"A mente que se abre a uma idéia, jamais voltará ao seu tamanho original " Albert Einstein

terça-feira, 26 de abril de 2011

Quem foi Albert Einstein?

  Albert Einstein é considerado um dos maiores cientistas de todos os tempos, é famoso por refletir continuamente nas hipóteses científicas tradicionais e tirar conclusões singelas às quais ninguém havia chegado antes,premiado com o Nobel de Física em 1921.
Desde pequeno sempre teve facilidade pra entender com rapidez conceitos matemáticos e físicos aplicando na natureza.
O famoso  autor das teorias especial e geral da relatividade e idéias sobre a natureza corpuscular da luz, sendo o físico mais conhecido do século XX.
  Esta teoria se baseava no princípio de que toda medição do espaço e do tempo é subjetiva. Isto levou Einstein a desenvolver mais tarde uma teoria baseada em duas premissas: o princípio da relatividade, segundo o qual as leis físicas são as mesmas em todos os sistemas de inércia de referência, e o princípio da invariabilidade da velocidade da luz, o qual afirma que a luz se move com velocidade constante no vácuo.
A teoria geral da relatividade só foi publicada em 1916. De acordo com esta teoria, as interações entre dois corpos, que até então se atribuíam a forças gravitacionais, explicam-se pela influência de tais corpos sobre o espaço-tempo.

Quem realmente descobriu a Teoria da Relatividade?


  O princípio da relatividade foi introduzido na ciência moderna por Galileu e afirma que o movimento, ou pelo menos o movimento retilíneo uniforme, só tem algum significado quando comparado com algum outro ponto de referência. Para  o princípio da relatividade de Galileu, não existe sistema de referência absoluto pelo qual todos os outros movimentos possam ser medidos. Galileu usava a posição relativa do Sol (ou sistema solar) com as estrelas de fundo. Com isso, elaborou um conjunto de transformações chamadas 'transformadas de Galileu', compostas de cinco leis para sintetizar as leis do movimento quando a mudanças de referenciais. Mas em seu  tempo acreditava-se que a propagação eletromagnética  (luz) fosse instantânea,com isso Galileu e mesmo Newton não consideravam em seus cálculos que os acontecimentos observados fossem separados dos fatos. Esse fenômeno que separava a luz do som, aqui na Terra, seria mais acentuado quando observado a grandes distâncias.

  Muitos historiadores e físicos atribuem a criação da famosa fórmula que explica a relação entre massa e energia(E=MC2)  ao físico italiano Olinto De Pretto que,segundo especulações, desenvolveu a fórmula dois anos antes que Albert Einstein. Ele que teria previsto o seu uso para fins bélicos e catastróficos, como o desenvolvimento de bombas atômicas.
Apesar disso, foi Einstein o primeiro a dar corpo à teoria, juntando os diversos fatos até então desconexos e os interpretando corretamente.

Introdução à Teoria da relatividade

  A teoria da relatividade foi uma revolução para o século XX, pois ela provocou inúmeras transformações em conceitos básicos.
  Originalmente pretendia explicar certas anomalias no movimento relativo, mas no decorrer do processo converteu-se em uma das teorias básicas mais importantes das ciências físicas e se tornou base para que os físicos demonstrassem a unidade essencial da matéria e da energia, do espaço e do tempo, e a equivalência entre as forças de gravitação e os efeitos da aceleração de um sistema.

  A teoria da relatividade é composta de duas outras teorias:
·          Teoria da Relatividade Especial: que estuda os fenômenos em relação a referenciais inerciais;
·          Teoria da Relatividade Geral:que aborda fenômenos do ponto de vista não-inercial.
 Apesar de formar uma só teoria, elas foram feitas em períodos  diferentes, ambas trouxeram o conhecimento de que os movimentos do Universo não são absolutos, mas sim relativos. 

O que é a Teoria da Relatividade?

  Albert Einstein afirmou que tempo e espaço são relativos e estão profundamente entrelaçados. A principal sacada para entender isso é enxergar o tempo como uma espécie de lugar onde nós caminhamos, ou seja, o tempo pode passar mais rápido para uns e mais devagar para outros, levando em consideração o clássico exemplo do trem na plataforma, e sua janela. Esse clássico  exemplo dado na hora de se entender a teoria da relatividade é sobre a plataforma de trem, onde você vê um trem se aproximando, descrevendo o movimento da janela. Essa descrição irá depender do que você terá como referencia, se é você, que está parado ou o trem, que está em movimento. A janela, tendo o trem andando como ponto de referência, irá diminuir em relação a distância, já tendo você, parado com referência, a janela irá permanecer parada, sempre ao seu lado. Esse exemplo prova que o movimento é relativo, criando assim a Teoria da Relatividade, porém essa teoria já era aceita por Galileu Galilei e Newton, e a novidade na teoria de Einstein é uma crítica a essa antiga teoria, se aprofundando na universalidade e nas leis físicas.

  Dessa forma o tempo passar de ser um valor universal e se torna algo relativo para cada um, dependendo do ponto de referência, dai se dá o nome da tão famosa Teoria.
  A equação que segue essa teoria é E=mc², onde temos a Energia como resultado da multiplicação da massa pelo valor da velocidade da luz ao quadrado.
  Essa teoria criou novas dúvidas no universo, o que acabou ajudando na criação de outras ideias, como veremos a seguir; e segundo o próprio Einstein nós deixou mais próximos de ‘entender a mente de Deus’.

Teoria especial da relatividade

  Em 1905 Albert Einstein fez sua terceira publicação científica, sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento, esta ficou conhecida como a Teoria Especial da Relatividade. Concluindo estudos precedentes do matemático francês Henri Poincaré e do físico neerlandês Hendrik Lorentz, entre outros.Esta substitui os conceitos independentes de espaço e tempo da Teoria de Newton pela ideia de espaço-tempo como uma entidade geométrica unificada.

