O mistério gravitacional e as perguntas da ciência

Aqui na Terra, como sabemos muito bem, qualquer objeto com massa, ao ser largado de uma certa altura, cai no chão. No século 17, Galileu mostrou, em sua lendária (e aparentemente verídica) experiência na Torre de Pisa, que objetos com massas diferentes caem do mesmo jeito, isto é, com a mesma aceleração. Claro, uma pena e uma bola de chumbo largados da mesma altura não irão atingir o chão ao mesmo tempo. As observações de Galileu são válidas quando podemos desprezar o atrito do ar, que influencia muito mais a pena do que a bola de chumbo.

Galileu obteve a primeira descrição matemática do movimento de objetos na presença da gravidade, que atribuiu a um movimento acelerado para baixo. Antes de Galileu, várias pessoas, como o filósofo grego Aristóteles, já haviam tentado responder à aparentemente simples questão: "Por que as coisas caem?". Mas Aristóteles ofereceu uma explicação descritiva, dizendo que todos os objetos feitos de terra tendem a voltar ao seu lugar de origem, isto é, a Terra.

Mas a explicação de Galileu não foi uma explicação do "porquê", mas de "como" as coisas caem. Ele não se preocupou com a natureza do agente causador do movimento para baixo, mas com a descrição do movimento. Galileu separou o movimento dos corpos na Terra do movimento dos corpos celestes, que ele atribuiu a uma espécie de "inércia circular"; objetos celestes têm a tendência de se mover em círculos ao redor do Sol.

Na época, duas outras idéias sobre a gravidade eram desenvolvidas, tentando focar mais no "porquê" do que no "como". O francês René Descartes sugeriu que objetos celestes são carregados em seus movimentos por "vórtices", ou redemoinhos, em uma substância que banha o cosmos, como rolhas girando em torno de um ralo. Já o astrônomo alemão Johannes Kepler sugeriu que o Sol emanava uma espécie de força magnética que agia sobre os planetas determinando suas órbitas, que ele mostrou serem elípticas. Mas como o Sol pode influenciar os planetas sem os tocar?

Esse problema, chamado "ação à distância", tornou-se um dos demônios na cabeça do sucessor de Galileu e Kepler, Isaac Newton. Em sua teoria da gravitação universal, Newton mostrou como as mesmas leis da física que agem sobre os objetos na Terra também agem sobre os objetos celestes. Quanto à questão da misteriosa ação à distância, Newton preferiu não especular, dizendo que sua teoria descrevia muito bem um enorme número de fenômenos relacionados à gravitação, das órbitas planetárias às marés. Mesmo que mais sofisticada, a teoria de Newton descrevia o "como" da gravitação, não o "porquê".

No início do século 20, Einstein propôs uma nova teoria da gravidade, sua teoria da relatividade geral, em que ele aboliu o conceito de ação à distância. A ação da gravidade é explicada por deformações na geometria do espaço (e do tempo!) causadas por objetos. Quanto mais maciço o objeto, maior a deformação que ele causa à sua volta; em escalas humanas, essas deformações são minúsculas e a força da gravidade é perfeitamente desprezível.

Perto do Sol, essas deformações causam anomalias na órbita de Mercúrio que não são explicadas pela teoria de Newton. Longe do Sol, esses efeitos são fracos e a teoria de Newton funciona bem. Einstein criou uma nova visão de mundo, baseada em uma espécie de plasticidade do espaço à nossa volta. Mas a questão do "por que" as coisas caem permanece: "por que" objetos deformam a geometria do espaço? Isso nos leva a questionar se, no fundo, essa questão não tem apenas uma importância metafísica. Afinal, se somos capazes de descrever com grande precisão "como" ocorrem os fenômenos à nossa volta, será que é assim tão importante entender também o "porquê"? Acho que sim. Mas talvez não por meio de um questionamento puramente científico do mundo.