Quando, há cem anos, Einstein, com sua teoria da relatividade geral, alterou a descrição newtoniana da força gravitacional, a única responsável pelas propriedades globais do espaço e do tempo, inaugurou a era moderna da cosmologia. Nas últimas décadas, a cosmologia, a ciência que estuda as propriedades globais do universo, teve um avanço notável a partir da observação de E. Hubble feita em 1929, de que o universo está em expansão, confirmando a formulação teórica do matemático russo A. Friedman de 1922. Depois de um momento de intensa investigação baseada na ideia simplista de que o universo deveria ter tido o começo de sua existência, há uns poucos bilhões de anos, os cientistas se voltaram para a ideia mais complexa e menos ingênua, de que o universo seria eterno, tendo passado por diferentes fases de evolução. Neste cenário, o universo se contraiu até um volume mínimo extremamente pequeno (chamado big bang) e depois transformou a contração em expansão, atingindo a atual fase do universo em que vivemos.
Recentemente uma série de observações astronômicas produziu um escândalo científico de grandes proporções, ao indicar que não somente o espaço global está se expandindo, ou seja, o volume total do universo está aumentando, como o está fazendo de uma forma acelerada. A razão para essa agitação entre os cientistas se deve a que esse fenômeno colide com a ideia universalmente aceita desde a época de Newton, de que a força gravitacional é somente atrativa. Com efeito, aquelas observações foram interpretadas como se uma força antigravitacional gerada por uma desconhecida forma de energia – chamada energia escura – estaria controlando a expansão do universo, se opondo à atração que todas as demais formas conhecidas de matéria e energia produzem. A partir dessa interpretação concluiu-se, precipitadamente, que o conhecimento atual dos físicos se restringiria a uma parcela diminuta da totalidade da matéria de que é feito o universo. A maior parte dessa matéria estaria escondida sob a forma dessa substância desconhecida, a energia escura.
No entanto, é possível que a história seja outra e que afinal Einstein tivesse razão, quando, em 1917, ao inaugurar a cosmologia moderna e propor um modelo de descrição global do universo, fez a hipótese de que a lei da gravitação que conhecemos na Terra deveria ser alterada quando aplicada à imensidão cósmica. Ou seja, as propriedades da gravitação no universo não seriam idênticas às de nossa vizinhança.
No entanto o modo pelo qual ele realizou essa ideia deixou muito a desejar. Einstein introduziu uma constante cosmológica para permitir um modelo estático do universo, o que sabemos hoje não ser verdadeiro. Essa constante cosmológica foi associada nos últimos tempos à energia escura.
Embora seu modelo cosmológico tenha fracassado, suas bases são ainda as que sustentam a cosmologia. Hoje, cem anos depois, estamos frente a uma situação que requer nova forma de descrição da gravitação no cosmos, capaz de explicar a aceleração, sem postular a existência de uma forma de matéria esdrúxula. Essa alteração segue, em parte, as ideias de Einstein, mas não se identifica com a forma com que ele concretizou sua proposta, não requer uma constante cosmológica, não requer matéria esdrúxula.
A aceleração observada, hoje, seria semelhante a processos que fizeram o universo passar do colapso à expansão, reproduzindo o fenômeno interpretado como repulsão gravitacional. Assim, a hipótese de formas desconhecidas de matéria e energia não é necessária. A aceleração do universo estaria associada a novos efeitos gravitacionais que ocorrem somente em dimensões cósmicas. Isso é possível, pois a teoria da relatividade reconhece que efeitos gravitacionais sem importância local podem ser extremamente importantes em dimensões profundas do espaço e do tempo. O universo possui inúmeras formas de se dobrar, curvar, entrelaçar, gerando uma geometria variável que é controlada por si mesma.
* Professor emérito do CBPF