Relatividade de Einstein

 

Se você já assistiu e gostaria de entender Interestelar, aqui estão algumas curiosidades para te ajudar com a física por traz do filme de maneira bem simples.

Durante a trajetória do personagem de Matthew McConaughey ele se depara com alguns acontecimentos físicos explicados pelas teorias do famoso Einstein.

É a idéia mais brilhante de todos os tempos – e certamente também uma das menos compreendidas. Em 1905, o físico alemão Albert Einstein disse que tempo e o espaço são relativos e estão completamente interligados, eu sei, é nesse momento que voce começa a pensar em desistir de entender, mas calma, a coisa nao é tão complicada assim de se explicar.

Tente enxergar o tempo como uma espécie de lugar onde a gente caminha. Mesmo que você fique imóvel você vai está se movendo na dimensão do tempo. Afinal, os segundos estão passando, e isso significa que você se desloca pelo tempo como se estivesse em um trem que corre para o futuro em um ritmo constante. Até aí, nenhuma novidade bombástica. Mas Einstein também descobriu algo surreal ao constatar que esse “trem do tempo” pode ser acelerado ou freado. Ou seja, o tempo pode passar mais rápido para uns e mais devagar para outros. Quando um corpo está em movimento, o tempo passa mais lentamente para ele.

Se você estiver andando, por exemplo, as horas vão ser mais vagarosas para você do que para alguém que esteja parado. Mas, como as velocidades que vivenciamos no dia-a-dia são muito pequenas, a diferença na passagem do tempo é ínfima. Entretanto, se fosse possível passar um ano dentro de uma espaçonave que se desloca a 1,07 bilhão de km/h e depois retornar para a Terra, as pessoas que ficaram por aqui estariam dez anos mais velhas! Como elas estavam praticamente paradas em relação ao movimento da nave, o tempo passou dez vezes mais rápido para elas – mas isso do seu ponto de vista. Para os outros terráqueos, foi você quem teve a experiência de sentir o tempo passar mais devagar. Dessa forma, o tempo deixa de ser um valor universal e passa a ser relativo ao ponto de vista de cada um – daí vem o nome “Relatividade”. Ainda de acordo com os estudos de Einstein, o tempo vai passando cada vez mais devagar até que se atinja a velocidade da luz, de 1,08 bilhão de km/h, o valor máximo possível no Universo.

A essa velocidade, ocorre o mais espantoso: o tempo simplesmente deixa de passar! É como se a velocidade do espaço (aquela do velocímetro da nave) retirasse tudo o que fosse possível da velocidade do tempo. No outro extremo, para quem está parado, a velocidade está toda concentrada na dimensão do tempo. “Einstein postulou isso baseado em experiências de outros físicos e trabalhou com as maravilhosas conseqüências desse fato”, diz o físico Brian Greene, da Universidade de Columbia, nos Estados Unidos, autor do livro O Universo Elegante, um best seller que explica em linguagem simples as idéias do físico alemão. Mas as descobertas da Relatividade não param por aí. Ainda em 1905, Einstein concluiu que matéria e energia estavam tão entrelaçadas quanto espaço e tempo. Daí surgiu a célebre equação E = mc2 (energia = massa x a velocidade da luz ao quadrado), que revela que uma migalha de matéria pode gerar uma quantidade absurda de energia.

Por fim, em 1916, Einstein examinou a influência do espaço e do tempo na atração entre os corpos e redefiniu a gravidade – até então, a inquestionável física clássica de Isaac Newton (1642-1727) considerava apenas a ação da massa dos corpos. Sua Teoria da Relatividade, definida em uma frase dele mesmo, nos deixou mais próximos de “entender a mente de Deus”.

Buracos de minhoca

 

Buracos de minhoca

Kip Thorne é um físico teórico norte-americano, especialista prolífico sobre ondas gravitacionais e co-autor do livro Gravitation, da qual a maior parte da atual geração de cientistas aprenderam a relatividade geral. Sua pesquisa concentrou-se em estrelas relativísticas, buracos negros, buracos de minhoca, deformações em tempo e ondas gravitacionais, e foi co-fundador do Projeto LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory), com o qual ainda está associado.

Thorne acredita que possa existir no universo um outro tipo de estrutura, em forma de túnel, que poderia ser usada como um portal para viagens no tempo. Considera-se que os buracos de minhoca, também chamados de pontes de Einstein-Rosen, tenham o maior potencial para viagens no tempo, se eles de fato existirem. Eles poderiam não só permitir viagens no tempo como também viajar para muitos anos-luz da Terra em apenas uma fração da quantidade de tempo que seria necessária com os métodos convencionais de viagens espaciais.

Neste exemplo, o espaço é visualizado como um plano bidimensional, em vez das quatro dimensões que na verdade constituem o espaço-tempo. Imagine que este lençol esteja dobrado, deixando um espaço entre as partes de cima e de baixo. Colocar a bola de beisebol no lado de cima fará com que uma curvatura se forme. Se uma massa igual fosse colocada na parte de baixo do lençol, em um ponto correspondente ao ocupado pela bola de beisebol na parte de cima, eventualmente a segunda massa encontraria a bola de beisebol. É mais ou menos assim que os buracos de minhoca podem ser formar.

No espaço, as massas que fazem pressão em diferentes partes do universo poderiam eventualmente formar um túnel, isto é, um buraco de minhoca. Poderíamos viajar da Terra para outra galáxia e voltar relativamente rápido. Por exemplo, vamos imaginar um roteiro em que quiséssemos viajar para Sírio (ou Sirius), uma estrela vista na constelação do Cão Maior logo abaixo de Órion. Sírio está a cerca de 9 anos-luz da Terra, o que equivale a aproximadamente 90 trilhões de quilômetros. Obviamente, esta distância seria muito grande para que os viajantes espaciais a percorressem e voltassem a tempo de nos contar o que eles viram por lá. Até agora, o mais distante que as pessoas já viajaram no espaço foi até a Lua, que está a cerca de 400 mil km da Terra. Se pudéssemos encontrar um buraco de minhoca que nos conectasse no espaço ao redor de Sírio, poderíamos poupar um tempo considerável, evitando os trilhões de quilômetros que teríamos de percorrer com a viagem espacial tradicional.

Buracos Negros

Buracos Negros

 

De forma simplificada, buraco negro é uma região do espaço que possui uma quantidade tão grande de massa concentrada que nada consegue escapar da atração de sua força de gravidade, nem mesmo a luz, e é por isso que são chamados de “buracos negros”.

Há uma concentração de massa tão grande em um ponto tão infinitamente pequeno que a densidade é suficiente para causar tal deformação no espaço-tempo que a velocidade de escape neste local é maior que a da luz. Por isso que nem mesmo a luz consegue escapar de um buraco negro. E, já que nada consegue se mover mais rápido que a velocidade da luz, nada pode escapar de um buraco negro.

Esses tais buracos negros seriam estrelas em seu último estágio de evolução, quando, depois de consumir todo seu combustível, a estrela com massa maior que 3 massas solares, se transformam em uma supernova com um “caroço” no centro. Se a massa deste caroço, que pode ou não se formar, for maior que 2 massas solares ele cai sobre si mesmo, transformando-se em um buraco negro.

Fontes: