A física e Hollywood (Folha de S.Paulo)

HENRIQUE GOMES

22/02/2015  03h15

RESUMO “Interestelar” integra leva de filmes pautados pela ciência. Nele, a busca pela sobrevivência leva humanos à proximidade de um buraco negro, mote para especulações ligadas à pesquisa de Stephen Hawking -tema de “A Teoria de Tudo”, que, como a ficção científica de Christopher Nolan, disputa hoje categorias do Oscar.

*

Em 2014, houve um “boom” de filmes em Hollywood levando a ciência a sério. “A Teoria de Tudo” e “O Jogo da Imitação” tratam da vida de cientistas importantes do século 21: Stephen Hawking e Alan Turing, respectivamente. Um terceiro longa, a ficção científica “Interestelar”, inova por não só aderir fielmente ao que se sabe sobre o espaço-tempo mas por usar os conhecimentos em prol da narrativa.

Não estou falando aqui sobre incluir efeitos sonoros no espaço. Isso já foi feito antes e não muda significativamente o roteiro. Os responsáveis por “Interestelar” não se contentaram em preencher a burocracia técnica só para escapar dos chatos de plantão. Aplicaram um esforço homérico em inúmeras reuniões com o renomado físico Kip Thorne (que também aparece em “A Teoria de Tudo”), em simulações de buracos negros e efetivamente reescreveram o roteiro para se adequar às diretrizes físicas.

O resultado final não perde em nada –ao menos no quesito de excitar a imaginação e produzir efeitos fantásticos– para catástrofes científicas como “Além da Escuridão – Star Trek” (2013) e “Prometheus” (2012). Em “Star Trek”, por exemplo, Isaac Newton e até Galileu ficariam horrorizados ao ver uma nave entrar em queda livre em direção à Terra, enquanto seus tripulantes, simultaneamente, entram em queda livre em relação à nave. Como bem sabem aqueles que já estiveram em naves em queda livre, tripulantes flutuam, não caem. (Pedras de pesos diferentes caem com a mesma velocidade da torre de Pisa e de outras torres.)

“Interestelar” ultrapassa as regras da ficção científica hollywoodiana. Carl Sagan disse que “a ciência não é só compatível com a espiritualidade; é uma profunda fonte de espiritualidade”. “Interestelar” prova o que nós, cientistas, sabemos há muito tempo: a frase se aplica igualmente ao encanto humano com o desconhecido.

Divulgação
Matthew McConaughey como Cooper em "Interestelar"
Matthew McConaughey como Cooper em “Interestelar”

“Interestelar” e “A Teoria de Tudo” têm alguns temas em comum.

O primeiro é a degeneração –do planeta Terra, em um; de um sistema neuromuscular, em outro. À deterioração do planeta Terra, se busca escapar por meio da exploração interestelar, liderada pelo personagem Cooper ( Matthew McConaughey). À do corpo humano, por meio da mente incansável de Stephen Hawking, vivido pelo excelente Eddie Redmayne.

O segundo tema em comum é justamente uma parte importante da obra de Hawking.

ESTRELAS

Stephen Hawking nasceu em Oxford, em 1942. Aos 21 anos, já no primeiro ano de seu doutorado, recebeu o diagnóstico de ELA (esclerose lateral amiotrófica), doença degenerativa que atinge a comunicação nervosa com os músculos, mas que deixa outras funções cerebrais intactas. Decidido a continuar seus estudos, um dos primeiros problemas a que Hawking se dedicou foi à questão do que acontece quando uma estrela é tão pesada que não aguenta o próprio peso.

O colapso da estrela concentra toda a sua massa em um único ponto, onde a teoria deixa de fazer sentido. Já se antecipando a aplicações em filmes de ficção científica, físicos chamaram esse ponto de singularidade. A uma certa distância desse ponto singular, a atração de toda a massa concentrada é suficiente para que nem a luz consiga escapar. Uma lanterna acesa a (no mínimo) esse raio não pode ser enxergada por alguém a uma distância maior; nada escapa a essa esfera, chamada de buraco negro (por motivos óbvios).

Na época em que Hawking era estudante, existia uma única solução para as equações da relatividade geral de Einstein –que descrevem como concentrações de matéria e energia distorcem a geometria do espaço-tempo– que representava um buraco negro, descoberta pelo alemão Schwarzschild. Um grupo de físicos russos argumentava que essa solução era artificial, nascida do arranjo de partículas colapsando em perfeita sincronização para que chegassem juntas ao centro, formando assim um ponto de densidade infinita: a singularidade.

Hawking e Roger Penrose, matemático de Oxford, demonstraram que, na verdade, essa era uma característica genérica das equações de Einstein –e mais: que o universo teria começado no que se convencionou chamar “singularidade cosmológica”, na qual a noção de tempo deixaria de ter significado. Como Hawking diz no filme, “seria o começo do tempo em si”.

Não há consenso na física teórica moderna sobre o que acontece de fato a quem se aproxima de uma singularidade dentro de um buraco negro. O maior obstáculo ao nosso entendimento é que, a pequenas distâncias da singularidade, precisamos levar em conta efeitos quânticos, e –como comenta a escolada Jane Hawking em “A Teoria de Tudo”– a teoria quântica e a relatividade geral são escritas em linguagens completamente diferentes. Não que seja preciso chegar tão perto da singularidade para sabermos que os efeitos seriam drásticos.

A crítica que mais ouvi de físicos amadores (e não tão amadores) a “Interestelar” é a de que –atenção, spoiler– Cooper seria trucidado ao entrar em Gargantua, um buraco negro gigante. “Trucidado” talvez seja a palavra incorreta: “espaguetificado” é o termo técnico.

