A deflexão da luz visível no Eclipse de Sobral

Em 1919, dois astrônomos ingleses chefiaram uma expedição astronômica em Sobral, no Ceará. A missão era fornecer dados para comprovar a teoria da relatividade geral, publicada em 1915 por Albert Einstein.

No Ondas da Ciência, Domingos Savio de Lima Soares, professor do departamento de Física da UFMG, conta mais sobre essa história tao impactante para a ciência – e que se desenrolou no Brasil. O astrônomo fala sobre os meandros das observações realizadas, cem anos atrás. E critica a efetividade das observações em comprovar a teoria de Einstein. Confira!

Teoria da relatividade geral e deflexão da luz

“A teoria da relatividade geral é uma teoria de gravitação alternativa à teoria de Newton, que vinha sendo usada. Uma das previsões da teoria é que a luz de uma estrela distante, quando passasse próxima a um corpo de grande massa, sofreria uma curvatura em sua trajetória”, diz Soares.

O pesquisador explica que a teoria de Einstein descreve a deflexão gravitacional da luz. Uma das formas de comprovar essa curvatura provocada pela gravidade seria observar o céu em um eclipse solar total.

Durante o eclipse, a lua bloqueia o Sol, o que permite que estrelas próximas ao raio do astro sejam observadas. Os astrônomos poderiam então medir a posição dessas estrelas e meses depois fazer uma nova marcação.

Observações de 1919 em Sobral

Em 1919 surgiu a primeira oportunidade para comprovar a Teoria da Relatividade Geral. Um eclipse total do Sol aconteceu e foi visível em uma faixa que incluía todo o nordeste brasileiro e uma parte do continente africano.

Arthur Eddington, um influente astrônomo da época, organizou duas expedições científicas para a observação do eclipse de 29 de maio daquele ano. Os astrônomos Andrew Crommelin e Charles Davidson chefiaram uma das expedições, no Ceará. E Eddington e Cottingham comandaram a outra, na Ilha do Príncipe, na costa ocidental da África.

Antes de vir para o Brasil, a equipe de Eddington consultou os astrônomos do Observatório Nacional do Rio de Janeiro, que sugeriram a cidade de Sobral para a expedição. Além de estar localizada na região onde seria visível o eclipse, o município fica próximo a Fortaleza, o que facilitaria a comunicação e o transporte de equipamentos.

Eles trouxeram dois instrumentos para fazer as medições: uma câmera astrográfica, de Greenwich, e um telescópio irlandês, com uma lente de 10 cm de diâmetro. “Era uma coisa bastante trabalhosa e difícil para ser feita em 1919. Mas por causa do interesse do Eddington, um grande admirador de Einstein, eles queriam fazer a experiencia”, conta Soares

Os astrônomos fizeram as medidas durante o eclipse, ao meio dia. E pouco mais de um mês depois, fizeram novas medições das estrelas, à noite. “Foi um evento extraordinário em termos de empreendimento. A Primeira Guerra Mundial tinha acabado de terminar, em 1918. Os países estavam sem dinheiro e o Eddington conseguiu a verba e organizou duas expedições distantes da Inglaterra. E que despertaram a comunidade científica”, comenta Domingos Soares.

Medições e incerteza

A teoria de Einstein previa que as estrelas apresentariam um deslocamento aparente de 1,75 segundos de arco. O segundo de arco é uma unidade usada para medir o tamanho aparente de objetos no céu. Por estarem muito distantes, é preciso de unidades menores que o grau. Um círculo possui 360 graus. Cada grau contém 60 minutos de arco ou 3.600 segundos de arco.

Os resultados anunciados pela equipe de Eddington correram o mundo. Com uma média obtida pelas marcações obtidas em Sobral e na Ilha do Príncipe, o astrônomo teria comprovado a teoria da relatividade de Einstein: o deslocamento encontrado foi de 1,75 segundos de arco, exatamente.

