Explique a Teoria da Relatividade?

Answer 1

É um conjunto de Teorias elaboradas por Einstein.

Basicamente, elas dizem que:

Um par de eventos simultâneos ocorre em tempos diferentes para pessoas em posições diferentes.

Dessa afirmação podemos concluir que o Tempo é Relativo, e não Absoluto. Um segundo para você pode não ser um segundo para mim, dependendo de nossas posições e velocidades.

POR EXEMPLO...

Imagine que Maria está dentro de um trem e quer cronometrar o tempo que um raio de luz saido de uma lanterna leva chegar a um ponto no teto do trem exatamente acima da lanterna.

E, além de Maria, João quer cronometrar o mesmo evento, mas ele está do lado de fora, numa estação.

Maria, o trem e a lanterna possuem a mesma velocidade relativa (entre eles). Assim, Maria vê o raio partir da lanterna e chegar ao teto numa trajetória vertical (90º em relação ao chão e teto).

Maria marca o tempo T(1) desse evento.

Já João está ''parado'' numa estação de trem. Ao olhar para evento, ele vê o raio de luz numa trajetória inclinada em relação ao teto do trem, pois enquanto o raio se movimenta o trem também se movimenta.

João marca o tempo T(2) para esse evento.

Se o Tempo fosse Absoluto, então T(1) = T(2).

MAS...

Lembre-se de que a luz não pode ser mais rápida do que ela mesma (300.000 km / s).

Sendo assim, para João, a luz percorreu uma distância maior e com a mesma velocidade.

Velocidade = Espaço / Tempo

Se a Velocidade da luz é a mesma para Maria e João e os Espaços Percorridos são diferentes, então os Tempos também são diferentes.

Answer 2

Antes de 1905, quando Albert Einstein publicou sua teoria da relatividade especial, a maioria das pessoas acreditava que o espaço e o tempo eram como sir Isaac Newton os descrevera no século XVII: o espaço era o "palco" fixo, imutável, sobre o qual se desenrolava o grande drama cósmico, e tempo era o universal e misterioso "relógio no céu".

Mesmo hoje, as pessoas comuns assumem que essa noção intuitiva de espaço e tempo esteja correta. Mas ela não está.

O artigo de Einstein, de 1905, juntamente com outro, publicado em 1915, pintou um quadro totalmente diferente, de fundir a cuca. O espaço está constantemente sendo distorcido e curvado pela matéria e pela energia que se movem nele, e o tempo flui a taxas diferentes para diferentes observadores. Numerosos exemplos reais nos últimos 100 anos indicam que, espantosamente, Einstein estava correto.


O espaço fixo de Newton versus o espaço-tempo flexível de Einstein, mostrados no filme "Testando o Universo de Einstein", de Norbert Bartel.


Mas os cientistas hoje têm razões para pensar que mesmo a teoria de Einstein não conta a história toda; outra revolução parece inevitável.

A razão para essas dúvidas é que a teoria de Einstein é incompatível com a mecânica quântica, outro pilar da Física moderna, que descreve o singular mundo das partículas subatômicas. Quando as teorias são utilizadas em conjunto, algumas vezes suas equações combinadas não fazem sentido. Isto levou os cientistas a acreditar que as teorias atuais irão eventualmente ser substituídas por uma única e elegante teoria que explique todos os fenômenos físicos, do subatômico ao cósmico, a chamada "Teoria do Tudo".

Quando os primeiros sinais desta revolução na Física irão dar seus ares? Talvez quando for provado que Einstein, tal como Newton antes dele, estava errado - ou, pelo menos, não estava totalmente certo.

Para procurar por falhas nas teorias de Einstein, os cientistas estão fazendo experimentos que podem medir as previsões da relatividade com precisão cada vez maior. Um desses experimentos é a sonda espacial Gravity Probe B, da NASA.


Gravity Probe B orbitando a Terra, na visão de um artista.

