Teoria da relatividade

O objetivo deste post é falar um pouco sobre a Teoria da Relatividade. Muitas pessoas acham que essa teoria foi formulada totalmente por Albert Einstein. Contudo, assim como acontece em vários ramos da Física, Einstein usou trabalhos de outros cientistas, como do matemático Henri Poncaré e do físico Hendrik Lorentz. A Teoria da Relatividade é o conjunto de duas teorias: a Relatividade Restrita e a Relatividade Geral.

Na Teoria da Relatividade Restrita, Einstein mudou o conceito de espaço e tempo independentes usados por Newton por uma ideia de espaço-tempo como uma entidade geométrica. O espaço-tempo na relatividade tem quatro dimensões, uma temporal e três espaciais, nas quais as noções de geometria podem ser utilizadas. O termo “restrita” é usado porque ela é um caso especial do princípio da relatividade, no qual efeitos da gravidade são ignorados. Dez anos após a publicação da Teoria Restrita, Einstein publicou a Teria Geral da Relatividade, que é a versão especial integrada com os efeitos da gravitação.

Como produto da Teoria da Relatividade e com certeza a mais espetacular delas é a evidência de que o conteúdo em massa de uma partícula relaciona-se com o seu conteúdo em energia. Essa teoria previu que de uma massa pequena pode ser extraída uma energia gigantesca e a prova foram as bombas atômicas lançadas no Japão. A bomba atômica lançada em Hiroshima possuía cerca de 700 g de urânio, matou aproximadamente 70 mil pessoas e devastou nove quilômetros quadrados de área.

Equação proposta por Einstein que relaciona energia com a massa da matéria.
Por Anders Sandberg. Licenciado por Creative Commons. Atribuição 2.0 Genérica.

Na Teoria da Relatividade Geral, temos como uma das bases o Princípio da Equivalência. Esse princípio diz que em um laboratório em queda livre num campo gravitacional as leis físicas são as mesmas que num referencial inercial na ausência do campo gravitacional. Como previsões desse princípio, temos: a trajetória da luz se curva na presença de fortes campos gravitacionais, a existência de ondas gravitacionais e dos buracos negros.

Luz se curvando em um sistema binário de estrelas. NASA/Tod Strohmayer (GSFC)/Dana Berry (Chandra X-Ray Observatory)

Pelo Princípio da Equivalência, Einstein verificou que a trajetória da luz se curva próximo a campos gravitacionais fortes. Mas como isso pode ocorrer? Então o fato de que a luz tem trajetória reta está errado? A resposta é que a luz tem sim trajetória reta, porém, durante o caminho, se encontrar um planeta com forte campo gravitacional, seu trajeto é desviado. Podemos pensar de forma bastante simples que o planeta atrai a luz provocando um desvio.

O grande problema para o princípio da Equivalência é que sua prova era bastante complicada. Einstein morreu sem ter prova concreta de sua teoria. Muitos acham que o Prêmio Nobel que ganhou em 1922 foi por causa da Teoria da Relatividade, quando na verdade ele foi devido à sua explicação dada ao efeito fotoelétrico. Contudo, sua teoria realmente foi comprovada com experimentos feitos na observação de estrelas durante o eclipse de 1919.

Por Marshal Mori Cavalheiro - Portal Educacional