Relatividade For Dummies

Relatividade For Dummies

Oh. Olá mais uma vez. Parece que eu não desisti desse blog tão cedo provavelmente porque eu tenho que fazer valer o dinheiro que eu paguei pela hospedagem. E você continua ai lendo. Isso é fruto da minha divulgação incessante dessa bagaça pelo Whatsapp? Talvez. Mas é a vida. Mas falemos de relatividade.

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Espero que essa aprovação seja o suficiente 

Vamos começar com uma metáfora (pelo menos eu acho que é metáfora ninguém mandou dormir nas aulas de literatura): Até lá pra 1900 e poucos a física era basicamente um céu azul com algumas nuvens pequenas, mas nada que incomodasse, porque o povo achava que a física tava completa. Aí chegou lá Einstein com sua relatividade e Planck e seus amigos com a mecânica quântica (quem sabe um dia eu fale disso) e DO NADA o céu azul virou o fodendo Furacão Katrina e todo mundo entrou em pânico; muitos até em negação. Parecia aquele seu amigo  emo em 2013 quando anunciaram a separação do My Chemical Romance.

“Mas afinal o que é essa tal de relatividade?”

Ora meus queridos leitores. A verdade é que os conceitos são bem simples de se entender, por mais intimidador que o assunto pareça. E além do mais eu não planejo usar calculos pra explicar essa teoria tão revolucionária. Vão por mim: se eu consegui ensinar isso pra minha amiga (à qual vou me referir pelo nome de Chanel Diamonds) que já precisou ano  de 14 em matemática pra não ir pra a final, então eu posso ensinar a vocês.

Vamos começar então com um exemplo simples de física do nono ano: Tem um cara parado, ai tem um cara correndo que passa por ele, e depois esse cara em movimento passa do lado de um carro que ta indo mais devagar que ele. O cara parado vai ver o cara correndo a uma velocidade e o cara que tá no carro andando vai ver o cara correndo a outra velocidade.

Agora vamos trocar algumas coisas. João está no seu jardim a noite e acende sua lanterna apontada paralelamente à rua. Gerisvaldo está em seu carro e passa por João no mesmo momento que ele liga a lanterna, e na mesma direção e sentido. Sua intuição deve provavelmente dizer “Ah isso é i-g-u-a-l ao primeiro exeplo. Então a luz da lanterna deve andar numa velocidade menor quando observada por Gerisvaldo, já que este se encontra em movimento. Certo?” ERRADO

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Errou feio. Errou rude.

Pois é. Da série “Plot Twists da Física”, vem ai “A velocidade da luz no vácuo é a mesma pra qualquer observador” (caralho que nome longo). Caro cidadão, o fato é que Einstein chegou à conclusão que a velocidade da luz é a mesma pra qualquer observador. Velocidade essa que é um poco menos de 3×10^8 m/s, ou seje, 300.000.000 m/s, ou seje, bem rápido.

Ai você me pergunda “Mas, Tony. Como caralhos essa porra fica a mesma pra qualquer referencial parado ou se movendo?”. Fácil. Vamos voltar ao nono….não. Ao SEXTO ano. Onde você (em teoria) aprendeu que v=d/t. V de velocidade, d de distância e t de tempo. Então se a velocidade não muda, as únicas coisas que podem mudar são os espaço e o tempo.

“Pera q”

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Se você tiver assim. Muita hora nessa calma

O que isso significa? Vamos pegar essa formula ai e colocar alguns números. Se temos algo tipo 2= 8/4, e o dois é constante, as únicas coisas que podem mudar são os números da fração. Então se, pot exemplo, o 8 se identifica sexualmente como um 10, então o quatro tem que obrigatoriamente mudar pra um 5. Do mesmo jeito se o 4 se identificar como um 3 o 8 tem que virar um 6. Assim, o resultado 2 fica sempre o mesmo e obedece à regra da constância e todos saem felizes. Agora é só substituir 2=8/4 por v=d/t. Espero que tenha entendido agora, porque esse foi o jeito mais simples que eu achei pra explicar isso.

Esse efeito que a velocidade causa sobre o espaço e o tempo é o princípio da Teoria da Relatividade Restrita. Restrita porque não é a Geral, que eu vou explicar ainda nesse post. Mas antes vamos a alguns efeitos derivados dessa descoberta de nosso querido Albert.

O primeiro efeito (e o que eu acho mais foda) é que quanto mais perto da velocidade da luz um objeto se encontra, mais o tempo e o espaço dilatam pra ele. Isso quer dizer que, quanto mais rápido você for, mais o tempo que passa pra você vai diferir do tempo que passa pra quem ta parado. OU SEJE, se eu pegar um foguete e andar a uns 99% da velocidade da luz, sair da Terra e voltar depois de um tempo, o tempo que vai ter passado pra mim não vai ser o mesmo que vai ter passado pra quem ficou na Terra. Pra mim o tempo vai ter passado muito mais rápido e, quando eu voltar, eu vou ter envelhecido menos que aqueles que ficaram, justamente por causa dessa dilatação do tempo.

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Achei o traço parecido com o dos quadrinhos do Joan Cornellà

Outra coisa que a Relatividade Restrita acaba confirmando, é que o espaço e o tempo estão intrinsecamente interligados no que foi batizado de espaço-tempo (que criativo eim). Lembra da formulinha v=d/t? Lembra o caso da luz que quando o d muda o tempo também tem que mudar pra que v seja constante? Pois é. É tipo isso. Mas esse lance de espaço-tempo vai bem mais fundo. Porém não pretendo me aprofundar tanto assim.

