A física clássica é da opinião de que qualquer observador, independentemente da localização, receberá os mesmos resultados em suas medidas de tempo e extensão. O princípio da relatividade afirma que os observadores podem obter resultados diferentes, e tais distorções são chamadas de "efeitos relativísticos". Ao se aproximar da velocidade da luz, a física newtoniana se afasta.
Velocidade da luz
O cientista A. Michelson, que mediu a velocidade da luz em 1881, percebeu que esses resultados não dependeriam da velocidade com que a fonte de radiação estivesse se movendo. Junto com E. V. Morley Michelson, em 1887, realizou outro experimento, após o qual ficou claro para o mundo inteiro: não importa em que direção a medição seja feita, a velocidade da luz está em toda parte e sempre a mesma. Os resultados desses estudos foram contrários às ideias da física da época, pois se a luz se move em um determinado meio (éter), e o planeta se move no mesmo meio, as medidas em direções diferentes não podem ser as mesmas.
Mais tarde, o matemático, físico e astrônomo francês Jules Henri Poincaré se tornou um dos fundadores da teoria da relatividade. Ele desenvolveu a teoria de Lorentz, segundo a qual aso éter é imóvel, de modo que a velocidade da luz em relação a ele não depende da velocidade da fonte. Nos referenciais em movimento são realizadas transformações de Lorentz, e não de Galileu (as transformações de Galileu aceitas até então na mecânica newtoniana). A partir de agora, as transformações de Galileu tornaram-se um caso especial das transformações de Lorentz, ao passar para outro referencial inercial a uma velocidade baixa (comparada à velocidade da luz).
Abolição do Éter
O efeito relativístico da contração do comprimento, também chamado de contração de Lorentz, é que, para o observador, os objetos que se movem em relação a ele terão um comprimento menor.
Albert Einstein fez uma contribuição significativa para a teoria da relatividade. Ele aboliu completamente o termo "éter", que até então estava presente no raciocínio e nos cálculos de todos os físicos, e transferiu todos os conceitos das propriedades do espaço e do tempo para a cinemática.
Após a publicação do trabalho de Einstein, Poincaré não só deixou de escrever artigos científicos sobre o tema, como também não mencionou o nome de seu colega em nenhum de seus trabalhos, exceto no único caso de referência à teoria da o efeito fotoelétrico. Poincaré continuou a discutir as propriedades do éter, negando categoricamente quaisquer publicações de Einstein, embora ao mesmo tempo tratasse o maior cientista com respeito e até lhe desse um depoimento brilhante quando a administração da Escola Superior Politécnica de Zurique quis convidar Einstein para se tornar um professor na instituição de ensino.
Relatividade
Até mesmo muitos daqueles que estão completamente em desacordo com a física e a matemática, pelo menos em termos gerais, o que é a teoria da relatividade, porque talvez seja a mais famosa das teorias científicas. Seus postulados destroem as ideias comuns sobre tempo e espaço, e embora todos os alunos estudem a teoria da relatividade, não basta conhecer as fórmulas para compreendê-la em sua totalidade.
O efeito da dilatação do tempo foi testado em um experimento com uma aeronave supersônica. Os relógios atômicos exatos a bordo começaram a ficar para trás por uma fração de segundo após o retorno. Se houver dois observadores, um dos quais está parado, e o segundo está se movendo a alguma velocidade em relação ao primeiro, o tempo para o observador que está parado será mais rápido, e para o objeto em movimento, o minuto durará um pouco. mais tempo. No entanto, se o observador em movimento decidir voltar e verificar a hora, descobrirá que seu relógio mostra um pouco menos que o primeiro. Ou seja, tendo percorrido uma distância muito maior na escala do espaço, ele "viveu" menos tempo em movimento.