De acordo com Einstein, a Terra faz uma pequena ondulação no espaço-tempo ao seu redor - algo como uma bola de boliche colocada sobre uma mesa elástica. Como a Terra gira, essa ondulação é distorcida, formando um suave vórtice. A Gravity Probe B está orbitando a Terra, nesse momento, em busca dessas distorções.

A sonda espacial detecta a distorção do espaço-tempo ao redor de nosso planeta utilizando giroscópios (há quatro deles a bordo). Francis Everitt, chefe da missão e professor da Universidade de Stanford, explica:

"Giroscópios se movendo ao longo do espaço-tempo curvo irão gradualmente alterar sua direção de giro em relação às estrelas. A Gravity Probe B irá medir esse movimento de inclinação com extraordinária precisão e, a partir dessa medição, nós poderemos calcular a estrutura do espaço-tempo próximo à Terra."

Além disso, a sonda espacial irá medir o gama, uma variável física importante, utilizada pelos cientistas em sua busca de superar a teoria da relatividade de Einstein. A grosso modo, gama corresponde à curvatura do espaço tridimensional.

Se a teoria de Einstein coincidir perfeitamente com a realidade, gama deverá ser exatamente igual a um. Uma medição do valor de gama que seja minimamente diferente de um poderá ser o primeiro sinal daquilo que os físicos estão procurando.

"Gama é a forma mais sensível de medir qualquer possível desvio de Einstein, porque ele é sensível a [qualquer tipo de campo desconhecido]," afirma Thibault Damour, professor do Institut des Hautes Etudes Scientifiques, França, e especialista em teorias que possam substituir a teoria da relatividade.

No experimento da Gravity Probe B, gama contribui para a minúscula inclinação do eixo de rotação dos giroscópios, os quais, se espera, movimentem-se 6,6 arcosegundos (0,00183 graus) durante o período de um ano que durará a fase de coleta de dados da missão. Esse movimento deverá permitir aos cientistas medir gama com uma precisão de cerca de 0,01% de seu valor - podendo chegar até a 0,001%, afirma Everitt.


Einstein continua sendo manchete.


Se gama mostrar-se ligeiramente menor do que um, isso poderá sustentar a idéia de que existe um novo campo de força, como a gravidade, mas muito mais fraco. Os físicos o chamam de um "campo escalar". Esse novo campo é uma característica de algumas teorias candidatas a se tornarem a "Teoria do Tudo", incluindo a teoria das cordas. A teoria das cordas é popular devido à sua elegância em explicar todos os fenômenos físicos conhecidos, desde o subatômico até o cósmico. O problema é que a teoria das cordas é muito difícil de ser testada no mundo real, e até hoje não foi encontrada nenhuma evidência experimental de suas previsões únicas.

"Descobrir que gama é ligeiramente menor do que um irá sustentar a idéia de um campo escalar e, desta forma, dar-nos um primeiro suporte experimental para a teoria das cordas," afirma Thibault.

Se gama for ligeiramente maior do que um, entretanto, isso significará o "retorno às pranchetas" para o teóricos. Nenhuma teoria atual prevê que gama possa ser maior do que um, de forma que os físicos não têm idéia de como explicar essa eventual descoberta. "Basta dizer que, toda vez que eu pergunto aos téoricos o que poderia significar se gama fosse maior do que um, eles mudam de assunto," brinca Everitt, que é um experimentalista.

A Gravity Probe B também poderá descobrir que, dentro dos limites de precisão do seu experimento, gama é igual a um - exatamente como Einstein previu. O que isso significará? Talvez a falha, se é que ela existe, seja menor do que a Gravity Probe B é capaz de detectar. Ou, talvez, os primeiros sinais da nova revolução deverão aparecer em outro lugar. Ninguém sabe.

A Gravity Probe B está no meio de sua missão de um ano. Cem anos se passaram e faltam agora seis meses para a chegada. Fique antenado para saber as respostas.

