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O que prevê a Teoria Geral usando giroscópios
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De acordo com a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, o espaço não é “vazio”, mas forma, juntamente com o tempo, uma estrutura invisível, um sistema tetradimensional denominado espaço-tempo. O espaço também não é algo como um “pano de fundo” tridimensional no qual os corpos se movem: é uma estrutura cujas propriedades dependem da presença de matéria. Matéria e energia em movimento curvam o espaço-tempo. Essa deformação é muitas vezes comparada à que ocorre em uma rede esticada quando nela se deposita uma esfera maciça e pesada.


A imagem de uma rede esticada com uma esfera ajuda a visualizar a teoria, mas é limitada, pois a deformação ocorre em duas dimensões (a superfície da rede) sobre uma terceira (profundidade). Já a deformação do espaço-tempo ocorre nas três dimensões de espaço e na dimensão de tempo, o que impossibilita sua visualização. A interação gravitacional surge como efeito dessa curvatura. A Lua, por exemplo, não é “atraída” para a Terra ao percorrer sua trajetória pela atuação de uma força a distância; ela simplesmente segue a estrutura curva do espaço-tempo ao redor da Terra — causada justamente pela presença de um corpo de grande massa (a Terra). Uma forma possível de comprovar a curvatura do espaço-tempo é acompanhar a trajetória seguida pela luz. Como esta sempre percorre a menor distância entre dois pontos, num espaço-tempo plano, a trajetória é retilínea; num espaço-tempo deformado, a luz acompanha a curvatura do espaço, fato já comprovado por meio de observações de estrelas durante eclipses do Sol.

O movimento de corpos com massa não apenas “curva” a estrutura do espaço-tempo como “torce” o espaço-tempo local caso os corpos apresentem movimento de rotação. Isso foi previsto em 1918 por Josef Lense e Hans Thirring com base na Teoria Geral da Relatividade de Einstein e denominado “frame dragging” (arrastamento de estrutura) ou gravitomagnetismo, por comparação ao efeito magnético.

 

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O magnetismo é observado quando existem partículas eletrizadas (ou portadoras de carga) em movimento. Ou seja: uma partícula com carga elétrica em repouso possui ou produz ao redor de si um campo elétrico. A mesma partícula em movimento de translação ou rotação gera, além do campo elétrico, um campo magnético. Supõe-se que com a gravidade deve ocorrer algo parecido — trocando-se a carga elétrica pela massa. Corpos com massa originam ao redor de si um campo gravitacional e, ao se moverem pelo espaço ou girarem sobre si mesmos, devem produzir um campo “gravitomagnético”. Esse campo deve gerar efeitos mínimos se originados por corpos ordinários, como a Terra ou o Sol, observáveis pela precessão de satélites, mas espantosos nas proximidades de buracos negros ou estrelas de nêutrons dotados de rotação. Isso ocorre porque a deformação do espaço-tempo varia de acordo com a densidade: quanto mais denso (compacto) é o astro, mais intensa é a deformação em seu entorno.



Para efeito de comparação: a figura à esquerda representa uma estrela comum, como nosso Sol, e, ao seu redor, o espaço-tempo deformado. Já a do meio simula uma estrela de nêutrons, que é muito mais densa e possui uma massa maior que a do Sol. Por sua vez, a figura da direita reproduz um buraco negro.

Os teóricos crêem que os jatos de matéria emitidos por buracos negros e estrelas de nêutrons (sempre aos pares, com jatos em sentidos opostos) são potencializados e direcionados pelo gravitomagnetismo. Além disso, há fortes evidências de que o disco de acreção** dos buracos negros apresente movimento de precessão*, o que seria explicado pelo gravitomagnetismo.

*Precessão é um movimento observado por exemplo em um pião. A medida que o pião gira sobre seu eixo de simetria, o proóprio eixo descreve também um movimento circular.
**Disco de acreção é uma concentração de matéria em torno de um buraco negro ou outro astro denso (como uma estrela de neutrons). A matéria atraída para um buraco negro gira ao redor deste e a velocidade de rotação aumenta a medida que se aproxima, a fim conservar o momento angular a matéria se concentra num disco ao redo do buraco negro.

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