O renomado físico alemão Albert Einstein (1879-1955), no início do século XX, partiu, então, de dois postulados para elaborar sua teoria especial da relatividade.
1. Princípio da relatividade, por melo do qual afirmava não existir um referencial preferencial, ou seja, as leis físicas são as mesmas em qualquer referencial inercial.
2. Invariância da velocidade da luz, que considera constante a velocidade da luz (c) em um meio determinado, independentemente da velocidade do emissor.
Analisando os conceitos físicos de tempo e espaço, Einstein concluiu que não existe incompatibilidade entre esses dois postulados, mas sim uma “falha” nas leis que descrevem os movimentos dos corpos.
O primeiro princípio, referente às leis da Mecânica, da Termodinâmica, da Óptica, da Eletricidade e do Magnetismo, é uma generalização do princípio da relatividade de Galileu-Newton, que se aplicava somente às leis da Mecânica. Essa generalização foi possível pela modificação dos conceitos de espaço e tempo.
Do ponto de vista experimental, o princípio da relatividade de Einstein afirma que qualquer experiência realizada num laboratório em repouso daria os mesmos resultados se feita em outro laboratório movendo-se com velocidade constante relativamente ao primeiro. Assim, não existe referencial inercial preferencial.
O segundo princípio está em perfeito acordo com o primeiro, uma vez que, se a velocidade da luz fosse somente para algum referencial especial, este poderia ser identificado ou distinguido entre outros por experiências envolvendo a velocidade da luz, o que estaria em contradição com o primeiro princípio.
Outra consequência do segundo postulado é ser o valor 300.000 km/s o limite para as velocidades na Natureza. Nenhuma partícula nem sinal podem mover-se com velocidade superior a c.
Esses dois princípios levam a certas consequências que contrariam o senso comum: a relatividade da simultaneidade, a dilatação do tempo, a contração do espaço e o efeito Doppler relativístico.
Efeitos da teoria da relatividade
A formulação da teoria da relatividade acarreta consequências sensíveis para o senso comum. A constatação de que a duração de um evento e o comprimento de um corpo não são grandezas absolutas e de que a massa de um corpo não é invariável, sendo todas essas dimensões dependentes do referencial adotado na observação, traz alterações em outras definições até então consagradas.
A massa, por exemplo, não é mais considerada a quantidade de matéria, mas sim, uma medida da inércia do corpo.
Outra consequência importante da teoria da relatividade é sentida na relação entre massa e energia. Em virtude da variância da massa, a nova expressão apresentada por Einstein para energia cinética foi:
Nessa equação, o segundo termo é denominado energia relativística:
e a energia que utiliza a massa própria, chamada de energia de repouso, equivale ao terceiro e último termo da equação:
Esse termo assegura que os corpos têm energia mesmo no estado de repouso e que a massa de um corpo pode ser convertida em energia.
Conclusão
A teoria da relatividade constitui um fato comparável em importância à teoria da gravitação de Newton e à teoria quântica.
Teoria esteticamente bem-feita, autoconsistente, de elevado valor heurístico e prático, a teoria da relatividade permeia todas as áreas de pesquisa na Física, na Eletrônica, na Engenharia, até mesmo na Medicina. A relatividade amplia nossa visão do mundo real, obrigando-nos a rever conceitos herdados da Física Clássica.
O impacto filosófico da teoria da relatividade sobre o pensamento humano tem sido profundo, desde a sua criação até nossos dias, mudando radicalmente nossa visão do mundo e do Universo.
A teoria geral da relatividade, um pouco mais nova que a restrita, abriu infindáveis campos de pesquisa teóricos e práticos, como a Cosmologia, a Astrofísica Relativística e a Teoria do Campo Unificado. As duas teorias da relatividade passaram com louvor por todos os testes experimentais aos quais foram exaustivamente submetidas. Muito já se descobriu e ainda há muito mais para se descobrir com os fundamentos que as teorias de Einstein nos deixaram.
Já no fim da sua vida, Einstein sintetizou numa frase simples e profunda sua visão do mundo: “Eu desejo apenas conhecer os pensamentos de Deus… as coisas restantes são detalhes.”
Por: Renan Bardine
Fonte:
Einsten e o universo relativístico, de Marco Braga, Jairo Freitas, José Cláudio Reis e Andrea Guerra (São Paulo, Atual Editora, 1 ed., 2000, Coleção Ciência Hoje.
