Com contribuição para debates na física teórica e na astronomia, físico britânico almejou uma compreensão completa do universo. Algumas teorias vingaram; outras não, mas seu legado é inegável.

14/03/2018 

Diagnosticado com Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) aos 21, Stephen Hawking não se abateu quando médicos estimaram que ele teria pouco tempo de vida. Viveu até os 76. E teve uma carreira prolífica, com descobertas que geraram imensos debates na física teórica e na astronomia -- ao lado de muita exposição na mídia e grande contribuição para a divulgação científica, o que também gerou alguns desafetos.

Suas teorias desafiam a noção de espaço-tempo e levam a mente a uma outra dimensão: não dá para começar a compreendê-las sem abandonar as concepções mais fundamentais sobre a realidade que conhecemos. Por exemplo, deve-se partir da premissa de que existem lugares no universo, os buracos negros, em que a gravidade é tão imensa que nada consegue sair de lá -- nem mesmo a luz.

Aliás, foi em seus estudos sobre os buracos negros que Stephen Hawking fez uma das suas principais contribuições. Ele descreveu que essas estruturas emitem uma radiação, que ficou conhecida como Radiação de Hawking. A teoria de Hawking, de certa forma até negou a alcunha de "negro" atribuída aos buracos: essa radiação demonstrava que eles não seriam tão escuros quanto se imaginava.

Essa teoria da radiação também mostrou que os buracos negros não eram imortais; em milhões de anos, eles poderiam desaparecer paulatinamente por processos que antecedem a emissão dessa radiação.

Hawking também teorizou sobre o Big Bang, sobre a formação do universo e emitiu opiniões das mais diversas sobre o futuro da humanidade e a vida em outros planetas.

^{Stephen Hawking, professor de matemática na Universidade de Cambridge.Crédito da foto: (NASA / Paul E. Alers) (Foto: Divulgação)}

"Meu objetivo é simples. É ter uma compreensão completa do universo, por que ele é como é, e por que tudo existe", chegou a afirmar.

Há quem diga que ele é injustiçado por nunca ter ganho o Nobel; há quem diga que, apesar do seu carisma e fama, não é para tanto. O fato é que -- seja pelas suas teorias, seja pela divulgação das teorias de outrem -- Hawking ajudou a fomentar debates que foram muito além da academia ou de grupos circunscristos de especialistas.

Conheça alguns deles:

^{Dentre as contribuições de Hawking, está a teoria de que os buracos negros emitem radiação (Foto: Courtesy of the Avery E. Broderick/University of Waterloo/Perimeter Institute)}

1 - Teoremas da Singularidade

Em colaboração com o também físico Robert Penrose, Hawking descreveu os primeiros teoremas da singularidade. A ideia é mais ou menos a seguinte: existem lugares no universo em que as variáveis da física se tornam infinitas e concentradas em um único ponto.

Trata-se de um conceito complicado -- é como se toda a densidade, toda a massa existente, se concentrasse em um lugar só. Cassio Barbosa, astrônomo e colunista do G1, explica esse conceito por meio de uma analogia com a expansão do universo:

"Se você parte da premissa de que o universo está em constante expansão, isso significa que, se voltar para trás, vai chegar à ideia de que o universo inteiro estava concentrado em único ponto. É mais ou menos essa a noção de singularidade."

Hawking chegou a conceber que a ideia de singularidade ajudava a explicar a formação do universo, em que o Big Bang teria tido uma densidade infinita.

O problema foi que Hawking começou a esbarrar em questões da mecânica quântica, que estuda elementos abaixo da escala atômica. "Quando você começa a colocar um monte de penduricalhos para a teoria funcionar, é porque ela já não está funcionando", comenta Cassio Barbosa. "Começou a ter muito remendo".

A importância desses teoremas hoje é que eles são um registro histórico de uma teoria que funcionou em alguma medida, diz Barbosa. "Tem um caminho que funcionou até determinado ponto. Pode ser que alguém aproveite esse caminho em algum outro momento", comenta.

2 - A radiação de Hawking

Essa é uma das principais contribuições de Hawking, com implicações importantes que garantem imensos debates ainda hoje. Nela, o pesquisador descreve um mecanismo que ocorre dentro de um buraco negro, que envolve uma reação entre matéria e antimatéria.

A antimatéria também possui massa e densidade, mas possui uma carga elétrica negativa. Hawking descreveu que o buraco negro engole a antimatéria e, com isso, de certa forma "emagrece". "Essa antimatéria acaba expulsando a matéria existente dentro do buraco negro", diz Barbosa.

O processo que ocorre com a entrada dessa antimatéria emite uma radiação. Com o tempo, essa dinâmica entre a matéria e a antimatéria pode levar ao desaparecimento dos buracos negros, já que a quantidade de matéria existente em seu interior acaba diminuindo.

Antes dessa teoria de Hawking, acreditava-se que os buracos negros eram totalmente escuros e imortais.

^{Concepção artística ilustra buraco negro (Foto: Robin Dienel/Carnegie Institution for Science)}

3 - O paradoxo da informação

Antes de explicar esse conceito, cabe retomar a mecânica quântica, ramo da física que estuda partículas subatômicas e para a qual nenhuma informação no universo é perdida.

Essa premissa da mecânica quântica entra em contraste, de algum modo, com a teoria da radiação de buracos negros de Hawking. Com isso, tem-se uma contradição, que pode ser descrita mais ou menos da seguinte maneira:

Se o buraco negro acaba sumindo completamente depois de milhões de anos, pela emissão da radiação, a informação sobre o buraco negro seria perdida, o que entraria em confronto com o postulado da mecânica quântica.

Em julho de 2004, Stephen Hawking publicou um artigo apresentando uma teoria de que as perturbações quânticas ao redor do buraco negro, guardariam informações sobre ele; atestando, com isso, que resolveu o ponto sobre o paradoxo da informação.

4 - Inflação cósmica

A teoria de que o universo teve um crescimento exponencial em seu início, primeiramente proposta por Alan Gouth, teve contribuições de Hawking, principalmente no que tange à divulgação. Ele organizou em Cambridge uma conferência, em 1982, em que ajudou a formentar a teoria.

A partir daí, ele também começou uma linha de trabalhos em teoria quântica e sugeriu que, antes do Big Bang, o universo não conhecia limites entre o espaço e o tempo. A proposta de um universo sem fronteiras foi apresentada por Hawking no Vaticano, em 1981.

^{Hawking se interessou por temas diversos, como a expansão do universo (Foto: Getty Images)}

5 - Divulgação científica

Hawking escreveu diversos livros que ajudaram a divulgar complexas teorias cosmológicas em linguagem fácil para leigos. O primeiro foi "Uma breve história do tempo", escrito entre 1982 e 1984, que vendeu mais de 10 milhões de cópias.

Obras seguintes incluem: "O Universo numa casca de noz" (2001), "Uma nova história do tempo" (2005), versão atualizada de sua estreia co-escrita com Leonard Mlodinow) e "God created the integers" (2006).

Em parceria com sua filha Lucy, Hawking também escreveu livros infantis sobre o universo com George e o Segredo do Universo (2007) e suas duas continuações.

Fonte: G1