domingo, 31 de janeiro de 2010

Tudo é Relativo. Ou não. (Parte 1)

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“Tudo é relativo”. Essa frase se tornou um clichê, que tem inspiração na Teoria da Relatividade, criada por Einstein. Mas é claro, como muitas citações populares [ou todas], ela é fruto da má interpretação ou mesmo da deturpação de algo que foi dito. Mas eu vou tentar esclarecer essa teoria que revolucionou a ciência e, provavelmente, no mínimo mudará suas convicções sobre o tempo e o espaço.

DE NEWTON A EINSTEIN

Na escola aprendemos que o tempo é algo estático no sentido de que não depende de observadores, ele varia linear e constantemente para tudo e todos. O mesmo vale para o espaço. Distâncias são as mesmas independentemente de quem as está medindo. Já a velocidade é algo relativo, ou seja, depende de um referencial, não existe velocidade absoluta. Essas máximas estão expressas nas Leis de Newton. Elas valeram até 1905, quando Einstein publicou a Teoria da Relatividade Especial.
Tudo começou quando na sua adolescência o pequeno e inseguro Albert Einstein começou a imaginar o que aconteceria se ele conseguisse correr ao lado de um raio de luz, na mesma velocidade. O pensamento por trás disso é fácil. De acordo com Newton, a velocidade só pode ser medida se comparada com o deslocamento de outro corpo, o famoso referencial. Se dois corpos possuem a mesma velocidade, então os dois estão parados um em relação ao outro. Eles literalmente se vêem parados. É como um carro A correndo exatamente ao lado do outro, B, à mesma velocidade. O motorista do A vê B parado e vice-versa. O que Einstein fez foi aplicar esse raciocínio à luz. O que aconteceria se alguém atingisse a velocidade de 300000 km/s, olhasse pro lado e visse um raio de luz viajando a essa mesma velocidade? Como seria ver a luz parada?!

TEORIA DA RELATIVIDADE ESPECIAL

A solução para esse enigma foi a Teoria da Relatividade Especial. Após vários experimentos cuja descrição aqui seria bem cansativa, Einstein concluiu e comprovou que a velocidade da luz é constante sempre. Ela não precisa de um referencial. Ela é a única coisa no universo, conhecida por nós, que possui velocidade independente do referencial usado. Esse fato trás conseqüências intrigantes.
Imagine alguém andando em um carro a velocidade constante, em uma rua com pedestres e árvores. Com certeza, o motorista ao olhar para as árvores na rua que se localizam bem afastadas do carro, as verá como se estivessem passando em câmera lenta. As árvores mais próximas passarão numa velocidade bem maior. A impressão que dá, dentro de um carro com velocidade constante andando numa rua completamente lisa, é que na verdade são as coisas lá fora é que estão passando pelo carro e não o contrário. Mas com certeza, para um pedestre, o carro é que estará se movimentando pela estrada. O grande trunfo de Einstein foi aplicar essa lógica para o tempo!
Usando o mesmo exemplo de antes, imagine agora que o carro possui no seu painel, um cronômetro e que existe um pedestre também cronometrando o tempo que ele leva para concluir um devido percurso numa velocidade de 180 km/h. Ao final do percurso, o cronômetro do pedestre marca 30s, e, você deverá pensar, obviamente que o cronômetro do carro marcará os mesmos 30s. Mas ele estará constando 29,99999999999952. Sim! Isso significa que corpos em movimento se deslocam mais rapidamente no tempo do que corpos estáticos, como o pedestre. Nesse caso, a diferença foi mínima, mas conforme um corpo qualquer se aproxima de velocidades próximas a da luz, esse tempo economizado passa a ser bem expressivo!

LUZ ABSOLUTA E O TEMPO

Esses exemplos ocorrem a todo tempo em nossas vidas, mas são tão insignificantes para nós, corpos que se deslocam lentamente [com relação à velocidade da luz], que os efeitos da Relatividade não são perceptíveis aos nossos sentidos. Agora darei mais um exemplo, um pouco mais complexo.
Um homem está andando de bicicleta à velocidade constante de 10 km/h, em uma pista perfeitamente lisa. O homem resolve parar e pegar uma bola e jogá-la para frente a uma velocidade de 3 km/h. Depois, ele volta a andar com velocidade constante de 10 km/h e joga a bola estando em movimento! Dessa vez, a velocidade da bola será 13 km/h, por razões já presumíveis. Agora imagine, hipoteticamente, que o homem segura um fóton em sua mão [fóton é a unidade indivisível da luz] e o joga, estando com a bicicleta parada. Esse fóton se deslocará numa velocidade de 300000 km/s. Agora, o homem volta aos seus 10 km/h e tenta jogar o fóton à frente assim como fez com a bola. O normal, de acordo com nossa lógica newtoniana, seria presumir que o fóton dessa vez se deslocará com velocidade de 300.000,002777Km/s., mas não é o que acontece... O fóton vai continuar se deslocando a 300000 km/s! Isso é uma conseqüência direta da constância da velocidade da luz.
Essa capacidade da luz também gera interferências no tempo, apesar de no exemplo acima ela não ser ressaltada [esse efeito também é observado num dos exemplos anteriores, que é o do carro e da medição dos cronômetros]. Agora um exemplo sobre isso:
Em um trem, dois homens estão sentados um de frente para o outro e exatamente no meio deles existe uma lâmpada apagada. Em um banco próximo, existe outro passageiro, solitário. Na plataforma existe uma mulher. No momento em que a lâmpada é ligada, o passageiro solitário vê que a luz atinge os dois homens sentados ao mesmo tempo. Mas e a mulher na plataforma? Ela vê que o homem que está de frente para a direção na qual o trem se desloca está indo em direção ao raio de luz, que por sua vez está indo em direção a ele. O homem sentado na direção oposta à da direção do movimento do trem acaba se deslocando de forma a se distanciar do raio de luz. Conclusão: a mulher vê o primeiro homem sendo atingido mais rápido pela luz do que o outro; e o passageiro solitário vê os dois homens sendo atingidos ao mesmo tempo. Os dois estão certos, isso não é algo subjetivo, é algo realmente inerente às leis da física.

CONCLUSÃO

A explicação para esses efeitos incríveis é a seguinte: na verdade, o movimento de todos os corpos está distribuído entre as dimensões do espaço e do tempo. Dessa forma, um corpo que esteja totalmente estático no espaço, está se movendo totalmente no tempo somente. Já um corpo que esteja se movendo totalmente dentro da dimensão do espaço, estará se deslocando nulamente no tempo. Por “se movendo totalmente dentro da dimensão do espaço”, entenda “estar se deslocando na velocidade da luz”. A única coisa identificada até hoje que possui essa habilidade, de se deslocar totalmente no espaço e fora do tempo, é a luz, por isso, alguém que viajasse na velocidade da luz estaria literalmente viajando no tempo.
Dessa forma, vemos que aquela frase que parecia tão normal e desprovida de complexidade, “Tudo é relativo”, começa a ser entendida. E ela se mostra incorreta, já que a luz é absoluta em seu movimento.
Enfim, a teoria de Einstein é mais ampla, tendo ainda a Teoria da Relatividade Geral, que abordarei em breve.


2 comentários:

Rapha disse...

Pensei que você deixaria de citar "viajar no tempo". rs

Felipe C. Novaes disse...

haha Amooor! Na verdade vou fazer outra hora um post só sobre viagem no tempo. Esse assunto envolve outras coisas além de Relatividade! vai ser um post legal! rs

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