O que Einstein errou

Einstein é o cientista mais famoso e influente dos tempos modernos. Mas ninguém é perfeito, e sua poderosa intuição o desviou de várias áreas importantes da física, que hoje estão entre as áreas mais frutíferas da disciplina. Comece seu estudo sobre os erros de Einstein observando o que ele acertou de forma espetacular, começando com sua revolucionária teoria da relatividade especial.

O maior triunfo de Einstein foi sua teoria geral da relatividade, que se baseou na relatividade especial e levou a uma compreensão radicalmente nova da geometria do espaço e do tempo. Einstein seguiu um caminho difícil até essa descoberta, com erros que prejudicaram seu progresso e quase deram a honra da descoberta a um rival.

A previsão mais surpreendente da relatividade geral foi considerada tão absurda por Einstein que ele a rejeitou de imediato. Descubra como o conceito de buracos negros surgiu de sua teoria e como ele o descartou, mesmo enquanto outros cientistas compreendiam suas propriedades teóricas. Só após sua morte foi provada a existência dos buracos negros.

A relatividade geral prevê que objetos com massa irradiam ondas gravitacionais extremamente fracas quando interagem. Einstein relutou em aceitar essa ideia, mas, após sua morte, começaram a se acumular evidências de que as ondas gravitacionais, de fato, existem - como demonstrado pela detecção de ondas gravitacionais de buracos negros distantes em colisão a partir de 2015.

O que Einstein supostamente chamou de seu "maior erro": sua insistência em afirmar que o universo é estático, apesar da previsão da relatividade geral de que o espaço está se expandindo ou se contraindo. Explore por que a relatividade geral é inconsistente com um universo estático e faça um gráfico das observações pioneiras do astrônomo Edwin Hubble que provam que vivemos em um cosmos em expansão.

Einstein tentou tornar a relatividade geral compatível com um universo estático adicionando uma constante cosmológica às suas equações - algo de que depois se arrependeu. Saiba como esse “erro” hoje parece visionário, à luz da descoberta de que a expansão do universo está acelerando, impulsionada por uma misteriosa energia escura. Einstein estava certo, mas pelos motivos errados.

Juntamente com a relatividade, as principais contribuições de Einstein para a física incluem sua prova de que a luz é composta de quanta, descoberta que levou à revolução quântica. Trace o caminho até esta descoberta fundamental. Assim como na relatividade, sua genialidade foi romper com o modo clássico de pensar sobre luz e matéria, indo aonde a experimentação, a lógica e a matemática o levassem.

Explore a devoção de Einstein ao princípio do determinismo e como isso o levou a rejeitar a interpretação probabilística da mecânica quântica aceita por seus colegas. Einstein disse célebremente que “Deus não joga dados”, querendo dizer que os eventos quânticos apenas parecem aleatórios. Ele buscou tornar o mundo quântico menos estranho com uma versão determinista da teoria.

Acompanhe a busca de Einstein para derrubar a visão padrão da mecânica quântica conhecida como interpretação de Copenhague. Concentre-se em seu famoso artigo EPR, escrito com dois colaboradores, que identificou um fenômeno paradoxal posteriormente chamado de emaranhamento. Estude duas propostas para suplantar a visão de Copenhague: as interpretações de "variável oculta" e de "muitos mundos".

Einstein passou as últimas décadas de sua vida buscando uma teoria de campo unificada que unisse a relatividade geral à teoria do eletromagnetismo de Maxwell. Mas, até então, a teoria quântica havia substituído o trabalho de Maxwell, tornando todo o exercício inútil. Veja como essa busca, no entanto, estimulou ideias de unificação em propostas como a teoria das cordas.

Amigo de Einstein, Kurt Gödel descobriu uma solução das equações da relatividade geral que implicava a possibilidade de viagem no tempo - ideia que Einstein achou interessante, porém impossível. Estaria ele certo ao descartá-la? Explore outras soluções das equações de Einstein que postulam buracos negros rotativos e buracos de minhoca, potenciais portais para o passado e o futuro.

Como um cientista que às vezes errava, Einstein estava em boa companhia. Investigue os erros de três outros grandes pensadores: Johannes Kepler, Galileu Galilei e Isaac Newton. Apesar de seus triunfos em astronomia e física, eles, assim como Einstein, às vezes seguiam pistas intrigantes, mas falsas. Considere os exemplos que suas carreiras deram sobre como a ciência progride.