdecorreriamatéqueessaslentesdeEinsteinfossemobservadas.Oprimeiroavançoveioem1979,quandoastrônomosobservavamoquasarQ0957+561edescobriramqueoespaçoestavasendoarqueadoeagindocomoumalenteparaconcentrarluz.Em1988,aprimeiraobservaçãodeumaneldeEinsteinfoidafontederádiomg1131+0456,ecercadevinte,namaiorpartefragmentosdeanéis,foramobservadosdesdeentão.Em1997,osprimeirosanéisdeEinsteintotalmentecircularesforamobservadoscomoTelescópioEspacialHubbleeoconjuntoderadiotelescópiosMerlinbritânico(Multi-ElementRadioLinkedInterferometerNetwork[RededeInterferômetrosMultielementosLigadaporRádio]).Analisandoagaláxiadistante1938+666,elesencontraramoanelcaracterísticoquecircundavaagaláxia.“Àprimeiravista,aquilopareciaartificialeachamosquefossealgumaespéciededefeitonaimagem,masdepoispercebemosque

estávamosolhandoumperfeitoaneldeEinstein!”,disseodr.IanBrown,daUniversidadedeManchester.5Osastrônomosbritânicosficarameufóricoscomadescoberta,declarando:“Acertamosnamosca!”.6Oaneléminúsculo.Temapenasumsegundodearco,ouaproximadamenteotamanhodeumamoedavistaàdistânciadetrêsquilômetros.Entretanto,éumaverificaçãodaprevisãofeitaporEinsteindécadasantes.Umadasmaioresexplosõesnarelatividadegeraltemocorridonaáreada

cosmologia.Em1965,doisfísicos,RobertWilsoneArnoPenzias,detectaramatênueradiaçãoemmicroondasdoespaçocomseuradiotelescópiodoLaboratórioBell,emNovaJersey.Osdoisfísicos,quedesconheciamotrabalhopioneirodeGamoweseusalunos,acidentalmentecaptaramessaradiaçãocósmicadoBig-Bangsemqueseapercebessem.(Conta-sequepensavamestarcaptandoainterferênciadasfezesdasavesquesujavamseuradiotelescópio.Maistarde,ofísicodePrincetonR.H.DickeidentificoucorretamenteessaradiaçãocomoaradiaçãodefundoemmicroondasdeGamow.)PenziaseWilsonreceberamoprêmioNobelpelotrabalhopioneiro.Desdeentão,osatéliteCobe(CosmicBackgroundExplorer),lançadoem1989,vemfornecendooquadromaisdetalhadodessaradiaçãodefundoemmicroondas,queébastanteuniforme.Quandoosfísicos,encabeçadosporGeorgeSmoot,daUniversidadedaCalifórnia,emBerkeley,analisaramcomcuidadotodasasondulaçõesligeirasnessefundouniforme,produziramumafotografianotáveldaradiaçãodefundoquandoouniversotinhaapenas400milanos.Amídiaequivocadamentechamouessafotode“facedeDeus”.(EssafotonãoéafacedeDeus,masuma“fotodebebê”doBig-Bang.)Ointeressantenafotoéqueasondulaçõesprovavelmentecorrespondema

flutuaçõesquânticasminúsculasnoBig-Bang.Deacordocomoprincípiodaincerteza,oBig-Bangnãopoderiatersidoumaexplosãoperfeitamenteuniforme,jáqueefeitosquânticosdevemterproduzidoondulaçõesdecertotamanho.FoiistoprecisamenteoqueogrupodeBerkeleyencontrou.(Naverdade,senãotivesseencontradoessasondulações,oprincípiodaincertezateriasofridoumforterevés.)Essasondulações,alémdemostraremqueoprincípiodaincertezaseaplicouaonascimentodouniverso,tambémdeuaoscientistasummecanismoplausívelparaacriaçãodenosso“universoirregular”.Quandoolhamosànossavolta,vemosqueasgaláxiasseencontramemaglomerados,dandoaouniversoumatexturaacidentada.EssairregularidadepodeserfacilmenteexplicadacomoasondulaçõesdoBig-Bangoriginal,queseestenderamcomaexpansãodouniverso.Dessemodo,quandovemososaglomeradosdegaláxiasnocéu,podemosestarperscrutandoasondulações

aglomeradosdegaláxiasnocéu,podemosestarperscrutandoasondulaçõesoriginaisdoBig-Bangdeixadaspeloprincípiodaincerteza.MasaredescobertamaisespetaculardotrabalhodeEinsteintalvezvenhaem

formade“energiaescura”.Comojávimos,eleintroduziuoconceitodeconstantecosmológica(ouaenergiadovácuo)em1917paraimpedirqueouniversoseexpandisse.(Lembremosquesóexistemdoistermospossíveispermitidospelaco-variânciageral,acurvaturadeRiccieovolumedoespaço-tempo,demodoqueotermodaconstantecosmológicanãopodeserfacilmentedescartado.)Elemaistardeconsiderouaconstantecosmológicaoseumaiorerro,quandoEdwinHubblemostrouqueouniversoestádefatoseexpandindo.Resultadosobtidosem2000,porém,revelamqueEinsteinestavaprovavelmentecerto:aconstantecosmológicanãoapenasexiste,masaenergiaescuratalvezconstituaamaiorfontedematéria/energiadouniversointeiro.Analisandosupernovasemgaláxiasdistantes,osastrônomosconseguiramcalcularataxadeexpansãodouniversodurantebilhõesdeanos.Parasuasurpresa,descobriramqueaexpansãodouniverso,emvezdediminuir,comosepensava,estárealmenteseacelerando.Nossouniversoestáemmodoaceleradoeseexpandiráparasempre.Assim,podemosagoraprevercomonossouniversomorrerá.Anteriormente,algunscosmólogosacreditavamqueouniversopoderiaconter

matériasuficienteparareverteraexpansãocósmica.Dessemodo,ouniversopoderiaacabarsecontraindo,eumdesvioparaoazulseriavistonoespaço.(OfísicoStephenHawkingchegouaacreditarqueotempopoderiasereverter,àmedidaqueouniversosecontraísse,eahistóriapoderiaserepetirdetrásparaafrente.Istosignificariaqueaspessoasrejuvenesceriameacabariampulandoparadentrodoúterodasmães,queaspessoassaltariamdedentrodeumapiscinaechegariamsecasnotrampolimequeovosnafrigideiravoltariamparadentrodesuascascasintactas.Maistarde,Hawkingadmitiuqueseequivocara.)Nofinal,ouniversoimplodiriasobresimesmo,criandoocalorenormedeum“Big-Crunch”[GrandeContração].OutroschegaramaespecularqueouniversopoderáentãosofreroutroBig-Bang,resultandoassimemumuniversooscilante.Todavia,tudoissoagorafoirejeitadocomoresultadoexperimentaldequea

expansãodouniversoestáseacelerando.Aexplicaçãomaissimplesquepareceseajustaraosdadosépresumirqueumaquantidadeenormedeenergiaescurapermeiaouniverso.Essaenergiaescuraagiriacomoumaantigravidade,afastandoasgaláxiasumasdasoutras.Quantomaiorsetornaouniverso,maisenergiadovácuoexiste,queporsuavezafastaaindamaisasgaláxias,criandoumuniversoemaceleração.Issoparececonfirmarumaversãodaidéiado“universoinflacionário”,

propostainicialmentepelofísicodomitAlanGuth,queéumamodificaçãodateoriadoBig-BangoriginaldeFriedmanneLemaître.Demodoesquemático,nomodeloinflacionário,aexpansãotemduasfases.Aprimeiraéumaexpansãorápida,exponencial,quandoouniversoeradominadoporumaconstantecosmológicagrande.Comotempo,essainflaçãoexponencialtermina,eaexpansãoseretardaparaparecercomouniversoemexpansãoconvencionalachadoporFriedmanneLemaître.Secorreto,issosignificaqueouniversovisívelànossavoltaéapenasumpontoinsignificantedeumespaço-tempobemmaiorquerepresentaouniversoverdadeiro.Experimentosrecentescombalõesagrandesaltitudesnaatmosferatambémforneceramsinaisconvincentesdeinflação,mostrandoqueouniversopareceaproximadamenteplano,oqueindicacomodefatoégrande.Somoscomoformigassobreumbalãoenorme,achandoquenossouniversoéplanoapenasporquesomospequenosdemais.Aenergiaescuratambémnosforçaareavaliarnossopapeleposição

