Einstein mudou o mundo de muitas maneiras, e suas ideias moldaram a maneira como vemos e interagimos com o universo.

Einstein mudou o mundo de muitas maneiras. Crédito da imagem: Bettmann / Colaborador

Damos uma olhada em sete maneiras pelas quais Einstein mudou o mundo. Albert Einstein (1879-1955) é um dos cientistas mais famosos de todos os tempos, e seu nome se tornou quase sinônimo da palavra "gênio". Há muitas maneiras pelas quais Einstein mudou o mundo. Vamos explorar alguns de nossos favoritos aqui. Enquanto sua reputação deve algo à sua aparência excêntrica e pronunciamentos ocasionais sobre filosofia, política mundial e outros tópicos não científicos, sua real reivindicação à fama vem de suas contribuições para a física moderna, que mudaram toda a nossa percepção do universo e ajudaram a moldar o mundo em que vivemos hoje.

Dê uma olhada em alguns dos conceitos que mudaram o mundo, que devemos a Einstein

1. ESPAÇO-TEMPO

Crédito da imagem: NASA

Uma das primeiras realizações de Einstein, aos 26 anos, foi sua teoria da relatividade especial, assim chamada porque lida com o movimento relativo no caso especial em que as forças gravitacionais são desprezadas. Isso pode parecer inócuo, mas foi uma das maiores revoluções científicas da história, mudando completamente a maneira como os físicos pensam sobre o espaço e o tempo. Com efeito, Einstein os fundiu em um único continuum espaço-tempo. Uma razão pela qual pensamos que o espaço e o tempo são completamente separados é porque os medimos em unidades diferentes, como quilômetros e segundos, respectivamente. Mas Einstein mostrou como eles são realmente intercambiáveis, ligados entre si pela velocidade da luz, aproximadamente 186.000 milhas por segundo (300.000 quilômetros por segundo).

Talvez a consequência mais famosa da relatividade especial seja que nada pode viajar mais rápido do que a luz. Mas também significa que as coisas começam a se comportar de maneira muito estranha à medida que a velocidade da luz se aproxima. Se você pudesse ver uma espaçonave viajando a 80% da velocidade da luz, ela pareceria 40% mais curta do que quando está em repouso. E se você pudesse estar em seu interior, tudo pareceria se mover em câmera lenta, com um relógio levando 100 segundos para passar por um minuto, de acordo com o site HyperPhysics da Georgia State University. Isso significa que a tripulação da espaçonave envelheceria mais lentamente quanto mais rápido estivessem viajando.

2. EQUAÇÃO DE EINSTEIN: E = MC²

Crédito da imagem: BIBLIOTECA DE FOTOS DE VICTOR HABBICK VISÕES / CIÊNCIAS por meio do Getty Images

Uma ramificação inesperada da relatividade especial foi a célebre equação E = mc² de Einstein, que é provavelmente a única fórmula matemática a ter alcançado o status de ícone cultural. A equação expressa a equivalência de massa (m) e energia (E), dois parâmetros físicos que se acreditava serem completamente separados. Na física tradicional, a massa mede a quantidade de matéria contida em um objeto, enquanto a energia é uma propriedade que o objeto possui em virtude de seu movimento e das forças que agem sobre ele. Além disso, a energia pode existir na ausência completa de matéria, por exemplo, em ondas de luz ou rádio. No entanto, a equação de Einstein diz que massa e energia são essencialmente a mesma coisa, contanto que você multiplique a massa por c² - o quadrado da velocidade da luz, que é um número muito grande para garantir que termine na mesma unidade como energia.

Isso significa que um objeto ganha massa à medida que se move mais rápido, simplesmente porque está ganhando energia. Isso também significa que mesmo um objeto inerte e estacionário possui uma grande quantidade de energia presa dentro dele. Além de ser uma ideia alucinante, o conceito tem aplicações práticas no mundo da física de partículas de alta energia. De acordo com o Conselho Europeu de Pesquisa Nuclear (CERN), se partículas suficientemente energéticas forem esmagadas entre si, a energia da colisão pode criar nova matéria na forma de partículas adicionais.

3. LASERS

Os estágios de emissão estimulada em uma cavidade de laser. Crédito da imagem: Encyclopaedia Britannica / UIG via Getty Images

Lasers são um componente essencial da tecnologia moderna e são usados em tudo, desde leitores de código de barras e ponteiros de laser a hologramas e comunicação de fibra óptica. Embora os lasers não sejam comumente associados a Einstein, foi o trabalho dele que os tornou possíveis. A palavra laser, cunhada em 1959, significa "amplificação de luz por emissão estimulada de radiação" - e emissão estimulada é um conceito desenvolvido por Einstein mais de 40 anos antes, de acordo com a American Physical Society. Em 1917, Einstein escreveu um artigo sobre a teoria quântica da radiação que descreveu, entre outras coisas, como um fóton de luz passando por uma substância poderia estimular a emissão de mais fótons.

Einstein percebeu que os novos fótons viajam na mesma direção e com a mesma frequência e fase do fóton original. Isso resulta em um efeito cascata à medida que mais e mais fótons virtualmente idênticos são produzidos. Como teórico, Einstein não levou a ideia adiante, enquanto outros cientistas demoraram a reconhecer o enorme potencial prático da emissão estimulada. Mas o mundo chegou lá no final, e as pessoas ainda estão encontrando novas aplicações para lasers hoje, de armas anti-drone a computadores super-rápidos.

