Teoria Das Cordas - 154-relatividade2.pdf 5p54h

RELATIVIDADE. Até o final do século XIX, o espaço e o tempo eram considerados absolutos e independentes um do outro. itia-se o tempo como universal e o espaço como formando um universo euclidiano e infinito. A teoria físico-matemática da Relatividade, elaborada principalmente por Albert Einstein (1879-1955), em 1905, forja com a Mecânica Quântica um novo observador que se afasta significativamente daquele privilegiado do mecanicismo de Newton (1642-1727) e de Laplace (1749-1827) ao perder sua principal característica: poder observar o mundo de forma quase absoluta, como se estivesse fora dele e fosse incapaz de perturbá-lo durante o ato de observar. (v. Teoria Quântica) Essa mudança tem reflexos enormes na metodologia e no desenvolvimento da Física no século XX, no desenvolvimento tecnológico e, do ponto de vista físico-filosófico, introduz profundas modificações nos conceitos de espaço, tempo, massa e energia. (v. Átomo) Por fim, mas não menos importante, contribui enormemente para o desenvolvimento de uma nova teoria da gravitação e de uma cosmologia científica. (v. Aristotelismo) A idéia de que a Física deve ser a mesma para observadores que se movem uns em relação aos outros de modo uniforme (com velocidade constante) foi utilizada por Galileu (15641642), na segunda jornada de seu Diálogo, para oferecer a razão pela qual o movimento da Terra, previsto no modelo de Copérnico, não é perceptível a seus habitantes. A sua argumentação inicia-se com as seguintes palavras de sco Salviati: “feche-se com um amigo numa grande sala sob a ponte de um navio e arranjem moscas a voar, borboletas e outros pequenos animais; tenha também um grande vaso com água contendo peixes; suspenda um balde cuja água cai gota a gota por um orifício em outro vaso com um gargalo estreito pousado no chão. Com o navio parado, observe cuidadosamente os pequenos animais a voar, os peixes a nadar com a mesma velocidade para todos os lados, as gotas caindo no vaso pousado no chão; e você mesmo lance ao seu amigo um objeto e verifique que o pode fazer com a mesma facilidade numa ou noutra direção, quando as distâncias são iguais e que, saltando a pés juntos, você atravessa espaços iguais em todos os sentidos. Quando tiver observado com cuidado todas essas coisas (embora não se duvide que tudo se a assim com o navio parado), faça avançar o navio tão velozmente quanto queira, desde que o movimento seja uniforme sem oscilações para um lado e para outro. Você não descobrirá nenhuma mudança em todos os efeitos precedentes e nenhum deles lhe dirá se o navio está em marcha ou parado (...) e a razão pela qual todos esses efeitos permanecem iguais é que o movimento é comum ao navio e a tudo que ele contém, incluído o ar”. Tais considerações estão na base do que se pode chamar de princípio da relatividade de Galileu, que pode ser enunciado da seguinte forma: se as leis da mecânica são válidas num dado referencial, então são igualmente válidas em qualquer referencial que se mova uniformemente em relação ao primeiro. Esse princípio de absoluta equivalência entre dois sistemas de referência que se movem relativamente implica o abandono da possibilidade de qualquer movimento absoluto. Esse princípio de Galileu é fruto e ao mesmo tempo a base de uma cosmovisão mecanicista que se está construindo e terá sua expressão maior com a Mecânica de Newton, fortemente calcada na causa efficiens. A força que move a matéria é o ponto central da obra de Newton. No entanto, como bem salienta Steven Weinberg (*1933), a matéria perdeu o seu papel central na Física a partir da fusão da Relatividade com a Mecânica Quântica, da qual resultou uma nova visão de mundo (Weltanschauung). Nela, o papel da matéria foi usurpado por princípios de simetria, dentre os quais destacamos os relacionados não mais apenas ao espaço, mas ao espaço-

