Por que "Teoria" e não "Lei" da Relatividade?

No longínquo ano de 1666, Isaac Newton, aos 23 anos de idade, estava em seu jardim pensando nos mistérios da natureza quando um fruto se destacou da macieira e caiu próximo a ele.

A história, verídica ou não, foi contada ao físico William Stukeley, que a divulgou no livro “Memórias de Sir Isaac Newton” e tornou aquela maçã a mais famosa da história. Ao ver algo tão trivial como a queda de um fruto de sua árvore, Isaac Newton se inspirou, e o resultado foi o livro “Principia”, onde ele declarou as três leis universais do movimento, capazes de descrever a relação entre qualquer objeto, as forças que atuam sobre ele e o movimento resultante.

“Principia” foi provavelmente o livro de ciências naturais mais influente já publicado. Seu conteúdo, porém... Já não é o conhecimento mais avançado na área desde 1915, quando este outro homem, aos 26 anos, publicou sua Teoria da Relatividade Geral.

O dono da língua mais famosa do mundo conseguiu retirar um véu a mais dos mistérios da natureza estudados por Newton ao entender que a gravidade não é uma força por assim dizer, mas a distorção do espaço-tempo causada pela massa. Einstein percebeu que o tempo e o espaço, na verdade, são uma coisa só, e os desdobramentos desta conclusão tornaram sua teoria mais abrangente do que as leis de Newton, que são incapazes, por exemplo, de prever o comportamento de corpos viajando próximos à velocidade da luz.

Mas já que o trabalho do Einstein explica melhor a natureza do que o de Newton...

Alguém desavisado poderia pensar que os pensamentos do Newton foram comprovados, e os do Einstein ainda não, ou talvez não completamente... Mas esta pessoa estaria enganada. Várias das previsões da Teoria da Relatividade, como as lentes gravitacionais e o atraso nos relógios de objetos viajando a altíssimas velocidades já foram comprovadas, confirmando a maior abrangência das conclusões do alemão.

Ou seja...

Não “falta” nada para a teoria da relatividade chegar ao mesmo patamar científico em que estão as leis de Newton...

Então por que ainda não temos uma “lei da Relatividade”?

Por uma questão de semântica. Em português, no dia a dia, a palavra “teoria” é quase um sinônimo de “hipótese”.

Você vê que o ninho de passarinhos que havia na árvore no fundo do seu quintal caiu e os ovos desapareceram e deduz que seu gato tem algo a ver com isto.

É a sua hipótese, a teoria que você bolou para explicar os fatos. Como este é o sentido da palavra “teoria” no dia a dia, uma boa parte de nós acha, então, que a “Teoria da Relatividade”, ou a “Teoria do Big Bang”, ou a “Teoria da Evolução” são apenas hipóteses, “chutes”, adivinhações. Mas elas não são. Na ciência, “teoria” é a explicação sistemática de uma coisa ou várias coisas que, sem ela, poderiam parecer não se relacionarem entre si.

Estas “coisas” são fatos, e alguns destes fatos podem ser “leis”.

“Leis”, em “cientifiquês”, são afirmações precisas de como as coisas são. Elas não explicam, porém, POR QUE elas são assim. Quem faz isto são as teorias.

Então, por exemplo: a Segunda Lei da Termodinâmica diz que a entropia, a desordem de um sistema fechado, tende sempre a crescer ou, no máximo permanecer como está. Ela só diminui, o sistema só fica mais “ordenado”, se houver alguma interferência externa.

Em outras palavras, ela nos diz COMO as coisas são...

A Primeira Lei de Newton diz que um corpo em repouso ou em movimento retilíneo uniforme tende a continuar como está. É assim que as coisas agem na natureza, é o que a lei afirma. Mas quem explica POR QUE isto acontece é a Mecânica Newtoniana, o nome pelo qual costumamos chamar a Teoria Mecânica de Newton.

Na ciência, as teorias costumam surgir como hipóteses e, conforme vão sendo experimentadas, vão se firmando. Quando a Teoria da Relatividade surgiu, o alvoroço no meio científico foi enorme. O que o Einstein dizia fazia sentido, e unificava uma série de ideias e experimentos de outros cientistas que, aparentemente, não se correlacionavam. Mas a relatividade precisava ser colocada à prova, e uma oportunidade de ouro surgiu quatro anos após sua publicação: um eclipse total do Sol que, inclusive, foi visto aqui, no nordeste do Brasil.

O que se previa é que um objeto tão massivo como o Sol desviaria as ondas de luz das estrelas distantes, ou seja, as estrelas que estivessem atrás do Sol pareceriam mudar de lugar com sua presença, e isto só poderia ser comprovado durante um eclipse total porque o Sol é brilhante demais para que consigamos ver as estrelas próximas a ele de outra maneira.

Deu certo!

E esta foi apenas uma das confirmações da Teoria da Relatividade, que deixou o campo das hipóteses há mais de um século. Nós já conseguimos, até mesmo, confirmar a existência das ondas gravitacionais, um fenômeno previsto na Relatividade do qual até mesmo o Einstein duvidava!

Ok...

Então as leis do Newton são apenas parte da Mecânica Newtoniana, o nome da teoria...

Porque quando as leis de Newton foram formuladas, a ciência ainda estava engatinhando. Uma afirmação tão poderosa, capaz de ser comprovada facilmente, tinha que ser chamada de “lei”. Mas a própria Relatividade ajudou a mudar este procedimento, já que ela era uma explicação mais abrangente das ideias do Newton. Hoje em dia os cientistas tendem a não chamar as equações que comprovam uma teoria de “leis” justamente por saber que, no futuro, outras teorias, ainda mais completas, podem apresentar novas equações que vão substituí-las.

O próprio Einstein sabia bem disto.

Ele passou a vida perseguindo uma “Teoria de Tudo”, capaz de unificar a Relatividade com a Física Quântica, sem sucesso.

Vários cientistas continuam esta busca, e quando ela for encontrada, a Relatividade será considerada ultrapassada, assim como a Mecânica Newtoniana passou a ser em 1915.

Imagino que o Einstein ficaria maravilhado neste dia se estivesse vivo...

Cérebros como o dele, ávidos por conhecimento, sentem um prazer gigantesco quando compreendem melhor o mundo em que vivemos...

Certamente o encantamento seria maior do que a inveja por não ter sido ele o autor da descoberta!

Ou não, não sei...

É apenas uma teoria!