Onde estaria a ciência sem Albert Einstein?

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Albert Einstein é frequentemente citado como um dos cientistas mais influentes do século 20. Seu trabalho continua a ajudar os astrônomos a estudar tudo, desde ondas gravitacionais até a órbita de Mercúrio.

A equação do cientista que ajudou a explicar a relatividade especial E = mc² é famosa mesmo entre aqueles que não entendem sua física subjacente. Einstein também é conhecido por sua teoria da relatividade geral (uma explicação da gravidade) e pelo efeito fotoelétrico (que explica o comportamento dos elétrons sob certas circunstâncias); seu trabalho sobre este último lhe rendeu um Prêmio Nobel de Física em 1921.

Einstein também tentou em vão unificar todas as forças do universo em uma única teoria, ou uma teoria de tudo, na qual ele ainda estava trabalhando no momento de sua morte.

PRIMEIROS ANOS

Einstein nasceu em 14 de março de 1879, em Ulm, na Alemanha, uma cidade que hoje tem uma população de pouco mais de 120.000 habitantes. Há uma pequena placa comemorativa onde ficava sua casa (foi destruída durante a Segunda Guerra Mundial). A família mudou-se para Munique logo após seu nascimento, segundo o site do Prêmio Nobel, e mais tarde para a Itália, quando seu pai enfrentou problemas para administrar seu próprio negócio. O pai de Einstein, Hermann, dirigia uma fábrica eletroquímica e sua mãe Pauline cuidava de Albert e de sua irmã mais nova, Maria.

Einstein escreveria em suas memórias que duas "maravilhas" afetaram profundamente seus primeiros anos, de acordo com Hans-Josef Küpper, um estudioso de Albert Einstein. O jovem Einstein encontrou sua primeira maravilha, uma bússola, aos 5 anos: ele ficou perplexo com o fato de que forças invisíveis poderiam desviar a agulha. Isso levaria a um fascínio ao longo da vida pelas forças inobservadas. A segunda maravilha veio aos 12 anos quando descobriu um livro de geometria, que ele adorava, chamando-o de seu "livro de geometria sagrada".

Ao contrário da crença popular, o jovem Albert era um bom aluno, de acordo com um arquivo online. Ele se destacou em física e matemática, mas foi um aluno mais "moderado" em outras disciplinas, escreveu Küpper em seu site. No entanto, Einstein se rebelou contra a atitude autoritária de alguns de seus professores e abandonou a escola aos 16 anos. Mais tarde, ele fez um exame de admissão para a Escola Politécnica Federal Suíça em Zurique, e enquanto seus desempenhos em física e matemática foram excelentes, suas notas em outras áreas foram abaixo da média, e ele não passou no exame. O aspirante a físico fez cursos adicionais para preencher a lacuna em seu conhecimento e foi admitido na Politécnica da Suíça em 1896, e em 1901 recebeu seu diploma para ensinar física e matemática.

Albert Einstein aos 14 anos. Crédito da imagem: Getty Images

No entanto, Einstein não conseguiu encontrar uma posição de professor e começou a trabalhar em um escritório de patentes de Berna em 1901, de acordo com sua biografia do Prêmio Nobel. Foi lá que, entre as análises de pedidos de patentes, desenvolveu seu trabalho em relatividade especial e outras áreas da física que mais tarde o tornaram famoso.

Einstein se casou com Mileva Maric, um amor de longa data de Zurique, em 1903. Seus filhos, Hans Albert e Eduard, nasceram em 1904 e 1910. (O destino de uma criança nascida em 1902 antes de seu casamento, Lieserl, é desconhecido.) Einstein se divorciou de Maric em 1919 e logo depois se casou com Elsa Löwenthal. Löwenthal morreu em 1933.

DESTAQUES NA CARREIRA

A carreira de Einstein o enviou para vários países. Obteve seu doutorado na Universidade de Zurique em 1905 e, posteriormente, assumiu cargos de professor em Zurique (1909), Praga (1911) e Zurique novamente (1912). Em seguida, mudou-se para Berlim para se tornar diretor do Instituto de Física Kaiser Wilhelm e professor da Universidade de Berlim (1914). Ele também se tornou um cidadão alemão. 

Uma grande validação do trabalho de Einstein veio em 1919, quando Sir Arthur Eddington, secretário da Royal Astronomical Society, liderou uma expedição à África que mediu a posição das estrelas durante um eclipse solar total. O grupo descobriu que a posição das estrelas foi alterada devido à curvatura da luz ao redor do sol. (Em 2008, uma produção da BBC/HBO dramatizou a história em "Einstein e Eddington".) 

Einstein permaneceu na Alemanha até 1933, quando o ditador Adolf Hitler subiu ao poder. O físico então renunciou à cidadania alemã e se mudou para os Estados Unidos para se tornar professor de física teórica em Princeton. Ele se tornou um cidadão americano em 1940 e se aposentou em 1945.

