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, esse
homem 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
.