Continuando o texto sobre Einstein

alberteinsteintempo Esse pensamento com relação à questão do tempo muda significativamente com Einstein. O tempo absoluto é muito diferente deste “tempo” simplesmente humano. Outra coisa bem interessante quanto ao “tempo” é que ele passa a ser visto como uma outra dimensão.

Para localizar espacialmente um objeto, são suficientes três medidas: de comprimento, largura e altura. Assim, com um eixo de três coordenadas, se pode descrever a posição de um ponto no espaço. Para localizar um evento, que ocorre durante um intervalo determinado, exige-se a noção adicional de tempo. Assim, combinando o primeiro sistema, tridimensional, com a medida de tempo, chega-se à noção de espaço-tempo, tetradimensional.

O conceito de espaço-tempo, que relaciona duas categorias tratadas de forma independente pela física tradicional, foi postulado por Albert Einstein na teoria especial da relatividade, de 1905, e na teoria geral da relatividade, de 1915. O senso comum nunca admitiu conexão entre espaço e tempo. Até o fim do século XIX, acreditava-se que o espaço físico era um plano contínuo de três dimensões – isto é, o conjunto de todos os pontos possíveis – ao qual se aplicavam os postulados da geometria euclidiana. As coordenadas cartesianas pareciam naturalmente adaptadas a esse espaço. O tempo era visto então como independente do espaço, como um contínuo separado, unidimensional, totalmente homogêneo em sua extensão infinita. Qualquer “momento atual” no tempo poderia ser tomado como uma origem: a partir dessa origem, se media o tempo transcorrido ou a transcorrer até qualquer outro momento passado ou futuro. A mecânica clássica, expressa matematicamente com rigor por Isaac Newton, repousa sobre a idéia de espaço e tempo absolutos.

As noções tradicionais sobre espaço e tempo absolutos, no entanto, são teóricas e não intuitivas, como freqüentemente se acredita. Para o senso comum, elas são as únicas possíveis, pois se é muito simples pensar em comprimento e largura, e relativamente simples pensar em comprimento, largura e altura, imaginar um espaço tetradimensional é impossível. Para localizar um objeto no espaço, sabe-se que é necessário situá-lo em relação a outros objetos, que funcionam como sistema de referência, ou referencial espacial. O referencial ideal é o sistema de três eixos de coordenadas que partem de uma origem. Observe-se que quando alguém se refere a “um ponto fixo no espaço”, na verdade está falando de um ponto cujas coordenadas espaciais, em determinado referencial, são constantes, ou seja, o objeto está em repouso em relação ao referencial. Da mesma forma, quando se diz que um corpo se desloca no espaço, trata-se de um corpo cujas coordenadas num referencial dado são variáveis. A noção de espaço, como a de movimento, é sempre relativa a um referencial espacial. Não existe, portanto, um padrão único ou absoluto de inércia.

A inexistência da inércia absoluta significa que não se pode afirmar que dois eventos ocorridos no mesmo lugar, mas em instantes diferentes, ocorreram realmente no mesmo lugar do espaço. Supondo por exemplo que uma bola ao quicar no interior de um trem em movimento toque o assoalho do veículo a cada segundo, ela será vista quicando sempre no mesmo lugar para um observador situado no interior do trem, ou seja, um observador para quem o assoalho do trem esteja em repouso relativo. Para um observador sentado à beira da estrada, no entanto, a bola vai quicar cada vez vários metros adiante da vez precedente, pois o assoalho do trem está em movimento em relação a ele.

O referencial espacial parece satisfatório para situar objetos, ou pontos, mas para situar os acontecimentos, ou os movimentos, é necessário acrescentar uma coordenada de tempo ao sistema de referência. Pode-se definir um referencial de espaço-tempo associando um relógio a cada ponto fixo de um sistema de coordenadas espaciais. Assim, se estabelece uma relação entre dois sistemas em movimento: caracteriza-se um evento ocorrido num sistema de comparação com outro evento, em outro sistema. O universo em que a coordenada de tempo de um sistema depende tanto da coordenada de tempo quando das coordenadas de espaço de um outro sistema em movimento relativo denomina-se Universo de Minkowski  e constitui a alteração essencial postulada pela teoria especial da relatividade em relação à física tradicional.

As noções de tempo e de repouso ficam também, dessa forma, associadas ao referencial, e se torna impossível afirmar a priori que o intervalo de tempo entre dois acontecimentos seja sempre, em todos os casos, independente do referencial. O que se pode afirmar é que se dois acontecimentos tiveram coordenadas de espaço (x, i e z) e de tempo (t) coincidentes, eles definem o mesmo ponto no espaço-tempo. O espaço-tempo é a única verdadeira ideia absoluta. A separação em duas noções diferentes - espaço e tempo - só é possível quando se escolhe um sistema de referência espacial: um acontecimento fica então localizado em relação a esse referencial. Mas, da mesma forma, pode-se escolher um sistema de quatro coordenadas. O acontecimento, assim, se torna em relação ao espaço-tempo, contínuo tetradimensional.

O universo de Minkowski contém uma classe distinta de sistemas de referência e tende a não ser afetado pela presença da matéria (massa) em seu interior. Em tal universo, todo conjunto de coordenadas, ou de eventos específicos de espaço-tempo, é descrito como um “aqui-agora”, ou um ponto universal. Os intervalos aparentes de espaço e tempo entre eventos dependem da velocidade do observador, que não pode, em nenhum caso, exceder a velocidade da luz. Em qualquer sistema de referência inercial, todas as leis físicas permanecem inalteradas.