verdadeirosnouniverso.FoiCopérnicoquemmostrouquenadahaviadeespecialnaposiçãodossereshumanosnosistemasolar.Aexistênciadematériaescuramostraquenãohánadadeespecialnosátomosquecompõemonossomundo,jáque90%damatériadouniversoéconstituídadematériaescuramisteriosa.Ora,oresultadodaconstantecosmológicaindicaqueaenergiaescuraexcedeamatériaescura,queporsuavezexcedeaenergiadasestrelasegaláxias.Aconstantecosmológica,introduzidarelutantementeporEinsteinparaestabilizarouniverso,é,aoquetudoindica,delongeamaiorfontedeenergiadouniverso.(Em2003,osatélitewmapconfirmouque4%damatériaeenergiadouniversoseencontraemátomoscomuns,23%emalgumaformadematériaescuradesconhecidae73%,emenergiaescura.)Outraprevisãoestranhadarelatividadegeraléoburaconegro,considerado

ficçãocientíficaquandoSchwarzschildreintroduziuoconceitodeestrelasescurasjáem1916.Entretanto,oTelescópioEspacialHubbleeoRadiotelescópiovlaatéagoraconfirmaramaexistênciademaisdecinqüentaburacosnegros,namaiorparteespreitandonocentrodegaláxiasgrandes.Defato,muitosastrônomosagoraacreditamquetalvezmetadedostrilhõesdegaláxiasnofirmamentotenhamburacosnegrosnocentro.Einsteinpercebeuoproblemadeidentificaressascriaturasexóticas:por

definição,elassãoinvisíveis,jáqueapróprialuznãoconsegueescapar,sendoportantodevisibilidadeextremamentedifícilnanatureza.OTelescópioEspacialHubble,aoperscrutarocentrodequasaresegaláxiasdistantes,conseguiutirarfotografiasespetacularesdodiscogiratórioquecircundaosburacosnegros

localizadosnocentrodegaláxiasdistantes,comoM-87engc-4258.Naverdade,partedessamatériaquegiraemtornodoburaconegroatingeavelocidadedecercade1,6milhãodequilômetrosporhora.AsfotografiasmaisdetalhadasdoHubblemostramqueexisteumpontobemnocentrodoburaconegro,comcercadeumano-luzdediâmetro,bastantepoderosoparagirarumagaláxiainteiracomcercade100milanos-luzdediâmetro.Apósanosdeespeculação,descobriu-seenfimem2002queumburaconegroespreitaemnossopróprioquintal:agaláxiaViaLáctea,quepesatantoquantocercade2milhõesdesóis.Dessemodo,nossaLuagiraaoredordeTerra,aTerragiraaoredordoSoleoSolgiraaoredordeumburaconegro.DeacordocomotrabalhodeMitchelleLaplacenoséculoxviii,amassade

umaestrelaescuraouburaconegroéproporcionalaoseuraio.Dessemodo,oburaconegronocentrodenossagaláxiatemaproximadamenteumdécimodoraiodaórbitadeMercúrio.Éespantosoqueumobjetotãopequenoconsigaafetaradinâmicadagaláxiainteira.Em2001,astrônomosqueusavamoefeitodelentedeEinsteinanunciaramadescobertadeumburaconegroitinerantedentrodagaláxiaViaLáctea.Emseumovimento,oburaconegrodistorciaaluzestelarcircundante.Rastreandoomovimentodessadistorçãodaluz,osastrônomospuderamcalcularsuatrajetóriapelofirmamento.(QualquerburaconegroitinerantequeseaproximassedaTerrateriaconseqüênciascatastróficas.Eleengoliriatodoosistemasolarenemsequerarrotaria.)Em1963,aspesquisasdeburacosnegrosganharamnovoímpetoquandoo

matemáticoneozelandêsRoyKerrgeneralizouoburaconegrodeSchwarzschildparaincluirburacosnegrosgiratórios.Comotudonouniversopareceestargirando,ecomoosobjetosgirammaisrápidoquandocolapsam,serianaturalsuporquequalquerburaconegrorealistagirariaaumavelocidadefantástica.Parasurpresadetodos,KerrencontrouumasoluçãoexatadasequaçõesdeEinsteinemqueumaestrelacolapsava,formandoumanelgiratório.Agravidadetentariacolapsaroanel,masefeitoscentrífugospoderiamsetornarfortesapontodeneutralizaragravidade,eoanelgiratórioseriaestável.Oquemaisintrigouosrelativistasfoique,sealguémcaíssedentrodoanel,nãoseriamortoporesmagamento.Agravidadeeradefatogrande,masfinitanocentro,demodoqueemprincípiovocêpoderiacairpeloaneldiretoparadentrodeoutrouniverso.UmaviagempelapontedeEinstein-Rosennãoserianecessariamenteletal.Seoanelfossegrandeosuficiente,seriapossíveladentrarcomsegurançaumuniversoparalelo.Osfísicoslogocomeçaramaanalisaroquepoderiaacontecersealguémcaísse

numburaconegrodeKerr.Umencontrocomtalburaconegroseria,sem

numburaconegrodeKerr.Umencontrocomtalburaconegroseria,semdúvida,umaexperiênciainesquecível.Emprincípio,elepoderiafornecerumatalhoparaasestrelas,transportando-nosinstantaneamenteparaoutrapartedagaláxia,outalvezoutrouniversodiferenteporcompleto.AoseaproximardoburaconegrodeKerr,vocêpassariapelohorizontedeeventosenuncamaisconseguiriaretornaraopontodepartida(anãoserquehouvesseoutroburaconegrodeKerrqueligasseouniversoparalelodevoltaaonossouniverso,possibilitandoaviagemdeidaevolta).Alémdisso,haviaproblemascomaestabilidade.Épossívelmostrarque,sevocêcaíssepelapontedeEinstein-Rosen,asdistorçõesdoespaço-tempoquecriariapoderiamforçaroburaconegrodeKerrasefechar,tornandoimpossívelumaviagemcompletaatravésdaponte.AidéiadeumburaconegrodeKerragindocomoumportalentredois

universos,pormaisestranhaqueseafigurasse,nãopodiaserdescartadapormotivosfísicos,porqueosburacosnegrosestãorealmentegirandocomgranderapidez.Entretanto,logosetornouaparentequeessesburacosnegros,alémdeligaremdoispontosdistantesnoespaço,tambémligavamdoismomentosnotempo,agindocomomáquinasdotempo.QuandoGödeldescobriuaprimeirasoluçãodeviagemnotempodasequações

deEinstein,em1949,aquilofoiconsideradoumanovidade,umaaberraçãoisoladadasequações.Desdeentão,porém,dezenasdesoluçõesdeviagemnotempoforamdescobertasnasequaçõesdeEinstein.Porexemplo,constatou-sequeumasoluçãoantiga,descobertaporW.J.vanStockumem1936,naverdadepermitiaaviagemnotempo.AsoluçãodeVanStockumconsistiaemumcilindroinfinitogirandorapidamenteaoredordoeixo,comoaquelespequenospostesgiratóriosdasantigasbarbeariasamericanas.Sevocêsedeslocasseaoredordocilindrogiratório,poderiaretornaraopontooriginalantesdeterpartido,àsemelhançadasoluçãodeGödelde1949.Emboraestasoluçãosejaintrigante,oproblemaéqueocilindroprecisatercomprimentoinfinito.Umcilindrogiratóriofinitoaparentementenãofuncionará.Porconseguinte,emprincípio,tantoasoluçãodeGödelcomoadeVanStockumpodemserdescartadaspormotivosfísicos.Em1988,KipThorneeseuscolegasdaCaltechencontrarammaisumasolução