 4. BURACOS NEGROS E BURACOS DE MINHOCA

Crédito da imagem: Shutterstock

A teoria da relatividade especial de Einstein mostrou que o espaço-tempo pode fazer algumas coisas muito estranhas, mesmo na ausência de campos gravitacionais. Mas essa é apenas a ponta do iceberg, como Einstein descobriu quando finalmente conseguiu adicionar a gravidade à mistura, em sua teoria da relatividade geral. Ele descobriu que objetos massivos como planetas e estrelas distorcem a estrutura do espaço-tempo, e é essa distorção que produz os efeitos que percebemos como gravidade.

Einstein explicou a relatividade geral por meio de um complexo conjunto de equações, que têm uma enorme gama de aplicações. Talvez a solução mais famosa para as equações de Einstein tenha vindo da solução de Karl Schwarzschild em 1916 - um buraco negro. Ainda mais estranho é uma solução que o próprio Einstein desenvolveu em 1935 em colaboração com Nathan Rosen, descrevendo a possibilidade de atalhos de um ponto no espaço-tempo para outro. Originalmente apelidadas de pontes de Einstein-Rosen, agora são conhecidas por todos os fãs de ficção científica pelo nome mais familiar de buracos de minhoca. 

5. O UNIVERSO EM EXPANSÃO

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Uma das primeiras coisas que Einstein fez com suas equações da relatividade geral, em 1915, foi aplicá-las ao universo como um todo. Mas a resposta que saiu parecia errada para ele. Isso implicava que a própria estrutura do espaço estava em um estado de expansão contínua, puxando as galáxias junto com ele, de modo que as distâncias entre elas aumentavam constantemente. O bom senso disse a Einstein que isso não podia ser verdade, então ele acrescentou algo chamado de constante cosmológica a suas equações para produzir um universo estático e bem-comportado.

Mas em 1929, as observações de Edwin Hubble de outras galáxias mostraram que o universo realmente está se expandindo, aparentemente da maneira que as equações originais de Einstein previram. Parecia o fim da linha da constante cosmológica, que Einstein mais tarde descreveu como seu maior erro. Esse não foi o fim da história, no entanto. Com base em medições mais refinadas da expansão do universo, sabemos agora que ele está acelerando, em vez de desacelerar como deveria na ausência de uma constante cosmológica. Portanto, parece que o "erro" de Einstein afinal de contas, não foi um erro tão grande. 

6. A BOMBA ATÔMICA

Crédito da imagem: Universal History Archive / Universal Images Group via Getty Images

Einstein é ocasionalmente creditado com a "invenção" de armas nucleares por meio de sua equação E = mc², mas de acordo com o site Einstein Online do Instituto Max Planck de Física Gravitacional, a ligação entre os dois é tênue na melhor das hipóteses. O ingrediente principal é a física da fissão nuclear, com a qual Einstein não teve envolvimento direto. Mesmo assim, ele desempenhou um papel crucial no desenvolvimento prático das primeiras bombas atômicas. Em 1939, vários colegas o alertaram sobre as possibilidades de fissão nuclear e os horrores que aconteceriam se a Alemanha nazista adquirisse tais armas. Eventualmente, de acordo com a Atomic Heritage Foundation, ele foi persuadido a transmitir essas preocupações em uma carta ao presidente dos Estados Unidos, Franklin D. Roosevelt. O resultado final da carta de Einstein foi o estabelecimento do Projeto Manhattan, que criou as bombas atômicas usadas contra o Japão no final da Segunda Guerra Mundial.

Embora muitos físicos famosos tenham trabalhado no Projeto Manhattan, Einstein não estava entre eles. A ele foi negado o certificado de segurança necessário por causa de suas opiniões políticas de esquerda, de acordo com o Museu Americano de História Natural (AMNH). Para Einstein, essa não foi uma grande perda, sua única preocupação era negar o monopólio da tecnologia aos nazistas. Em 1947, Einstein disse à revista Newsweek: "Se eu soubesse que os alemães não teriam sucesso no desenvolvimento de uma bomba atômica, nunca teria levantado um dedo", segundo a revista Time. 

7. ONDAS GRAVITACIONAIS

Crédito da imagem: R. Hurt / Caltech-JPL

Einstein morreu em 1955, mas seu enorme legado científico continua a fazer manchetes mesmo no século 21. Isso aconteceu de forma espetacular em fevereiro de 2016, com o anúncio da descoberta das ondas gravitacionais, mais uma consequência da relatividade geral. As ondas gravitacionais são minúsculas ondulações que se propagam pela estrutura do espaço-tempo, e muitas vezes é afirmado sem rodeios que Einstein "previu" sua existência. Mas a realidade é menos clara do que isso. 

Einstein nunca chegou a se decidir se as ondas gravitacionais eram previstas ou descartadas por sua teoria. E os astrônomos levaram décadas de busca para decidir a questão de uma forma ou de outra.

Eventualmente, eles tiveram sucesso, usando instalações gigantes, como o Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatories (LIGO) em Hanford, Washington, e Livingston, Louisiana. Além de ser outro triunfo para a teoria da relatividade geral de Einstein (embora ele não estivesse muito certo sobre si mesmo), a descoberta das ondas gravitacionais deu aos astrônomos uma nova ferramenta para observar o universo, incluindo eventos raros como a fusão de buracos negros.

RECURSOS ADICIONAIS

• Descubra 3 invenções do dia a dia que Einstein tornou possível com a empresa aeroespacial Thales.  
• Leia as obras completas de Albert Einstein (As obras completas PergamonMedia). 
• Explore 5 curiosidades sobre Albert Einstein com a American Nuclear Society

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Referência:

MAY, Andrew; DOBRIJEVIC, Daisy. 7 ways Einstein changed the world. Live Science, 07, dez. 2021. Disponível em: <https://www.livescience.com/ways-einstein-changed-the-world>. Acesso em: 07, dez. 2021.