A sugestão de Nuno Crato
É COMUM encarar o nascimento da Teoria da Relatividade Restrita como um puro golpe de génio, saído da cabeça do jovem Einstein por inspiração súbita. A data do acontecimento, 1905, é tão importante que o seu centenário justifica a celebração deste ano de 2005 como Ano Internacional da Física.
(Texto completo em «Comentário-1»)
Afixado por: Carlos Medina Ribeiro às 12:22
18 Comments:
É comum encarar o nascimento da Teoria da Relatividade Restrita como um puro golpe de génio, saído da cabeça do jovem Einstein por inspiração súbita.
A data do acontecimento, 1905, é tão importante que o seu centenário justifica a celebração deste ano de 2005 como Ano Internacional da Física.
A visão quase platónica da criação da Teoria da Relatividade foi recentemente posta em causa por Peter Galison, um físico que se especializou em história da ciência e que tem publicado nesta área alguns dos estudos mais interessantes e profundos dos últimos anos.
Num livro recente, acabado de sair em Portugal em tradução da Gradiva, Galison explica como problemas tão simples e quotidianos como a sincronização dos relógios e a construção dos horários de caminhos-de-ferro podem ter inspirado Einstein, levando-o à formulação da Relatividade.
Os Relógios de Einstein e os Mapas de Poincaré, assim se chama o livro, conta a história paralela do matemático francês Henri Poincaré e de Albert Einstein na resolução de alguns paradoxos derivados da verificação experimental da constância da velocidade da luz. E mostra como o problema da sincronização dos relógios, necessário para o funcionamento dos caminho-de-ferro e outros problemas práticos, levou os cientistas a considerarem que a sincronização apenas podia ser obtida pela troca de sinais entre diferentes sistemas.
Mas a troca desses sinais tem uma velocidade finita, tendo como limite a da luz.
Daí derivam factos surpreendentes que Poincaré procurou integrar na física da altura, mas que Einstein percebeu implicarem uma visão nova do espaço e do tempo.
O problema continua a ser fascinante, 100 anos depois.
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Texto de Nuno Crato, adaptado do «Expresso»
Lamento ir contra a corrente dominante, em particular neste ano especial de 2005, mas a Teoria da Relatividade não me convence. Estudei-a na Universidade e fiz exames acerca dela, mas cada vez alimento mais dúvidas acerca desta teoria.
A história da sincronização dos relógios, contada neste livro, parece-me pouco convincente. Por que razão tem de ser emitido um sinal luminoso entre os relógios para os sincronizar? Tendo em conta os tempos de transmissão, poderia ser utilizado outro sinal, viajando a uma velocidade diferente da da luz.
Por que razão a luz tem de revelar sempre a mesma velocidade, independentemente da do observador?
E por que razão há-se ser a velocidade máxima observada no Universo?
Não terá sido um pouco precipitado postular estas coisas? Sem saber o que nos reserva o futuro?
Depois há a questão dos paradoxos. O dos gémeos não faz sentido. Alguém consegue acreditar que o gémeo que fica na Terra vê o outro chegar mais novo?
E a falha da propriedade transitiva ? Se tiver, não os dois referenciais do costume, mas sim três, em movimento de translacção uniforme, se aplicar as transformações relativistas do primeiro para o segundo e deste para o terceiro, não obtenho os mesmo resultados do que se passar directamente do primeiro para o terceiro.
Enfim, julgo que se deu demasiada relevância à teoria da Relatividade de Einstein. Sem que o próprio tivesse a culpa, claro.
Sokal
Eu julgo que o próprio Alberto tinha a noção de que a sua teoria era uma aproximação à realidade, com as limitações inerentes a esse facto.
Ele bem sabia das dificuldades que havia em a compatibilizar com a Mecânica Quântica, em explicar os buracos-negros, etc
Mas uma coisa é certa:
Tal como a Mecânica Quântica "custa a acreditar" mas, até agora, nunca foi contraditada pela experiência, o mesmo se passa com a Relatividade no âmbito em que se aplica (grandes velocidades e grandes massas).
Pelo menos até à 14ª casa decimal (salvo erro), tudo o que ele previu bateu certo, até agora, com a realidade.