dasequaçõesdeEinsteinqueadmiteaviagemnotempoatravésdeumburacodeminhoca.Elesconseguiramsolucionaroproblemadaviagemnumsósentidopelohorizontedeeventosmostrandoqueumnovotipodeburacodeminhocaeratotalmenteatravessável.Defato,calcularamqueumaviagemportalmáquinadotempopoderiasertãoconfortávelcomoandardeavião.Achaveparatodasessasmáquinasdotempoéamatériaouenergiaque

arqueiaoespaço-temposobresimesmo.Paraarquearotempoatéformarumaroscaéprecisoumaquantidadefantásticadeenergia,bemalémdequalquercoisaconhecidapelaciênciamoderna.ParaamáquinadotempodeThorne,éprecisomatérianegativaouenergianegativa.Ninguémjamaisviumatérianegativaatéhoje.Naverdade,sevocêsegurasseumaporçãodelanamão,elacairiaparacima,enãoparabaixo.Asbuscasdematérianegativasemostraraminfrutíferas.SealgumaexistiunaTerrabilhõesdeanosatrás,teriacaídonoespaço,ondeseperdeuparasempre.Aenergianegativa,poroutrolado,realmenteexistenaformadoefeitoCasimir.Sepegarmosduaschapasdemetalparalelaseneutras,sabemosquenãoestãocarregadase,portanto,nãosãoatraídasnemrepelidasmutuamente.Elasdeveriampermaneceremrepouso.Noentanto,em1948,HenrikCasimirapresentouumefeitoquânticocurioso,mostrandoqueasduaschapasparalelasnaverdadeseatrairãoporumaforçapequena,massuperiorazero,quefoidefatomedidaemlaboratório.Assim,umamáquinadotempodeThornepodeserconstruídadestamaneira:

tomedoisconjuntosdechapasdemetalparalelas.DevidoaoefeitoCasimir,aregiãoentrecadaconjuntodechapasteráenergianegativa.DeacordocomateoriadeEinstein,apresençadeenergianegativaabriráburacosoubolhasminúsculasnoespaço-tempo(inferioresaumapartículasubatômica)dentrodessaregião.Agorasuponha,parafinsdeargumentação,queumacivilizaçãoavançada,bemàfrentedanossa,consigamanipularessesburacos,agarrandoumemcadapardechapaseesticando-osatéqueumtubocompridoouburacodeminhocaligueosdoisconjuntosdechapas.(Ligaressesdoisconjuntosdechapasparalelasporumburacodeminhocaestábemalémdaspossibilidadesdatecnologiaatual.)Agoraenvieumpardechapasemumfoguetequeestejaviajandopróximodavelocidadedaluz,demodoqueotemposeretardeali.Comojádiscutimos,osrelógiosnofogueteandarãomaisdevagarqueosrelógiosdaTerra.SevocêsaltarparadentrodoburacodentrodaschapasparalelasqueestãonaTerra,serásugadopeloburacodeminhocaqueligaosdoisconjuntosdechapaseseencontraránofoguetelánopassado,emumpontodiferentedoespaçoetempo.Desdeentão,ocampodasmáquinasdotempo(ou,maisapropriadamente,

“curvasfechadastipo-tempo”)tornou-seumaáreaanimadadafísica,comdezenasdeartigospublicadoscomdiferentesprojetos,todosbaseadosnateoriadeEinstein.Noentanto,nemtodofísicoestásatisfeito.Hawking,porexemplo,nãogostoudaidéiadaviagempelotempo.Eledisse,ironicamente,queseaviagempelotempofossepossível,estaríamoscercadosdeturistasdofuturo.Se

máquinasdotempofossemcomuns,ahistóriaseriaimpossívelderegistrar,mudandocadavezquealguémgirasseobotãodamáquinadotempo.Hawkingdeclarouquequertornaromundoseguroparaoshistoriadores.Entretanto,emTheonceandfutureking,deT.H.White,existeumasociedadedeformigasquesegueoprincípio:“Tudoquenãoéproibidoéobrigatório”.Osfísicoslevamestaleiasério,demodoqueHawkingfoiforçadoapostulara“conjecturadaproteçãocronológica”,queproíbeasmáquinasdotempopordecreto.(Hawkingjádesistiudeprovarestaconjectura.Eleagorasustentaqueasmáquinasdotempo,emborateoricamentepossíveis,nãosãoviáveis.)Essasmáquinasdotempoaparentementeobedecemàsleisdafísica,conforme

conhecidashoje.Osegredoestáemconseguiracessaressastremendasenergias(disponíveisapenasa“civilizaçõesavançadasobastante”)emostrarqueessesburacosdeminhocasãoestáveisemrelaçãoàscorreçõesquânticasenãoexplodemnemsefechamquandoseentraneles.Cabemencionarqueosparadoxosdotempo(taiscomomatarseuspaisantes

denascer)podemserresolvidosemrelaçãoàsmáquinasdotempo.ComoateoriadeEinsteinsebaseiaemsuperfíciesriemmanianascurvaseregulares,nãodesaparecemossimplesmentequandopenetramosnopassadoecriamosumparadoxodotempo.Existemduassoluçõespossíveisparaosparadoxosdaviagemnotempo.Emprimeirolugar,seoriodotempopodeterremoinhos,talvezapenascompletemosopassadoaoentrarmosnamáquinadotempo.Istosignificaqueaviagempelotempoépossível,masnãopodemosalteraropassado,apenasconcluí-lo.Estavanasregrasdojogoqueentraríamosnamáquinadotempo.EstepontodevistaédefendidopelocosmólogorussoIgorNovikov,quediz:“NãopodemosenviarumviajantedotempodevoltaaoJardimdoÉdenparapediraEvaquenãopegueamaçãnaárvore”.7Emsegundolugar,opróprioriodotempopodesebifurcaremdoisrios;ouseja,umuniversoparalelopodeseabrir.Dessemodo,sevocêfuzilouseuspaisantesdenascer,matouapenaspessoasgeneticamenteidênticasaosseuspais,masquenaverdadenãosão.Seusprópriospaisdefatogeraramvocêetornaramseucorpopossível.Oqueaconteceuéquevocêsaltouentreonossouniversoeumoutro,demodoquetodososparadoxosdotemposãoresolvidos.MasateoriamaiscaraaEinsteinfoisuateoriadocampounificado.Einstein

observouparaHelenDukasquetalvezdaquiacemanososfísicoscompreenderãooqueeleestavafazendo.Eleseenganou.Emmenosdecinqüentaanoshouveumrenascimentodointeressepelateoriadocampounificado.Abuscadaunificação,antesobjetodezombariadosfísicoscomoalgoirreal,estáagoratentadoramenteaonossoalcance.Eladominaaagendadequase

irreal,estáagoratentadoramenteaonossoalcance.Eladominaaagendadequasetodoencontrodefísicosteóricos.Após2milanosdeinvestigaçãodaspropriedadesdamatéria,desdeque