MARÉS

O que mataria você ao cair em um buraco negro não é a força absoluta da gravidade. Assim como pedras jogadas por hereges italianos de cima de torres, partes diferentes do seu corpo caem com a mesma aceleração, mesmo que a aceleração em si seja enorme. Essa conclusão vale se a força da gravidade for relativamente constante –quase a mesma no seu pé e na sua cabeça. Apesar de essa condição ser satisfeita na superfície da Terra, a força da gravidade obviamente não é constante. Ela decai com a distância, e é possível observar efeitos da variação dessa força –pequenos até mesmo na escala da torre de Pisa– em corpos bem maiores. O exemplo mais familiar para nós terráqueos é o efeito das marés no nosso planeta. A Lua puxa a Terra com mais força em sua face mais próxima, com os oceanos inchando e desinchando de acordo a essa atração. Apesar da força gravitacional solar absoluta na Terra ser maior, por a Lua estar bem mais próxima de nós do que o Sol, o maior gradiente da força é lunar, e é por isso que nós sentimos mais os efeitos de maré provindos da Lua que do Sol.

Pelo mesmo motivo, assim que entrássemos em buracos negros estaríamos sujeitos a uma força gravitacional imensa, mas, ainda bem longe da singularidade central, não necessariamente sentiríamos força de maré. Essa ausência de efeitos dramáticos nesse estágio da nossa queda é adequadamente chamada de “sem drama” na comunidade, e até ali a entrada de Cooper em Gargantua seria assim: sem drama. Mas não depois. Ao se aproximar de uma singularidade, mesmo antes de precisarmos incluir efeitos quânticos, a força gravitacional pode ser tão diferente dos pés à cabeça que Cooper seria esticado –daí a “espaguetificação”.

Não era possível, claro, incluir essa explicação (macarrônica?) em “Interestelar”. Mesmo assim, uma das cenas mais espantosas do filme envolve justamente marés no planeta Miller, que orbita Gargantua. No filme, marés enormes atingem os protagonistas de hora em hora, de forma bem inconveniente. Para que o efeito de maré fosse aproximadamente correto, o físico Kip Thorne calculou o tamanho do buraco negro, sua rotação e a órbita do planeta. As imagens estarrecedoras do filme são frutos de cálculos.

Ainda que não seja realista esperar igual cuidado em produções futuras, talvez o fato de algumas dessas simulações de buracos negros serem novidade até na comunidade científica estimule alguns produtores/físicos amadores de plantão –uma demografia bem magra– a seguir o exemplo.

Mas voltemos ao destino de Cooper. Já vimos que ele escaparia ileso à entrada no buraco negro. Sem drama até ali. Mas e a tal da “espaguetificação”? Muitos comentaristas, como o popular Neil deGrasse Tyson, argumentaram que simplesmente não sabemos o que acontece dentro de um buraco negro. Passando daquela fronteira, o roteiro adquiriria então imunidade diplomática às leis da física, virando terreno fértil para especulações mais ousadas –para não dizer “terra de ninguém”.

Bem, que me desculpe Tyson, mas isso não é exatamente verdade. Acreditamos que a relatividade geral funcionaria muito bem até antes que efeitos quânticos fossem importantes (para um buraco negro do tamanho de Gargantua). Somada a isso, na solução de Schwarzschild, a aproximação da singularidade é inevitável. Assim como não conseguimos parar o tempo, não conseguiríamos manter a mesma distância do centro, tendo que inexoravelmente aproximarmo-nos mais e mais da singularidade, que se agigantaria à nossa frente, inevitável como o futuro. Nesse caso, Cooper viraria espaguete antes que os trompetes da mecânica quântica pudessem soar a sua (possível) salvação. Felizmente para toda raça humana no filme, esse não é o caso.

PIÕES

Em 1962, 43 anos após a descoberta do buraco negro nas trincheiras da Grande Guerra, o físico matemático neozelandês Roy Kerr, em circunstâncias bastante mais confortáveis, generalizou a solução de Schwarzschild, descobrindo uma solução da teoria de Einstein que correspondia a um buraco negro em rotação –girando como um pião.

Mais tarde, Hawking e colaboradores mostraram que qualquer buraco negro se assenta na forma de Kerr e, adequadamente, Gargantua é um desses, em altíssima rotação. Mas, quando piões como esses giram, eles puxam consigo o próprio espaço-tempo, e há uma espécie de força centrífuga –aquela força que sentimos no carro quando fazemos uma curva fechada– inevitável, que aumenta conforme o centro do buraco negro se aproxima. A uma certa distância do centro, o cabo de guerra entre a força de atração e a centrípeta se equilibra, e a singularidade deixa de ser inevitável.

A partir desse momento, realmente não sabemos bem o que acontece, e Cooper fica livre para fazer o que os roteiristas inventarem. Não que adentrar uma quarta dimensão, ver o tempo como mais uma direção do espaço e todo o resto não tenham nenhum embasamento, mas a partir dali entramos no reino da especulação científica. Pelo menos o fizemos com consciência limpa.

Carl Sagan, no excelente “Cosmos”, mais uma vez nos guia: “Nós não teremos medo de especular. Mas teremos cuidado em separar especulação de fato. O cosmos é cheio, além de qualquer medida, de verdades elegantes, de requintadas inter-relações, do impressionante maquinário da natureza”. O universo é mais estranho (e mais fascinante) do que a ficção. Está mais do que na hora de explorarmos uma ficção, científica não só no nome.

HENRIQUE GOMES, 34, é doutor em física pela Universidade de Nottingham (Reino Unido) e pesquisador no Perimeter Institute for Theoretical Physics (Canadá).

Anúncios

Deixe um comentário

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s