Answer 3

Amigo, Einstein quis dizer o seguinte: tudo é relativo, pois qualquer coisa a ser medida depende de um referencial adotado, e este referencial pode ser mudado.

Tudo é relativo, somente Deus é absoluto.

Answer 4

A teoria da relatividade diz que o tempo e o espaço não são constante para todos os observadores. A contração do tempo e do espaço pode melhor percebida em altas velocidade (proximas à da luz). Porem, em experiencias já realizadas, um relógio de alta precisão abordo de uma avião a jato, teve um atraso na ordem de milionésimos de segundo. E os localizadorem de gps utilzam desta teoria para garantir a precisão da localização.

Answer 5

É impossível explicar tudo, mas vou lhe dar um ponto de partida para entender a Relatividade Restrita. Sugiro que leia devagar e várias vezes:

Muitos pensam que é possível dizer qual velocidade a Terra tem em seu deslocamento pelo espaço, mas não é possível fazer isso, porque não se pode marcar um ponto parado em um espaço vazio. Quando os cientistas tentaram medir a velocidade absoluta da Terra, descobriram uma coisa muito importante: que só existe velocidade relativa, sendo sempre necessário dar um ponto de referência para medi-la.

Imagine um astronauta dentro de uma nave com os motores desligados e muito longe de qualquer campo gravitacional. Ele flutua e se sente parado. Um segundo astronauta passa pelo primeiro com sua nave, também com os motores desligados. O segundo astronauta também flutua, se sente parado e acha que foi o primeiro que passou por ele.

O que descobrimos é que cada astronauta vê uma coisa diferente, mas os dois estão certos. Não temos aqui uma questão motivada somente pela dificuldade de se dizer quem realmente está parado e quem está em movimento. O que temos é a descoberta importante de que não faz o menor sentido querer dizer quem está ou não se movendo sem que seja dada uma referência para as velocidades.

Para o primeiro astronauta, o segundo astronauta se move. Para o segundo astronauta, o primeiro se move. Se o primeiro tem certeza de que está parado e vê o segundo astronauta passar a uma velocidade próxima à da luz, o segundo astronauta tem certeza de que está parado e vê o primeiro passar a uma velocidade próxima à da luz. Ambos estão certíssimos. É por isso que não faz sentido dizer que uma nave não resistiria a uma velocidade alta, porque estar parado e estar correndo em linha reta a uma velocidade enorme são situações equivalentes e permutáveis. Tudo depende do ponto de vista, que os físicos chamam de referencial.

Se cada astronauta está parado (pelo seu próprio ponto de vista) e flutuando em sua nave, cada um deve medir a mesma velocidade para a luz no vácuo, já que ela é uma das constantes da Natureza. E é exatamente isso que acontece. O problema é que, quando um astronauta tenta imaginar como o outro vê um raio de luz, as coisas se tornam muito complicadas. Veja um exemplo:

O primeiro astronauta flutua em sua nave parada e vê o segundo astronauta se aproximar dele a uma velocidade de 99,9999% da velocidade da luz. O segundo astronauta acende os faróis de sua nave para iluminar o primeiro. Com qual velocidade essa luz chega ao primeiro astronauta? Qual velocidade você acha que o segundo astronauta mede para a luz que sai da nave dele?

O primeiro astronauta tem de ver a luz chegar a ele com a velocidade da luz, como não poderia deixar de ser, já que ele está parado e a velocidade da luz é constante. De fato é isso mesmo que acontece. Mas o primeiro astronauta vai achar que a luz sai muito devagar na frente da nave do segundo astronauta, porque o segundo astronauta está se aproximando quase à velocidade da luz. E é aí que ele se engana, porque o segundo astronauta tem uma opinião diferente e igualmente válida.

O segundo astronauta flutua em sua nave parada e vê o primeiro se aproximar dele a uma altíssima velocidade. Quando o segundo astronauta acende os faróis, a luz sai dele com a velocidade da luz, como não poderia deixar de ser, já que ele está parado e a velocidade da luz é constante. O segundo astronauta vai achar que o primeiro vê a luz chegar a ele com quase o dobro da velocidade normal da luz, mas nós sabemos que ele está enganado.