Veja também o meu texto “O tempo está passando mais rápido?”

Abraços do Benito Pepe

Bibliografia


SCIENTIFIC AMERICAN BRASIL, Gênios da Ciência – Einstein.

ENCICLOPÉDIA, Barsa. Rio de Janeiro – São Paulo: Encyclopaedia Britannica do Brasil Publicações.

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15 Responses to “A importância da Relação “Tempo-espaço” na Relatividade de Einstein”

  1. Relatividade geral e a confirmação da Teoria | Benito Pepe Says:

    [...] No próximo tópico concluímos falando da importância da relação: “tempo-espaço”. [...]

  2. Anônimo Says:

    vcs devem colocar assuntos mais interessantes

  3. Benito Pepe Says:

    Olá Anônimo acima, assuntos mais interessantes para quem? Os assuntos que estão neste site/blog interessam para um grande número de leitores que visitam meu site diariamente e com um público crescente a cada dia. Na verdade eu procuro escrever para o meu público que é inteligente e deixa sempre comentários inteligentes, se você é um deles por favor deixe sua sugestão para temas que julga interessante. A propósito como você chegou ao meu site? Você deve ter procurado por algum tema que aqui se encontra, se assim não fosse você não estaria aqui, não é mesmo?

    Abraços do Benito Pepe

  4. Anônimo Says:

    Ronaldo !

  5. Benito Pepe Says:

    Olá Ronaldo, você era o Anonimo.

    Abraço, Benito Pepe

  6. ELLEN Says:

    muito interessante o relato que o homem fala
    :)
    :p
    :*)

  7. Benito Pepe Says:

    Olá Ellen de fato o relato de Einstein é muito interessante, mas não é só um relato é muito mais, não é mesmo?

    Abraços do Benito Pepe

  8. Jairo Says:

    Muito boa matéria…Einstein foi o nosso maiór gênio e seu legado ainda trará muitos avanços em nosso conhecimento e tecnologia…se puder postar matéria sobre física quântica tbm será de excelente gosto…Obrigado…

  9. Benito Pepe Says:

    Olá Jairo, obrigado pelo carinhoso comentário e pela dica, no entanto falar de física quântica é matéria muito mais árdua. Mas brevemente estarei terminando uma monografia acadêmica e talvez eu a poste aqui no meu site/blog, por enquanto veja este link onde comento um pouco sobre o tema,>> http://www.benitopepe.com.br/2009/01/31/consideracoes-finais-quanto-ao-texto-%E2%80%9Ca-filosofia-e-a-astronomia-instancias-em-que-o-thauma-aparece%E2%80%9D/

    Abraços do Benito Pepe

  10. lian carlos gomes frança Says:

    ótimo assunto ,vivo pesquisando sobre continuo espaço-tempo e sobre as teorias de Albert eintein

  11. Jose Maria Dias Says:

    Caro Benito, vamos começar refletindo que todo corpo, tem sua dimensão, não interessando o tamanho do mesmo, e assim sendo um espaço será ocupado no universo onde a massa existir, ou for colocada. Temos no único universo infinito, quando digo “único” refiro-me ao Universo celeste, pois para mim tudo que ocupa um espaço, e não seja maciço tem o seu universo (finito). Eu acho que quando Einstein descobriu a teoria da relatividade, possivelmente tenha se baseado em uma massa oca, pois ali ele estudou ao mesmo tempo duas formas, ou seja dois espaços, o espaço que a massa ocupava no universo externo e o interno da massa. Quanto ao espaço tempo, é preciso entrar na matemática, pois na grandeza do nosso universo para medir o tempo que a luz do Sol leva para chegar até nós, é preciso sabermos a velocidade da mesma, aí bicho pega, pois confesso que não sou muito bom em matemática mais acho que teríamos a seguinte equação X=VxT = a, mais alguma coisa. Isso fica para os discípulos de Einstein.
    Galileu generalizava a concepção de perfeição do mundo. Aplicava-a todos os fenômenos físicos, celestes ou terrestres. O espaço para ele era um todo homogêneo e o que aí ocorre pode ser determinado matematicamente. A Própria concepção do Universo que fundamenta a ciência moderna se contradiz, vamos fazer uma observação, ela diz que os “corpos leves sobem e os pesados caem”. Para mim este fenômeno já depende de outra coisa, ou seja a lei da gravitação. Por enquanto é esta minha reflexão sobre o tema, meu amigo, e aquele abraço. J.M.Dias

  12. Benito Pepe Says:

    Olá Lian, que bom que você tenha gostado! Volte sempre e veja os outros links deste assunto.

    Abraços, Benito Pepe

  13. Benito Pepe Says:

    Ok JM Dias, Fica aí teu comentário, só acho que você misturou um pouco a questão de Einstein com a questão de Galileu que estão em épocas bem remotas, quando se fala em Astronomia-física, mas tudo bem. O primeiro parágrafo ficou legal.

    Abraços, Benito Pepe

  14. Fabio Lima Says:

    Sendo assim, quando um corpo se desloca no espaço, ele acaba afetando o deslocamento do tempo só que de maneira infinitesimal, por isso não percebemos nenhuma variação na linha do tempo.

  15. Benito Pepe Says:

    Olá Fabio, é por aí mesmo…
    Abraços, Benito Pepe

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