Teoria da Relatividade Explicada

Teoria da Relatividade Explicada


Você já ouviu falar da teoria da relatividade? Essa é uma das ideias mais famosas e revolucionárias da física, proposta pelo cientista Albert Einstein no início do século XX. Mas o que ela significa e por que ela é tão importante? Neste post, vamos tentar explicar para um leigo sobre a ideia da relatividade, sem usar muita matemática ou termos técnicos.

A teoria da relatividade se baseia em dois postulados, ou seja, duas afirmações que são consideradas verdadeiras sem necessidade de prova. O primeiro postulado diz que as leis da física são as mesmas para todos os observadores que se movem com velocidade constante em relação uns aos outros. Esses observadores são chamados de referenciais inerciais. Por exemplo, se você está dentro de um carro em movimento e joga uma bola para cima, ela vai cair na sua mão, como se você estivesse parado. Isso porque você e a bola estão no mesmo referencial inercial. Mas para alguém que está na rua vendo o carro passar, a bola vai fazer uma trajetória curva, pois ela tem a velocidade do carro somada à sua própria velocidade. Esse é o princípio da relatividade clássica, que já era conhecido antes de Einstein.

O segundo postulado diz que a velocidade da luz no vácuo tem o mesmo valor para todos os referenciais inerciais, ou seja, cerca de 300 mil quilômetros por segundo. Isso significa que não importa se você está parado ou em movimento, se você medir a velocidade da luz vinda de uma fonte qualquer, você vai obter sempre o mesmo resultado. Isso parece contraditório com o princípio anterior, pois se você somar a sua velocidade com a velocidade da luz, não deveria obter um valor maior? Na verdade, não. O que acontece é que quando você se aproxima da velocidade da luz, outras grandezas físicas sofrem alterações para manter esse postulado válido. Essas grandezas são o tempo, o espaço e a massa.

A consequência mais surpreendente dessa teoria é que o tempo não é absoluto, mas relativo ao referencial do observador. Ou seja, dois eventos simultâneos para um observador podem não ser simultâneos para outro observador em movimento relativo. Além disso, o tempo passa mais devagar para quem está em movimento do que para quem está parado. Esse fenômeno é chamado de dilatação do tempo e foi comprovado experimentalmente com relógios atômicos em aviões.

Outra consequência é que o espaço também não é absoluto, mas relativo ao referencial do observador. Ou seja, as dimensões de um objeto dependem do seu estado de movimento em relação ao observador. Um objeto em movimento tem seu comprimento reduzido na direção do movimento e sua largura aumentada na direção perpendicular ao movimento. Esse fenômeno é chamado de contração do espaço e também foi comprovado experimentalmente com partículas subatômicas aceleradas.

A última consequência é que a massa também não é absoluta, mas relativa ao referencial do observador. Ou seja, a massa de um objeto aumenta conforme ele se aproxima da velocidade da luz e tende ao infinito quando ele atinge essa velocidade limite. Esse fenômeno é chamado de aumento da massa relativística e explica por que nada
pode viajar mais rápido do que a luz no vácuo.

Esses fenômenos só são perceptíveis quando as velocidades
envolvidas são muito altas (próximas à da luz) e as distâncias
são muito grandes (como as distâncias astronômicas). No nosso
cotidiano esses efeitos são desprezíveis e podemos usar as leis
da física clássica sem problemas.

A teoria da relatividade também estabelece uma relação entre
massa e energia através da famosa equação E=mc²,
que significa que toda massa pode ser convertida em energia
e vice-versa numa proporção dada pelo quadrado da velocidade
da luz (c²). Essa equação explica como funciona uma bomba atômica.