Esta situação estranha nos mostrou que havia algo de muito errado com nossos conceitos sobre o espaço e o tempo. Para arrumar toda essa confusão, de forma que cada observador pudesse ver a luz sempre com a mesma velocidade, foi necessário abrir mão do espaço e do tempo absolutos. É por isso que os metros e os segundos não são iguais para os dois astronautas. Cada um acha que as réguas do outro encolheram e que os relógios do outro ficaram lentos.

Tudo isso poderia ser somente um pesadelo matemático, mas os experimentos que foram feitos mostraram que os relógios que são considerados em movimento sempre se atrasam.

O resto não dá para detalhar, porque não posso escrever um livro aqui, mas eu espero ter conseguido dar o empurrão inicial, mostrando o que motivou essa importante modificação da Física anterior a Einstein.
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Answer 6

A Física proposta por Isaac Newton no séc. XVII tinha comobase fatos fortes e convincentes. Tão convincentes, que foi amplamenteutilizada nos séculos seguintes sem ser questionada. Os princípiosda Mecânica Newtoniana determinaram praticamente todo o desenvolvimentotécno-científico dos dois séculos que à precederam.Esta Mecânica caracteriza-se por não questionar a validadede seus conceitos; como por exemplo a questão sobre o referencialno qual são feitas as medidas e a influência do métodode medida sobre as grandezas em questão.

Mesmo nos nossos dias, os conceitos estabelecidos pela MecânicaNewtoniana permanecem firmemente ligados ao nosso raciocínio cotidiano.Estes conceitos estavam tão fortemente enraizados que atravessaramvários séculos sem que alguém questionasse seus fundamentos.

O primeiro físico a questionar alguns conceitos Newtonianosfoi o físico alemão Ernst Mach. Em seu texto intitulado "TheScience of Mechanics" de 1883, Mach expressa críticas à dinâmicade Newton. Mach levantou a questão sobre a distinçãoentre movimento absoluto e relativo, discutiu o problema da inérciados corpos e acima de tudo apontou como ponto fraco da dinâmica Newtonianasua concepção de espaço e tempo absolutos. Esta concepçãoNewtoniana está bem ilustrada na seguinte passagem dos "Principia":

"Absolute, true and mathematical time, of itself and by its owntrue nature, flows uniformly on, without to anything external"

Mach observa que sendo o tempo medido necessariamente pelo movimentorepetitivo de um corpo ou sistema físico; como por exemplo um pênduloou o movimento da Terra; é lógico que suas propriedades devemde alguma forma estar conectadas com o movimento. Semelhantemente, o conceitode espaço deve estar intimamente ligado com as propriedades do sistemade medida; e não deve ser considerado como algo absoluto.

Tais críticas não causaram muito efeito de imediato, masocasionalmente foram de profunda importância para um jovem físicochamado Albert Einstein. Einstein foi fortemente atraído pelas idéiasde que os conceitos físicos devem ser definidos em termos de grandezasmensuráveis. Portanto a maneira de observação e realizaçãode medidas físicas deve influenciar os conceitos físicos.

Este pensamento, muito diferente do absolutismo Newtoniano, gerou uma revolução nos conceitos da Física, culminandocom o aparecimento da Relatividade.



