Por Kevin Beck, atualizado em 30 de agosto de 2022

Fonte da imagem:borchee/E+/GettyImages

Todos sabemos que a gravidade nos mantém ancorados ao planeta, mas a força que o faz continua a ser um dos mistérios mais fascinantes da física.

Uma Breve História da Gravidade

Os antigos astrónomos gregos notaram pela primeira vez que os corpos celestes se moviam em padrões que sugeriam atração mútua, mas sem uma explicação física. Foi só na Renascença, com Tycho Brahe e Galileo Galilei, que o modelo heliocêntrico substituiu os mitos centrados na Terra, preparando o terreno para uma teoria quantitativa da gravidade.

Lei da Gravitação Universal de Newton

Em 1687, Isaac Newton formalizou a gravidade com a lei:

08

onde G =6,674 × 10 ^-11 N·m ² /kg ² . A equação prevê a atração entre duas massas quaisquer e funciona muito bem para fenômenos cotidianos, desde maçãs caindo até órbitas planetárias.

Relatividade Geral de Einstein

A teoria de Newton pressupõe ação instantânea à distância, um conceito incompatível com a velocidade finita da luz. Albert Einstein, em 1915, resolveu isso reinterpretando a gravidade como a curvatura do espaço-tempo causada pela massa e pela energia. Na opinião de Einstein, os objetos movem-se ao longo da geodésica – os caminhos mais retos possíveis – num tecido quadridimensional distorcido.

Gravidade na Terra na Prática

Como a gravidade depende apenas da massa e da geometria do espaço-tempo, uma bala de canhão e uma pena caem na mesma proporção no vácuo. No mundo real, a resistência do ar altera as suas trajetórias, mas a aceleração gravitacional subjacente permanece em 9,81m/s². Essa aceleração universal é a razão pela qual experimentamos um peso constante, independentemente do que carregamos.

Testando a Relatividade Geral no Cosmos

As equações de Einstein foram confirmadas em ambientes extremos, como o estudo de 2018 de um sistema estelar triplo a 4.200 anos-luz de distância. A dança rápida de um pulsar de milissegundos, de uma anã branca e de uma anã branca companheira só poderia ser explicada pela gravidade relativística, combinando as previsões com uma precisão extraordinária.

Embora os físicos ainda investiguem as origens profundas da gravidade — quer ela surja de campos quânticos ou de cordas fundamentais — a simples lei do inverso do quadrado de Newton e a visão geométrica de Einstein formam, em conjunto, a base da ciência gravitacional moderna.