Entenda como a tese de Stephen Hawking ainda é relevante após 55 anos

Em outubro de 2017, poucos meses antes de sua morte, Stephen Hawking permitiu o acesso gratuito à sua tese de mestrado, para qualquer pessoa que quisesse ler seu conteúdo original. Intitulada Properties of Expanding Universes ("Propriedades dos Universos em Expansão", na tradução literal), a tese se tornou pública através do portal Apollo da Universidade de Cambridge, que travou quase imediatamente por causa do tráfego intenso. O documento foi baixado quase 60 mil vezes apenas nas primeiras 24 horas.

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Hawking tinha 24 anos quando concluiu seu doutorado em 1966, um trabalho que se tornou um dos mais procurados do acervo da universidade. Entretanto, quem quisesse acesso ao documento precisava pagar mais de 80 dólares pela cópia. Em um comunicado na ocasião do lançamento público da tese, o falecido físico disse: “Ao liberar o acesso à minha tese de doutorado, espero inspirar pessoas em todo o mundo a olhar para as estrelas e não para seus pés; a imaginar sobre nosso lugar no universo e tentar encontrar sentido no cosmos”.

Ele ainda completou dizendo que “qualquer um, em qualquer lugar do mundo deveria ter acesso livre e desimpedido não apenas à minha pesquisa, mas à pesquisa de toda a mente grande e questionadora através do espectro do conhecimento humano”. Mas do que se trata essa tese, e por que foi tão importante? Ele reúne observações de Hawking sobre a teoria de que o universo está em constante expansão, um tema ainda pouco compreendido pela astrofísica atual, mas vai muito além.

Do que se trata a tese de Hawking

Foi em 1929 que o astrônomo Edwin Hubble verificou que quase todas as nebulosas tinham um desvio para o vermelho e que as suas velocidades radiais eram proporcionais à sua distância, o que levou à conclusão de que o universo não era estático. Acontece que isso contrariava todos os modelos cosmológicos aceitos na época. Quando os cálculos originais de Einstein sugeriram que um universo estático era improvável, ele decidiu acrescentar uma constante à sua matemática para manter o universo estático. Mais tarde, ele chamou essa decisão de "maior asneira".

A tese de Hawking foi entregue à universidade pouco mais de 30 anos após essa polêmica, mas ainda era um tema controverso. Mas o então doutorando não somente defende a ideia do universo em expansão, como mostra através do trabalho de outros teóricos que a ideia de universo estacionário é insustentável diante as observações. Por consequência, se o universo está em expansão, podemos concluir que, se fizermos uma linha do tempo em retrocesso, chegaremos a um universo compacto — o Big Bang.

Ele também discorre por um capítulo inteiro sobre a teoria de Hoyle-Narlikar (que afirma que partículas não são criadas), e endossa a métrica Robertson-Walker (hoje conhecida como métrica FLRW), que fornece uma solução exata para as equações da Teoria Geral da Relatividade de Einstein. O FLRW é a base de nosso modelo moderno do universo e assume que a matéria está distribuída uniformemente em um universo em expansão. Essa afirmação é sustentada por observações astronômicas.

Ainda sobre as previsões de Einstein, Hawking demonstrou que as ondas gravitacionais não são absorvidas pela matéria no universo à medida que viajam por ele. Na época, o assunto ainda era puramente acadêmico, uma vez que ondas gravitacionais ainda não haviam sido detectadas, o que veio a acontecer somente em 2015. Em seguida, ele se dedica a defender a ideia de um universo plano, ou seja, com curvatura zero, em oposição às hipóteses de um universo com curvatura aberta e às ideias da curvatura fechada.

A tese não traz nada de revolucionário, mesmo para a época, exceto pelo último capítulo, no qual Hawking prova que o espaço-tempo pode ter começado — e pode terminar — como uma singularidade, ou seja, um ponto de tamanho zero e densidade infinita. Ele não apenas defende a ideia, mas mostra provas através de cálculos que um universo livre de singularidade é impossível, e que a suposição de que o espaço-tempo não conta com a singularidade “deve ser falsa”.

Foram essas conclusões que tornaram Hawking famoso, mas claro que suas contribuições para a astrofísica não param por aí. Sua carreira inclui realizações fantásticas, como a solução do paradoxo da informação e a conclusão de que buracos negros evaporam, uma hipótese que acabou por ser reforçada em um experimento recente. E sua trajetória também foi recheada de polêmicas e falhas, como a vida de qualquer outro grande gênio da humanidade. Em março, completaram-se três anos de sua morte e seu trabalho segue cada vez mais relevante para a astrofísica e a cosmologia.

Fonte: Space.com