Efeitos relativísticos na vida
Muitos acreditam que os efeitos relativísticos só podem ser observados quando a velocidade da luz é atingida ou se aproxima dela, e isso é verdade, mas você pode observá-los não apenas dispersando sua nave espacial. Nas páginas da revista científica Physical Review Letters, você pode ler sobre o trabalho teórico do suecocientistas. Eles escreveram que os efeitos relativísticos estão presentes mesmo em uma simples bateria de carro. O processo é possível devido ao rápido movimento dos elétrons dos átomos de chumbo (a propósito, eles são a causa da maior parte da tensão nos terminais). Isso também explica por que, apesar das semelhanças entre chumbo e estanho, as baterias à base de estanho não funcionam.
Metais de luxo
A velocidade de rotação dos elétrons nos átomos é bastante baixa, então a teoria da relatividade simplesmente não funciona, mas há algumas exceções. Se você avançar cada vez mais ao longo da tabela periódica, fica claro que existem alguns elementos mais pesados que o chumbo nela. Uma grande massa de núcleos é equilibrada aumentando a velocidade dos elétrons e pode até se aproximar da velocidade da luz.
Se considerarmos este aspecto do lado da teoria da relatividade, fica claro que os elétrons neste caso devem ter uma massa enorme. Esta é a única maneira de preservar o momento angular, mas o orbital encolherá ao longo do raio, e isso é realmente observado em átomos de metais pesados, mas os orbitais de elétrons "lentos" não mudam. Este efeito relativístico é observado nos átomos de alguns metais em orbitais s, que têm uma forma regular e esfericamente simétrica. Acredita-se que é como resultado da teoria da relatividade que o mercúrio tem um estado líquido de agregação à temperatura ambiente.
Viagem espacial
Objetos no espaço são uns dos outrosem grandes distâncias, e mesmo movendo-se na velocidade da luz, levará muito tempo para superá-los. Por exemplo, para chegar a Alpha Centauri, a estrela mais próxima de nós, uma espaçonave com a velocidade da luz levará quatro anos, e para alcançar nossa galáxia vizinha, a Grande Nuvem de Magalhães, levará 160.000 anos.
Ainda é possível voar até Alpha Centauri e voltar, pois levará apenas oito anos, e para os habitantes da nave, que sentem o efeito da dilatação do tempo, esse período será bem menor, mas após retornando de uma viagem a uma galáxia vizinha, os astronautas descobrirão que em sua terra natal trezentos e vinte mil anos se passaram no planeta, e a civilização humana pode ter deixado de existir há muito tempo. Assim, os efeitos relativísticos permitem que as pessoas viajem no tempo. Este é considerado um dos principais problemas da exploração espacial, pois de que adianta conquistar o espaço sideral se não há como voltar?
Outras atividades
Além da famosa dilatação do tempo, existe também o efeito Doppler relativístico, segundo o qual, se a fonte de ondas começar a se mover, então as ondas que se propagam em direção a esse movimento serão percebidas pelo observador como "comprimidas", e para a remoção do comprimento de onda será aumentado.
Esse fenômeno é típico de qualquer onda, então pode ser observado no exemplo do som na vida cotidiana. A redução de uma onda sonora é percebida pelo ouvido humano como um aumento no tom. Então,quando o sinal de um trem ou vagão é ouvido de longe, é mais baixo, e se o trem passa pelo observador, enquanto faz um som, sua altura será maior no momento da aproximação, mas assim que os objetos se equalizarem e o trem começa a se afastar, o tom se tornará acentuadamente mais baixo e continuará nas notas mais baixas.
Estes efeitos relativísticos são devidos ao análogo clássico da mudança de frequência quando o receptor e a fonte se movem, bem como a dilatação do tempo relativístico.
Sobre o magnetismo
Entre outras coisas, os físicos modernos estão discutindo cada vez mais o campo magnético como um efeito relativista. De acordo com essa interpretação, o campo magnético não é uma entidade material física independente, nem mesmo uma das manifestações do campo eletromagnético. O campo magnético do ponto de vista da teoria da relatividade é apenas um processo que ocorre no espaço em torno de cargas puntiformes devido à transferência de um campo elétrico.
Os defensores desta teoria acreditam que se C (a velocidade da luz no vácuo) fosse infinita, então a propagação de interações em velocidade também seria ilimitada e, como resultado, nenhuma manifestação de magnetismo poderia surgir.
