Cosmologia neo-newtoniana: um passo intermediário em direção à relatividade geral

Abstract

A cosmologiaé um domínio da física no qual o emprego da teoria da relatividade geralé indispensável. No entanto, uma cosmologia baseada na teoria newtoniana da gravitaçãoé possível em certas circunstâncias. O campo de aplicabilidade da teoria newtoniana pode ser substancialmente estendido caso ela seja modificada de forma a dar um papel mais ativoà pressão como fonte do campo gravitacional. Isto foi feito noâmbito da teoria neo-newtoniana. As limitaçõesà construção de uma cosmologia newtoniana, e a consequente necessidade de uma teoria relativista em cosmologia, são revistas. A proposta de uma teoria neo-newtonianaé apresentada, e suas consequências para a cosmologia são abordadas. Palavras-chave: cosmologia newtoniana, relatividade.Cosmology is a field of physics in which the use of general relativity theory is indispensable. However, a cosmology based on newtonian theory for gravity is possible in certain circumstances. The applicability of newtonian theory can be substantially extended if it is modified in such way that pressure has a more active role as source of the gravitational field. This was done in the neo-newtonian cosmology. The limitation on the construction of a newtonian cosmology, and the need for a relativistic theory in cosmology are reviewed. The neo-newtonian proposal is presented, and its consequences for cosmology are discussed. Keywords: newtonian cosmology, relativity. IntroduçãoPor quase trezentos anos, as leis de Newton foram a melhor explicação para os fenômenos mecânicos e gravitacionais, os fenômenos relativos ao movimento dos corpos, incluindo os efeitos da atração gravitacional. Desde o Principia, de Newton, a mecânica e a gravitação newtonianas reinaram de forma absoluta no que tangeà descrição daqueles fenômenos. Isso se deu até o começo do século XX, quando suas limitações ao descrever corretamente a mecânica de uma partícula no limite de altas velocidades tornaram-se evidentes.É a partir desse momento, que nos confrontamos com o advento das teorias relativistas, a restrita formulada em 1905 [1], e a geral, formulada em 1915 [2]. Estas duas teorias relativistas representaram uma revolução paradigmática na física (no sentido empregado por Thomas Kuhn [3]), a primeira no que se refere especificamente aos fenômenos mecânicos, ao estabelecer a existência de uma velocidade limite na natureza, e a segunda no que diz respeitoà gravitação, ao substituir a noção de força gravitacional pela de curvatura do espaço-tempo. Os novos paradigmas criados por estas teorias relativistas determinariam uma nova direção para toda a física, e isto além dos limites originais. O impacto das teorias relativistas, notadamente da teoria geral da relatividade, foi particularmente determinante para a cosmologia.Obviamente, a teoria da gravitação newtoniana não era capaz de fazer as mesmas predições que a relatividade geral (RG), ao passo que a RG podia reproduzir os resultados newtonianos no limite de campos fracos e baixas velocidades. Inevitavelmente, a cosmologia (onde tal aproximação de campo fraco e vel...