tempo. O espaço no qual medimos distâncias e o tempo que quantificamos com os relógios não são nem absolutos nem independentes: eles estão unidos e formam um universo a quatro-dimensões e é este novo espaço-tempo que possui uma unidade. As medidas de espaço e de tempo dependem essencialmente das condições de movimento dos observadores. Nesta nova Weltanschauung, é inegável a dupla contribuição de Einstein ao fazer uma profunda crítica do conceito de simultaneidade e ao tomar como paradigma de teoria física o Eletromagnetismo de James C. Maxwell (1831-1879), ao invés da Mecânica de Newton. Einstein deu, assim, ao princípio da relatividade um alcance mais universal, estendendo-o aos fenômenos eletromagnéticos e a qualquer movimento. A isto ele chegou em três etapas: a primeira, com a formulação da relatividade restrita, em 1905, na qual considera apenas os movimentos retilíneos e uniformes; a segunda, com a relatividade geral, em 1916, quando ele estende o princípio aos movimentos acelerados, do que resulta uma nova teoria da Gravitação e a base teórica de uma Cosmologia científica; e por último, em 1950, com a teoria do campo unificado, com a qual estende as idéias da relatividade geral ao eletromagnetismo, como que fechando um ciclo. Cabe aqui um parêntesis para recordar que a principal comprovação experimental da Teoria da Relatividade Geral se deu com a observação, em 29 de maio de 1919, por parte de uma missão científica internacional, do desvio da trajetória da luz emitida por estrelas distantes causado pelo campo gravitacional do sol, observação esta ocorrida na cidade de Sobral, no Ceará. Ainda com relação ao eletromagnetismo, outra conseqüência importante da teoria da Relatividade de Einstein foi o abandono do conceito de éter, meio imaterial que Maxwell e tantos outros cientistas e pensadores acreditavam ser essencial para a propagação da luz, assim como a água é essencial para a propagação de ondas provocadas por uma perturbação qualquer. A analogia com fenômenos da mecânica dos meios contínuos é evidente neste caso. Ao postular a constância da velocidade da luz, essa a a ser uma constante fundamental da natureza, absoluta, e o conceito de éter a a ser supérfluo, além de nunca ter sido observado experimentalmente. Neste ponto, cabe um comentário sobre uma certa tendência de se confundir relatividade com relativismo, entendido como a não aceitação de princípios absolutos em qualquer campo do saber e do agir. De fato, a credibilidade da expressão “tudo é relativo” muitas vezes é atribuída ao sucesso da teoria da Relatividade e, a partir dela, tenta-se defender uma interpretação subjetiva da natureza. (v. Pragmatismo) Entretanto, é preciso que fique claro que, em última análise, essa teoria busca expressões invariantes das leis físicas e, portanto, independentes de condições subjetivas. Do ponto de vista do seu instrumental teórico, o desenvolvimento da Teoria da Relatividade dependeu crucialmente do desenvolvimento das geometrias não-euclidianas, importante legado do século XIX. (v. Fractais) A influência dessa conquista da matemática transcende a Física e teve também enorme influência nas Artes, principalmente no Cubismo, no qual o espaço euclidiano vai sendo desconstruído. É equivocado atribuir à Relatividade influência sobre o cubismo. (v. Modernismo) A Teoria da Relatividade também contribui para a superação da noção clássica de vazio, a partir do trabalho de P.A.M. Dirac (1902-1984), que chegou a uma equação fundamental quântico-relativística para descrever o elétron. Como conseqüência das relações de simetria desta teoria, o conceito de vácuo é revisto e a a ser considerado como uma estrutura extremamente complexa e não está claro hoje se ele não pode ser considerado um estranho meio, tão estranho quanto o éter. Por fim, deve-se ressaltar o impacto da Relatividade na sociedade contemporânea. O desenvolvimento da eletrônica só foi possível, em grande parte, graças à contribuição de Einstein e da Mecânica Quântica. (v. Microeletrônica) O

microcomputador e a revolução da informática que ainda estamos vivendo são filhos tecnológicos das idéias revolucionárias deste grande físico. (v. Energia Nuclear) Francisco Caruso Neto Referências Bibliográficas: COSTA, M. Amoroso. Introdução à Teoria da Relatividade. Rio de Janeiro: Editora UFRJ, 1995. EINSTEIN, Albert. Relativity: The Special and the General Theory (a popular exposition). New York: Wings Book, 1961. MILLER, Arthur I.. Albert Einstein’s Special Theory of Relativity: Emergence (1905) and Early Interpretation (1905-1911). Addison-Wesley, Reading, MA, 1981. TONNELAT, M.A.. Histoire du Principe de Relativité. Paris: Flammarion, 1971.