Demócritoeseuscolegasgregosindagaramdequeerafeitoouniverso,afísicaproduziuduasteoriasconcorrentesquesãototalmenteincompatíveis.Aprimeiraéateoriaquântica,queéincomparávelemtermosdedescreveromundodosátomosepartículassubatômicas.AsegundaéateoriadarelatividadedeEinstein,quenosforneceuteoriasimpressionantesdeburacosnegrosedouniversoemexpansão.Oparadoxosupremoéqueessasduasteoriassãototalmenteopostas.Baseiam-seempressupostosdiferentes,matemáticasdiferentesemodelosfísicosdiferentes.Ateoriaquânticasebaseiaempacotesdescontínuosdeenergia,chamados“quanta”,enadançadaspartículassubatômicas.Ateoriadarelatividade,porém,sebaseiaemsuperfíciesregulares.Osfísicosatuaisformularamaversãomaisavançadadafísicaquântica,

corporificadaemalgochamadode“ModeloPadrão”,capazdeexplicarosdadosexperimentaissubatômicos.Emcertosentido,trata-sedateoriamaisbem-sucedidadanatureza,capazdedescreveraspropriedadesdetrês(aforçaeletromagnéticaeasforçasnuclearesfracaeforte)dasquatroforçasfundamentais.Pormaisbem-sucedidoqueseja,oModeloPadrãotemdoisproblemasgritantes.Primeiro,émuitofeio,talvezateoriamaisfeiajápropostaemciência.Ateoriasimplesmentejuntaasforçasfraca,forteeeletromagnéticanamarra.Écomoseusássemosfitaadesivaparajuntarumabaleia,umtamanduáeumagirafaealegássemosqueaquelaéarealizaçãosupremadanatureza,oprodutofinaldemilhõesdeanosdeevolução.Deperto,oModeloPadrãoconsistenumacoleçãodesconcertanteeheterogêneadepartículassubatômicascomnomesestranhosquenãofazemmuitosentido,comoquarks,bósonsdeHiggs,partículasdeYang-Mills,bósons-W,glúonseneutrinos.Pior,oModeloPadrãosimplesmentenãomencionaagravidade.Naverdade,casosetenteenxertaragravidadenoModeloPadrão,ateoriavaipelosares.Elaproduzabsurdos.Todasastentativasdequasecinqüentaanosdejuntarateoriaquânticacomarelatividadesemostraraminfrutíferas.Diantedetodososseusdefeitosestéticos,concluímosqueoúnicopontopositivodateoriaésuainegávelcorreçãodentrododomínioexperimental.Claramente,éprecisoiralémdoModeloPadrãoereexaminaraabordagemdeunificaçãodeEinstein.Apóscinqüentaanos,oprincipalcandidatoaumateoriadetudo,capazde

unificarateoriaquânticaearelatividadegeral,éalgodenominado“teoriadassupercordas”.Naverdade,éoúnicoconcorrentenojogo,porquetodasasteoriasrivaisforamdescartadas.NaspalavrasdofísicoStevenWeinberg:“Ateoriadas

cordasproporcionounossoprimeirocandidatoplausívelaumateoriafinal”.8WeinbergacreditaqueosmapasqueguiavamosantigosmarinheirosapontavamparaaexistênciadeumsupostoPóloNorte,emboradecorressemséculosatéqueRobertPearyrealmentepisasseneleem1909.Deformasemelhante,todasasdescobertasnafísicadaspartículasapontamparaaexistênciadeum“póloNorte”douniverso,ouseja,umateoriadocampounificado.Ateoriadassupercordasconsegueabsorvertodasascaracterísticaspositivasdateoriaquânticaedarelatividadedeumaformasurpreendentementesimples.Ateoriadassupercordasbaseia-senaidéiadequeaspartículassubatômicaspodemservistascomonotasnumacordaemvibração.EmboraEinsteincomparasseamatériaàmadeira,devidoàssuaspropriedadesconfusaseànaturezaaparentementecaótica,ateoriadassupercordasreduzamatériaàmúsica.(TudoindicaqueEinstein,umexcelenteviolinista,gostariadisso.)Acertaalturanadécadade1950,osfísicosperderamaesperançadeentender

aspartículassubatômicas,diantedaprofusãodenovaspartículasdescobertasotempotodo.J.RobertOppenheimer,desgostoso,certavezcomentou:“OprêmioNobeldeFísicadeveriaserconcedidoaofísicoquenãodescobrisseumapartículanovanaqueleano”.9EssaspartículassubatômicasreceberamtantosnomesgregosestranhosqueEnricoFermiobservou:“Seeusoubessequehaveriatantaspartículascomnomesgregos,eumetornariaumbotânico,emvezdefísico”.10Mas,nateoriadascordas,sealguémtivesseumsupermicroscópioepudesseperscrutardiretamenteointeriordeumelétron,nãodescobririaumapartículapuntiforme,esimumacordaemvibração.Quandoasupercordavibranummodoounotadiferente,mudaparaumapartículasubatômicadiferente,comoumfótonouumneutrino.Nessemodelo,aspartículassubatômicasquevemosnanaturezapodemserconsideradascomoaoitavamaisbaixadasupercorda.Dessemodo,odilúviodepartículassubatômicasdescobertasaolongodasdécadasnadamaissãoquenotasnessasupercorda.Asleisdaquímica,queparecemtãoconfusasearbitrárias,sãoasmelodiastocadasemsupercordas.Oprópriouniversoéumasinfoniadecordas.Easleisdafísicanãopassamdeharmoniasdasupercorda.Ateoriadassupercordastambémconsegueenglobartodootrabalhode

Einsteinemrelatividade.Aosemovernoespaço-tempo,acordaforçaoespaçocircundanteasecurvar,exatamentecomoEinsteinpreviuem1905.Naverdade,ateoriadassupercordassóganhaconsistênciacasoconsigamover-seemumespaço-tempocompatívelcomarelatividadegeral.ComoobservouofísicoEdwardWitten,aindaqueEinsteinjamaistivessedescobertoateoriadarelatividadegeral,elaacabariasendodescobertapormeiodateoriadascordas.

relatividadegeral,elaacabariasendodescobertapormeiodateoriadascordas.DizWitten:

Ateoriadascordaséextremamenteatraenteporqueagravidadenoséimposta.Todasasteoriasdascordasconsistentesconhecidasincluemagravidade;assim,enquantoagravidadeéimpossívelnateoriadocampoquânticocomoaconhecemos,éobrigatórianateoriadascordas.11

Contudo,ateoriadascordasfazalgumasoutrasprevisõesbemsurpreendentes.

Ascordassóconseguemsemoverdeformaconsistenteemdezdimensões(umadimensãodetempoenovedimensõesdeespaço).Naverdade,ateoriadascordaséaúnicaquefixaadimensionalidadedeseupróprioespaço-tempo.ComoateoriadeKaluza-Kleinde1921,elaconsegueunificaragravidadecomoeletromagnetismopressupondoquedimensõesmaioresconseguemvibrar,criandoforçascapazesdeseespalharportrêsdimensõescomoaluz.(Seadicionamosuma11adimensão,ateoriadascordaspermitequemembranasvibremnohiperespaço.Trata-seda“teoria-M”,capazdeabsorverateoriadascordasefornecernovasvisõesdateoria,daperspectivaprivilegiadada11adimensão.)OqueEinsteinachariadateoriadassupercordasseaindaestivessevivo?O

físicoDavidGrossdisse:

Einsteinficariasatisfeito,pelomenoscomoobjetivo,senãocomarealização.[...]Eleteriagostadodofatodequeháumprincípiogeométricosubjacente—queinfelizmentenãoentendemos.12

AessênciadateoriadocampounificadodeEinstein,comovimos,eracriarmatéria(madeira)apartirdageometria(mármore).Grosscomentouarespeito:

Construiramatériaapartirdageometria—isto,emcertosentido,éoqueateoriadascordasfaz.[...]Éumateoriadagravidadeemquepartículasdematéria,bemcomoasoutrasforçasdanatureza,surgemdamesmaformacomoagravidadesurgedageometria.

ÉinstrutivorecuaraotrabalhoinicialdeEinsteinnateoriadocampounificado,daperspectivaprivilegiadadateoriadascordas.OsegredodagenialidadedeEinsteinerasuacapacidadedeisolarassimetrias-chavedouniversoqueunificamasleisdanatureza.AsimetriaqueunificaespaçoetempoéatransformaçãodeLorentz,ourotaçõesemquatrodimensões.Asimetriaportrásdagravidadeéaco-variânciageral,outransformaçõesdecoordenadasarbitráriasdoespaço-tempo.