Einstein permaneceu ativo na comunidade da física ao longo de seus últimos anos. Em 1939, ele escreveu uma famosa carta ao presidente Franklin D. Roosevelt alertando que o urânio poderia ser usado para uma bomba atômica. 

No final da vida de Einstein, ele se envolveu em uma série de debates privados com o físico Niels Bohr sobre a validade da teoria quântica. As teorias de Bohr prevaleceram, e Einstein mais tarde incorporou a teoria quântica em seus próprios cálculos.

Albert Einstein e Leo Szilard reencenam a assinatura de sua carta ao presidente Roosevelt. Crédito da imagem: Time Life Pictures

O CÉREBRO DE EINSTEIN

Einstein morreu de um aneurisma da aorta em 18 de abril de 1955. Um vaso sanguíneo estourou perto de seu coração, de acordo com o Museu Americano de História Natural (AMNH). Quando perguntado se queria fazer a cirurgia, Einstein recusou. "Eu quero ir quando eu quiser", disse ele. "É de mau gosto prolongar a vida artificialmente. Fiz minha parte; é hora de ir. Farei isso com elegância."

O corpo de Einstein, a maior parte, pelo menos, foi cremada; suas cinzas foram espalhadas em um local não revelado, segundo o AMNH. No entanto, um médico do Hospital de Princeton, Thomas Harvey, realizou uma autópsia controversa e removeu o cérebro e os globos oculares de Einstein, segundo a BBC.

Harvey cortou centenas de seções finas de tecido cerebral para colocar em lâminas de microscópio e tirou 14 fotos do cérebro de vários ângulos. Ele levou o tecido cerebral, slides e imagens com ele quando se mudou para Wichita, Kansas, onde era supervisor médico em um laboratório de testes biológicos.

Nos 30 anos seguintes, Harvey enviou alguns slides para outros pesquisadores que os solicitaram, mas manteve o resto do cérebro em dois frascos de vidro, às vezes em uma caixa de cidra sob um refrigerador de cerveja. A história do cérebro de Einstein foi amplamente esquecida até 1985, quando Harvey e seus colegas publicaram os resultados do estudo na revista Experimental Neurology.

Harvey fracassou em um exame de competência em 1988 e sua licença médica foi revogada, escreveu Blitz. Harvey acabou doando o cérebro para o Princeton Hospital, onde a jornada do cérebro havia começado. Harvey morreu em 2007. Pedaços do cérebro de Einstein estão agora no Museu Mütter, na Filadélfia.

Albert Einstein no quadro-negro. Crédito da imagem: Getty Images

O QUE OS ESTUDOS ENCONTRARAM

Os autores do estudo de Harvey de 1985 relataram que o cérebro de Einstein tinha um número maior de células gliais (aquelas que sustentam e isolam o sistema nervoso) por neurônios (células nervosas) do que outros cérebros examinados. Eles concluíram que isso pode indicar que os neurônios tinham uma necessidade metabólica mais alta, em outras palavras, as células cerebrais de Einstein precisavam e usavam mais energia, o que poderia ter sido o motivo pelo qual ele tinha habilidades de pensamento e habilidades conceituais tão avançadas.

No entanto, outros pesquisadores apontaram alguns problemas com esse estudo, de acordo com Eric H. Chudler, neurocientista da Universidade de Washington. Primeiro, por exemplo, os outros cérebros usados no estudo eram todos mais jovens que o cérebro de Einstein. Em segundo lugar, o "grupo experimental" tinha apenas um objeto de estudo - Einstein. Estudos adicionais são necessários para verificar se essas diferenças anatômicas são encontradas em outras pessoas. E terceiro, apenas uma pequena parte do cérebro de Einstein foi estudada.

Outro estudo, publicado em 1996 na revista Neuroscience Letters, descobriu que o cérebro de Einstein pesava apenas 1.230 gramas, o que é menos do que o cérebro masculino adulto médio (cerca de 1.400 g). Além disso, o córtex cerebral do cientista era mais fino do que o de cinco cérebros de padrão de comparação, mas a densidade de neurônios era maior.

Um estudo publicado em 2012 na revista Brain revelou que o cérebro de Einstein tinha dobras extras na massa cinzenta, o local do pensamento consciente. Em particular, os lobos frontais, regiões ligadas ao pensamento e planejamento abstratos, tinham dobras extraordinariamente elaboradas.

Esta foto autografada de Albert Einstein com a língua de fora foi vendida em leilão por US$ 125.000. Crédito da imagem: Getty Images

O LEGADO CIENTÍFICO DE EINSTEIN

O legado de Einstein na física é significativo. Veja alguns dos principais princípios científicos que ele foi pioneiro:

Teoria da relatividade especial: Einstein mostrou que as leis físicas são idênticas para todos os observadores, desde que não estejam sob aceleração. No entanto, a velocidade da luz no vácuo é sempre a mesma, não importa a que velocidade o observador esteja viajando. Este trabalho levou à sua percepção de que espaço e tempo estão ligados no que hoje chamamos de espaço-tempo. Assim, um evento visto por um observador também pode ser visto em um momento diferente por outro observador.