A criacão da Relatividade
Durante sua permanência em Berna, Suiça, Einstein conheceu Michele Angelo Besso, engenheiro italiano, casado com Ana, cujo irmão, Paul Winteler, esposa mais tarde, Maja, irmã de Einstein.Além destas relações familiares, foi o trabalho conjunto de ambos, no Departamento de Patentes, que possibilitou a concretização de uma longa e profunda amizade, fácil de se comprovar pela correspondência que mantiveram no período de 1903 a 1955, e recentemente, publicada pela editora Hermann de Paris, em 1972.Michele Besso, com quem Einstein gostava de trocar idéias, possuia profundos conhecimentos enciclopédicos em filosofia, sociologia, matemática e física. Segundo Einstein, Besso constituia o melhor banco de ensaio para as idéias novas em toda a Europa. Aliás, quando Einstein lhe expôs as suas idéias sobre a teoria da relatividade, Besso logo compreendeu a sua importância científica procurando atrair a atenção de Einstein para inúmeros outros pontos novos. Algumas dessas sugestões foram utilizadas, no desenvolvimento desta teoria, como consta nos primeiros artigos que Eintein publicou sobre a relatividade.

Numa das célebres reuniões de grupo de Berna, sugestivamente conhecido por Academia Olímpia, a irmã de Besso certa vez interrogou Einstein: "Porque Michele (Besso) não fez nenhuma descoberta importante em matemática ?

Sorrindo, Einstein respondeu: "Isto é um bom sinal . Michele é um humanista, um espírito universal, muito interessado em diversos assuntos para se tornar um monomaníaco. Só os monomaníacos conseguem aquilo que denominamos de resultados ".

Besso que se encontrava próximo, forçou uma explicação mais minuciosa, ao que juntou Eintein: "Persisto em acreditar que você poderia ter provocado o surgimento de idéias de grande valor, no domínio científico, se tivesse se tornado bastante monomaníaco. Uma borboleta não é uma toupeira mas nenhuma borboleta deve se lamentar ".

Outra vez comentando sobre o aspecto revolucionário das suas teorias teria afirmado Eintein: "O que se aprende antes dos dezoito anos, acredita-se proveniente da experiência. Tudo o que aprendemos, mais tarde, tem muito de teoria e expeculações ". Na realidade, em suas conversas com James Flanck, vamos encontrar as próprias explicações de como havia chegado a sua tão original concepção de tempo e espaço: "Pergunto, às vezes, como se fez que fui o único a desenvolver a teoria da relatividade ? " Segundo afirmava Eintein, a razão e que todo adulto normal não se preocupa com os problemas propostos pela conceituação de espaço e tempo. Tudo o que precisamos saber além sobre este assunto imaginamos já do nosso conhecimento desde a infância. "Para mim, dizia Einstein, ao contrário, como me desenvolvi muito lentamente, somente comecei a propor tais questões sobre o espaço e o tempo, quando já havia crescido. Em consequência, pude penetrar mais profundamente no interior do problema, o que uma criança de desenvolvimento normal não teria feito". Esta surpreendente declaração contém uma valiosa crítica como um todo. Uma criança que se desenvolve normalmente, no processo educativo, assimila e ou aceita, como natural, um determinado número de conceitos e interpretações relativos ao que denominamos de realidade. Tal evolução educativa os tornam conformistas e submissos - o que os priva da possibilidade de questionar sobre os pressupostos, em geral implícitos, e sobre os quais se baseiam os conhecimentos a serem transmitidos. Pode-se afirmar que o processo mental de inúmeras crianças e adolescentes repete, em determinado sentido, o desenvolvimento do pensamento humano em seu conjunto. Assim, as idéias sobre a realidade física uma vez aceitas são,imediatamente, substituídas por outros interesses mais específicos. Depois destas considerações, é mais fácil deduzir como foi importante a monomania de Eintein, aliada a sua capacidade de olhar sempre o mundo sobre pontos de vista diferentes e novos. Aliás, estes parecem os grandes segredos dos pensadores e artistas que, não possuindo jamais uma firme convicção dos problemas fundamentais do mundo, os consideram ainda insolíveis. Foi a dificuldade de aprendizagem (segundo afirmam na infância, deve ter tido muita dificuldade em aprender a falar) que permitiu que Eintein desenvolvesse a sua faculdade em adotar atitudes críticas, com relação aos problemas quase sempre aceitos como resolvidos.




Um Século sem o Éter
Faz cem anos que a existência do éter deixou de ser aceita como um meio elástico através do qual as ondas luminosas se propagavam por milhões de anos luz sem perder ou diluir sua energia inicial.