Entretanto,noterceirograndeprojetodesuavida,decriarumagrandeteoriaunificadora,Einsteinfalhou,sobretudoporlhefaltarasimetriaqueunificassegravidadeeluz,ouseja,omármore(geometria)comamadeira(matéria).Eleestavacônsciodafaltadeumprincípiofundamentalqueoguiassepeloemaranhadodocálculodostensores.Certavez,escreveu:“Acreditoque,paraobterumprogressoreal,éprecisodeslindaralgumprincípiogeralnovodanatureza”.13Éexatamenteoqueasupercordafornece.Asimetriasubjacenteàsupercorda

denomina-se“supersimetria”,umasimetriaestranhaebonitaqueunificaamatériacomasforças.Comojámencionamos,aspartículassubatômicastêmumapropriedadedenominada“spin”queagecomoseelasfossempiõesgiratórios(spinning).Oelétron,próton,nêutroneosquarksqueconstituemamatériadouniversotêmspinesãochamadosde“férmions”,emhomenagemaEnricoFermi,queexplorouaspropriedadesdaspartículascomspinsemi-inteiro.Osquantadasforças,porém,baseiam-senoeletromagnetismo(comspin1)egravitação(comspin2).Observequetêmspininteiro,sendochamadosde“bósons”(devidoaotrabalhodeBoseeEinstein).Oponto-chaveéque,emgeral,amatéria(madeira)éconstituídadeférmionscomspinsemi-inteiro,enquantoasforças(mármore)sãoconstituídasdebósonscomspininteiro.Asupersimetriaunificaférmionsebósons.Opontoessencialéqueasupersimetriapermiteaunificaçãodamadeiraemármore,comoEinsteindesejava.Naverdade,asupersimetriapermiteumtiponovodegeometriaquechegouasurpreenderosmatemáticos,chamadade“superespaço”,quepossibilitao“supermármore”.Nessaabordagemnova,precisamosgeneralizarasdimensõesantigasdeespaçoetempoparaincluirnovasdimensõesfermiônicas,quenospermitementãocriaruma“superforça”daqualtodasasforçasseoriginaramnoinstantedacriação.Dessemodo,algunsfísicosespecularamqueéprecisogeneralizaroprincípio

originaldaco-variânciageraldeEinsteinparaqueseleia:asequaçõesdafísicaprecisamsersuperco-variantes(ouseja,manteramesmaformaapósumatransformaçãosuperco-variante).Ateoriadassupercordaspermitequereanalisemosoantigotrabalhode

Einsteinnateoriadocampounificado,masaumaluztotalmentenova.Quandocomeçamosaanalisarassoluçõesdasequaçõesdesupercordas,encontramosmuitosdosespaçosestranhosdequeEinsteinfoipioneirojánasdécadasde1920e1930.Comovimos,eleestavatrabalhandocomgeneralizaçõesdoespaçoriemanniano,queatualmentepodemcorresponderaalgunsespaçosencontradosnateoriadascordas.Einsteinexaminavaessesespaçosestranhosumapósooutro,deformatorturante(incluindoespaçoscomplexos,espaçoscom“torção”,

outro,deformatorturante(incluindoespaçoscomplexos,espaçoscom“torção”,“espaçostorcidos”,“espaçosanti-simétricos”etc.),masseperdeuporfaltadeumprincípioouimagemfísicanorteadoraqueosalvassedoemaranhadodamatemática.Éaíqueasupersimetriaentraemcena:elaagecomoumprincípioorganizadorquepermiteanalisarmuitosdessesespaçosdeumaperspectivadiferente.AsupersimetriaéasimetriaqueenganouEinsteinnastrêsúltimasdécadasde

suavida?AbasedateoriadocampounificadodeEinsteinéquedeveriaseconstituirdepuromármore,ouseja,purageometria.A“madeira”feiaqueinfestavasuateoriadarelatividadeoriginaldeveriaserabsorvidapelageometria.Asupersimetriapodeconterosegredodeumateoriadopuromármore.Nestateoria,pode-seintroduziralgochamadode“superespaço”,emqueopróprioespaçosetornasupersimetrizado.Emoutraspalavras,existeapossibilidadedequeateoriadocampounificadofinalseráfeitade“supermármore”,apartirdeumanova“supergeometria”.Osfísicosacreditamagoraque,noinstantedoBig-Bang,todasassimetriasdo

mundoseunificaram,comoacreditavaEinstein.Asquatroforçasquevemosnanatureza(gravidade,eletromagnetismoeasforçasnuclearesforteefraca)foramunificadasnuma“superforça”únicanoinstantedacriação,esómaistardesesepararam,àmedidaqueouniversoesfriou.AbuscadeEinsteindeumateoriadocampounificadopareciaimpossívelapenasporqueatualmentevemosasquatroforçasdomundoterrivelmentedissociadasemquatroporções.Sepudéssemosretrocederorelógio13,7bilhõesdeanos,atéoBig-Bangoriginal,veríamosaunidadecósmicadouniversoexibidaemtodaasuaglória,comoEinsteinimaginou.Wittenafirmaqueateoriadascordasumdiadominaráafísica,assimcomoa

mecânicaquânticaofeznoúltimomeioséculo.Noentanto,aindahámuitosobstáculospoderosos.Oscríticosdateoriaapontamalgunsdeseuspontosfracos.Primeiro,éimpossíveltestá-ladiretamente.Comoateoriadassupercordaséumateoriadouniverso,aúnicamaneiradetestá-laérecriaroBig-Bang,ouseja,criarenergiasnumdesintegradordeátomosqueseassemelheaoiníciodouniverso.Istorequereriaumdesintegradordeátomosdotamanhodagaláxia,algoforadecogitação,mesmoparaumacivilizaçãoavançada.Noentanto,grandepartedafísicaérealizadademodoindireto,demodoquehágrandesesperançasdequeoGrandeColisordeHádrons(lhc),aserconstruídonaperiferiadeGenebra,Suíça,teráenergiasuficienteparainvestigarateoria.Olhc,quandoforligadonofuturopróximo,aceleraráprótonsatrilhõesde

elétrons-volts,osuficienteparaesmigalharátomos.Aoexaminarosescombrosdetaiscolisõesfantásticas,osfísicosesperamencontrarumnovotipodepartícula,asuperpartícula,querepresentariaumaressonânciaouoitavamaisaltadasupercorda.Existeatécertaespeculaçãodequeamatériaescurapossaserconstituídade

superpartículas.Porexemplo,oparceirodofóton,denominado“fotino”,temcarganeutra,éestávelepossuimassa.Seouniversoestivessepreenchidocomumgásdefotinos,nãoconseguiríamosvê-lo,maseleagiriadeformaparecidacomamatériaescura.Umdia,sechegarmosaidentificaraverdadeiranaturezadamatériaescura,elapoderáfornecerumaprovaindiretadateoriadassupercordas.Outraformadetestarateoriaindiretamenteéanalisarondasgravitacionaisdo

Big-Bang.QuandoosdetectoresdeondasgravitacionaisdaLisaforemlançadosnoespaçonapróximadécada,poderãotalvezcaptarondasgravitacionaisemitidasumtrilionésimodesegundoapósoinstantedacriação.Seforemcompatíveiscomasprevisõesdateoriadascordas,osdadospoderãoconfirmardefinitivamenteateoria.Ateoria-Mpodetambémexplicaralgunsdosenigmasquecercamoantigo

universodeKaluza-Klein.Lembre-sedequeumaobjeçãograveaouniversodeKaluza-Kleineraqueessasdimensõesmaioresnãopodiamservistasemlaboratório,devendosermenoresqueumátomo(senãoosátomosflutuariamparadentrodessasdimensõesmaiores).Masateoria-Mforneceumasoluçãopossível,aopresumirquenossoprópriouniversosejaumamembranaflutuandonumhiperespaçoundecadimensionalinfinito.Assim,partículassubatômicaseátomosestariamconfinadosànossamembrana(nossouniverso),masagravidade,sendoumadistorçãodohiperespaço,podeflutuarlivrementeentreuniversos.Estahipótese,pormaisestranhaquepareça,podesertestada.DesdeIsaac

