A teoria da relatividade via BRAG de ciência
A teoria da relatividade de Albert Einstein é muito famosa por prever alguns fenômenos realmente estranhos, como astronautas que envelhecem mais lentamente do que as pessoas na Terra e objetos sólidos que mudam de forma em alta velocidade; o tempo passa mais devagar se você se mover mais rápido (quanto maior a velocidade, quanto maior for a dilatação do tempo). Surpreendentemente, o acima mencionado é uma coisa real e sempre aconteceu.
Quem inventou a teoria da relatividade?
Albert Einstein publicou a primeira parte de sua teoria da "relatividade especial" no jornal alemão de física Annalen der Physik em 1905 e não concluiu sua teoria da relatividade geral até depois de outra década de difícil trabalho. Ele apresentou a última teoria em uma série de palestras em Berlim no final de 1915 e a publicou nos Annalens em 1916. Mas vejamos o que essa teoria quer nos dizer, que hoje é a melhor forma de entender o universo.
Começamos com uma relatividade especial, que se baseava em dois pequenos conceitos:
1. Primeiro, ou mundo natural, não permite quadros de referência "privilegiados". Sempre que um objeto se move em linha, ele desafia a uma velocidade constante (ou seja, sem aceleração), conferindo assim à física o mesmo para todos. É como quando você descasca a janela de um tremor e vê que um tremor adjacente parece estar se movendo, mas você está se movendo? Pode ser difícil dizer. Einstein reconheceu que o movimento é perfeitamente uniforme, literalmente impossível de dizer, e o identificou como um princípio central da física.
2. A luz viaja a uma velocidade invariável de 299.792.458 quilômetros por segundo. Não importa quão rápido um observador esteja se movendo ou quão rápido um objeto emissor de luz esteja se movendo, uma medição da velocidade da luz sempre produz o mesmo resultado.
A partir desses dois postulados mencionados, Einstein descobriu que o espaço e o tempo (espaço-tempo) estão interligados de maneiras que os cientistas nunca haviam percebido antes. Einstein mostrou que as consequências da relatividade especial costumam ser contra-intuitivas, até mesmo surpreendentes.
Se você estiver avançando em um foguete e passar por um amigo em um foguete idêntico, porém mais lento, por exemplo, verá que o relógio do seu amigo bate mais devagar do que o seu (os físicos chamam isso de "dilatação do tempo"). Além disso, o foguete do seu amigo parecerá mais curto que o seu. Se o seu foguete acelerar, sua massa e a do foguete aumentarão. Quanto mais rápido você for, mais pesadas as coisas ficarão e mais seu foguete resistirá aos seus esforços para torná-lo mais rápido. Einstein mostrou que nada que tenha massa pode atingir a velocidade da luz.
Outra consequência da relatividade especial é que matéria e energia são intercambiáveis por meio da famosa equação E = mc² (na qual E representa a energia, m a massa ec² a velocidade da luz multiplicada por ela mesma). Como a velocidade da luz é um número tão grande, mesmo uma pequena quantidade de massa é igual a uma grande quantidade de energia e pode ser convertida nela. É por isso que as bombas atômicas são tão poderosas.
A relatividade geral, por outro lado, é essencialmente uma teoria da gravidade. A ideia básica é que em vez de ser uma força invisível que atrai objetos uns aos outros, a gravidade é uma curva ou deformação do espaço. Quanto maior a massa de um objeto, mais ele deforma o espaço ao seu redor. (A curva do espaço não seria em duas dimensões, conforme representado nessas imagens, se não em todas as direções).
Por exemplo, o sol é massivo o suficiente para deformar o espaço em nosso sistema solar, um pouco como uma bola pesada pousada em uma folha de borracha deforma a folha. Como resultado, a Terra e os outros planetas se movem em trajetórias curvas (órbitas) ao seu redor.
Essa deformação também afeta as medições de tempo. Achamos que o tempo passa a uma taxa constante, mas assim como a gravidade pode esticar ou deformar o espaço, ela também pode esticar o tempo. Se seu amigo subir ao topo de uma montanha, você verá que o relógio dele bate mais rápido que o seu; Outro amigo, no fundo de um vale, terá um relógio mais lento, devido à diferença na força da gravidade em cada local. Para perceber isso em nosso ambiente, você precisa de um relógio extremamente preciso, os experimentos mostraram que isso realmente acontece. A dilatação do tempo seria mais longa e mais perceptível em campos gravitacionais fortes, como buracos negros próximos ou estrelas de nêutrons.
Resumindo:
- A relatividade especial é, em última análise, um conjunto de equações que relacionam a aparência das coisas em um referencial e a aparência em outro: alongamento do tempo e do espaço e aumento da massa. As equações não envolvem nada mais complicado do que matemática do ensino médio.
- A relatividade geral é mais complicada. Suas "equações de campo" descrevem a relação entre a massa e a curvatura do espaço e a dilatação do tempo e são normalmente ensinadas em cursos de física universitários de pós-graduação.
