Teoria da Relatividade

A Teoria da Relatividade foi apresentada inicialmente por Galileu, que afirmou e defendeu a ideia de que a descrição de um movimento depende do referencial escolhido e que nos referenciais inerciais (referencial em relação ao qual se verifica a Lei da Inércia) existe invariância das leis da física.

Einstein acabou por contrariar Galileu, comprovando que Galileu estava errado ao afirmar a invariância das leis perante os referenciais inerciais, pois as leis do electromagnetismo não são as mesmas em todos os referenciais de inércia.

Einstein apresentou, então, uma renovada Relatividade, que se dividia em Restrita e Geral. A Relatividade Restrita, desenvolvida em 1905, pode ser deduzida a partir de dois postulados que contrariam o chamado senso comum:

1º Não existe nenhuma forma de detectar o movimento absoluto; as leis de Física são as mesmas em todos os referenciais inerciais;

2º A velocidade da luz é independente do movimento da fonte luminosa ou do observador;

Estes postulados da relatividade restrita implicam:

- Simultaneidade de acontecimentos - Dois acontecimentos que são simultâneos num dado referencial não são simultâneos num referencial que se encontre em movimento relativamente ao primeiro.

- Dilatação do tempo - O intervalo de tempo medido num referencial em movimento relativamente ao referencial em que o acontecimento se encontra em repouso é maior.

EX:

Um observador A e outro observador B que está dentro da carruagem, estão equipados de relógios. Dentro da carruagem existe um dispositivo C capaz de emitir luz e detectá-la. Acima deste dispositivo está um espelho que reflecte os raios emitidos por C. Assim, um raio emitido pelo dispositivo C é reflectido no espelho e volta para C onde é detectado permitindo, então, o cálculo do tempo de percurso ∆t.

Os dois observadores medem o mesmo valor para o intervalo de tempo ∆t = 2d/c. Onde c = 299 792 458 m / s. Imagine agora que a carruagem tem movimento rectilíneo e uniforme, com velocidade igual a u relativa ao observador A em repouso no solo.

O observador B mediu o mesmo intervalo de tempo do primeiro teste, mas o observador A medirá um intervalo de tempo ∆t’ diferente do anterior, pois para ele o raio de luz percorreu uma distância diferente da anterior. Observe-se a distância percorrida pelo raio de luz:

Assim, podemos deduzir o tempo ∆t’:

- Contracção do espaço - O comprimento de um objecto é menor quando é medido num referencial no qual o objecto se encontra em movimento.

Para generalizar a Teoria da Relatividade para referenciais não inerciais (referenciais acelerados e submetidos à força da gravidade) e para levar em consideração as ideias descobertas na Relatividade Restrita sobre o espaço e o tempo, Albert Einstein, em 1916 desenvolveu a Teoria Relatividade Geral.

Esta teoria veio a resolver o problema da incompatibilidade da teoria de Gravitação de Newton com a teoria da Relatividade Restrita e também veio a resolver alguns obstáculos relativos à Gravitação de Newton. Esses obstáculos eram, respectivamente, a exclusão das partículas de massa zero e o facto da força gravitacional actuar à distância.

Mas como Einstein veio a comprovar através da Teoria de Relatividade Geral, o campo gravitacional é resultado de uma deformação do espaço-tempo quadridimensional na vizinhança de um corpo.

Esta teoria baseia-se no Princípio da Equivalência - um campo gravitacional homogéneo é equivalente a um referencial uniformemente acelerado. Este princípio estende a teoria da Relatividade Geral a todos os referenciais (inerciais e não inerciais), concluindo-se a partir deste que é impossível o observador saber se está num campo gravítico com a aceleração da gravidade, ou ligado a um referencial acelerado.