Newton,osfísicossabemqueagravidadediminuiproporcionalmenteaoquadradodadistância.Emquatrodimensõesespaciais,agravidadedeveriadiminuirproporcionalmenteaocubodadistância.Assim,medindodesviosminúsculosemrelaçãoaumaleidoquadradoinversoperfeita,pode-sedetectarapresençadeoutrosuniversos.Recentemente,conjecturou-seque,seexisteumuniversoparaleloaapenasummilímetrodedistânciadonosso,elepoderiasercompatívelcomagravidadenewtonianaetambémdetectávelcomolhc.Isso,porsuavez,geroucertoentusiasmoentreosfísicos,aoperceberemqueumaspectodateoriadassupercordaspoderiasertestávelbrevemente,seja

buscando-sesuperpartículasouuniversosparalelosaummilímetrodonosso.Essesuniversosparalelospoderiamforneceroutraexplicaçãoparaamatéria

escura.Seexisteumuniversoparaleloporperto,nãoseremoscapazesdevê-loousenti-lo(jáqueamatériaestáconfinadaaonossouniverso-membrana),masconseguiríamossentirsuagravidade(quepodesedeslocarentreuniversos).Paranós,seriacomoseoespaçoinvisíveltivessealgumaformadegravidade,àsemelhançadamatériaescura.Defato,algunsteóricosdassupercordasespecularamquetalvezamatériaescurapossaserexplicadacomoagravidadeproduzidaporumuniversoparalelopróximo.Masoverdadeiroproblemaparaprovaracorreçãodateoriadassupercordas

nãoéoexperimento.Nãoprecisamosconstruirdesintegradoresdeátomosousatélitesespaciaisgigantescosparaconfirmarateoria.Oproblemarealépuramenteteórico:seformosinteligentesobastanteparasolucionarporcompletoateoria,deveríamossercapazesdeencontrartodasassuassoluções,queincluiriamnossouniverso,comsuasestrelas,galáxias,planetasepessoas.Atéagora,ninguémnaTerraétãointeligenteapontodesolucionartotalmenteessasequações.Talvezamanhã,oudaquiaalgumasdécadas,alguémvenhaaanunciarquesolucionouporcompletoateoria.Àquelaaltura,conseguiremossaberseéumateoriadetudoouumateoriadonada.Devidoàextremaprecisãodateoriadascordas,semquaisquerparâmetrosajustáveis,nãoexisteummeio-termo.Ateoriadassupercordasouateoria-Mpermitiráaunificaçãodasleisda

naturezanumtodosimplesecoerente,comoEinsteincertavezpreviu?Porenquanto,écedodemaisparasaber.RecordemosaspalavrasdeEinstein:“Oprincípiocriativoresidenamatemática.Emcertosentido,portanto,acreditoqueopensamentopuropossacaptararealidade,comosonhavamosantigos”.14Talvezumjovemleitordestelivro,inspiradoporessabuscadaunificaçãodetodasasforçasfísicas,venhaalevaracabooprojeto.Dessemodo,comodeveríamosreavaliaroverdadeirolegadodeEinstein?Em

vezdedizerqueeledeviateridopescarapós1925,talvezumtributomaisadequadofosse:Todooconhecimentofísicononívelfundamentalestácontidoemdoispilaresdafísica:arelatividadegeraleateoriaquântica.Einsteinfoiofundadordaprimeira,opadrinhodasegundaeabriucaminhoparaapossívelunificaçãodasduas.

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NOTAS

PREFÁCIO1.Brian,p.436.2.Pais,Einsteinlivedhere,p.43.CAPÍTULO1.AFÍSICAANTESDEEINSTEIN1.Pais,Einsteinlivedhere,p.152.2.French,p.171.3.Cropper,p.19.4.Ibid.,p.173.5.Ibid.,p.163.6.Ibid.,p.164.CAPÍTULO2.OSANOSINICIAIS1.Brian,p.3.2.Clark,p.27.3.Brian,p.3.4.Pais,SubtleistheLord,p.38.5.Cropper,p.205.6.Schilpp,p.9.7.Ibid.,p.5.8.Pais,SubtleistheLord,p.38.9.Schilpp,p.9.10.Sugimoto,p.14.11.Brian,p.7.12.Clark,p.65.13.Folsing,p.39.14.Ibid.,p.44.

15.Brian,p.12;Folsing,p.42.16.Schilpp,p.15.17.Ibid.,p.53.18.Calaprice,p.261.19.Clark,p.55.20.Pais,SubtleistheLord,p.44;Brian,p.31.21.Folsing,p.57.22.Sugimoto,p.19.23.Folsing,p.71.24.Brian,p.31.25.Ibid.,p.47.26.Ibid.27.Ibid.,p.25.28.Ibid.29.Thorne,p.69.30.Schilpp,p.3.31.Pais,SubtleistheLord,p.41.32.Brian,p.69.33.Ibid.,p.52.34.Ibid.,p.53.35.Ibid.36.Sugimoto,p.33.37.Ibid.,p.31.38.Brian,p.55.CAPÍTULO3.RELATIVIDADERESTRITAEO“ANOMILAGROSO”1.Folsing,p.166.2.Brian,p.61.3.Ibid.4.Ibid.,p.152.MuitasbiografiasremontamasidéiasdeEinsteinaoexperimentodeMichelson-Morley.Mas,comoopróprioEinsteindeixouclaroemváriasocasiões,esseexperimentoafetouseupensamentoapenasperifericamente.ElefoilevadoàteoriadarelatividadeviaequaçõesdeMaxwell.TodooobjetivodeseuartigooriginalfoimostrarqueasequaçõesdeMaxwelltinhamumasimetriaocultareveladaporsuateoriadarelatividade,equeissodeveriaserelevadoaumprincípiouniversaldafísica.

5.Folsing,p.155;Pais,SubtleistheLord,p.139.6.Cropper,p.206.7.Folsing,p.196.8.Ibid.,p.197.9.Brian,p.71.10.Ibid.,p.72.11.Ibid.,p.76.12.Cropper,p.220.

13.Clark,p.159.14.Cropper,p.220.15.Brian,p.73.16.Ibid.,p.75.17.Cropper,p.215.18.Nodecorrerdasdécadas,dezenasdeparadoxosforamapresentadosparailustraranaturezaaparentementeestranhadarelatividaderestrita.Envolvememgeraldoisreferenciais,deslocando-seemvelocidadesdiferentes,queestãofazendoobservaçõesdomesmoobjeto.Osparadoxossurgemporqueosobservadoresemcadareferencialvêemomesmoobjetodeduasmaneirastotalmentediferentes.Quasetodososparadoxospodemserresolvidosatravésdeduasobservações.Primeira:acontraçãodocomprimentoemumreferencialtemquesercontrabalançadopeladilataçãodotemponooutro.Osparadoxossurgemquandoesquecemosdecontrabalançaradistorçãodoespaçocomadistorçãodotempo.Segunda:paradoxostambémsurgemsenosesquecemosdejuntarosdoisreferenciaisnofinal.Aresoluçãofinaldequemestárealmentemaisnovooumaiscurtopodeserobtidaquandojuntamososdoisobservadoresnoespaçoetempoeoscomparamos.Senãoosjuntarmos,serápossívelhaverdoisobjetos,cadaummaiscurtoemaisnovoqueooutro,oqueéimpossívelnafísicanewtoniana.

19.Ultrapassaravelocidadedaluzpararomperabarreiradotempoeretrocedernotemponãoépossível.Àmedidaquevocêseaproximadavelocidadedaluz,suamassatorna-sequaseinfinita,vocêéespremidoatéficarquaseinfinitamentedelgado,eotempoquasepára.Daíavelocidadedaluzseravelocidademáximadouniverso.Entretanto,discutopossíveisbrechasnestaregramaistarde,quandoescrevosobreburacosdeminhocaeaspontesEinstein-Rosen.

