O que é gravidade?

A gravidade é uma das quatro forças da física e é talvez aquela com a qual estamos mais familiarizados. Embora a gravidade seja a força mais fraca do universo , ela também opera nas maiores escalas. Ela mantém nossos pés na Terra e mantém a Terra em órbita ao redor do sol . A gravidade mantém a matéria unida e, sem ela, não haveria estrelas , galáxias ou planetas . Pensamos na gravidade como uma força de atração, na qual objetos com massa exercem uma força que puxa uns aos outros. A gravidade foi descrita pela primeira vez por Isaac Newton em 1687 e transformou radicalmente a maneira como vemos e descrevemos o universo. No entanto, apesar do sucesso da gravidade newtoniana, até mesmo Isaac Newton foi incapaz de definir o que causou a existência da gravidade. Ele sabia que era causada pela massa, mas como exatamente a massa gerava um campo gravitacional?

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Einstein e a gravidade A gravidade ainda é um mistério

Einstein e a gravidade

Deformação do espaço — Representação visual de como os objetos distorcem o tecido do espaço

Embora a gravidade newtoniana tenha sido extremamente bem-sucedida em descrever muito sobre o universo, ela tinha alguns problemas. Um de seus problemas mais notáveis era o fato de que ela não podia ser usada para prever a órbita exata do planeta Mercúrio . Apesar de todos os esforços para usar a matemática de Newton para prever a órbita de Mercúrio, sua órbita verdadeira sempre estava errada por uma pequena quantidade. Para explicar essa discrepância, os cientistas primeiro propuseram a existência de outro planeta que orbitava entre Mercúrio e o sol. O planeta foi chamado de Vulcano, mas todas as tentativas feitas para descobrir este planeta não deram em nada. Embora Vulcano nunca tenha sido encontrado, sua existência ainda foi inferida para explicar a órbita peculiar de Mercúrio. No entanto, mais tarde descobriu-se que a gravidade newtoniana era simplesmente incompleta.

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Em 1915, Albert Einstein publicou sua Teoria Geral da Relatividade. Nela, ele refinou a física newtoniana e ofereceu outra explicação para o funcionamento da força da gravidade . Einstein percebeu que, em vez de ser uma força invisível de atração entre objetos, a gravidade é gerada pela deformação da estrutura do espaço devido à presença de massa. Na física newtoniana, o espaço era visto como estático e imutável. Einstein derrubou essa noção e, em vez disso, descreveu o espaço como dinâmico e mutável. Einstein propôs que a gravidade é o que acontece quando um objeto massivo curva o espaço ao seu redor, criando uma espécie de recuo tridimensional na estrutura do espaço. A força de atração é simplesmente o que acontece quando os objetos viajam ao longo do espaço curvo. Por exemplo, a massa do Sol deforma o espaço ao seu redor, e todos os planetas viajam ao longo da curvatura do espaço em órbitas. Um dos primeiros indícios de que a nova teoria da gravidade de Einstein estava correta foi que ela foi capaz de prever com precisão a órbita de Mercúrio, refutando a existência de Vulcano.

A gravidade ainda é um mistério

Galáxia Hubble — A gravidade opera nas maiores escalas do universo e é responsável por manter as galáxias unidas. Crédito da imagem: NASA/ESA

Apesar do sucesso da Teoria Geral da Relatividade de Einstein, o que sabemos sobre a gravidade ainda está longe de ser completo. Embora Einstein tenha sido capaz de definir como a massa gera gravidade através da deformação do espaço, ele foi incapaz de combinar a gravidade com as outras forças da natureza. As quatro forças conhecidas da física são o eletromagnetismo , a força nuclear fraca, a força nuclear forte e a gravidade. As três primeiras forças podem ser descritas juntas sem qualquer problema, mas a gravidade é uma exceção. Apesar de ser a força mais proeminente em grandes escalas, a física tem sido incapaz de combinar a gravidade com as outras forças da natureza. Talvez tenhamos que esperar pelo próximo Einstein antes de realmente entendermos o que é a gravidade.