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A Teoria da Relatividade em 7 perguntas e respostas

A doutora em física quântica Sonia Fernández-Vidal explica pontos principais da teoria revolucionária que completa cem anos

EFE

25 de novembro de 2015 | 15h58

Albert Einstein apresentou há 100 anos sua Teoria da Relatividade Geral, com a qual reformulou as bases da Física. Uma teoria não facilmente compreensível em todos seus detalhes, mas da qual a doutora em física quântica Sonia Fernández-Vidal oferece algumas ideias na entrevista abaixo. 

O que supõe a formulação da Teoria da Relatividade?

Segundo a física clássica, o Universo era como um relógio gigante - tempo e espaço eram iguais em todas as partes e absolutos. Com a Teoria da Relatividade, o espaço e o tempo deixam de ser absolutos e dependem da velocidade com a qual nos movemos.

   

Por que há duas teorias da relatividade, uma Especial e outra Geral?

Em 1905, Albert Einstein assentou as bases da Teoria da Relatividade Especial, com a qual estabeleceu o limite de velocidade cósmica: a velocidade da luz no vácuo, que é sempre

constante.

Alguns anos mais tarde, estendeu os conceitos da Relatividade Especial para explicar a gravidade. Nascia assim a Relatividade Geral.

   

Por que se diz que a Teoria da Relatividade substitui a teoria da Gravitação Universal de Newton?

As leis de Newton levaram a uma extraordinária evolução tecnológica - bastaram suas equações para que a Humanidade enviasse o primeiro homem à Lua. Mas durante trezentos anos nenhum cientista chegou a entender como funcionava a gravidade, nem mesmo o pai desta grande teoria.

Foi no início do século XX que um empregado de segunda de uma oficina de patentes suíça, com só 26 anos, abriu a caixa de Pandora.

Com seus artigos de pesquisa, Einstein postulou que a velocidade da luz é um limite cósmico que nada nem ninguém pode superar. Esta afirmação abria uma brecha de discordância com o grande Isaac Newton.

   

Em que sentido a afirmação de Einstein provocava esta batalha de titãs?

Segundo a Teoria da Gravitação de Newton, a gravidade é uma força que afeta os objetos de maneira instantâneo, de modo que se ignorava o limite de velocidade que Einstein acabava de impor.

Sobre este problema, Einstein levantou o seguinte: o que ocorreria se um malvado mago cósmico fizesse desaparecer o Sol?

Segundo a gravitação de Newton, os planetas do Sistema Solar sairiam disparados de sua órbita instantaneamente.

Entretanto, Einstein sabia que a luz do Sol demora oito minutos para percorrer os 150 milhões de quilômetros que o separam da Terra. Isso significa que continuaríamos vendo o Sol em seu lugar durante esses minutos. Mas então, como sairíamos de órbita antes de ficar no escuro?, se perguntava o jovem cientista.

Ao responder esta questão, Albert Einstein construiu um modelo no qual a gravidade não só não seria instantânea, mas também viajaria exatamente à velocidade da luz.

Acabava de nascer a Teoria da Relatividade Geral. Com esta teoria, Einstein realizaria outro laborioso trabalho de unificação: o espaço e o tempo.

   

O que é isso de que o espaço e o tempo que se curvam?

Em seu modelo de Relatividade Geral, Einstein cria um tecido espaço-temporal cuja curvatura é o que atrai os planetas em direção ao Sol. Podemos visualizá-lo como um colchão macio. Se temos um casal corpulento, deformará o colchão de tal modo que passaremos a noite inteira fazendo força para evitar cair um em direção ao outro. Do mesmo modo, se altera o tecido do espaço e tempo.

No colchão cósmico, o Sol deforma o espaço de modo que atrai ao seu redor os diferentes planetas.

Assim, a pergunta de Einstein que colocávamos antes ficava resolvida: se um mago fizesse desaparecer o Sol não perceberíamos o efeito até que as ondas gravitacionais, que viajam na velocidade da luz, chegassem à Terra, o que ocorreria em 8 minutos.

   

Como é possível que o tempo seja relativo, ou seja, que não transcorra da mesma maneira em todas as partes do Universo?

A velocidade da luz é uma espécie de limite cósmico, e nada no universo pode superá-la. Está proibido! Isso nos leva a um dos efeitos da famosa Teoria da Relatividade de Einstein: quando se aproxima da velocidade da luz, o tempo se estira e as coisas se encolhem. O tempo vai mais lento ou mais veloz segundo a velocidade em que você está. Quanto mais rápido se move, mais lento passa o tempo. Um relógio em movimento vai mais devagar que um parado.

Mas não precisa fazer viagens interestelares para sofrer os efeitos da relatividade: se viajamos de Paris a Nova York de avião, ao descermos seremos um pouco mais jovens que os amigos que deixamos para trás.

   

O que têm a ver os buracos negros e a Teoria da Relatividade?

Como vimos, o Sol afunda o tecido espaço-temporal. Se em vez do Sol, colocamos algo maior, se afundará ainda mais.

Agora imagine que colocamos algo tão tremendamente denso que conseguimos que este tecido do espaço-tempo se afunde muito. Até que se crie um buraco, um buraco negro. Tudo cairia dentro dele, como em uma cascata. 

 

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