20.Sugimoto,p.44.21.Cropper,p.216.22.Folsing,p.336.23.Ibid.,p.332.24.Brian,p.151.CAPÍTULO4.RELATIVIDADEGERALEO“PENSAMENTO

MAISFELIZDAMINHAVIDA”1.Pais,SubtleistheLord,p.239.2.Ibid.,p.179;Folsing,p.303.3.Folsing,p.435.4.Calaprice,p.9.5.Pais,SubtleistheLord,p.212.6.Folsing,p.315.7.Calaprice,p.252.8.PrincípiodeMach:maisprecisamente,oprincípiodeMachafirmaqueainérciadeumobjeto,eportantosuamassa,sedeveàpresençadetodasasoutrasmassasnouniverso,porexemplo,asestrelasdistantes.MachreafirmouumaobservaçãoconhecidajánotempodeNewton:asuperfíciedeumbalded’águarotanteabaixa(devidoàsforçascentrípetas).Quantomaisrápidaarotação,maioroabaixamentodasuperfície.Setodososmovimentossãorelativos,inclusiveasrotações,pode-seconsiderarqueobaldeestáemrepousoetodasasestrelasdistantesgiramàsuavolta.Dessemodo,raciocinouMach,eraarotaçãodas

estrelasdistantesquefaziacomqueasuperfícied’águadobaldeestacionárioabaixasse.Assim,apresençadeestrelasdistantesdeterminaaspropriedadesinerciaisdobalded’água,inclusivesuamassa.Einsteinmodificouestaleiparasignificarqueocampogravitacionalédeterminadounivocamentepeladistribuiçãodasmassasnouniverso.

9.Folsing,p.320.10.Aco-variânciageralimplicaqueasequaçõesconservamamesmaformaapósumamudançadecoordenadas(atualmenteistoéchamadode“transformaçãodecalibre”).Einsteinnãopercebeuem1912queistosignificavaqueasprevisõesfísicasdesuateoriatambémpermaneciaminalteradasapósumamudançadecoordenadas.Assim,em1912,eleachou,paraseudesespero,quesuateoriaforneciaumnúmeroinfinitodesoluçõesparaocampogravitacionalemtornodoSol.Mas,trêsanosdepois,subitamentepercebeuquetodasaquelassoluçõesdescreviamomesmosistemafísico:oSol.Portanto,acurvaturadeRiccieraumobjetomatemáticoperfeitamentebemdefinidocapazdedescreverdeformaunívocaéocampogravitacionalaoredordeumaestrela,deacordocomoprincípiodeMach.

11.Folsing,p.374.12.Ibid.,p.373.13.Ibid.,p.372.14.Brian,p.89.15.Sugimoto,p.51.16.Folsing,p.343.17.OcaoscausadopelaPrimeiraGuerraMundialquasefechouaUniversidadedeBerlim,quandoestudantesassumiramocontroledocampusetomaramcomorefénsprofessoresereitor.OsmembrosdocorpodocentepediramqueEinsteinajudasseanegociarsualibertação.Einstein,porsuavez,pediuqueofísicoMaxBornoajudassenoperigosopercursoparanegociarcomosestudantes.Bornmaistardeescreveriaqueelespercorreram“oBairroBávaro,passandoporruasdominadasporjovensvociferantes,deaspectoselvagemecomdistintivosvermelhos.[...]Einsteineraconhecidocomopoliticamentedeesquerda,senão‘comunista’,sendoapessoaidealparaajudaranegociarcomosestudantes”(Brian,p.97).Einsteinfoireconhecidopelosestudantes,quelheentregaramsuasreivindicações.Elesconcordaramemlibertarseusrefénsseopresidentesocialdemocratarecém-eleito,FriedrichEbert,asatendesse.EinsteineBornfizeramentãoopercursoatéopaláciodochancelerdoReicheapelaramaopresidente,queentãoconcordouemautorizaralibertaçãodosreféns.Bornrecordouposteriormente:“DeixamosopaláciodochancelerdoReichanimadíssimos,comasensaçãodetermosparticipadodeumeventohistórico,enaesperançadequeaeradaarrogânciaprussiana,dosJunkers,dahegemoniadosaristocratas,daspanelinhasdeoficiaisedosmilitarestivessechegadoaofimedequeagoraademocraciaalemãestivessevitoriosa”.EinsteineBorn,doisfísicosteóricosinteressadosnossegredosdoátomoedouniverso,haviamaparentementeencontradoumaaplicaçãomaispráticaparaseustalentos:salvarsuauniversidade.

CAPÍTULO5.ONOVOCOPÉRNICO1.Sugimoto,p.57.2.Calaprice,p.97.3.Parker,p.124.4.Ibid.5.Clark,p.290;Parker,p.124.

6.Parker,p.126.7.Ibid.8.Folsing,p.445.9.Ibid.10.Ibid.,p.451.11.Ibid.,p.343.12.Cropper,p.217.13.Ibid.,p.217.14.Brian,p.106.15.Ibid.,p.102.16.Ibid.,p.101.17.Ibid.,p.102.18.Ibid.,p.103.19.Folsing,p.199.20.Pais,Einsteinlivedhere,p.219.21.Sugimoto,p.66.22.Brian,p.113.23.CabeobservarqueseuscolegassionistasmuitasvezestemeramqueEinstein,famosopelafranqueza,dissessecoisasqueelesdesaprovassem.Certavez,porexemplo,eleachouqueapátriajudaicadeveriasernoPeru,enfatizandoqueninguémdeveriaserdesnecessariamenteremovidoseosjudeusseestabelecessemali.Einsteinmuitasvezesafirmavaqueaamizadeeorespeitomútuoentreospovosjudeueárabeeramfatoresfundamentaisemqualquertentativabem-sucedidadecriarumEstadojudeunoOrienteMédio.Elecertavezescreveu:“EuprefeririaverumacordorazoávelcomosárabesbaseadonacoexistênciapacíficaàcriaçãodeumEstadojudeu”(Calaprice,p.135).

24.Brian,p.120.25.Ibid.,p.121.26.Sugimoto,p.74.27.Brian,p.121.28.Ibid.,p.130.29.Pais,Einsteinlivedhere,p.154.30.Folsing,p.505.31.Brian,p.131.32.Pais,Einsteinlivedhere,p.152.33.Sugimoto,p.63.34.Ibid.,p.64.35.Clark,p.360.36.Brian,p.150.37.Ibid.,p.146.38.Brian,p.144.39.Einstein,umafigurapopulardasociedadealemã,viviacercadodematronasricasdesejosasdeouvirseusditosespirituososesábios,muitasdelasfazendodoaçõesgenerosasparasuascausaseinstituiçõesdecaridadefavoritas.AlgumaschegavamaenviaralimusinepessoalparaapanharEinsteinnaresidênciadeverãoemCaputheconduzi-loaumconcertooueventobeneficente.Inevitavelmente,surgiamrumores

sobresupostoscasosamorosos.Seinvestigamosaorigemdessesrumores,descobrimosquevinhamsobretudodasrecordaçõesdaempregadadaresidênciadeverão,HertaWaldow,quevendiaseusdepoimentosàimprensa.Noentanto,elanãotinhaprovadenenhumcasoextraconjugaleadmitiaqueessasmulheresdasociedadedavamchocolatesdepresenteaElsa,quandovinhamapanharseumarido,afimdeevitarqualquersuspeitadecondutaindecorosa.Alémdisso,KonradWachsmann,arquitetoqueajudouaprojetararesidênciadeverãoemCaputh,observouolardeEinsteineconcluiuqueaquelescasoseramtotalmenteinofensivos.Eleacreditavaserem“quasesemexceção”denaturezaplatônica,queEinsteinnuncatraiuElsacomaquelasmulheres.

40.Cropper,p.217.41.Pais,Einsteinlivedhere,p.184.42.Sugimoto,p.122.43.Brian,p.205.44.Calaprice,p.336.45.Pais,SubtleistheLord,p.318.46.Pais,Einsteinlivedhere,p.186.47.Calaprice,p.293.48.Pais,Einsteinlivedhere,p.122.49.Ibid.,p.119.50.Sugimoto,p.113.51.Brian,p.186.CAPÍTULO6.OBIG-BANGEOSBURACOSNEGROS1.Misneretal.,p.756.2.Croswell,p.35.3.Thorne,p.210.4.Pettersetal.,p.7.5.Ibid.,p..CAPÍTULO7.1.Pais,SubtleistheLord,p.23.2.Parker,p.209.3.Pais,SubtleistheLord,p.343.4.Ibid.,p.330.5.Ibid.,p.330.6.Pais,Einsteinlivedhere,p.179.7.Cropper,p.257.8.Ibid.9.Ibid.10.Ibid.11.Calaprice,p.231.12.Moore,p.195.

