As Leis da Física são descobertas ou inventadas?

*Este texto foi escrito por um colunista do TecMundo; saiba mais no final.

Esse é um questionamento razoavelmente tradicional sobre o pensamento científico como um todo. Será que enxergamos e explicamos a natureza como ela realmente é? Ou inventamos maneiras convincentes o bastante para descrevê-la de maneira que nossos sentidos são induzidos a concordar e nossas tecnologias de medição de um fenômeno somente comprovam tais invenções?

É possível que não tenhamos uma resposta tão cedo, uma vez que é virtualmente impossível saber o quão próximos estamos da “verdade” quando estamos tratando de descrever a natureza. O próprio meio que utilizamos para realizar essa descrição, a Ciência, faz com que nos questionemos o tempo todo do quanto sabemos e sobre o que ainda temos para saber.

Nos laboratórios os cientistas investigam e testam as hipóteses

Mas, se pensarmos nos grandes avanços e nas teorias científicas mais bem sucedidas, algo extremamente notável é o sucesso e a capacidade dessas teorias de descrever eventos com enorme precisão. 

Por exemplo, a Lei da Gravitação Universal, escrita por Isaac Newton em 1687, na época de sua formulação, contava com dados e medições que estavam na ordem de 3 casas decimais. Entretanto, conforme a tecnologia avançou, observamos que essa mesma equação continuava a prever corretamente os fenômenos com até 7 casas decimais de precisão, algo que nem existia ou se pensava na época de Newton.

Ilustração mostra o cientista inglês Isaac Newton

Ou seja, uma equação bem sucedida como essa foi capaz de descrever o universo com precisões inimagináveis para a época em que foi concebida, como se a natureza já se comportasse de uma maneira específica mesmo antes de a observarmos. Porém, quando aumentamos ainda mais a precisão de nossas medidas, a teoria de Newton começa a mostrar algumas discrepâncias com as medições.

Discrepâncias tais, que não existem na Teoria da Relatividade concebida por Albert Einstein, capaz de descrever os mesmos fenômenos que a Lei de Newton já descrevia com uma precisão ainda maior (em torno de 10 milhões de vezes mais precisa). Além disso, a teoria de Einstein, concebida entre 1905 e 1915, é capaz de prever outros fenômenos e continua encontrando evidências que a sustentam até os dias de hoje.

No dia 12 de maio de 2022, a agência americana National Science Foundation, divulgou a segunda imagem já capturada de um buraco negro. Sendo que dessa vez, o buraco negro em questão é o chamado Sagittarius A*, que se encontra no centro de nossa galáxia, a Via Láctea.

Imagem do buraco negro Sagittarius A do centro de nossa galáxia, a 26 mil anos-luz da Terra.

Buracos negros são nada mais que corpos com massas tão grandes que nem mesmo a luz é capaz de escapar da sua gravidade. A formação e a existência desses corpos, talvez por falta dados à época ou por ser algo bastante difícil de imaginar contrariasse o próprio Einstein, estava prevista em sua teoria de maneira que as previsões são coerentes, e muito, com as imagens coletadas pelos cientistas atuais.

Hoje sabemos que buracos negros são formados quando uma estrela muito maior que nosso Sol colapsa sobre si mesma. Porém, buracos negros como o do centro da nossa e de outras galáxias são grandes demais e o motivo pelo qual eles atingiram esse tamanho ainda é desconhecido pelos cientistas.

Talvez a própria teoria de Einstein seja capaz de explicar no futuro a formação desse tipo de corpo, ou talvez precisemos de uma nova teoria que possui uma precisão e capacidade de previsão de fenômenos ainda maior. Assim, apesar de não termos certeza do quão perto isso realmente está da verdade da natureza, saberemos que nosso entendimento dela tende sempre a aumentar.

Rodolfo Lima Barros Souza, professor de Física e colunista do TecMundo. É licenciado em Física e mestre em Ensino de Ciências e Matemática pela Unicamp na área de Percepção Pública da Ciência. Está presente nas redes sociais como @rodolfo.sou