As consequências das Teorias da Relatividade Restrita e Geral

Depois das Teorias da Relatividade Restrita e Geral ter sido formuladas e posteriormente comprovadas, surgem algumas consequências em relação a outros segmentos de estudo, como a expansão do universo e buracos negros.

A expansão do universo

Até as duas primeiras décadas do século XX acreditava-se que o universo era estático. Mas, com Relatividade Geral ficou implícito que é justamente o contrário. O universo parecia estar se contraindo devido à ação da gravidade. No final, depois de um certo tempo de contração, todo o universo iria se colapsar.
Porém, ao realizar observações a respeito do movimento das estrelas, notava-se que elas se movimentavam quase que aleatoriamente pelo espaço, ou seja, não havia nenhum indício da tal contração.

Einstein então resolveu introduzir uma “constante cosmológica”   (lambda) para poder voltar a ter uma descrição estática do universo. Porém, Einstein errou algebricamente ao introduzir a constante, de maneira que mesmo com a constante, o universo não se mantinha estático. O erro foi corrigido, e a Relatividade Geral voltava a descrever um universo dinâmico.
O primeiro indício de que o universo estaria expandindo veio do astrônomo norte-americano Vesto Slipher, que em 1917 publicou um trabalho que mostrava um grande desvio para o vermelho em várias nebulosas observadas, isso parecia ser o efeito Doppler de galáxias espirais se afastando todas umas das outras, já que vermelho significa que o comprimento de onda está aumentando.
Em 1927, George Lemaitre publicou um artigo relacionando os desvios para o vermelho observados com a expansão da relatividade. Lemaitre acreditava que as galáxias estão se afastando, e que houve um tempo em que tudo no universo esteve concentrado num único ponto, uma “singularidade matemática”, implicando na Teoria do Big-Bang.

Os buracos negros

Partindo da ideia da Relatividade Geral de que a matéria deforma o espaço então é possível entender os Buracos Negros. Um Buraco Negro é uma região do espaço onde o campo gravitacional é tão forte que nem a luz consegue escapar, e por isso um Buraco Negro é “negro”.
O hélio e hidrogênio presentes nas estrelas são esgotáveis. As estrelas vão consumindo estes elementos ao longo de sua vida até que ele se esgote, ou seja, até que todo o hidrogênio tenha sido consumido. Quando isso ocorre a estrela morre, dependendo do seu tamanho, a estrela pode ou não se transformar em uma supernova. Isso vai depender de seu tamanho.

Para que ao acabar o hidrogênio a estrela se transforme em uma supernova, ela deve ter uma massa bem
maior que o sol, por exemplo. Quando isso ocorre, ela começa a transformar o hélio em carbono através da fusão. É o mesmo que ocorre com outras estrelas menores, só que em uma estrela tão grande a massa é suficiente para fundir o carbono em elementos mais pesados como o enxofre e o ferro. O núcleo fica então tão denso que não consegue mais suportar o próprio peso e desaba, liberando tanta energia que a estrela se despedaça. É o fenômeno conhecido como supernova. Se a estrela que morreu for aproximadamente trinta vezes maior que o sol então, ela formará um buraco negro, nome dado pelo físico estadunidense John Archibald Wheeler.