Teoria Especial da Relatividade

A teoria especial da relatividade, formulada por Einstein em 1905, mostra que espaço e tempo não são absolutos, como até então se pensava. Suas equações se basearam na experiência de Michelson-Morley, realizada 25 anos antes, que mostrou ser a velocidade da luz sempre a mesma independente do observador, e também nos trabalhos de James Clerk Maxwell sobre ondas eletromagnéticas.

O fato de a velocidade da luz ser absoluta gera uma série de consequências que parecem absurdas, se comparadas às nossas observações cotidianas. Imagine uma pessoa sobre um vagão de um trem que viaja a uma velocidade comparável à da luz. De repente, essa pessoa acende uma lanterna direcionando o feixe de luz para a parte de trás do vagão. Então, vira-se e direciona o feixe para a parte da frente. Em ambos os casos, ela terá visto o feixe de luz se deslocar em relação ao vagão numa velocidade de 300 mil quilômetros por segundo. Para uma pessoa que esteja na estação, os feixes de luz também serão vistos viajando na mesma velocidade em relação à ela, independente da velocidade do trem. O senso comum nos diz que esse observador deveria ter visto o feixe de luz dirigido para a parte de trás do vagão se deslocar a uma velocidade menor em relação a ele, por causa do movimento do trem. Entretanto, isso não ocorre. O universo foi construído de tal forma que a velocidade da luz será sempre a mesma para qualquer observador e será um limite intransponível. Esse fato faz incríveis diferenças nas medições de espaço e tempo para diferentes sistemas de referência.

Se viajamos a velocidades muito altas, próximas à da luz, o tempo flui mais devagar em relação a quem está parado. Também há uma diminuição no comprimento no sentido do movimento e um aumento na massa do corpo que viaja. E não é ilusão de ótica. É pura realidade física comprovada por inúmeras experiências científicas. Esses efeitos são tão mais pronunciados, quanto mais próxima da luz for a velocidade atingida pelo corpo. Poderemos, por exemplo, fazer uma viagem de 5 minutos numa nave espacial, enquanto que na Terra vários anos poderão ter se passado, de forma que ao regressarmos, poderemos ver nosso filho caçula já de bengala e barba branca. Enquanto viajamos, nossa nave de 40 metros de comprimento, aparece aos olhos de quem está observando na Terra, com talvez 50 cm de comprimento. Da mesma forma, nossa massa, que em repouso seja, por exemplo, 75 kg, dentro da nave em movimento poderá atingir várias toneladas. Mas nem por isso nos sentiríamos desconfortáveis, pois não percebemos esses efeitos.

O mais incrível é que todas essas coisas acontecem também para velocidades baixas como a que estamos acostumados no dia a dia. Assim, nosso carro será mais curto do ponto de vista de quem está nos vendo passar. Da mesma forma, nosso relógio de pulso se atrasa em relação ao de parede, mesmo tendo ambos a mais alta precisão. Pela mesma razão, pessoas que viajam muito envelhecem menos do que as que não viajam. Infelizmente, (ou talvez felizmente), esses efeitos são tão reduzidos que não os percebemos, a menos que aumentemos a nossa velocidade para algo próximo de 300 mil quilômetros por segundo.

Outra questão interessante gerada pela relatividade do tempo é a não simultaneidade de eventos quando observados em diferentes sistemas de referência. Por exemplo, no meu sistema de referência, posso ter duas portas sendo fechadas ao mesmo tempo, enquanto que em outro sistema, essas mesmas portas podem ser observadas se fechando com intervalo de várias horas uma em relação à outra. Ou seja, um evento que é simultâneo num sistema de referência, pode não ser em outro.

Realmente, o arquiteto do universo, quer seja ele um deus ou um acaso extraordinário, gerou o mesmo regido por leis tão precisas e fantásticas que jamais o entenderemos no todo, pois quanto mais sabemos, mais percebemos que é pouco o que sabemos.

Publicado em 3 de outubro de 2006.