Resumo de Física - Teoria da Relatividade

A Teoria da Relatividade é um conjunto de estudos criados pelo físico alemão Albert Einstein que define uma relação entre o espaço e o tempo, onde ambos possuem um caráter relativa e não estático.

A Teoria proposta por Einstein é formada pela união de duas outras teorias: Relatividade Restrita (1905) e Relatividade Geral (1915).

Na verdade, Einstein quando publicou o seu artigo “Sobre a Eletrodinâmica dos Corpos em Movimento”, nunca intitulou os seus estudos como “Teoria da Relatividade”, mas sim como “Teoria da Invariância”. O nome relatividade foi utilizado pela primeira vez por Max Planck e depois popularizou-se entre os demais estudiosos.

Com os estudos da Teoria da Relatividade é possível afirmar que o tempo não é igual para todos, podendo variar de acordo com a velocidade, a gravidade e o espaço percorrido.

A teoria da Relatividade baseia-se em duas hipóteses:

1. Não existe referencial absoluto. As leis da física são as mesmas para todos os referenciais inertes (em repouso). Onde não é possível saber fisicamente se estamos em movimento ou parados, só é possível saber que um objeto movimenta-se de forma relativa a outro objeto.

2. A velocidade da luz é a mesma em todas as direções ou para todos os observadores tendo o mesmo valor em todos os referenciais inerciais.

Teoria da Relatividade Restrita

A Teoria da Relatividade Restrita ou Teoria Especial da Relatividade (TRR) foi publicada por Albert Einstein em 1905 através do artigo “A Eletrodinâmica dos Corpos em Movimento”.

Esse estudo define que a velocidade da luz é uma constante, sendo igual para todo o universo. O estudo permite afirmar que o espaço e o tempo não são grandezas absolutas, mas sim subjetivas e relativas para todos os observadores inerciais. Contrapõe as Leis de Newton, que consideram que o tempo e o espaço são os mesmos para qualquer observador.

Antes da elaboração da Teoria da Relatividade acreditava-se que, ao acender uma lâmpada ou ao observar um relâmpago na tempestade, a luz emitida aparecia quase de forma imediata. Durante muitos anos esse pensamento foi aceito entre os filósofos naturais e da Idade Média, mas o fato é que os estudos encabeçados por Einstein possibilitoram responder esses questionamentos com maior precisão.

Hoje sabemos que a velocidade da luz, no vácuo, em relação a um referencial, é constante em relação a todas as direções que ela pode ser medida.

Mesmo quando o referencial inicial está em movimento em relação a um outro referencial ela continua com a mesma velocidade: 299.792.458 metros por segundo (m/s). O tempo utilizado na definição é o segundo.

Assim temos que o segundo-luz vale 299.792.458 metros (aproximadamente 300 mil quilômetros); ou ainda 0,002 UA.

As suposições mais radicais da teoria põem um limite superior aos estudos desenvolvidos pela Lei da Gravidade e da Mecânica Clássica propostas por Isaac Newton principalmente no que diz respeito a quando as velocidades se aproximam da velocidade da luz no vácuo.

Nada que possa transportar massa ou informação pode mover-se tão ou mais rápido que a luz.

Teoria da Relatividade Geral

A Teoria da Relatividade Geral é um estudo geométrico da gravitação que foi desenvolvido por Einstein e apresentado à Academia Prussiana de Ciências em 1915. Essa teoria afirma que a gravidade é a distorção que uma determinada massa provoca em um tecido espaço/tempo.

De acordo com Einstein a gravidade não é uma força mas sim uma consequência da curvatura do espaço/tempo. Para ele, todos os corpos celestes estão localizados em cima de uma malha de tecido espaço/tempo, que dependendo da massa desses corpos pode criar uma distorção no tecido conhecido como gravidade.

A partir desse processo, quando a luz aproxima-se do campo gravitacional de um planeta ou de uma estrela, tende a se curvar devido a mudança da sua trajetória. Desta forma, a luz passa a acompanhar a curvatura da malha do tecido espaço/tempo.

Paradoxo dos gêmeos

Segundo a Teoria da Relatividade o tempo passa de forma diferente, em diversas situações, sendo uma das situações representadas pela velocidade, na qual o tempo passa mais devagar para quem navega em alta velocidade.

O Paradoxo dos Gêmeos, também chamado de Paradoxo de Langevin, é um experimento mental que retrata um homem que faz uma viagem ao espaço em uma nave em alta velocidade. Ao retornar para casa, essehomem volta com aspecto mais novo do que o seu irmão gêmeo que ficou na terra movendo-se a velocidades cotidianas.

Buraco negro

Para a Teoria da Relatividade Geral, o buraco negro é um lugar no espaço que nada pode escapar, nem mesmo as partículas que se movem na velocidade da luz, pois a velocidade de escape desses corpos massivos é superior a velocidade da luz.

Desta forma, temos outra forma do tempo passar mais lento: orbitando com o corpo celeste de grande densidade como um buraco negro ou uma estrela de nêutrons.

De acordo com a Teoria da Relatividade, só é possível viajar para o futuro em duas situações: viajando a altíssima velocidade, próxima a velocidade da luz ou orbitando em uma região cuja a gravidade é muito alta.

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