O universo elegante

RELATIVIDADE GERAL BÁSICA

Para termos uma idéia dessa nova visão da gravidade, consideremos a

situação prototípica de um planeta como a Terra, que gira à volta de uma estrela

como o Sol. Na gravidade newtoniana o Sol mantém a Terra em órbita por meio de

um "cabo" gravitacional não identificado, que de algum modo alcança

instantaneamente vastas extensões do espaço e segura a Terra (enquanto,

reciprocamente, a Terra segura o Sol). Einstein ofereceu uma nova concepção da

realidade. Será útil para a nossa discussão que tenhamos um modelo visual

concreto do espaço-tempo para que possamos manipulá-lo adequadamente. Para

isso, simplificaremos as coisas de duas maneiras. Em primeiro lugar, ignoraremos,

por ora, o tempo e trabalharemos exclusivamente comum modelo visual do espaço.

Posteriormente reincorporaremos o tempo. Em segundolugar, para que possamos

desenhar e manipular imagens nas páginas deste livro, faremos referências

freqüentes a uma representação bidimensional do espaço tridimensional. A maioria

das conclusões a que chegarmos, raciocinando com o nosso modelo bidimensional,

poderá ser aplicada diretamente ao ambiente físico tridimensional, de modo que o

modelo simplificado é um excelente instrumento pedagógico.

Na figura 3.3 faremos uso dessas simplificações para desenhar um modelo

bidimensional de uma região espacial do nosso universo. A estrutura em forma de

malha é uma maneira conveniente para especificar posições, assim como a malha

rodoviária de uma cidade permite especificar endereços. Numa cidade,

naturalmente, um endereço especifica um local na malha bidimensional das ruas e

também pode dar uma localização na direção vertical, como o número do andar.

Essa última informação, a localização na terceira dimensão espacial, é o que a

nossa analogia bidimensional suprime, para maior clareza visual.

Na ausência de qualquer matéria ou energia, Einstein imaginava que o

espaço seria plano. No nosso modelo bidimensional isso significa que a "forma" do

espaço seria tal qual a superfície lisa de uma mesa, como na figura 3.3. Essa é a

imagem do nosso universo espacial que fazemos há milhares de anos. Mas o que

acontece ao espaço se estiver presente um objeto degrande massa como o Sol?

Antes de Einstein a resposta era nada; o espaço (e o tempo) eram vistos como um

simples teatro inerte onde se desenrolam os eventosdo universo. A cadeia do

raciocínio de Einstein, que estamos acompanhando, leva, contudo, a uma conclusão

diferente.

Um corpo de grande massa como o Sol, qualquer corpo, na verdade, exerce

uma força gravitacional sobre os demais objetos. Noexemplo da bomba terrorista,