Depois de vários séculos o éter, conceito que surgiu nos tempos antigos, tomou uma conotação propriamente científica quando o físico e astrônomo holandês Christian Huygens (1629-1695) formulou a teoria ondulatória da luz, na Academia de Ciências de Paris, em 1678. Segundo Huygens, os corpos luminosos produziam ondas que se propagavam até o observador, à semelhanca do que ocorria com uma lâmina metálica cujas vibrações produziam som, assim como uma pedra lançada sobre a superfície da água causava uma onda que se propagava nesta superfície. Ora, os cientistas já haviam constatado que se um sino tocasse no vácuo, a ausência de ar não permitia que se produzisse nenhum som. Como explicar que a luz se propagava no vácuo, sem um meio material capaz de transportar suas ondas, como havia sido proposto por Huygens? Diante deste dilema, Huygens recorreu à velha idéia do éter - meio no qual se propagariam as ondas luminosas.

Tão evidente parecia, no século XVII, a existência do éter, que o próprio Isaac Newton (1642-1727), após estudar os fenômenos óticos, sugeriu, para explicá-los, que a luz fosse constituída de corpúsculos muito pequenos emitidos pela fonte luminosa. Desse modo Newton explicou, no seu tratado Ótica (1704), a propagação retilínea, a reflexão nas superfícies, a refração em superfícies de separação de dois meios de densidades diferentes, a absorção e a pressão. Como a teoria corpuscular era insuficiente para explicar a interferência luminosa Newton aceitou também a existência das ondas etéreas de Huygens.

Assim, durante séculos, negar a existência do éter seria a maior asneira possível. No entanto, em fins do século XIX, o físico norte-americano Albert Abraham Michelson (1852-1931), primeiro prêmio Nobel de seu país, começou a questionar a existência real do éter - este fantasma da física, sem corpo, contorno ou forma.

Em 1881, com o objetivo de demonstrar a realidade do éter, Michelson, na época em Berlim, no laboratório do físico alemão Hermann Helmholtz (1821-1894), inventou um instrumento capaz de medir a velocidade da luz - o interferômetro de Michelson - e de comparar o intervalo de tempo gasto por dois feixes emitidos de uma mesma fonte em duas direções perpendiculares. Se uma dessas direções fosse a do movimento da Terra em sua órbita ao redor do Sol e a outra perpendicular, uma diferença de intervalos de tempos deveria ser detectada.Mas inacreditavelmente, o éter mostrou não ter qualquer efeito sobre a velocidade da luz, quer o feixe se deslocasse na mesma direção ou perpendicular ao movimento terrestre. Se o éter existisse, a Terra estava em repouso!

Prelúdio à Relatividade de Einstein
A tentativa de Fritzgerald, no sentido de resolver a contradição surgida em consequência da experiência de Michelson-Morley, indubitavelmente orientou as pesquisas de Einstein na revisão das idéias sobre o tempo e as grandezas espaciais.

De fato, na Mecância Clássica, se a luz percorre uma distância x, com a velocidade c num tempo t, no referencial R, teremos:c=x/t

Em relação a outro referencial R', a distância percorrida x'será: c'=x'/t, onde t permanece imutável-tempo absoluto-como prevê a Mecânica Newtoniana. É a distância x que se transforma em x'e a velocidade c que se altera em c'. Como esta variação da velocidade da luz não foi registrada na experiência de Michelson-Morley, verificou-se que a velocidadec da luz era constante(exigência de teoria do eletromagnetismo), ou seja , não variava. No entanto, pelo princípio da Relatividade de Galileu, a velocidade c deveria variar. Para eliminar esse impasse, foi necessário fazer c=c', ou seja, supor que t-tempo variava ao mesmo tempo que x-comprimento percorrido pela luz. Designando t'como novo valor de t, poderemos escrever: c=x/t=x'/t'

A análise Einsteiniana acabou com o espaço-tempo absoluto, que variava segundo o sistema de referência, e confirmou a invariância da velocidade da luz no vácuo.


