Há nomes que formam parte da história e datas que marcam nossas vidas. Há mais de 100 anos, entre março e setembro de 1905, a caixa de correspondência da revista científica alemã Annales der Physik recebeu quatro estudos que mudaram para sempre o conhecimento das leis da física e a nossa concepção de realidade – em especial, da luz, da matéria, do tempo e do espaço.
O autor era um jovem de 26 anos, Albert Einstein, que trabalhava na oficina de patentes em Berna (Suíça). Sua carreira como físico estava estagnada após a rejeição de sua tese de doutorado; e sua paixão científica tinha sido relegada ao seu tempo livre, às longas horas no escritório e às conversas com seu amigo Michele Besso. Recordamos aqui 4 grandes conquistas de Einstein em seu ano de glória:
Efeito fotoelétrico
Em 9 de junho de 1905, a Annales der Physik publicou os estudos de Einstein sobre o efeito fotoelétrico e a física da luz. “Um ponto de vista heurístico sobre a produção e a transformação da luz” introduziu a ideia revolucionária de que a luz é composta de energia e partículas quantificáveis. Esta concepção de que os sistemas físicos podem se comportar ao mesmo tempo como ondas (energia) e partículas (matéria) seria a semente de um dos dois pilares da física moderna: a mecânica quântica. Dezesseis anos depois, a teoria do efeito fotoelétrico levaria Einstein ao topo da ciência, quando, em 1921, recebeu o prêmio Nobel de física.
Movimento browniano
O segundo e menos importante dos quatro estudos, publicado em 18 de julho, foi “Sobre o movimento exigido pela teoria cinética molecular do calor de pequenas partículas suspensas em um líquido estacionário”. Embora não tenha revolucionado os princípios da física e nem tenha lhe valido um Nobel, esse estudo revelou um fenômeno físico (o movimento browniano) que constituiria evidência empírica para a teoria de que a matéria é composta por átomos (embora nem todos os cientistas da época acreditassem nessa teoria). Ao tentar explicar este fenômeno curioso, Einstein não só confirmou matematicamente a existência dos átomos e das moléculas, mas, por sua maneira de fazê-lo, inaugurou um novo campo de estudo da física, a física estatística.
Relatividade especial
O terceiro estudo foi talvez o mais inovador. “Sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento” chegou a Annales der Physik em 30 de junho e foi publicado em 26 de setembro de 1905. Assim, emergiu a condensação da nova física de Einstein na teoria da relatividade especial, que antecederia a relatividade geral (que, em 1915, incluiu também a influência da aceleração e a gravidade). Einstein postulou nesse estudo que a velocidade da luz é imutável, constante e independente do movimento do observador. Assim, exceto para a velocidade constante da luz, tudo é relativo, incluindo o tempo, a distância ou a massa.
Equivalência entre massa e energia
Em 21 de novembro foi publicado o último dos quatro estudos. Intitulado “Será que a inércia de um corpo depende de sua quantidade de energia”, esse trabalho é, com efeito, um epílogo de todos os outros artigos publicados previamente. A demonstração matemática da relatividade restrita, e, portanto, a constatação da equivalência entre matéria e energia, foram condensadas na fórmula mais famosa da história: E = mc².
Felizmente, ou infelizmente, a E = mc² deduzia a existência de uma energia restante em processos como a fissão nuclear dos átomos. Einstein, assustado por suas aplicações bélicas e uso nazista, escreveu, em 1939, uma carta para Roosevelt, o presidente dos Estados Unidos, para alertá-lo. E a carta acabou servindo de motivação para construir uma bomba atômica que foi lançada em Hiroshima e Nagasaki, quarenta anos depois do annus mirabilis de Einstein.
“Newton, por favor, perdoe-me”, disse uma vez Einstein, sabendo que seus avanços questionavam as bases que o cientista inglês lançou no século XVII. De fato, Newton também teve seu ano miraculoso, pois, entre 1665 e 1666, enquanto fugia da peste em sua casa, formulou sua lei da gravitação e sua teoria da cor.
O grande mérito de Einstein não foi tentar explicar seus resultados ou experimentos, mas, sim, elaborar uma teoria em que o experimento é o resultado, e não a origem de um fenômeno.
O artigo original foi publicado na Open Mind.
