Teoria da relatividade (restrita)

A teoria da relatividade, descoberta feita pelo físico alemão Albert Einstein e com a sua primeira publicação em 1905, foi um feito que revolucionou a ciência da época, causando grande fascínio e ao mesmo tempo desconfiança, devido às suas teorias quebrarem algumas estruturas sólidas que existiam até o começo do século XX: o espaço e o tempo não seriam mais absolutos.                                                      

Ao afirmar isto, Einstein propôs duas leis: a primeira era que as leis da física eram iguais para todos os referenciais, ou seja, se eu estiver na China e meu amigo em Júpiter, as leis da física serão as mesmas para qualquer um de nós. Além disso, têm-se que a velocidade da luz será sempre a mesma, aproximadamente 3.000.000.000 m/s, simbolizado por “c” (300 milhões de metros por segundo). Segundo a teoria clássica, se eu estivesse andando de trem e caminhasse sobre ele, a minha velocidade seria a do trem mais a velocidade com a qual eu desloco o meu corpo. No entanto, com a luz é diferente, pois se eu estiver caminhando com uma lanterna na mão, a velocidade da luz não será 3.108 mais a velocidade com que eu desloco meu corpo, mas sim, c!

Para entendermos a dilatação do espaço e do tempo, podemos analisar a imagem acima dessa maneira:

Imagine que a pessoa que está dentro do trem (que possui 900 km de altura) está andando a uma velocidade muito próxima à da luz e que possui em suas mãos uma lanterna, que emite feixes de luz para o teto do trem e esses feixes “vão e voltam”. Pensado isso, e notando que na imagem tem um boneco observando do lado de fora do trem, faremos a seguinte observação:

Para a pessoa que está dentro do trem, a trajetória (caminho percorrido) da luz é vertical. No entanto, para o observador que está do lado de fora do trem, a trajetória do feixe de luz forma um triângulo.

Visto isso, é feita a seguinte análise e nunca se esquecendo que a velocidade da luz é constante, ou seja, nunca muda o seu valor:

Sendo a velocidade da luz a mesma para os dois observadores, podemos analisar que as distâncias percorridas pela luz são diferentes, no entanto, o tempo que a luz demorou para completar a sua trajetória são iguais!

Para facilitar o entendimento, podemos pensar na famosa fórmula da velocidade média:

V=S/T

Se as velocidades para os dois referenciais são iguais e o tempo de percurso também, como que a distância vai ser diferente, pois dessa forma, os valores não irão fechar na fórmula?

A resposta, a teoria da Relatividade Restrita nos dá!

Para que a velocidade da luz seja sempre a velocidade da luz, o espaço e o tempo se dilatam e contraem-se para que esta velocidade seja sempre constante. Ou seja, para diferentes referenciais, na velocidade da luz – ou velocidades muito próximas –, o espaço e o tempo vão assumir valores distintos, para que eles se adaptem conforme as necessidades e nunca deixem que a velocidade da luz, seja diferente da velocidade da luz!

Referências Bibliográficas

REGO, R. S. Relatividade Restrita e Geral: A Teoria da Relatividade de Einstein, 2014. Acesso em: 27 de abril de 2014. Disponível em: < http://cienciasetecnologia.com/teoria-relatividade-einstein/>.