Relatividade Restrita ou Teoria Especial da Relatividade
Em 1905, um jovem físico alemão, Einstein, propôs estender o princípio da Relatividade já conhecido na Mecânica Clássica à toda a Física. Ele postulou que as leis da Física tem a mesma formulação em todos os referenciais Galileanos, e afirmou que seria possível colocar em evidência o movimento de um referencial em relação a outro R'por intermédio de qualquer tipo de experiência, fosse ela mecânica, ótica ou eletromagnética, realizada no referencial R'.

Este princípio da Relatividade de Einstein explicou o fracasso da experiência de Michelson-Morley, pois a rapidez da luz-uma constante fundamental das leis do eletromagnetismo-posuía o mesmo valor em relação a todo referencial Galileano.

Tal princípio da Relatividade aboliu toda significação que se poderia dar à noção de referencial absoluto.

A idéia da invariância da velocidade da luz, incompatível com a lei Newtoniana de adição e subtração das velocidades de referenciais que se deslocam, conduziu Einstein a estabelecer uma nova cinemática compatível com o princípio da Relatividade Einsteniana. Com efeito, após demostrar, através de uma sequência de exemplos e de forma indiscutível e inequívoca, que não há sentido em se cogitar de eventos que se sucedem simultaneamente em sistemas não relacionados entre si, Einstein cuidou de relacionar as grandezas vigentes num sistema com as aplicáveis a outros.

As relações empregadas por Einstein, foram as mesmas formuladas pelo físico holândes H.A.Lorentz(1853-1928).

A teoria da Relatividade Restrita estabelece que a energia cinética de uma partícula de massa m, animada de uma velocidade c, é expressa pela equação:

E=Km(c)2

Esta expressão mostra que uma partícula em repouso possui uma energia de massa expressa por Ei=mi(c)2 onde i é a condição inicial das variáveis

Esta célebre relação, conhecida como equação de Eisntein ou equação da experiência de massa-energia, admite que uma partícula em repouso possui energia em sua massa.

Answer 7

resposta
A teoria da Relatividade




Relatividade, teoria desenvolvida no início do século XX, que, originalmente, pretendia explicar certas anomalias no conceito do movimento relativo, mas, em sua evolução, converteu-se em uma das teorias básicas mais importantes das ciências físicas. Desenvolvida fundamentalmente por Albert Einstein, foi a base para que os físicos demonstrassem, posteriormente, a unidade essencial da matéria e da energia, do espaço e do tempo, e a equivalência entre as forças de gravitação e os efeitos da aceleração de um sistema.



Em 1905, Einstein publicou seu artigo sobre a teoria da relatividade especial, segundo o qual nenhum objeto do Universo se distingue por proporcionar um marco de referência absoluto em repouso. É igualmente correto afirmar que o trem se desloca em relação à estação e que a estação se desloca em relação ao trem. A hipótese fundamental em que se baseava era a inexistência do repouso absoluto no Universo, razão pela qual toda partícula ou objeto deve ser descrito mediante uma chamada linha de Universo, que traça sua posição em um contínuo espaço-tempo de quatro dimensões (três espaciais e uma temporal), na qual têm lugar todos os fatos do Universo. Também deduz que o comprimento, a massa e o tempo de um objeto variam com sua velocidade. Assim, a energia cinética do elétron acelerado converte-se em massa, de acordo com a fórmula E=mc2. Em 1915, desenvolveu sua teoria da relatividade geral, na qual considerava objetos que se movem de forma acelerada um em relação ao outro, para explicar contradições aparentes entre as leis da relatividade e a lei da gravitação. A teoria da relatividade especial afirma que uma pessoa, dentro de um veículo fechado, não pode determinar, por meio de nenhum experimento imaginável, se está em repouso ou em movimento uniforme. A da relatividade geral afirma que, se esse veículo é acelerado ou freado, ou se faz uma curva, o seu ocupante não pode assegurar se as forças produzidas se devem à gravidade ou a outras forças de aceleração. Simplesmente, a lei da gravidade de Einstein afirma que a linha de Universo de todo objeto é uma geodésica em um contínuo (uma geodésica é a distância mais curta entre dois pontos, ainda que o espaço curvo não seja, normalmente, uma linha reta; como ocorre com as geodésicas na superfície terrestre, são círculos máximos, mas não linhas retas). A linha de Universo é curva devido à curvatura do contínuo espaço-tempo na proximidade da Terra e a isso se deve a gravidade.

