A Teoria da Relatividade: A teoria da relatividade é constituída por duas teorias distintas. A primeira, a teoria da relatividade restrita, apresentada por Albert Einstein em 1905 com grande contribuição de Henri Poincaré. A teoria da relatividade restrita quebra a ideia de espaço e tempo absoluto, tornando a velocidade da luz como a única informação imutável. Anteriormente a teoria da relatividade restrita, em uma experiência em que dois observadores mediam a relação entre o tempo e a distância em que a luz percorria, ambos poderiam chegar a mesma conclusão de tempo, entretanto discordariam do espaço percorrido, logo a velocidade seria apenas indagada pela teoria da época, a luz se desloca em sua velocidade em relação ao éter, um material absoluto que não podia ser medido. Com a nova teoria, Einstein mostrou que não havia necessidade de criar uma nova teoria para explicar a discrepância entre as medidas, desde que deixássemos de lado a ideia de que espaço e tempo são separados e imutáveis.
Atualmente, numa eventual medição entre dois observadores, teremos sim resultados para o caminho percorrido pela luz em um determinado espaço de tempo, mas ambos medirão com precisão a velocidade. Isso se deve pelo fato de que em diferentes trajetórias e velocidades, cada observador enxerga o tempo relacionado a seu movimento. Como forma de explicar, podemos usar o efeito Doppler, que ocorre com as ondas mecânicas, como o som. Se eu observo um objeto que se distancia de mim, como a luz sempre terá a mesma velocidade, ela chegará com menos frequência para mim, causando a impressão que o objeto está ficando mais lento.
Para essa nova teoria, também temos uma nova definição para massa, que seria o coeficiente de momento inercial do objeto. Sempre que uma força é aplicada em um objeto e ele se move, torna-se mais difícil de aumentar sua velocidade a cada vez que ela fica mais alta. Em velocidades próximas a da luz, a força necessária para aumentar a velocidade dobra, se a força dobra, mas a aceleração é a mesma, concluímos que a massa dobrou.
Einstein fez dois postulados:
1- Movimento uniforme absoluto não pode ser detectado
2- A velocidade da luz é independente do movimento da fonte
O postulado 1 foi apenas uma extensão do princípio da relatividade de Newton, já o postulado dois demonstra uma propriedade comum a todas as ondas. Utilizando-se das equações de Hendrik Lorentz, chamadas Transformação de Lorentz, Einstein fundou a base da teoria da relatividade.
O fator relativístico multiplicado à massa, resulta na massa em função da velocidade.
O fator relativístico multiplicado ao tempo, resulta no tempo em função da velocidade.
O inverso do fator relativístico multiplicado a largura, resulta na largura em função da velocidade.
As transformações espaço-temporais e mássicas utilizando-se do fator relativístico:
Eq. (1). O fator relativístico multiplicando a transformação de Galileu, Eq.(2), resulta em uma equação mais precisa ,Eq.(3), porém em baixas velocidades, essa correção é imperceptível.
γ = 1/√1-v²/c² (1)
x = x0+vt (2)
x = γ(x0+vt) (3)
Tendo em mãos o fator relativístico, notamos que quando for atribuído para v um valor muito baixo em relação a c, obteremos um valor muito próximo de 1, não tendo mudanças perceptíveis, porém se aproximarmos v de c, teremos um crescimento gradual com uma acentuação muito grande perto de v = 0,9c, a tendência de aumentar a inclinação da curva, em um gráfico, se estende até ∞. O fator relativístico também é utilizado em ocorrências de dilatação temporal, dilatação no momento inercial, atual nome para massa, e em contração do comprimento. A contração do comprimento, amplamente utilizada no projeto, utiliza-se do conceito largura, L = x2 – x1, mostrando que em um deslocamento, x’2 – x’1 = γ(x2 – x1), o que levaria à Eq. (4): x2 – x1 = 1/ γ(x’2 – x’1) = L = L’/√1-v²/c² (4) Como 1/ γ é menor que 1, quanto maior for a velocidade, menor será a largura.
