Justiça, ainda que tardia, ao criador da teoria do Big Bang

Em 29 de outubro, a União Astronômica Internacional divulgou o resultado de uma votação feita entre seus membros para mudar a chamada “Lei de Hubble” para “Lei de Hubble-Lemaître”. Por absoluta maioria, os astrônomos referendaram a mudança como forma de reconhecer o pioneirismo do padre Georges Lemaître, um jesuíta belga, na equação mais fundamental da teoria do Big Bang.

A teoria do Big Bang, que já tem quase um século, é um conjunto de ideias que descreve como o nosso universo evoluiu desde um estado muito denso e quente até a forma como o observamos hoje, e faz previsões sobre o que esperar para o futuro. A teoria é sustentada por quatro colunas: três fatos observacionais e uma teoria sobre a gravidade.

O principal fato observacional é o de que todas as galáxias distantes se afastam a velocidades incríveis de nós – a maioria delas, mais rápido que a própria velocidade da luz. Além disso, sabemos que a composição química dos objetos mais antigos do universo é basicamente hidrogênio e hélio, numa proporção de três para um. A terceira observação que dá suporte à teoria do Big Bang é uma luz que vem de todas as direções do espaço e é praticamente sempre igual, não importa para onde olhamos. São fatos cosmológicos, ou seja, dizem respeito ao universo como um todo, e nos ajudam a desvendar sua história se pudermos interpretá-los.

Para analisar esses fatos, precisamos de uma teoria sobre como o universo funciona. Em dimensões muito grandes, a única força relevante é a gravitacional. A Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein é a melhor teoria gravitacional que temos no momento – aliás, segue imbatível há mais de um século!

Lemaître ficou conhecido como um dos pais da teoria do Big Bang

Por volta de 1920, duas grandes revoluções aconteciam na astrofísica e davam origem à cosmologia moderna. Primeiro, uma revolução teórica: Einstein publicara uma nova teoria da gravitação, que se mostraria muito superior à teoria de Isaac Newton, já com quase três séculos. Depois, uma revolução observacional: os astrônomos descobriram que o universo era muito maior do que o pensado até então, e que as estrelas se aglomeravam em objetos que chamaram de galáxias. Essas galáxias, por sua vez, pareciam estar se afastando da nossa. Muitos astrônomos contribuíram nessa nova compreensão do universo, mas um nome se destacava: Edwin Hubble. Um jovem americano, na faixa dos 30 anos, de posse de um dos melhores telescópios da época, respeitado pelo pioneirismo e pela qualidade técnica das suas observações. Num paralelo histórico, é quase como um novo par Johannes Kepler-Tycho Brahe!

Nesse mesmo período, um jovem padre jesuíta, Georges Lemaître (e como não lembrar agora de Nicolau Copérnico?), depois de obter um doutorado em Matemática pura, foi buscar um doutorado em Astrofísica. Orientado pelo maior astrofísico teórico da época, Arthur Eddington, ele procurou nas dificílimas equações de Einstein soluções para a estrutura do universo como um todo, ou seja, pretendia construir um modelo cosmológico. No modelo de Lemaître, o espaço estava continuamente sendo esticado, fenômeno que costumamos chamar de “expansão do universo”. Segundo o padre-cientista, isso causava a aparente “fuga” das galáxias. Ele calculou a taxa de expansão do universo com limitados resultados observacionais disponíveis na época e, em 1927, publicou um artigo, em francês, que foi completamente ignorado pela comunidade científica, essencialmente anglófona.

Em 1929, Hubble obteve dados muito melhores sobre a velocidade de afastamento das galáxias, causando grande sucesso. A relação que ele encontrou ficou conhecida pelo seu nome: Lei de Hubble. Ela não é a teoria do Big Bang, mas apenas uma equação que exprime o fato observacional mais importante dessa teoria, o afastamento das galáxias.

Do mesmo autor: O Nobel de Física e as próximas fronteiras da cosmologia (publicado em 3 de outubro de 2017)

Leia também: O voto consagrou o que todos esperávamos (blog Tubo de Ensaio, publicado em 29 de outubro de 2018)

Georges Lemaître continou trabalhando no seu modelo e, em 1931, publicou uma tradução para o inglês daquele seu artigo de 1927. Essa nova versão omitia a sua antiga dedução da então chamada Lei de Hubble, e assim ninguém ficou sabendo que ele já a tinha encontrado dois anos antes. Naquele mesmo ano, Lemaître publicou um outro artigo em que, com base em argumentos de outra nova teoria que revolucionaria a física – a Mecânica Quântica –, propõe que, se o universo estava se expandindo, no passado ele deveria ter sido muito mais denso e quente, e que num ponto crítico isso seria como que o começo do universo. Dessa ideia surgem as explicações para os outros dois fatos observacionais que dão sustentação à teoria do Big Bang: a composição química primordial do universo e a luz primordial que permeia todo o espaço até hoje.

Lemaître ficou conhecido como um dos pais da teoria do Big Bang, mas ninguém suspeitava, até 2011, que ele também teria descoberto a lei mais importante da teoria. Tudo mudou quando historiadores da ciência redescobriram o artigo original de 1927, em francês, e perceberam que a Lei de Hubble já estava lá. Foi uma bomba na comunidade de astrônomos: por que a equação foi retirada do artigo original? A desconfiança era de que o próprio Edwin Hubble havia censurado o artigo – assim como Brahe, o americano era de um temperamento difícil. Suspeitava-se até de plágio, pois era comprovado que Lemaître e Hubble já tinham conversado sobre o assunto durante um congresso, em 1928. Felizmente para Hubble, descobriu-se nas notas pessoais de Lemaître que ele mesmo tinha omitido o trecho na tradução inglesa por considerar que, em 1931, já havia trabalhos mais relevantes e que a sua contribuição estava ultrapassada.

De 2011 até a decisão de 2018, o interesse no trabalho e na pessoa de Lemaître cresceu muito na comunidade científica. Hoje, não há dúvida sobre o vanguardismo do seu trabalho em todos os aspectos da teoria do Big Bang. Para mim, no entanto, o que há de mais importante nesse reconhecimento é o fim de um grande preconceito. O padre Lemaître vinha sendo descrito como alguém que tentara colocar o dogma da criação cristã na física, tanto por religiosos ou não. Uns queriam, com isso, provar que Deus existe e criou o universo; outros tentavam desmerecer seu trabalho – até mesmo Einstein o acusou disso explicitamente! No entanto, o jesuíta sempre deixou claro que não via a sua teoria como explicação para a origem do universo, e chegou até a corrigir o papa Pio XII, que tentou fazer apologia da fé usando o Big Bang. Vejo Lemaître como um exemplo de conciliação entre fé e ciência: não deixou que uma instrumentalizasse a outra, sempre procurando com extrema humildade descobrir a verdade, e apenas isso.