Aliás, até o mais simples GPS que se vende nas lojas tem em conta as duas correcções relativísticas do Tempo:
O satélites andam muito depressa (o que atrasa) e estão a grande altitude (o que tem o efeito inverso mas não no mesmo valor).
Toda a gente que trabalha em aceleradores de partículas sabe que a massa delas segue a lei do E=mc^2 e que os tempos de desintegração respeitam a equação da variação do tempo com a velocidade.
Pelo menos até à tal 14ª casa decimal é assim - e não há volta a dar a esse facto...
Quantos aos paradoxos, há coisas curiosas:
Contra a M. Quântica, Einstein referiu o que ficou conhecido como "Paradoxo EPR" - veio a ver-se que era a M. Q. que estava certa!
Quanto às viagens, há que ter em conta várias coisas:
Há acelerações (positivas e negativas)que alteram um pouco os raciocínios.
No entanto, são corriqueiras experiências de aviões e "vai-vens" que partem com relógios sincronizados com outros de Terra, e regressam des-sincronizados segundo o previsto pela T.R.
Mesmo num valor ultra-micronésimo, o tempo decorre, nas naves, a um ritmo diferente.
Outra forma de encarar o problema posto por Sokal:
Uma teoria qualquer (seja a da Relatividade ou a da Evolução)tem as seguintes características:
1 - Deve explicar (até ao limite do verificável) os factos conhecidos no âmbito em que é aplicável.
2 - Deve prever correctamente (até ao limite do verificável) os factos desconhecidos.
3 - Deve prever em si-mesma a possibilidade de se verificar que está errada. Qualquer coisa como: «Se a experiência X vier a provar que o resultado não é Y - como eu prevejo que seja -, então a minha teoria está errada».
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Até agora, quer queiramos ou não, a T. R. tem passado estes 3 testes sem uma única excepção.
E não apenas uma vez ou outra, mas inúmeras vezes por dia.
O problema da T. Relatividade, da M. Quântica (e de outras ainda mais rebarbativas, como a Teoria das Cordas) é que jogam com velocidades, massas e tempos que estão MUITO longe do nosso dia-a-dia.
Por isso, ferem o senso-comum e levam ao uso de expressões como "a Teoria não me convence" (com que Sokal inicia o seu Comentário.
Ora o verbo "convencer" remete para a comparação entre o que a Teoria diz e o que a pessoa "acha que é" (ou "deve ser")- que pode ter mais a ver com a vivência do que com a realidade.
Em Física, o "convencer" é garantido pela "experiência".
Algumas vezes (e com a T.R. passou-se isso), as experiências não são logo possíveis de fazer.
Nesses casos, o físico usa a Matemática e o raciocínio para propor a sua visão da realidade que será depois confirmada ou não.
A constância da velocidade da luz(experiências de Michaelson-Moreley), a equivalência massa/energia (Los Alamos, Hiroshima, etc...), a deformação do Espaço por grandes massas (experîência de Arthur Edington), etc, foram realidades constatadas experimentalmente ainda no tempo de Einstein.
Meu caro Medina Ribeiro
Li os seus comentários, mas em nenhum deles vi a contestação daquilo que, em concreto, referi. Limita-se a falar do geral.
É assim que as melhores teoria arranjam cépticos. Nunca respondem directamente às dúvidas que os opositores apresentam.
Tal como acontecia nas aulas de Religião, em que os padres nunca conseguiam encontrar explicação para muitas das nossas dúvidas.
E o que fizemos, muitos de nós, à Religião? Caixote do lixo ...
Um abraço
Sokal
A meu ver, vai para aqui alguma confusão.
A T.R. é uma Teoria Física e, como tal, não tem nada a ver com Religião nem com Convencimento.
Quando surgem novas teorias, os argumentos iniciais podem ser raciocínios ou intuições, pode depois ser chamada a Matemática para ajudar, mas o argumento definitivos é (simplesmente e sempre que possível) a experimentação.
Depois, ou a teoria (seja ela qual for) está certa, ou está errada.
Quer queiramos, quer não; quer gostemos, quer não; quer creiamos, quer não; quer pareça sofrer de paradoxos, quer não, a T. R. tem, até à data, previsto e explicado a realidade que aborda.