E essa foi a Teoria da Relatividade Restrita para leigos.


Agora vamos para a Teoria da Relatividade Geral, ou como eu gosto de dizer…bem…na verdade é isso mesmo. O quê? Tu esperava que eu viesse com um nome mirabolante e ao mesmo tempo engraçado? Ta me achando com cara de Douglas Adams?

Enfim. Lá estava Einstein cuidando da sua vida quando um dia pensou: “Ei. Se eu colocar uma pessoa num elevador, sem janelas, e botar esse elevador pra acelerar o mesmo tanto que a aceleração da gravidade da Terra, então ele não vai ter como saber se tá na Terra ou num elevador”. Agora vamos colocar isso de um jeito que até uma criança com leve retardo mental poderia entender.

Você tem um elevador. Você tem a Terra. A gravidade da terra puxa as coisas pra seu centro com uma aceleração de quase 10 m/s². O elevador acelera a 10 m/s². NADA do que acontece no elevador é diferente do que acontece na Terra. Isso nos leva de volta à lanterna. Que aqui vamos substituir por um laser pra ficar mais fácil de entender.

O cara do elevador pega o lazer e aponta ele paralelo ao chão em direção à uma das paredes. Já que o elevador tem uma aceleração então quando a luz bater na parede ela vai estar um pouco abaixo do nível que ela saiu do lazer, tipo nessa foto aí embaixo:

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Os pontinhos azuis são a trajetória da luz que saiu do laser

 

Aí Einstein pensou “PERAPERAPERAPERAWAIT!!!! Se a luz tem uma trajetória curva no elevador, e tudo o que acontece no elevador acontece na Terra, então…OH MEU DEUS. A LUZ TEM TRAJETÓRIA CURVA NA TERRA. ENTÃO A GRAVIDADE FAZ COM QUE ELA MUDE DE TRAJETÓRIA! PUTA QUE PARIU”. Não entendeu? Olha a imagem aí debaixo:

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Ta vendo que não tem diferença?

A partir desse experimento mental, Albertinho concluiu que a gravidade afeta a trajetória da luz. Mas aí a gente atinge um obstáculo. Lembra aí no nono ano que o peso de um objeto é massa dele vezes a gravidade. Esse peso é a força que a Terra (ou qualquer outro corpo com massa) exerce sobre um corpo na sua superfície. Assim, a fórmula fica P=m×g. Mas se m=0, como é o caso da luz (que é uma onda eletromagnética e, portanto, sem massa), então como caralhos que a luz sofre efeito da gravidade?

Então. Talvez essa seja a parte mais complicada do post. Mas não se preocupe, nada impossível de entender sem saber de porra nenhuma.

Primeiro. Imagine um lençol. Agora esse lençol está esticado. Agora imagine um peso no meio do lençol, tipo uma esfera de metal. O lençol fica mais curvado quanto mais perto da bola, certo? Certo.

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Eu não achei uma foto com uma bola em cima de um lençol, mas acho que deu pra entender.

Agora pegue uma bola de gude e jogue numa direção qualquer sobre o lençol (a não ser na direção da bola que tá no centro porque aí você fode com o experimento). Por mais que a bola de gude saia numa trajetória a princípio retilínea, a curvatura do lençol vai fazer com que a bolinha faça uma curva. É basicamente isso o que ocorre com a luz perto de um corpo massivo. Quanto mais massivo o corpo, mais a luz é dobrada. Mas o que seria esse lençol em termos da física?

Lembra lá em cima quando eu falei que o espaço e o tempo são um só e formam o espaço-tempo? Então. Esse espaço tempo é o lençol. Mas o lençol é uma superfície de duas dimensões (altura e largura), enquanto o espaço-tempo é algo em quatro dimensões, sendo três dessas espaciais (altura, largura e profundidade) e uma temporal (o tempo real). A luz viaja em linha reta no vácuo, e ela não deixa de viajar em linha reta mesmo quando parece curvar para nós. Na verdade é o espaço-tempo que está curvado (esse negócio verde na imagem acima).

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Olha aí a luz fazendo a curva

MAS CALMA QUE NÃO ACABA POR AÍ. Lembra que o espaço tá interligado com o tempo? Isso significa que se o espaço é deformado (o que acontece quando eu tenho um objeto massivo, que nem eu expliquei no parágrafo acima), o tempo também é deformado. Da mesma forma que na relatividade restrita a diferença na impressão da passagem de tempo aumenta quanto maior for a diferença de velocidade entre dois referenciais, o mesmo ocorre quanto mais perto de uma grande concentração de massa (e quanto maior essa concentração de massa for) um dos referenciais está, enquanto o outro fica no espaço, longe dessa distorção.

Já viu Interestelar? Vou supor que sim (até porque se você não viu você já tá automaticamente errado). Tem aquela cena que o Matthew McConaughey (que consegue superar Benedict Cumberbatch no quesito “nome complicado”) e a Anne Hathaway tão no planeta perto do buraco negro, enquanto o amiguinho deles fica na nave. O buraco negro tem muita, muita, muuuuuuuuuuuuuuita massa, massa pra caralho, então ele distorce bastante o espaço-tempo à sua volta. Distorce tanto que uma hora no planeta é o equivalente a 7 anos pra o cara que ficou na nave. Agora deu pra ter uma ideia do quão do caralho é essa porra de Teoria da Relatividade e do quão foda era Einstein-senpai?

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Foda né

Vou terminar esse post com um apelo. Por favor assistam Interestelar. Sério. Esse filme é foda. De verdade. Por favor. Vai lá. Nunca te pedi nada.

 

Um comentário em “Relatividade For Dummies

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