A gravidade é uma das forças fundamentais da natureza e, junto com a força nuclear forte (que mantém coeso o núcleo atômico), a força nuclear fraca (responsável pelo decaimento radioativo) e a força eletromagnética (que dá estabilidade à matéria, possibilitando a formação de átomos e moléculas), permite a existência do universo como o conhecemos. A gravidade é responsável por manter a matéria coesa em grandes escalas, formando planetas, estrelas e galáxias.
Normalmente, associamos a gravidade à presença de matéria. Foi assim que ela foi introduzida pelo físico inglês Isaac Newton (1647-1727) no século 17. Para Newton, a intensidade da força gravitacional dependia do produto entre as massas dos corpos e era inversamente proporcional ao quadrado da distância que os separa. Foi assim que Newton explicou o movimento dos corpos celestes e a queda dos corpos aqui na Terra. Ele mostrou que se tratava de uma força universal e de alcance infinito.
Em 1915, o físico de origem alemã Albert Einstein (1879- 1955), ao estender a sua teoria da relatividade restrita, proposta por ele em 1905, para corpos em movimento acelerado, constatou que era necessário formular uma nova teoria da gravitação, que ele chamou de teoria da relatividade geral. Einstein concebeu o universo como uma estrutura quadridimensional – em que a quarta dimensão é o tempo –, cuja forma é ‘torcida’ pela presença e pelo movimento de massa e energia. Ele propôs que a força gravitacional está associada à curvatura desse ‘tecido’ do espaço-tempo, que é afetada pela matéria e energia. A força da gravidade atuaria de maneira análoga a colocarmos um peso sobre um lençol esticado, deixando um objeto próximo à região com curvatura. A tendência é que o objeto ‘escorregue’ para dentro da região curvada (figura acima).
As previsões de Einstein puderam ser comprovadas a partir da observação de um eclipse total do Sol, em 1919, em Sobral (CE). Na oportunidade, pôde ser observado um desvio na trajetória de luz das estrelas provocado pelo campo gravitacional do Sol. Inúmeros experimentos mostraram que as ideias de Einstein estavam corretas, como a recente observação das ondas gravitacionais (ver ‘Ondas gravitacionais: primeira detecção direta’ e ‘Ondas gravitacionais: as origens’, em CH 334).
A gravidade é a única força fundamental que atua em tudo o que existe, e não é uma propriedade da matéria, mas, sim, o efeito que a matéria e a energia provocam no espaço-tempo.
Adilson de Oliveira
Departamento de Física, Universidade Federal de São Carlos (SP)
