Teoria da Relatividade

O Caráter Relativo da Simultaneidade

FÍSICA

O Caráter Relativo da Simultaneidade

 

O motivo da inconsistência das noções clássicas do espaço e de tempo é a suposição errada sobre a possibilidade de transmissão instantânea de interação e de sinais de um ponto do espaço para outro. A existência de um limite finito da velocidade de transmissão de interação torna necessária uma mudança profunda da opções habituais de espaço e de tempo, baseadas na experiência cotidiana. O conceito de tempo absoluto, que decorre a um ritmo estabelecido de uma vez para sempre, independentemente da matéria e do tempo, revelou-se incorreto.

 

    Se admitirmos que os sinais se propagam instantaneamente, então a afirmação de que os acontecimentos em dois pontos A e B, separados no espaço, ocorreram simultaneamente terá um significado absoluto. É possível colocar nos pontos A e B relógios e sincronizá-los por meio de sinais instantâneos. Se um sinal desses saiu de A, por exemplo, às 0h 45m e, nesse mesmo instante, chegou ao ponto B, de acordo com o relógio neste ponto, então só dois relógios indicam a mesma hora, ou seja, estão sincronizados. Se não se dá tal coincidência, podem sincronizar-se os relógios, adiantando aquele que indica menos horas no momento da emissão do sinal.

 

    Quaisquer acontecimentos, por exemplo, dois relâmpagos, são simultâneos se ocorrerem quando os relógios sincronizados indiquem a mesma hora.

 

    Só colocando nos pontos A e B relógios sincronizados se pode ajuizar se quaisquer dois acontecimentos nestes pontos se dão ao mesmo tempo ou não. Mas como é que podermos sincronizar relógios que se encontram a uma dada distância um do outro, se a velocidade de propagação dos sinais não é infinitamente grande?

 

    Para sincronizar os relógios é natural recorrer a sinais luminosos ou outros sinais electromagnéticos, visto que a velocidade das ondas electromagnéticas no vácuo é uma grandeza constante, conhecida com exatidão.

 

    É este o método utilizado para verificar as horas pelo rádio. Os sinais de tempo ajudam a sincronizar os nossos relógios com os relógios-padrão exatos. Sabendo a distância entre a estação de rádio e a nossa casa pode-se calcular a correção correspondente ao atraso do sinal. Esta correção, é claro, é muito pequena. Na nossa vida cotidiana ela não tem qualquer significado. Mas no caso das grandes distâncias cósmicas ela pode tornar-se muito importante.

 

    Vejamos detalhadamente um método simples de sincronização de relógios que não exige nenhum cálculo. Suponhamos que um astronauta quer saber se os relógios A e B colocados nos extremos opostos de uma nave espacial (fig. 2), estão certos entre si. Para isso, com o auxílio de um emissor, parado em relação à nave e colocado no meio dela, o astronauta produziu uma fulguração (substantivo feminino 1.intensa claridade resultante da eletricidade que se manifesta na atmosfera, diferente do relâmpago que se faz acompanhar do ruído do trovão. 2. qualquer brilho intenso; clarão, luzeiro, fulgor.). A luz atinge ao mesmo tempo ambos os relógios. Se ambos eles marcarem a mesma hora, isso significa que estão sincronizados.

                                         Fig. 3

 

    Dois acontecimentos nos pontos A e B dão-se ao mesmo tempo no sistema K1 e em instantes diferentes no sistema K. Mas de acordo com o princípio da relatividade os sistemas K1 e K são equivalentes. A nenhum destes sistemas se pode dar preferência. Por isso, somos obrigados a concluir que a simultaneidade dos acontecimentos em pontos distintos do espaço é relativa. O motivo do caráter relativo da simultaneidade é, como nós vimos, o valor finito da velocidade de propagação dos sinais.

 

    É devido ao caráter relativo da simultaneidade que se explica o paradoxo dos sinais luminosos esféricos, sobre o qual se falou em 02 . A luz atinge simultaneamente os pontos da superfície esférica com centro no ponto 0, do ponto de vista do observador que se encontra parado em relação ao sistema K. Do ponto de vista do observador, ligado ao sistema K1 , a luz atinge estes pontos em instantes diferentes.

 

    Evidentemente, é verdadeiro o inverso: no sistema K a luz atinge os pontos da superfície esférica com centro em 01 em instantes diferentes, e não ao mesmo tempo, como parece ao observador que se encontra no sistema K1 .

 

    Daqui resulta que na realidade não existe nenhum paradoxo.

Curso introdutório de Relatividade Restrita 

 

 

Complemento

  • Relatividade Galileana 

  • Emc²: Origem e Significado

  • Aspectos históricos das bases conceituais das relatividades

  • A Álgebra Geométrica do Espaço-tempo: A Teoria da Relatividade

  • Dedução das equações da Teoria de Gravitação  

  • Teoria da Relatividade Geral

  • Sobre a Influência da Gravidade na Propagação da Luz, por Albert Einstein

  • O eclipse de 1919 e a comprovação da Teoria da Relatividade Geral

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