FISICANET
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 referência em relação não só à mecânica, mas também aos processos eletromagnéticos. 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 se formula 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 eletromagnéticos.
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 \( \textrm{K} \) e \( \textrm{K}_{1} \) (fig. 1), que se movem em relação um ao outro com a velocidade \( \vec{\textrm{v}} \), 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 \( \textrm{ct} \). Os sistemas \( \textrm{K} \) e \( \textrm{K}_{1} \) são 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 \( \textrm{K} \), o centro da esfera encontrar-se-á no ponto 0, enquanto que do ponto de vista do observador ligado ao sistema de referência \( \textrm{K}_{1} \), o centro encontrar-se-á no ponto \( \textrm{O}_{1} \). Mas, como é evidente, uma superfície esférica não pode ter dois centros \( \textrm{O} \) e \( \textrm{O}_{1} \). 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 em uma teoria da 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.
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