A natureza em altas velocidades

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Foto de HenriquePostado por Henrique em 06/09/2020 22:24:06

Experienciar o mundo do nosso cotidiano nos faz pensar de forma limitada em como as coisas realmente funcionam. Já pensou o que aconteceria se você estivesse se movendo em altas velocidades? Mas não digo na velocidade de um carro de Fórmula 1 ou até mesmo de um avião. Estou falando em velocidades da ordem do milhão. Podemos dizer que estar em um carro à 100 km/h é rápido, mas na verdade só pensamos isso pois nosso dia a dia limita o que experienciamos. Essas velocidades não são nada comparadas com a velocidade limite do Universo: a velocidade da luz. É muito comum ouvir de ficções científicas que “algo está na velocidade da luz”. O valor dessa velocidade é de aproximadamente 299.792.458 m/s ou 300.000 km/s. De forma mais específica, em um segundo a luz percorre em torno de 300.000 quilômetros. Nestas condições seria possível dar 8 voltas na Terra em um mísero segundo.

Em 1905, Albert Einstein publicou seu artigo sobre a Relatividade Restrita, onde explica como a natureza funciona quando as coisas estão se movendo à altas velocidades. Muitas coisas ficam estranhas, porém há dois fenômenos que chamam bastante a atenção: a dilatação temporal e a contração espacial.

Antes de explicar como são esses fenômenos, devemos estabelecer uma ideia primeiro. Sempre que medimos algo, fazemos essa medição em relação à um observador específico. Dizemos que esse observador é um referencial inercial. Um referencial inercial é um referencial que não está em aceleração, ou seja, está parado ou está em uma velocidade constante.

Agora vamos aos fenômenos. Primeiro a contração espacial: imagine que você está parado e então uma nave passa por você numa velocidade muito próxima à da luz. Estranhamente, do seu ponto de vista, essa nave vai estar encolhida. É como se tivessem amassado ela a partir das pontas. Então, qualquer objeto que esteja dentro da nave e que você tente medir o tamanho, vai resultar em uma medida menor do que é realmente. Contudo, imagine que tenha alguém dentro da nave. Para essa pessoa, ela está parada em relação a você. Os dois são referenciais inerciais. Se essa pessoa medir o tamanho dos objetos que estão dentro da nave com ela, os resultados de suas medidas vão ser totalmente diferentes dos que você conseguiu! Para a pessoa, as coisas iriam ter as dimensões normais. Resumindo, o tamanho dos objetos dependem de quem os está medindo.

Para terminar, a dilatação temporal. Imagine o mesmo cenário de antes. Agora pense que a pessoa na nave irá soltar uma bolinha e você e ela irá cronometrar o tempo em que essa bolinha leva para tocar o chão da nave. Como antes, o resultado das duas medições será diferente. O tempo que você mediu para a bola chegar ao chão será maior que o que a pessoa na nave mediu. Para ser mais específico, o tempo passa de modo diferente para observadores diferentes. Se alguém sair numa viagem pelo espaço em velocidade altíssima e você marcar o tempo que ela leva para retornar para a Terra, você pode registrar, por exemplo, que a pessoa levou 20 anos. Porém, para o viajante essa viagem pode ter levado apenas alguns dias.

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Toda essa questão da dilatação temporal foi bem mostrada no filme Interestelar!

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