Mesmo o paradoxo-dos-gémeos (conhecido como paradoxo de Langevin) já está descoberto e verificado experimentalmente.
Para corpos movendo-se a velocidades muito elevadas, o tempo decorre, de facto, mais lentamente.
Não tem nada a ver com o tipo de relógio. É o Tempo (com "T" grande)que, de facto, decorre mais lentamente.
Evidentemente, como qualquer teoria poderá vir a ser acertada, afinada ou até posta de lado.
Pergunta Sokal porquê usar raios de luz para transmissão de informação e não outros sinais?
Talvez, sim, mas de que tipo?
Os sinais sonoros, p.ex., precisam sempre de um suporte físico para se propagarem.
Para uma propagação de sinais no espaço (nomeadamente no vácuo), as radiações electro-magnéticas parecem ser as mais adequadas.
"Luz" deve ser entendido no sentido lato de "radiação electro-magnética".
Todas as variantes (luz visível, raios-X, infravermelhos, ondas de rádio) podem servir para envio de sinais. Propagam à mesma velocidade no vácuo.
Qualquer sinal como "agitar uma bandeira" seria, à mesma, um sinal luminoso.
O agitar de um íman, a gravidade, etc, também podiam servir para enviar sinais no vácuo, mas o certo é que também se "propagam" a essa velocidade: a Terra, p.ex., é atraída pelo Sol na direcção onde ele estava há 8 minutos.
Resta o facto da velocidade da luz ser (ou não) a maior possível no Universo.
Trata-se, julgo eu, de um postulado.
Até onde foi possível confirmar experimentalmente, foi confirmado.
Quanto a ser constante e independentemente do referencial, trata-se de um dado experimental, também até hoje sempre confirmado.
No entanto, nada nos diz que não haja outros universos (ou locais no nosso) onde seja de outra forma.
C.E.
Os relógios de Einstein eram sincronizados, supostamente, por meio de raios luminosos.
Mas o processo mais corrente para sincronização dos relógios, tal como refere o livro em apreço, era a emissão de sinais eléctricos, a partir de um relógio central, ou relógio-mãe, através de uma rede de condutores que os interligam.
Como se sabe, o material dieléctrico que envolve os condutores não tem uma constante dieléctrica igual à do vazio, pelo que a velocidade de propagação das ondas electromagnéticas em torno dos condutores é inferior à da luz no vácuo (é dividida pela raiz quadrada da constante dieléctrica do meio, supondo que a permeabilidade magnética do meio não difere muito da permeabilidade do vazio, como acontece com a maioria das substâncias).
Evidentemente, isto não tem qualquer importância, desde que se conheça a velocidade de propagação dos sinais eléctricos na rede de condutores que interliga os relógios e os comprimentos dos respectivos ramos. Podemos ter em conta os tempos de propagação do sinal entre os relógios.
O que se torna alarmante é a “fixação” de Einstein nos sinais luminosos, circunstância que o levou a privilegiar o comportamento da luz de uma forma quase obsessiva. Possivelmente exagerada. Parafraseando alguém mais próximo “há mais vida para além da luz” ...
A propósito da atracção da Terra pelo Sol, não está demonstrado que as ondas gravitacionais se propaguem à mesma velocidade que a luz. Oito minutos é o tempo que leva a luz a vencer a distância entre o Sol e a Terra. Se o Sol se “apagasse” só daríamos conta disso oito minutos depois. Mas se ele desaparecesse bruscamente, não se sabe quanto tempo se passaria até a Terra iniciar uma trajectória rectilínea tangente à trajectória anterior.
Quanto ao paradoxo dos gémeos, não foi demonstrado nada nesse sentido. Simplesmente porque ainda nenhum par de gémeos foi submetido à experiência. E o recurso a experiências com relógios atómicos são pouco convincentes. Aliás, há vários físicos que não se consideram convencidos pelas proclamadas demonstrações deste paradoxo.