  Esta teoria se baseava no princípio de que toda medição do espaço e do tempo é subjetiva, segundo o qual nenhum objeto do Universo se distingue por proporcionar um marco de referência absoluto em repouso,ou seja, é igualmente correto afirmar que o trem se desloca em relação à estação e que a estação se desloca em relação ao trem.
  Isto levou Einstein a hipótese fundamental onde  toda partícula ou objeto deve ser descrito mediante uma chamada linha de Universo, esta linha traça sua posição em um contínuo espaço-tempo de quatro dimensões (três espaciais e uma temporal), na qual têm lugar todos os fatos do Universo ,desenvolveu mais tarde uma teoria baseada em duas premissas: o princípio da relatividade, segundo o qual as leis físicas são as mesmas em todos os sistemas de inércia de referência, e o princípio da invariabilidade da velocidade da luz, o qual afirma que a luz se move com velocidade constante no vácuo.
  Ela também deduz que o comprimento, a massa e o tempo de um objeto variam com sua velocidade. Assim, a energia cinética do elétron acelerado converte-se em massa, de acordo com a fórmula E=mc2.
   A teoria da relatividade especial diz que uma pessoa,dentro de um veículo fechado, não pode determinar, por meio de nenhum experimento imaginável, se está em repouso ou em movimento uniforme.
  O termo especial é usado porque ela é um caso particular do princípio da relatividade em que efeitos da gravidade são ignorados.


  A teoria da relatividade especial  foi construída por Einstein a partir de dois importantes postulados:


1ª – Postulado da Relatividade: 


  As leis da Física são as mesmas em todos os sistemas de referência inercial.


  Nas palavras de Einstein:
  "...existem sistemas cartesianos de coordenadas - os chamados sistemas de inércia - relativamente aos quais as leis da mecânica (mais geralmente as leis da física) se apresentam com a forma mais simples. Podemos assim admitir a validade da seguinte proposição: se K é um sistema de inércia, qualquer outro sistema K' em movimento de translação uniforme relativamente a K, é também um sistema de inércia."

2ª – Postulado da Constância da Velocidade da Luz (invariância):

  A luz tem velocidade invariante igual a c em relação a qualquer sistema (referencial)de coordenadas inercial. A velocidade da luz no vácuo é a mesma para todos os observadores em referenciais inerciais e não depende da velocidade da fonte que está emitindo a luz e nem  do observador que a está medindo. A luz não requer qualquer meio .
c = 300 000 km/s 

Conseqüências da teoria da relatividade especial

  A relatividade especial tem conseqüências consideradas bizarras por muitas pessoas. Esta opinião é perfeitamente compreensível, pois estas conseqüências estão relacionadas a comparações entre observadores movimentando-se a velocidades próximas à da luz, e o ser humano não tem nenhuma experiência com viagens a velocidades comparáveis à velocidade da luz.  Algumas das consequências:
  O intervalo de tempo em um referencial em movimento em relação a um observador externo parece ser, para este, maior que o seu próprio intervalo de tempo. Explicando melhor, se um fenômeno que no referencial de um dado observador parado ocorre com um período T parece ocorrer em um período T' maior num referencial parado, movendo-se em relação a este.


  Eventos que ocorrem simultaneamente em um referencial inercial (parado) não são simultâneos em outro referencial em movimento relativo (falta de simultaneidade).


  As dimensões de objetos medidos em um referencial podem ser diferentes para um outro observador em outro referencial em movimento. Se um corpo está em movimento ao longo de um eixo, a dimensão do corpo ao longo deste eixo parecerá menor do que quando o mesmo corpo estiver parado em relação ao referencial do observador (contração dos comprimentos). 

Teoria da Relatividade Geral

  Em 1915, desenvolveu sua teoria da relatividade geral,sendo publicada em 1916.Esta analisa as leis da Física em objetos que se movem de forma acelerada um em relação ao outro, para explicar contradições aparentes entre as leis da relatividade e a lei da gravitação. Desenvolvendo assim uma nova teoria da gravitação.
Para explicar a atração gravitacional entre corpos, Einstein abandona a noção newtoniana de força e introduz a noção de espaço curvo.

  Para Einstein, os corpos produzem em torno de si uma curvatura do espaço, sendo que, quanto maior a massa do corpo, maior será a curvatura. Podemos fazer uma analogia com a situação representada na figura. Nela temos uma bola de ferro (maior) colocada sobre uma superfície elástica. A bola de ferro deforma a superfície de modo que o corpo menor vai em direção ao maior  não porque haja uma força de atração, mas sim porque segue a linha do espaço curvo.
  A teoria de Einstein previa que a luz também seria atraída pelos corpos, mas esse efeito seria pequeno e, assim, só poderia ser observado quando a luz passasse perto de corpos de grande massa, como o Sol.


  A Teoria  da relatividade geral afirma que, se esse veículo é acelerado ou freado, ou se faz uma curva, o seu ocupante não pode assegurar se as forças produzidas se devem à gravidade ou a outras forças de aceleração. Simplesmente, a lei da gravidade de Einstein afirma que a linha de Universo de todo objeto é uma geodésica em um contínuo (uma geodésica é a distância mais curta entre dois pontos, ainda que o espaço curvo não sejauma linha reta; como ocorre com as geodésicas na superfície terrestre, são círculos máximos, mas não linhas retas).         A linha de Universo é curva devido à curvatura do contínuo espaço-tempo na proximidade da Terra e a isso se deve a gravidade.