Eclipse chegando! Como um eclipse ajudou a comprovar a teoria da Relatividade Geral?

Eclipses podem ser fenômenos bastante importantes. Inclusive, esse fenômeno foi responsável pela primeira observação da teoria da relatividade geral do físico Albert Einstein. Durante esse experimento, o Brasil teve uma participação essencial para que a observação desse certo.

Eclipse de Sobral
Eclipse de Sobral foi um marco na história da Física. Crédito: Observatório Nacional

No dia 14 de outubro, acontecerá um eclipse solar que poderá ser visto em todo o território brasileiro. Em especial, as regiões do Norte e Nordeste terão uma visão melhor do eclipse, no resto do país o eclipse será visto de forma parcial.

Apesar de ser um fenômeno comum e não parece ser observações complexas como as do James Webb Space Telescope, eclipses são importantes na Astronomia e na Física. Em especial, um eclipse foi responsável pela primeira evidência da Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein.

O eclipse aconteceu no ano de 1919 e a cidade de Sobral no Ceará teve uma participação essencial para a observação. Na ocasião, astronômos do mundo todo se juntaram para fazer a primeira observação que comprovava a teoria de Einstein. Essa eclipse ficou conhecida como Eclipse de Sobral.

O que é um eclipse?

Eclipse acontece quando um objeto atravessa a posição aparente de outro objeto no céu. No caso de um eclipse solar, a Lua passa entre o Sol e a Terra tampando o Sol temporariamente causando o eclipse. Na Terra, se forma uma sombra que pode ser a umbra ou penumbra.

Uma eclipse em Marte
Uma eclipse em Marte quando a lua Fobos passou em frente do Sol e foi capturada pela sonda Perseverance. Crédito: NASA

É possível acontecer eclipse com qualquer três ou mais objetos que possam ficar na mesma linha de visão. Inclusive, um eclipse solar já foi observado em Marte pela sonda Perseverance.

A Teoria da Relatividade Geral

No começo do século XX, o físico Albert Einstein introduziu as teorias da relatividade começando com a relatividade restrita em 1905 e mais tarde a relatividade geral em 1915. Na relatividade geral, Einstein introduzia um aspecto geométrico da gravidade.

Para Einstein, campo gravitacional é a curvatura do espaço-tempo causada pela massa ou energia em uma região, nesse caso, a curvatura causada pela massa o Sol faria com que os planetas estivessem presos a ele gravitacionalmente.

Desde 1915, a relatividade geral tem passado por inúmeros testes e sendo bem sucedida em cada um deles. O teste mais recente foi do buraco negro M87* que possui momento angular como previsto pela teoria de Einstein.

O eclipse de Sobral

4 anos depois da publicação da relatividade geral, uma oportunidade perfeita surgiu. Na cidade de Sobral no Ceará, a cerca de 240 quilômetros da capital Fortaleza, seria possível observar um eclipse solar total.

Nesse caso, a Lua tamparia completamente o Sol por alguns momentos e seria possível observar estrelas que não são possíveis observar devido ao brilho do Sol. Essas estrelas poderiam dar a primeira evidência se a nova teoria revolucionária de Einstein estava correta ou não.

O experimento de Sobral

A ideia era relativamente simples: observar a posição das estrelas que estão próximas do Sol no céu durante o eclipse e depois comparar com a posição delas quando o Sol não estivesse na região. Se ocorresse uma diferença na posição, mostrava que a luz havia sido distorcida pela curvatura do espaço-tempo.

A trajetória da luz pode ser distorcida se tiver um corpo massivo distorcendo o espaço-tempo na trajetória dela, com isso parece que a fonte que emitiu aquela luz está numa posição diferente.

Com equipamentos sensíveis, foi possível fazer a comparação entre as posições durante eclipse e após. A eclipse aconteceu em maio de 1919, em novembro, depois de meses estudando as observações foi anunciado que a teoria de Einstein estava correta.

O que isso significou na comunidade científica?

A teoria da relatividade de Einstein é uma teoria bastante ambiciosa que resolvia pontas soltas da teoria gravitacional de Newton. Além disso, introduzia uma abordagem que nunca havia sido considerada antes.

O eclipse de Sobral colocava uma observação a favor da relatividade geral, onde a teoria da gravitação de Newton começava a falhar. Esse foi o primeiro de muitos experimentos que se seguem até hoje. O eclipse de Sobral é um marco na história da Física.