Teoria da relatividade geral: Esta foi uma reformulação da lei da gravidade. Em 1600, Isaac Newton formulou três leis do movimento, entre elas descrevendo como a gravidade funciona entre dois corpos. A força entre elas depende da massa de cada objeto e da distância entre os objetos. Einstein determinou que, ao pensar no espaço-tempo, um objeto massivo causa uma distorção no espaço-tempo (como colocar uma bola pesada em uma cama elástica). A gravidade é exercida quando outros objetos caem no "poço" criado pela distorção no espaço-tempo, como uma bola de gude rolando em direção à bola maior. A relatividade geral passou por um grande teste em 2019 em um experimento envolvendo um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea.

Efeito fotoelétrico: o trabalho de Einstein em 1905 propôs que a luz deveria ser pensada como um fluxo de partículas (fótons) em vez de apenas uma única onda, como era comumente pensado na época. Seu trabalho ajudou a decifrar resultados curiosos que os cientistas antes não conseguiam explicar. 

Teoria do campo unificado: Einstein passou grande parte de seus últimos anos tentando fundir os campos do eletromagnetismo e da gravidade. Ele não teve sucesso, mas pode ter estado à frente de seu tempo. Outros físicos ainda estão trabalhando neste problema.

O LEGADO DE EINSTEIN PARA A ASTRONOMIA

Existem muitas aplicações do trabalho de Einstein, mas aqui estão algumas das mais notáveis na astronomia:

Ondas gravitacionais: Em 2016, o Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) detectou ondulações do espaço-tempo, também conhecidas como ondas gravitacionais, que ocorreram após a colisão de buracos negros a cerca de 1,4 bilhão de anos-luz da Terra. O LIGO também fez uma detecção inicial de ondas gravitacionais em 2015, um século depois que Einstein previu que essas ondulações existiam. As ondas são uma faceta da teoria da relatividade geral de Einstein.

A órbita de Mercúrio: Mercúrio é um pequeno planeta que orbita perto de um objeto muito massivo em relação ao seu tamanho, o sol. Sua órbita não pôde ser compreendida até que a relatividade geral mostrasse que a curvatura do espaço-tempo está afetando os movimentos de Mercúrio e mudando sua órbita. Há uma pequena chance de que, ao longo de bilhões de anos, Mercúrio possa ser ejetado do nosso sistema solar devido a essas mudanças (com uma chance ainda menor de colidir com a Terra).

Lente gravitacional: Este é um fenômeno pelo qual um objeto massivo (como um aglomerado de galáxias ou um buraco negro) curva a luz ao seu redor. Os astrônomos que observam essa região através de um telescópio podem ver objetos diretamente atrás do objeto massivo, devido à curvatura da luz. Um exemplo famoso disso é a Cruz de Einstein, um quasar na constelação de Pégaso: Uma galáxia a cerca de 400 milhões de anos-luz de distância dobra a luz do quasar para que apareça quatro vezes ao redor da galáxia.

Buracos negros: Em abril de 2019, o telescópio Event Horizon mostrou as primeiras imagens de um buraco negro. As fotos novamente confirmaram várias facetas da relatividade geral, incluindo não apenas que os buracos negros existem, mas também que eles têm um horizonte de eventos circular, um ponto no qual nada pode escapar, nem mesmo a luz.

RECURSOS ADICIONAIS

Para encontrar as respostas às perguntas frequentes sobre Albert Einstein, visite o site do Prêmio Nobel. Além disso, você pode aprender sobre o Memorial Einstein no prédio da Academia Nacional de Ciências em Washington, DC.

BIBLIOGRAFIA

• "Einstein: A Vida e os Tempos". American Journal of Physics (1973). https://aapt.scitation.org/doi/abs/10.1119/1
• "No cérebro de um cientista: Albert Einstein". Neurologia Experimental (1985). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3979509/
• "A vida fascinante e teoria de Albert Einstein". Mih, WC Nova Publishers (2000).  https://books.google.co.uk/books
• "Alterações na espessura cortical e densidade neuronal no córtex frontal de Albert Einstein". Cartas de neurociência (1996). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8805120/
• "O córtex cerebral de Albert Einstein: uma descrição e análise preliminar de fotografias inéditas". Cérebro, Volume 136, Edição 4 (2012). https://academic.oup.com/brain/article/136/4/1304/356614?login=true

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Referência:

HOWELL, Elizabeth; HARVEY, Ailsa. Albert Einstein: His life, theories and impact on science. Space, 01, fev. 2022. Disponível em: <https://www.space.com/15524-albert-einstein.html>. Acesso em: 10, fev. 2022.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.