O universo elegante

A VISÃO NEWTONIANA DA GRAVIDADE

Isaac Newton, nascido em 1642 em Lincoinshire, na Inglaterra, mudou o

panorama da pesquisa científica pondo plenamente a força da matemática a serviço

da investigação física. Newton tinha um intelecto de tal modo monumental que, por

exemplo, quando a matemática existente na sua épocaera insuficiente para a

realização das suas pesquisas, ele inventava uma matemática nova. Foram

necessários quase três séculos mais para que o mundo viesse a conhecer um outro

gênio científico comparável.

Dentre todos os avanços profundos feitos por ele noconhecimento dos

mecanismos do universo, o que mais nos interessa aqui é a sua teoria da gravitação

universal. A força da gravidade permeia a vida cotidiana. Ela nos mantém, a nós e a

todos os objetos que nos rodeiam, presos à superfície da Terra; impede que o ar

que respiramos se perca no espaço exterior; conserva a Lua em órbita à volta da

Terra e a Terra em órbita à volta do Sol. A gravidade dita o ritmo da dança cósmica

incansável e meticulosa executada por bilhões e bilhões de asteróides, planetas,

estrelas e galáxias. Mais de três séculos de influência newtoniana levaram-nos a

achar simplesmente natural que uma única força — a gravidade — seja responsável

por essa pletora de fatos terrestres e extraterrestres. Mas antes de Newton não se

sabia que uma maçã que cai da árvore e a marcha dosplanetas à volta do Sol

obedecem ao mesmo princípio físico. Em um passo audacioso no sentido da

afirmação da hegemonia da ciência, ele unificou a física terrestre e a física celeste e

declarou que a força da gravidade é a mão invisívelque opera em ambos os níveis.

Pode-se dizer que Newton via a gravidade como o grande equalizador. Ele

declarou que absolutamente todas as coisas exercem uma força de atração

gravitacional sobre absolutamente todas as demais coisas. Independentemente da

sua composição física, todas as coisas exercem e sofrem a força da gravidade.

Newton estudou intimamente a análise de Johannes Kepler a respeito dos

movimentos dos planetas e deduziu a partir daí que a força da atração gravitacional

entre dois corpos depende precisamente de dois fatores: a quantidade de material

que compõe cada um desses corpos e a distância entre eles. "Material" significa

matéria — o que compreende o número total de prótons, nêutrons e elétrons, que,

por sua vez, determina a massa do objeto. A teoria da gravitação universal de

Newton assinala que a força de atração entre dois objetos é tanto maior quanto

maior for a sua massa e quanto menor for a distância entre eles.

Newton foi muito além desse relato qualitativo e desenvolveu as equações

que descrevem quantitativamente a força da atração gravitacional entre dois objetos.

Traduzidas em palavras, essas equações dizem que a força gravitacional entre dois

corpos é proporcional ao produto das suas massas e inversamente proporcional ao

quadrado da distância entre eles. Essa "lei da gravidade" serve para prever o

movimento dos planetas e cometas à volta do Sol, o da Lua à volta da Terra, o dos

foguetes que saem em explorações interplanetárias etambém o de elementos

menos celestes, como uma bola de beisebol voando através do ar ou mergulhadores

que pulam de um trampolim para cair em espirais numa piscina. A concordância

entre as previsões e as observações reais dos movimentos dos objetos é

espetacular. O êxito rendeu à teoria de Newton um prestígio inigualado até o início

do século XX. Mas quando Einstein descobriu a relatividade especial, ela teve de

enfrentar um obstáculo que se mostrou insuperável.