Mas o anúncio foi e ainda é alvo de críticas. “O grande problema é que a dificuldade técnica era enorme. O que eu defendo, contrariamente a muitos, é que não havia condições técnicas de se obter a medida do deslocamento das estrelas com a precisão necessária. A conclusão concreta da expedição é que nem a teoria de Einstein pode ser comprovada e nem a de Newton, porque não havia precisão suficiente, o deslocamento é muito pequeno”, critica Soares.

O professor explica que, entre problemas com os equipamentos, dificuldade de controlar condições externas, como a temperatura, e a tecnologia disponível, era muito difícil na época obter o nível de certeza necessário para comprovar o deslocamento das estrelas. Segundo o astrônomo, observações de eclipses posteriores não conseguiram reproduzir os mesmos resultados.

Ondas de rádio e eclipse de 2017

Segundo Domingos Soares, outros experimentos comprovaram a teoria de Einstein. “Posteriormente foi comprovada a deflexão não da luz visível, mas de ondas de rádio”, conta. Ondas emitidas por quasares, objetos distantes no universo, também defletem ao passar pelo sol.

Em 1991, foi medida a deflexão de ondas de rádio emitidas por quasares com uma precisão de 0,01%. E a partir de observações do eclipse solar total de 21 de agosto de 2017, foi obtido o valor de 1,75 segundo de arco para a deflexão da luz visível, com uma precisão de 3%.

Em 2019, o Brasil celebra o Centenário do Eclipse de Sobral.

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Um comentário em “A deflexão da luz visível no Eclipse de Sobral

  • 4 de junho de 2019 em 20:13
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    O Professor Soares, com a competência e magistral conhecimento em cosmologia e física, faz uma radiografia precisa dos eventos que marcaram todos os processos associados à medições astronômicas, objetivando verificar as predições de Einstein, decorrentes de sua teoria, a Teoria da Relatividade, do ponto de vista científico. Tudo o que o Professor levanta, em termos das naturais dificuldades tecnológicas, como precisão dos equipamentos usados (mesmo sendo os top de então), óbices impostos pelas condições atmosféricas, não controláveis, entre outros fatos, são pertinentes. Apesar de os resultados haverem exibido um erro muito além do esperado, mas não tão grande que pudesse ser simplesmente desprezado, considerados os problemas apontados, incontornáveis então, o principal protagonista da empreitada, Eddigton, resolveu, conscientemente, aceitar e divulgar suas conclusões, pró TR! Particularmente, tenho a forte impressão de que ele o fez mais em face de sua paixão pela teoria, a qual conhecia em minúcias, e concluído que uma estrutura daquelas, a mais bela e coerente internamente, entre todas as teorias existentes, não poderia estar errada! Simples assim. Se divergências gritantes surgiram, isto deveu-se aos instrumentos e aos processos empregados! É minha opinião. E digo mais: ainda bem, ainda bem! Se Eddigton não houvessse tido a coragem e a convicção suficientes, para ousar com tanta segurança e oportunidade, certamente, hoje, não teríamos uma linha de pensamente tão rica e cheia de oportunidades científicas, tão frutífera em suas previsões, como é o caso da Relatividade Geral!. Ainda bem, ainda bem, que coube a Eddigton a batida final do martelo! Segundo vejo, a mim não importa que haja usado sua autoridade científica, coisa tão criticada, e nem tão saudável no meio científico. Mas graças a isso, e somente graças a isso, hoje somos menos ignorantes em termos de tempo e espaço, cosmologia e as tecnologias a que a TR deu causa. Além de ser responsável, diretamente, por diversos nobeis. Não creio que sem a “imposição” de Eddigton, a teoria tivesse avançado um palmo sequer. Estaria, certamente, engavetada, ainda. Verdadeiramente, o cientista inglês está para a Relatividade Geral como Planck está para Relatividade Restrita. Os dois jogaram o mesmo papel no que tange a aceitação das teorias, as relatividades geral e a restrita.

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