Eddington e o peso da luz

 

Foto de capa (da esquerda para a direita): Albert Einstein, Arthur Eddington (chefe da expedição) e Andrew Crommelin (observações astronómicas no Sobral).
  

O Projeto

Comemoramos este ano 100 anos da expedição de Eddington a S. Tomé e Príncipe, em que foi possível medir a curvatura dos raios luminosos das estrelas, provocada pela deformação do espaço à volta do Sol, tal como Einstein previu na Relatividade Geral. Tirando partido de um eclipse total do Sol na Ilha do Príncipe e em Sobral, no Brasil, foi possível comparar a posição de algumas estrelas durante a noite com a posição aparente durante o dia e verificar o desvio previsto pela teoria. Eddington foi ainda um grande divulgador das ideias de Einstein, tornando-as acessíveis ao público e à própria comunidade científica da época.

 

Introdução histórica

O eclipse solar total de 1919 revelou-se um acontecimento de extraordinária importância para a ciência mundial. Respondendo a um apelo de Albert Einstein, duas expedições de astrónomos partiram de Inglaterra em direcção a S. Tomé e Príncipe e ao Sobral na tentativa de observarem a deflexão da luz das estrelas provocada pelo Sol. A primeira equipa foi liderada pelo astrónomo Arthur Eddington e a segunda por Charles Davidson e Andrew Crommelin. Os resultados obtidos vieram comprovar a Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein, que foi aceite unanimente, mudando mesmo a nossa visão do próprio Universo.

 

Comprovação da Teoria da Relatividade Geral

Isaac Newton ensinou-nos que todos os corpos caem sob a acção da gravidade. Todos respeitam a Lei da Gravitação Universal, tanto a maçã que cai da macieira para o chão, como os planetas que orbitam em torno do Sol. 


Partindo destas Leis e assumindo o "peso" da própria luz, Einstein concluiu que a própria trajectória de um raio luminoso pode ser deflectida sob a acção da gravidade. No entanto, previu que o desvio em questão teria de ser muito maior na presença de um campo gravitacional muito forte. O fundamento teórico que postulara para explicar essa "falha" na Física Newtoniana assentava precisamente naquela que viria a ser a sua famosa Teoria da Relatividade Geral.

Qualquer teoria científica tem de ser capaz de explicar a realidade, portanto Einstein precisava de apresentar provas daquilo que afirmava. Em 1911, já tinha concluído que não havia nada melhor do que um eclipse solar total para o ajudar. Afinal de contas, o Sol tem mais de 99% da massa de todo o Sistema Solar, portanto era sem dúvida o corpo com maior campo gravitacional que poderia “utilizar”. Segundo a sua Teoria da Relatividade Geral, para um observador terrestre, a deflexão provocada pelo Sol na trajectória da luz emitida por uma outra estrela teria de ser duas vezes maior do que aquela que a teoria newtoniana permitia prever (ver a imagem em baixo). Por outras palavras, Einstein previa um desvio de 1,74” no lugar dos 0,87” de Newton. Depois era uma questão de comparar os resultados obtidos para as posições das estrelas observadas com os valores registados para as mesmas em qualquer outra noite.


Em 1919, quando soube que um eclipse solar seria visível um pouco a Norte do equador, pediu ajuda à comunidade astronómica mundial para que o fossem observar, de forma a poder comprovar a sua teoria. Mais uma vez na História, físicos e astrónomos voltariam a unir-se para bem da ciência, criando uma das parcerias mais importantes de sempre.

 

Respondendo ao apelo, Arthur Eddington partiu com a sua equipa de astrónomos para a Ilha do Príncipe. Enquanto isso, os seus colegas e conterrâneos Charles Davidson e Andrew Crommelin tiveram uma viagem mais longa, rumo ao Sobral.

 

Resultados das observações do eclipse

As fotografias tiradas durante o eclipse observado na Ilha do Príncipe permitiram aos cientistas concluir que a deflexão da luz ao passar próxima ao Sol era de 1,61” ± 0,3”. Era um valor menor do que o que tinha sido previsto por Einstein, mas bem maior do que os 0,87” previstos por Newton.


Ao contrário do que aconteceu no Príncipe, o céu do Sobral estava praticamente limpo na hora do eclipse. As oito placas fotográficas provenientes de um telescópio de quatro polegadas foram consideradas muito boas e viam-se nitidamente sete estrelas. Foi registado um ângulo de deflexão da luz de 1,98” ± 0,12”, um valor um pouco acima do que tinha sido previsto por Einstein, mas ainda assim dentro da margem de erro. 

As observações realizadas na Ilha do Príncipe e no Sobral contribuíram em grande parte para mudar a nossa maneira de ver o mundo e transformar Albert Einstein no cientista mais conhecido de todos os tempos.

 

 

A Ciência Viva convidou Escolas portuguesas, de S. Tomé e Príncipe, e do Sobral a participar num projeto educativo para assinalar o centenário do episódio histórico de 29 de Maio de 1919

eddington

ESA / Arthur Eddington - Fotografia do eclipse de 1919

O Desafio às escolas

O convite, em Portugal, foi dirigido às escolas pertencentes à Rede de Clubes Ciência Viva, com atividades na área da Astronomia, mas é extensível a todas as escolas bastando para isso que nos enviem um email.

 

Este projeto abrangerá diferentes vertentes, tais como:

Assim, cada escola, poderá diversificar o seu trabalho tendo em conta os currículos, os seus contextos culturais e os seus objetivos educacionais.

Formato de apresentação

Os alunos participantes nos projetos deverão apresentar os seus trabalhos no formato vídeo com a duração de 3 a 5 minutos. 

 

Data limite de entrega dos projetos

26 de Abril de 2019

 

Prémios

De acordo com os níveis de escolaridade, os alunos com os trabalhos mais significativos, serão convidados a participar virtual ou presencialmente nas sessões no Sobral (Brasil), S. Tomé e Príncipe ou mesmo no encontro do Ciência 2019 em Lisboa.

A melhor equipa portuguesa (3 alunos e um professor do 3.º ciclo/ensino sec.) será convidada a participar presencialmente nas comemorações na Ilha do Príncipe no dia 29 de Maio.