O Paradoxo dos Gêmeos

Imagem: Ilustração do Paradoxo de Gêmeos. (Fonte: google imagens)

Paradoxo dos Gêmeos: O paradoxo dos gêmeos é um experimento que envolve a dilatação temporal, uma das consequências da Relatividade Restrita.

O Paradoxo: Sejam dois irmãos Gêmeos Pedro e Paulo. Suponhamos que  Paulo viaje para um planeta ALFA que dista 10 anos-luz da terra, e Pedro continua na Terra. Ao retornar, Paulo notará que Pedro está alguns anos mais velho do que ele.

A Relatividade de Galileu

Imagem: Galileu Galilei, criou a primeira teoria da relatividade(Fonte: Google Imagens)

     A relatividade de Galileu tem como princípio que as leis da mecânica expressas num dado referencial, serão de forma idêntica em qualquer outro movimento retilíneo e uniforme em relação ao primeiro. Frequentemente este princípio é enunciado de forma mais restrita privilegiando o sistema inercial 

e o espaço absoluto que deve-se ser “medido” da mesma forma por todos.

    Galileu imaginou um experimento de pensamento que constitui um raciocínio lógico sobre um experimento não realizável na prática, mas que tem como consequências a exploração da imaginação, pela física ou pelas matemáticas, que são utilizados para se compreender aspectos não experimentáveis do Universo. A conclusão de tal experimento foi que não há razão para se saber se algo ou alguém está em movimento, ou seja, o movimento não é absoluto. Portanto movimento e repouso são relativos a um referencial, consequentemente, ou seja, as leis do movimento são as mesmas em todos os referenciais inerciais não existindo um referencial privilegiado.

 Teoria de Galileu:

     Galileu defendeu a teoria do heliocentrismo que afirma ser o Sol o centro do sistema solar. Esta teoria foi proposta pela primeira vez pelo astrônomo grego Aristarco de Samos, mas só com Nicolau Copérnico e em especial com Galileu Galilei é que se tornou mais sustentada. Por ter afirmado tal teoria, Galileu foi preso e obrigado à uma retratação humilhante. Porém, conseguiu provar a teoria graças as observações feitas com o uso do telescópio.

A Relatividade de Einstein

Imagem: Albert Einstein, solucionou o impasse da teoria de Galileu Galilei e inovou com seus conceitos de Relatividade. (Fonte: Google Imagens)

                                     Relatividade Restrita

        A teoria da relatividade restrita, ou também denominada especial, determina o movimento através de campos com ausência de gravidade. Segundo Albert Einstein:  “Ninguém possui idoneidade para fazer afirmações a respeito do espaço absoluto ou do movimento absoluto. São meras formas do espírito, construções mentais que não podem ser embasadas na experiência. Todos os princípios da mecânica resultam dos nossos 
conhecimentos empíricos a respeito das posições e dos movimentos relativos dos corpos.”

        O presente texto apresenta os aspectos essenciais da Teoria da Relatividade Restrita, no que diz respeito às propriedades do espaço e do tempo. Esta teoria está essencialmente baseada em dois postulados a partir dos quais as propriedades em questão podem ser deduzidas.

        A abordagem adotada neste texto utiliza situações concretas envolvendo a emissão e a recepção de pulsos de luz, a partir das quais conclusões podem ser alcançadas por mero raciocínio lógico, acompanhado de algumas manipulações algébricas ou aritméticas elementares.


                          Relatividade Geral


      Muitas previsões da relatividade geral diferem significativamente das da física clássica, especialmente no que respeita à passagem do tempo, a geometria do espaço, o movimento dos corpos em queda livre, e a propagação da luz.

      A teoria de Einstein tem importantes implicações astrofísicas. Ela aponta para a existência de buracos negros - regiões no espaço onde o espaço e o tempo são distorcidos de tal forma que nada, nem mesmo a luz, pode escapar - como um estado final para as estrelas maciças. Há evidências de que esses buracos negros estelares, bem como outras variedades maciças de buracos negros são responsáveis pela intensa radiação emitida por certos tipos de objetos astronômicos, tais como núcleos ativos de galáxias ou microquasares. O desvio da luz pela gravidade pode levar ao fenômeno de lente gravitacional, onde várias imagens do mesmo objeto astronômico distante são visíveis no céu. A relatividade geral também prevê a existência de ondas gravitacionais, que já foram medidas indiretamente; uma medida direta é o objetivo dos projetos, tais como o LIGO. 

     Além disso, a relatividade geral é à base dos atuais modelos cosmológicos de um universo sempre em expansão.

Aplicações da Teoria da Relatividade

Imagem: Satélite na órbita da Terra, uma das aplicações da Teoria da Relatividade. (Fonte: Google Imagens)

  Em 1925, os físicos procuravam resolver problemas com átomos de muitos elétrons, uma vez que o modelo de Bohr só funcionava bem para o caso do hidrogênio, que possui um único elétron.O inglês Paul A.M.Dirac ,em 1928, partiu da premissa de que era possível demonstrar a existência do spin do elétron (momento angular) com a teoria da relatividade restrita, a partir de fundamentos teóricos, isso ficou conhecido como teoria relativística.

Uma consequência imediata, após essa descoberta , foi a previsão do pósitron - uma partícula positivia com massa igual à do elétron -, que atualmente ele é usado em uma técnica de tomografia.A teoria da relativística impulsionou os estudos que resutaram no desenvolvimento da física que, por sua vez, originou a indústria eletrônica.

A teoria da relatividade geral e restrita, está inteiramente associada ao sistema de posicionamento global (GPS), pois os dados enviados a este, através dos satélites, orbitam a 20 mil quilômetros, baseando-se essencialmente em distâncias e tempos.Entretando, os relógios atômicos sofrem efeitos devidos ao campo gravitacional - o tempo passa mais rápido - e à velocidade do satélite - o tempo fica mais lento -, logo, é necessário fazer uma correção, cujo cálculo depende das teorias da relatividade geral e restrita.

Conclusão

Ao longo deste trabalho nosso grupo pode concluir que a teoria ou princípio da relatividade foi essencial para o desenvolvimento da física. 
Após o surgimento dessa teoria o homem foi capaz de ampliar os estudos sobre o universo, desenvolveu tecnologias de ponta como os satélites (GPS) que se baseia essencialmente em distâncias e tempos e também deu origem a indústria eletrônica.
Portando, pode-se afirmar e concluir que a teoria da relatividade inovou conceitos tanto na física, quanto na cosmologia, proporcionou e até hoje proporciona novas técnologias auxiliando sempre o progresso do homem e do mundo.