Imagine que você está em um carro atravessando o país, observando a paisagem. Uma árvore à distância se aproxima, passa ao seu lado e depois desaparece na direção oposta, ficando para trás.
É claro que você sabe que a árvore não está andando em sua direção nem se afastando de você. É você quem está em movimento, dirigindo em direção à árvore. A árvore só parece estar se movendo por comparação, ou seja, em relação a você. Isso é o que chamamos de relatividade. Se um amigo estivesse parado ao lado da árvore, ele veria você se aproximando na mesma velocidade com que você o vê vindo em sua direção.
No livro “Diálogo sobre os dois máximos sistemas do mundo”, publicado em 1632, o astrônomo Galileu Galilei descreveu pela primeira vez o princípio da relatividade. Este princípio explica a ideia de que o universo deve se comportar da mesma maneira em todos os momentos, mesmo que duas pessoas vivenciem um mesmo evento de forma diferente por estarem em movimento uma em relação à outra.
Se você estiver dentro de um carro e lançar uma bola para o alto, as leis físicas que atuam sobre ela, como a gravidade, devem ser as mesmas que atuam sobre um observador parado à beira da estrada. No entanto, enquanto você vê a bola subir e descer, a pessoa do lado de fora a verá se mover não só para cima e para baixo, mas também em sua direção ou para longe dela.
Muito tempo depois, Albert Einstein propôs o conceito que hoje chamamos de relatividade especial para explicar observações confusas que, na época, não tinham explicação intuitiva. Einstein baseou-se no trabalho de vários físicos e astrônomos do final do século XIX e elaborou sua teoria em 1905, partindo de dois princípios: o da relatividade e a observação de que a velocidade da luz é sempre a mesma para qualquer observador, e que nada pode se mover mais rápido que ela. Independentemente de onde você esteja ou da velocidade com que se move, ao medir a velocidade da luz, sempre obterá o mesmo valor.
Vamos imaginar que você está dirigindo a 95 km/h e seu amigo está parado ao lado da árvore. Se ele lançar uma bola na sua direção a 95 km/h, talvez pareça lógico pensar que você verá a bola se aproximando a 190 km/h. Apesar de isso parecer próximo da realidade, está levemente incorreto.
Essa diferença entre o que se espera ao simplesmente somar as velocidades e o valor real se torna mais significativa à medida que um ou ambos se aproximam da velocidade da luz. Se você estivesse em um foguete se movendo a 75% da velocidade da luz e seu amigo lançasse a bola na sua direção à mesma velocidade, você não veria a bola se aproximando a 150% da velocidade da luz. Isso porque nada pode ultrapassar a velocidade da luz. A bola ainda pareceria se mover em sua direção a uma velocidade inferior à da luz. Embora tudo isso pareça estranho, há muitas evidências experimentais que confirmam essas observações.
A velocidade não é o único fator que muda dependendo de quem faz a observação. Outra consequência da relatividade é o conceito de dilatação do tempo, segundo o qual diferentes observadores podem medir diferentes intervalos de tempo, dependendo da velocidade relativa entre eles.
Cada pessoa percebe o tempo passando normalmente em relação a si mesma. Mas quem se move mais rápido experimenta menos tempo do que quem está mais devagar. É somente quando se reencontram e comparam seus relógios que percebem que um registrou menos tempo decorrido do que o outro.
Isso leva a um dos efeitos mais surpreendentes da relatividade, o paradoxo dos gêmeos. Ele afirma que, se um dos gêmeos fizer uma viagem espacial em um foguete de alta velocidade, ao retornar à Terra encontrará seu irmão mais velho do que ele próprio. Vale destacar que, para ambos, o tempo transcorre “normalmente” enquanto estão separados, exatamente como você está experimentando agora, mesmo que suas medições de tempo sejam diferentes.
Você pode se perguntar: se cada gêmeo se vê como parado e vê o outro se movendo, por que não perceberiam ambos o outro como envelhecendo mais rápido? A resposta é que isso não é possível, pois não podem estar simultaneamente mais velhos um em relação ao outro.
O gêmeo que está no foguete não está apenas se movendo a uma certa velocidade com um referencial constante, ele também está acelerando em relação ao gêmeo na Terra. Diferentemente da velocidade, que é relativa ao observador, a aceleração é absoluta. Quando você se pesa em uma balança, o número que vê corresponde à sua aceleração causada pela gravidade. Esse valor permanece constante, independentemente da velocidade com que a Terra se move pelo sistema solar, da velocidade do sistema solar na galáxia ou da galáxia no universo.
Nenhum dos gêmeos sente algo de estranho nos próprios relógios à medida que um deles se aproxima da velocidade da luz. Ambos experimentam o tempo de forma comum, como você ou eu. É apenas no momento do reencontro que percebem a diferença, uma diferença que é prevista com exatidão pelas equações da relatividade.
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