E há ainda a questão de que o fenómeno da dilatação do tempo não é transitivo, ou seja, se tivermos vários referenciais em translacção uniforme entre si, e se calcularmos a dilatação do tempo do primeiro para o segundo, do segundo para o terceiro, e por aí fora, não se obtem o mesmo resultado do que se passarmos directamente do primeiro para o último. Isto é demasiado importante para não se ser levado a olhar para estas coisas com algum cuidado.
Sokal
Acerca do "paradoxo dos gémeos":
«(...)A mais famosa hipotética ilustração da dilatação do tempo é chamada "O paradoxo dos Gémeos". Supõe que existem dois gémeos chamados Harry e Mary. Mary apanha uma nave espacial que viaja muito rapidamente para longe da Terra (tem que viajar perto da velocidade da luz para o efeito se notar) e retorna muito rapidamente também. Podemos pensar do corpo humano como um relógio que conta o tempo através de anos. Visto que a Mary se está mover muito rápidamente, o seu relógio corre mais lentamente, comparado com o relógio de Harry. Como resultado, quando Mary chega de volta á Terra ela tem menos anos do que tem o Harry. Quantos anos a menos depende do quanto ela viajou e a que velocidade (...)».
*****
http://mega.ist.utl.pt/~pocm/r_relativity/fifth.html
O site indicado pelo leitor anterior é muito estranho.
Além de um português péssimo, apresenta um quadro de valores com velocidades em milhas por hora.
Dá pouca credibilidade.
Pelo que vi, o "site" indicado é uma tradução - por sinal com muitos erros de ortografia...
Quanto ao paradoxo dos gémeos, o ENUNCIADO é o referido, embora não esteja completo - falta a outra metade, para ser mesmo um paradoxo, que consiste no seguinte:
«No final da viagem, quando os gémeos se encontram, Harry é mais velho e ao mesmo tempo mais novo do que Mary, conforme o referencial escolhido».
O deslindar do paradoxo tem a ver com o facto de haver necessariamente acelerações e desacelerações no movimento.
Mas há inúmera documentação sobre isso (pesquisar em «twins paradox»).
Para os interessados nestes assuntos (incluindo o paradoxo dos gémeos), sugere-se também o endereço:
http://www.cienciaviva.pt/rede/space/resposta5.asp
(Também tem erros de ortografia...)
Mais umas achegas para a confusão:
A T. R. não diz que o Espaço e/ou o Tempo esticam ou encolhem.
Para que isso fosse verdade, era preciso que houvesse um referencial absoluto, exterior (o tal "éter").
O que a T.R. descreve é, de certa forma, "a percepção que tem um observador quando vê um corpo que se move em relação a ele a uma determinada velocidade".
Essa percepção é simétrica:
Estando "A" a afastar-se de "B" a uma velocidade uniforme, um observador em "A" julga ver "B" a encolher movimento, ao mesmo tempo que "B" julga que é o oposto que acontece.
Com o "tempo", passa-se o mesmo, também segundo as fórmulas de Lorenz.
Mas quando os movimentos não são rectilíneos ou não são uniformes, a coisa fia mais fino...
Nesse seguimento, aqui fica outra "dica", só para chatear:
Einstein estabeleceu a equivalência da massa inercial com a massa gravítica:
Um observador sujeito a uma aceleração (e sem contacto com o exterior), não sabe se está a ser acelerado ou a ser sujeito a uma atracção gravítica.
Como um campo gravítico "altera o tempo" (e isso é um dado experimental), uma aceleração também o faz?
Caros amigos,
Palpita-me que, apesar da boa-vontade dos participantes, há algumas impecisões em alguns destes "Comentários".
Pelo menos há contradições, e se calhar há alguns disparates que podem ser esclarecidos.
Assim, vou hoje enviar um "mail" a alguns colegas e amigos (que trabalham em actividades nas quais a Teoria da Relatividade tem implicações)para virem até aqui dar uma ajuda.
Pessoal,
o correto é expressar "erro de grafia" e não "erro de ortografia [sic]".
Ortografia é a escrita correta em uma linguagem, então jamais comporta rá erro.
Este comentário foi removido pelo autor.
Pessoal,
o correto é expressar "erro de grafia" e não "erro de ortografia [sic]".
Ortografia é a escrita correta em uma linguagem, então, jamais comportará uma grafia incorreta.
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