Créditos: Facebook Via BRAG de Ciências
A teoria da relatividade de Albert Einstein é muito famosa por prever alguns fenômenos realmente estranhos, como astronautas que envelhecem mais lentamente do que as pessoas na Terra e objetos sólidos que mudam de forma em alta velocidade; o tempo passa mais devagar se você se mover mais rápido (quanto maior a velocidade, quanto maior for a dilatação do tempo). Surpreendentemente, o acima mencionado é uma coisa real e sempre aconteceu.
Quem inventou a teoria da relatividade?
Albert Einstein publicou a primeira parte de sua teoria da "relatividade especial" no jornal alemão de física Annalen der Physik em 1905 e não concluiu sua teoria da relatividade geral até depois de outra década de difícil trabalho. Ele apresentou a última teoria em uma série de palestras em Berlim no final de 1915 e a publicou nos Annalens em 1916. Mas vejamos o que essa teoria quer nos dizer, que hoje é a melhor forma de entender o universo.
Começamos com uma relatividade especial, que se baseava em dois pequenos conceitos:
1. Primeiro, ou mundo natural, não permite quadros de referência "privilegiados". Sempre que um objeto se move em linha, ele desafia a uma velocidade constante (ou seja, sem aceleração), conferindo assim à física o mesmo para todos. É como quando você descasca a janela de um tremor e vê que um tremor adjacente parece estar se movendo, mas você está se movendo? Pode ser difícil dizer. Einstein reconheceu que o movimento é perfeitamente uniforme, literalmente impossível de dizer, e o identificou como um princípio central da física.
2. A luz viaja a uma velocidade invariável de 299.792.458 quilômetros por segundo. Não importa quão rápido um observador esteja se movendo ou quão rápido um objeto emissor de luz esteja se movendo, uma medição da velocidade da luz sempre produz o mesmo resultado.
A partir desses dois postulados mencionados, Einstein descobriu que o espaço e o tempo (espaço-tempo) estão interligados de maneiras que os cientistas nunca haviam percebido antes. Einstein mostrou que as consequências da relatividade especial costumam ser contra-intuitivas, até mesmo surpreendentes.
Se você estiver avançando em um foguete e passar por um amigo em um foguete idêntico, porém mais lento, por exemplo, verá que o relógio do seu amigo bate mais devagar do que o seu (os físicos chamam isso de "dilatação do tempo"). Além disso, o foguete do seu amigo parecerá mais curto que o seu. Se o seu foguete acelerar, sua massa e a do foguete aumentarão. Quanto mais rápido você for, mais pesadas as coisas ficarão e mais seu foguete resistirá aos seus esforços para torná-lo mais rápido. Einstein mostrou que nada que tenha massa pode atingir a velocidade da luz.
Outra consequência da relatividade especial é que matéria e energia são intercambiáveis por meio da famosa equação E = mc² (na qual E representa a energia, m a massa ec² a velocidade da luz multiplicada por ela mesma). Como a velocidade da luz é um número tão grande, mesmo uma pequena quantidade de massa é igual a uma grande quantidade de energia e pode ser convertida nela. É por isso que as bombas atômicas são tão poderosas.
A relatividade geral, por outro lado, é essencialmente uma teoria da gravidade. A ideia básica é que em vez de ser uma força invisível que atrai objetos uns aos outros, a gravidade é uma curva ou deformação do espaço. Quanto maior a massa de um objeto, mais ele deforma o espaço ao seu redor. (A curva do espaço não seria em duas dimensões, conforme representado nessas imagens, se não em todas as direções).
Por exemplo, o sol é massivo o suficiente para deformar o espaço em nosso sistema solar, um pouco como uma bola pesada pousada em uma folha de borracha deforma a folha. Como resultado, a Terra e os outros planetas se movem em trajetórias curvas (órbitas) ao seu redor.
Essa deformação também afeta as medições de tempo. Achamos que o tempo passa a uma taxa constante, mas assim como a gravidade pode esticar ou deformar o espaço, ela também pode esticar o tempo. Se seu amigo subir ao topo de uma montanha, você verá que o relógio dele bate mais rápido que o seu; Outro amigo, no fundo de um vale, terá um relógio mais lento, devido à diferença na força da gravidade em cada local. Para perceber isso em nosso ambiente, você precisa de um relógio extremamente preciso, os experimentos mostraram que isso realmente acontece. A dilatação do tempo seria mais longa e mais perceptível em campos gravitacionais fortes, como buracos negros próximos ou estrelas de nêutrons.
Resumindo:
- A relatividade especial é, em última análise, um conjunto de equações que relacionam a aparência das coisas em um referencial e a aparência em outro: alongamento do tempo e do espaço e aumento da massa. As equações não envolvem nada mais complicado do que matemática do ensino médio.
- A relatividade geral é mais complicada. Suas "equações de campo" descrevem a relação entre a massa e a curvatura do espaço e a dilatação do tempo e são normalmente ensinadas em cursos de física universitários de pós-graduação.
Créditos: Facebook Via BRAG de Ciências
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Física