A teoria da relatividade geral foi confirmada de numerosas formas desde sua proposição. Vários cientistas têm tratado de unir a teoria da força gravitacional relativista com o eletromagnetismo e com outras forças fundamentais da física: as interações nucleares forte e fraca (ver Teoria do campo unificado). Em 1928, Paul Dirac expôs uma teoria relativista do elétron. Mais tarde, desenvolveu-se uma teoria de campo quântica chamada eletrodinâmica quântica, que unificava os conceitos da relatividade e a teoria quântica, no que diz respeito à interação entre os elétrons, os pósitrons e a radiação eletromagnética. Nos últimos anos, Stephen Hawking tem se dedicado a tentar integrar por completo a mecânica quântica com a teoria da relatividade.

Teoria Quântica

Teoria quântica, teoria física baseada na utilização do conceito de unidade quântica para descrever as propriedades dinâmicas das partículas subatômicas e as interações entre a matéria e a radiação. As bases da teoria foram assentadas pelo físico alemão Max Planck, o qual, em 1900, postulou que a matéria só pode emitir ou absorver energia em pequenas unidades discretas, chamadas quanta. Outra contribuição fundamental ao desenvolvimento da teoria foi o princípio da incerteza, formulado por Werner Heisenberg em 1927.

Planck desenvolveu o conceito de quantum como resultado dos estudos da radiação do corpo negro (corpo negro refere-se a um corpo ou superfície ideal que absorve toda a energia radiante, sem nenhuma reflexão). Sua hipótese afirmava que a energia só é irradiada em quanta, cuja energia é hu, onde u é a freqüência da radiação e h é o "quanta de ação", fórmula agora conhecida como constante de Planck.

O físico francês Louis Victor de Broglie sugeriu, em 1924, que uma vez que as ondas eletromagnéticas apresentam características corpusculares, as partículas também deveriam ter características ondulatórias. O conceito ondulatório das partículas levou Erwin Schrödinger a desenvolver uma equação de onda para descrever as propriedades ondulatórias de uma partícula e, mais concretamente, o comportamento ondulatório do elétron no átomo de hidrogênio.

Ainda que a mecânica quântica descreva o átomo exclusivamente por meio de interpretações matemáticas dos fenômenos observados, pode-se dizer que o átomo é formado por um núcleo rodeado por uma série de ondas estacionárias; essas ondas têm máximos em pontos determinados e cada onda estacionária representa uma órbita. O quadrado da amplitude da onda em cada ponto, em um momento dado, é uma medida da probabilidade de que um elétron se encontre ali. Já é possível dizer que um elétron é um ponto determinado em um momento dado.

A compreensão das ligações químicas foi radicalmente alterada pela mecânica quântica e passou a basear-se nas equações de onda de Schrödinger. Os novos campos da física — como a física do estado sólido, a física da matéria condensada, a supercondutividade, a física nuclear ou a física das partículas elementares — apoiaram-se firmemente na mecânica quântica. Essa teoria é na base de todas as tentativas atuais de explicar a interação nuclear forte (ver Cromodinâmica quântica) e desenvolver uma teoria do campo unificado. Os físicos teóricos, como o britânico Stephen Hawking, continuam esforçando-se para desenvolver um sistema que englobe tanto a relatividade como a mecânica quântica.