13.Comoamatériapreferedescambarparaoestadodeenergiamínima,istoimplicavaquetodososelétronspoderiamcairnessesestadosdeenergianegativa,causandoocolapsodouniverso.Paraimpediressedesastre,Diracpostulouquetodososestadosdeenergianegativajáestavampreenchidos.Umraiogamadepassagempoderiaretirarumelétrondeseuestadodeenergianegativa,deixandoum“buraco”oubolha.Esseburaco,previuDirac,secomportariacomoumelétrondecargapositiva,ouseja,antimatéria.

14.Pais,Inwardbound,p.348.15.Ibid.,p.360.16.Folsing,p.585.17.Ibid.18.Brian,p.156.19.Ferris,p.290.20.AapresentaçãomaisclaradaposiçãodeEinsteinsobredeterminismoeincertezafoiesta:“Souumdeterminista,compelidoaagircomoseolivre-arbítrioexistisse,porque,sedesejovivernumasociedadecivilizada,precisoagirdemodoresponsável.Seifilosoficamentequeumassassinonãoéresponsávelporseuscrimes,masprefironãotomarchácomele.[...]Nãotenhocontrolenenhum,sobretudonocasodaquelasglândulasmisteriosasemqueanaturezapreparaaprópriaessênciadavida.HenryFordpodechamá-lodesuaVozInterior,Sócratesreferiu-seaseudaimon:cadahomemexplicaàsuaprópriamaneiraofatodequeavontadehumananãoélivre.Tudoédeterminado,oiníciobemcomoofim,porforçassobreasquaisnãotemosnenhumcontrole.Édeterminadoparaoinseto,tantoquantoparaaestrela.Ossereshumanos,vegetaisouapoeiracósmica,todosdançamosaocompassodeumtempomisterioso,entoadoàdistânciaporummúsicoinvisível”(Brian,p.185).

21.Cropper,p.244.22.Folsing,p.561.23.Ibid.,p.591.24.Bria,p.306.25.Kaku,Hyperspace,p.280.26.Ibid.,p.260.27.Calaprice,p.260.28.Brian,p.281.29.Ibid.30.Folsing,p.698.31.Pais,Einsteinlivedhere,p.128.CAPÍTULO8.GUERRA,PAZEE=MC21.Cropper,p.226.2.Sugimoto,p.127.3.Pais,Einsteinlivedhere,p.190.4.Folsing,p.675.5.Ibid.6.Cropper,p.271.7.Brian,p.247.8.Cropper,p.271.

9.Moore,p.265.10.Cropper,p.226.11.Brian,p.251.12.Parker,p.17.13.Folsingp.672.14.Ibid.15.Brian,p.297.16.Ibid.17.Folsing,p.699.18.Ibid.,p.707.19.Ibid.,p.708.20.Ibid.21.Ibid.,p.709.22.Ibid.,p.708.23.Ibid.,p.712.24.Pais,Inwardbound,p.436.25.Cropper,p.340.26.Folsing,p.710.27.Ibid.,p.712.28.Ibid.29.Cropper,p.342.30.Ibid.31.Folsing,p.714.32.Ibid.33.Ibid.,p.715.34.Brian,p.344.35.Em1948,eleajudouaredigiraMensagemaosIntelectuais,queafirmava:“Ohomemnãoconseguiudesenvolverformasdeorganizaçãopolíticaeeconômicaquegarantamacoexistênciapacíficadasnaçõesdomundo.Nós,cientistas,cujodestinotrágicofoiajudaratornarosmétodosdeaniquilamentomaispavorososeeficazes,devemosconsiderarcomonossodeversoleneetranscendentefazertodoopossívelparaimpedirqueessasarmassejamusadascomopropósitobrutalparaoqualforaminventadas.Qualtarefapoderiasermaisimportanteparanós?Qualobjetivosocialpoderiaestarmaispróximodenossoscorações?”(Sugimoto,p.153).Eleesclareceusuavisãosobreogovernomundialaodizer:“Aúnicasalvaçãoparaacivilização[...]residenacriaçãodogovernomundial,comasegurançadasnaçõesbaseadanalei.[...]EnquantoosEstadossoberanoscontinuaremtendoarmamentosseparadosesegredosmilitares,novasguerrasmundiaisserãoinevitáveis”(Folsing,p.721).

36.Brian,p.350.37.Ibid.,p.359.38.Weinberg,p.153.39.Brian,p.331.40.SubtleistheLord,p.465.41.Ibid.,p.162.42.Brian,p.377.

43.Cropper,p.223.44.Ibid.45.Calaprice,p.232.46.Ibid.,p.241.47.Ibid.48.Pais,Inwardbound,p.585.49.Kaku,BeyondEinstein,p.11.50.Cropper,p.252.51.Overbye,p.377.52.Calaprice,p.63.CAPÍTULO9.OLEGADOPROFÉTICODEEINSTEIN1.CreaseeMann,p.67.2.Barrow,p.378.3.Maisprecisamente,Belldefendeuqueoantigoexperimentoeprfossereexaminado.Emprincípio,épossívelmedirosânguloscriadospeloeixodepolarizaçãodosparesdeelétrons.Pormeiodeumaanálisedetalhadadacorrelaçãoentrediferentesângulosdepolarizaçãoentreosdoisparesdeelétrons,Bellconseguiucriarumadesigualdade,chamadade“desigualdadedeBell”,relativaàquelesângulos.Seamecânicaquânticaestivessecorreta,umconjuntoderelaçõesseriasatisfeito.Seamecânicaquânticaestivesseincorreta,outroconjuntoderelaçõesseriasatisfeito.Cadavezqueesseexperimentofoirealizado,asprevisõesdamecânicaquânticamostraram-secorretas.

4.Barrow,p.144.5.Pettersetal.,p.155;NewYorkTimes,31demarçode1998.6.NewYorkTimes,ibid.7.Hawkingetal.,p.85.8.Weinberg,p.212.9.Kaku,BeyondEinstein,p.67.10.Ibid.11.DavieseBrown,p.95.Cabeobservartambémqueaversãomaisrecentedateoriadascordassedenomina“teoria-M”.Ateoriadascordasédefinidanoespaçodecadimensional(comnovedimensõesdeespaçoeumadetempo).Entretanto,existemcincoteoriasdascordasconsistentesquepodemserformuladasemdezdimensões,oquetemintrigadoosteóricos,quegostariamdeumcandidatoúnicoateoriadocampounificado,enãocinco.Recentemente,Wittenecolegasmostraramquetodasascincoteoriassão,naverdade,equivalentescasosedefinaateorianoespaçoundecadimensional(comdezdimensõesdeespaçoeumadetempo).Emonzedimensões,membranasdimensionaismaisaltaspodemexistir,ealgunsespeculamquenossouniversopodeserumadessasmembranas.Emboraaintroduçãodateoria-Mtenhasidoumgrandeavançoparaateoriadascordas,noatualmomentoninguémsabeasequaçõesprecisasdateoria-M.

12.Ibid.,p.150.13.Pais,SubtleistheLord,p.328.14.Kaku,Quantumfieldtheory,p.699.

Bibliografia

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Agradecimentos

GostariadeagradeceraacolhidadopessoaldaBibliotecadaUniversidadedePrinceton,ondepartedapesquisaparaestelivrofoirealizada.AbibliotecacontémcópiasdetodososmanuscritosemateriaisoriginaisdeEinstein.GostariatambémdeagradeceraosprofessoresV.P.NaireDanielGreenberger,doCityCollegedeNovaYork,porleremomanuscritoefazeremcomentáriosúteisecríticos.Alémdisso,conversascomFredJerome,queconseguiuafichavolumosadeEinsteinnofbi,forammuitoúteis.SoutambémgratoaEdwinBarber,porseuapoioeencorajamento,eaJesseCohen,porcomentáriosemudançaseditoriaisvaliososquemelhorarammuitoomanuscrito,dando-lhemaisobjetividade.TambémsouprofundamentegratoaStuartKrichevsky,oagenteliteráriodemuitosdemeuslivrosdeciênciadurantetodosessesanos.

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