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100 anos da teoria de Einstein
05/06/2005

Teoria da relatividade especial

da Folha Online

O físico alemão Albert Einstein concebeu duas teorias da relatividade, embora elas sejam geralmente designadas por um só nome. A primeira, que completa cem anos neste ano, é a chamada teoria especial, ou relatividade restrita.

Ela estabelece que tempo e espaço não são absolutos como postulava a física newtoniana, mas variam de acordo com o referencial --uma revolução na maneira de entender o Universo. O único valor constante é a velocidade da luz no vácuo, de 300 mil quilômetros por segundo.

A segunda teoria, a teoria geral da relatividade, foi concebida em 1915. Einstein se baseou em seu trabalho prévio para estabelecer que a gravidade distorce o espaço-tempo.

Ambas são baseadas na seguinte questão: imagine duas pessoas, uma parada na calçada e outra passando de carro. Ambas querem medir o tempo que uma bola solta pela pessoa que está na calçada demora para cair alcançar o chão. A questão colocada por Einstein foi: "Como as duas pessoas podem comparar as suas medições?".

O que Einstein mostrou, e que surpreendeu muita gente, é que essas medidas não são idênticas, mas dependem do movimento relativo entre as duas pessoas. Quanto mais rápido o movimento, mais diferentes elas são entre si.

Na teoria especial, de 1905, Einstein se limitou a movimentos com velocidade constante. Ele mostrou que tanto as medidas de tempo como as de espaço dependem dessa velocidade. Em particular, quanto mais perto da velocidade da luz, maior é essa diferença. A teoria permite que os dois observadores possam comparar seus resultados sem confusão e também comprova que nada pode ter velocidade mais rápida do que a da luz.

No artigo "A inércia de um corpo depende de sua energia?", Einstein expõe a equivalência entre massa e energia: se um corpo libera uma quantidade de energia "E" em forma de luz, sua massa "m" diminui na equação E/c2 ("E" dividido pela velocidade da luz ao quadrado). Portanto, E = mc2, que se tornaria a fórmula da física mais famosa da história.

Já na teoria da relatividade geral, Einstein incorporou movimentos com aceleração. Nesse caso, o surpreendente foi que essa teoria tornou-se também uma nova teoria da gravidade, substituindo a elaborada pelo inglês Isaac Newton (1643-1727) em 1687.

É impossível diferenciar a aceleração da gravidade. Nós sentimos isso quando andamos de elevador. Quando ele sobe rápido (acelerado), nós nos sentimos mais "pesados", quando ele desce rápido, mais "leves". Ou seja, a aceleração do elevador imita a gravidade, "mudando" nosso peso. Einstein concluiu que a gravidade pode ser compreendida como um efeito de curvatura no espaço, como quando colocamos uma bola de boliche em um colchão: quanto maior a massa, maior a curvatura.

Dessas idéias e teorias surgiram outras que despertam muita curiosidade. Entre elas, viagens no tempo, buracos negros, ondas gravitacionais e o Big Bang.



Especial
  • Entenda como a teoria da relatividade especial funciona

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