RELATIVIDADE

Curso introdutório de Relatividade Restrita


2 - Postulados 1 da Teoria da Relatividade

    Para explicar os resultados negativos da experiência de Michelson e de outras experiências, que deveriam observar o movimento da Terra em relação ao éter, colocaram-se várias hipóteses. Por meio destas hipóteses tentou-se explicar o motivo pelo qual não é possível encontrar um sistema de referência privilegiado (considerava-se que tal sistema existia na realidade). Assim, em particular, para se explicar a experiência de Michelson, formulou-se a hipótese da diminuição dos comprimentos lineares de todos os corpos quando se movem em relação ao éter.

    Einstein abordou este problema sob outro ponto de vista: não se devem criar diferentes hipóteses para explicar os resultados negativos de todas as tentativas de verificar a diferença entre sistemas inerciais. As leis da Natureza determinam a igualdade total dos sistemas inerciais de referências em relação não só à mecânica mas também aos processos electromagnéticos. Não há qualquer diferença entre a situação de repouso e o movimento uniforme e retilíneo.

    O princípio da relatividade é o postulado principal da teoria de Einstein. Ele formula-se do seguinte modo: todos os processos da Natureza decorrem igualmente em todos os sistemas inerciais de referência.

Isto significa que em todos os sistemas inerciais as leis físicas têm a mesma forma. Deste modo, o princípio da relatividade da mecânica clássica generaliza-se para todos os processos da Natureza, inclusivamente para os electromagnéticos.

    Mas a teoria da relatividade não se baseia só no princípio da relatividade. Existe ainda um segundo postulado: a velocidade da luz no vácuo é igual para todos os sistemas de referência inerciais. Ela não depende nem da velocidade do emissor, nem da velocidade do receptor do sinal luminoso.

A velocidade da luz desempenha, deste modo, um papel especial. Além disso, como resulta dos postulados da teoria da relatividade, a velocidade da luz no vácuo é a velocidade máxima possível de transmissão de interação na Natureza.

    A formulação dos postulados da teoria da relatividade constituiu uma atitude muito ousada, visto que estes postulados se encontram em contradição com as concepções clássicas do espaço e do tempo.

    De fato, admitamos que no instante em que coincidem as origens das coordenadas dos sistemas de referência inerciais K e K1 ( fig. 1), que se movem em relação um ao outro com a velocidade , na coordenada inicial é emitido um sinal luminoso de curta duração. Durante um certo intervalo de tempo t os sistemas afastam-se um do outro até à distância vt, enquanto que a superfície ondulatória esférica terá um raio igual a ct. Os sistemas k e k1são iguais, e a velocidade da luz é igual em ambos os sistemas.

Fig. 1

    Consequentemente. do ponto de vista do observador ligado ao sistema de referência K, o centro da esfera encontrar-se-á no ponto 0, enquanto que do ponto de vista do observador, ligado ao sistema de referência K1 , o centro encontrar-se-á no ponto 01 . Mas, como é evidente, uma superfície esférica não pode ter dois centros 0 e 01 . Esta contradição resulta de um raciocínio baseado nos postulados da teoria da relatividade.

    Neste caso existe, de fato, uma contradição. Mas não dentro da própria teoria da relatividade. A contradição resulta das concepções clássicas de espaço e de tempo, que, no caso de movimento a grandes velocidades, deixam de ser verdadeiras.

 

1 Um postulado na teoria física tem o mesmo papel que um axioma na matemática. É uma afirmação fundamental que não pode ser demonstrada logicamente. Na Física o postulado é o resultado da generalização de fatos experimentais.

 

 


Curso introdutório de Relatividade Restrita

  1. As Leis da Eletrodinâmica e o Princípio da Relatividade
  2. Postulados da Teoria da Relatividade
  3. O Carácter Relativo da Simultaneidade
  4. As Principais Consequencias dos Postulados da Teoria da Relatividade
  5. Dependência da Massa em Relação à Velocidade. Dinâmica Relativistica.
  6. O Sincrofasotron
  7. A Relação Entre a Massa e a Energia
  8. O Paradoxo dos Gêmeos

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