Os anéis de Einstein são objetos curiosos. Mais que isso, desafiam o senso comum. Para compreendê-los, é necessário ter alguma noção de física moderna. Isto é, as ideias da física desenvolvidas ou aprimoradas no século XX. Alguns chamam esse século de “século dos extremos”, segundo o livro do conhecido historiador Eric Hobsbawm. E, de fato, em pouco tempo, muito aconteceu. Ocorreram grandes mudanças drásticas e sucessivas em termos de política, economia e até mesmo geografia. Foi também, contudo, uma época de explosão de ideias, com diversos novos pontos de vista surgindo e desafiando as bases do pensamento e da ciência. E claro, também está incluída aí a física.
Classificamos, geralmente, como física moderna as teorias da relatividade e a física (ou mecânica) quântica. A partir disso, nos lembramos de grandes cabeças como Albert Einstein, Max Planck, Richard Feynman, Marie Curie, Werner Heisenberg, entre outros. Também havia grandes físicos entre brasileiros, como o conceituado Mario Schenberg. Os avanços científicos não se dão exatamente por lampejos de genialidade, contudo. São, na verdade, uma grande construção coletiva, que envolve cientistas teóricos, experimentais e voltados à instrumentação. Tudo entre erros e acertos e métodos muito bem documentados.
Apesar disso, é inegável que essas grandes mentes acabam por servir como uma ponte que conecta o mundo dos cientistas às pessoas. Assim como deram contribuições muito destacadas à história do conhecimento. Os anéis de Einstein, como mostra seu nome, são consequência da mais famosa teoria do gênio alemão. Isto é, a relatividade.
Einstein e a nova ciência
O ano de 1905 foi chamado de “ano miraculoso” para a ciência. Nesse ano, Einstein publica 5 trabalhos revolucionários para a história da física. Buscou responder perguntas importantes que estavam sendo feitas naquele momento, sempre atento a importantes trabalhos experimentais da época. Como, por exemplo, o experimento de Michelson-Morley. Entre as obras de Einstein, estavam os fundamentos da relatividade especial. Aliás, o que é realmente relativo nessa teoria, na verdade, são grandezas como as variações de tempo e posição. Em diferentes sistemas de referência, se não-acelerados, as leis da física devem ser as mesmas. O mesmo vale para a velocidade da luz. Isto é, ela deve constante para qualquer observador.
Uma das consequências da relatividade é a unificação de espaço e tempo em um único “tecido”. Foi Hermann Minkowski, professor de Einstein, que percebeu isso em sua forma matemática. A união das quatro dimensões, três espaciais e uma temporal, também foram mais exploradas na expansão da relatividade especial. Isto é, na teoria da relatividade geral. Nela, a gravidade cumpre papel importante e decorre do espaço-tempo. Mais especificamente, pelas distorções nele, causadas pela massa dos corpos. Quanto mais massivo, mais distorce o “tecido” quadridimensional. Assim, maior será a atração gravitacional para si.
É por esse conceito que são explicadas as lentes gravitacionais. Surpreendentes grupos de astros idênticos são, na verdade, um só. Sua luz foi desviada pela massa de um corpo massivo o suficiente para distorcê-la de forma bem significativa. Assim, a “lente” multiplica a imagem original em diferentes pontos de observação. Quanto existe alinhamento entre a fonte de luz, a lente e o observador, a luz é desviada simetricamente. Isto é, forma-se uma estrutura circular. Chamamos-a de anel de Einstein.
Um antigo e enorme objeto
Um exemplo de anel de Einstein ocorre com a galáxia GAL-CLUS-022058s. O nome da constelação (Fornalha) onde se encontra, aliás, justifica seu apelido de “anel derretido”. O objeto aparece no céu com um grande diâmetro de 20 segundos de arco. Além de grande, porém, o objeto é também bem antigo, como uma pesquisa recente aponta.
Foi a detecção de nuvens moleculares na galáxia que possibilitou a determinação da idade Também as chamamos de “berçários estelares”. Afinal, são responsáveis pela formação de estrelas novas. Os astrônomos puderam a partir dos dados calcular o redshift da galáxia. Ou seja, o desvio da sua luz para o vermelho. Isso porque com os objetos se afastando, graças à expansão do universo, sua radiação sofre o chamado efeito Doppler. Isto é, sua frequência é reduzida quando o objeto se afasta de nós. Assim também ocorre com a energia, bem como sua cor passa a tender para o vermelho. Percebemos o mesmo efeito no som de carros de Fórmula 1. Quando se aproximam de nós, a frequência aumenta. O som, portanto, se torna mais agudo. O oposto ocorre quando se afastam.
No passado do universo, havia uma taxa maior de formação estelar. A ideia é que estaríamos olhando, portanto, para um objeto no passado. Isso porque se o redshift é alto, está muito distante. Logo, considerando a expansão do universo, a luz que estamos observando é antiga. Os astrônomos traçaram para a galáxia e o anel de Einstein uma distância de 9.4 bilhões de anos-luz. Portanto, sua luz foi emitida há mais de 9 bilhões de anos. Enfim, as novas informações nos ajudam a entender o passado do universo. Mas também, seu presente, em particular, podendo fornecer evidências para explicar melhor a proporção atual entre galáxias mais jovens e mais velhas.
