— A gravidade.
— Controla o universo.
Tudo atrai tudo o resto.
Ai!
Incluindo tu.
Ui!
Nesta aula final,
vamos explorar o que significa a gravidade
para o espaço-tempo,
ou melhor, o que significa
o espaço-tempo para a gravidade.
Até agora, estivemos a lidar
com coisas a deslocar-se
a velocidades constantes,
com geodésicas rectas
no espaço-tempo.
Mas assim que acrescentamos a gravidade,
se medirmos a velocidade num momento,
e depois outra vez um pouco mais tarde,
a velocidade pode ter mudado.
Por outras palavras,
conforme eu descobri,
a gravidade causa aceleração,
portanto precisamos que a geodésica
tenha um aspecto diferente
de um momento para o outro.
Como vimos na última aula,
a forma correcta de inclinar
a geodésica de um objecto
é utilizando uma transformação de Lorentz:
o truque de esticar e esmagar de Einstein.
Então, para ilustrar o que a gravidade
faz ao movimento do Tom,
precisamos de criar um conjunto
de retalhos de espaço-tempo,
cada um deles transformado
em diferentes quantidades.
Para a minha geodésica ficar
num ângulo diferente em cada retalho.
E depois estamos prontos
para costurar tudo.
Montamos uma manta aconchegante
com os retalhos de espaço-tempo,
na qual as geodésicas
parecem estar curvadas.
Onde as geodésicas se juntam,
os objectos colidem.
Ao fazer estas ligações entre os retalhos,
incorpora-se uma curvatura
no próprio espaço-tempo.
Mas o verdadeiro génio de Einstein
foi descrever precisamente
como cada um dos retalhos
é esticado e esmagado
segundo a massa e energia circundantes.
A mera presença de coisas
faz curvar o espaço-tempo,
e a curvatura do espaço-tempo
faz deslocar as coisas.
Isto é a gravidade, segundo Einstein.
Anteriormente, Isaac Newton
tinha explicado a gravidade
utilizando as ideias
de força e aceleração,
sem qualquer espaço-tempo a dançar,
e fê-lo muito bem.
Mas a teoria de Einstein é um pouco melhor
a prever, por exemplo,
a órbita de Mercúrio em volta do Sol,
ou a forma como os raios de luz
são deflectidos por objectos maciços.
O que é mais importante,
a teoria de Einstein prevê coisas
que simplesmente não existiam
nas teorias mais antigas
nas quais o espaço, o tempo
e a gravidade eram coisas distintas.
As costuras podem deixar rugas
no material do espaço-tempo.
Estas rugas
chamam-se ondas gravitacionais,
que devem ser detectáveis
sob a forma de esmagamentos e esticamentos
minúsculos, repetitivos, subtis no espaço.
Portanto estamos a elaborar experiências
para verificar se estão lá.
Entretanto, a evidência indirecta,
sendo a mais recente nos padrões
de polarização da luz
deixados do Big Bang,
sugere fortemente que sim, estão lá.
Mas, apesar dos sucessos de Einstein,
quando demasiadas coisas
ficam concentradas
num espaço demasiado pequeno,
como um buraco negro,
a curvatura do espaço-tempo
fica tão grande
que as equações dele colapsam.
Precisamos de uma nova imagem
do espaço-tempo
que incorpore a mecânica quântica
para desvendar o segredo
que está no coração dos buracos negros.
O que significa
que ainda há muito mais para descobrir
sobre o espaço, o tempo
e o espaço-tempo no futuro.