Pensieri Sottili

Preâmbulo

A Teoria da Relatividade de Einstein parece ser limitada a um público de especialistas. Paradoxalmente, foi a mais conhecida do público em geral no momento da sua publicação (1905 e além), por padrões de hoje. É uma teoria que deve ser ensinado na escola (como uma Relatividade Restrita ou Especial), considerando também a uma maior visão e compreensão que nos dá a realidade que nos rodeia. Resolvi, portanto, para discutir em detalhe como tema muito interessante, para corrigir alguns pontos são muitas vezes mal compreendido e para mostrar que representa um importante, ainda hoje, que merece ser tornada acessível para a rua, mesmo que lhes e físicas - no sentido estrito do termo - que não querem ou não se sentem a necessidade de se envolver.

Mas os agentes envolvidos são muitos, não por causa do entendimento da teoria em si, e para as consequências que tem produzido. Então eu decidi dividir o post em partes, dando forma a reflectir sobre cada posto de forma separada. No final, espero ser capaz de a tornar mais fácil e mais interessante um tópico, incorretamente, a elite e / ou tabu.

Nestes post falar do tempo, do espaço, Massa e Light. Em praticolare Tempo e Light deve interesse como parte da vida quotidiana.

Nota: Outra importante conquista relacionada com a teoria da relatividade foi o esforço para unificar Einstein conceitos, propriedades e interpretações em uma única visão. Esforço ainda é perseguido por físicos e se destina a simplificar a visão e percepção do mundo que nos rodeia. Einstein conseguiu, em parte, como veremos, no entanto, foi um grande passo em frente!

História

A Teoria da Relatividade de Einstein foi publicada pela primeira vez em 1905. É o mais famoso (o correto como um físico diria), mas é bom lembrar que Einstein não foi a introdução do conceito da relatividade (cf., em especial no posto mais tarde como e porque é que chegamos à Teoria da Relatividade). Além disso, a teoria apresentada em 1905 é listado como a Teoria da Relatividade Restrita ou Especial (eu também sugerem inércia), esta é por causa de seus sistemas em movimento retilíneo uniforme, não leva em conta sistemas e, em seguida, acelerando ou arbitrárias movimento (para este tipo de Moti Einstein, em seguida, trabalhou sobre a Teoria da Relatividade Geral). Em resumo:

1. Relatividade Restrita (ou especial) - 1905
2. Relatividade geral (gravitacional) - 1916

Einstein é creditado com ter entendido e preenchidas, corretamente, uma série de descobertas, hipóteses e demonstrações e, deixámos claro uma vez e para todos os mal-entendidos e contradições presentes no momento. Então poderíamos apoiar, sem diminuir o trabalho de Einstein, que muito do trabalho já tinha sido feito em 1905, como veremos.

Nota: Para completar e dar um panorama da situação, temos de considerar que a data da Teoria Restrita da Releatività e gerais, com sucesso explicar o que está acontecendo com o mundo macroscópico, incluindo galáxias e universo. Em contrapartida, o parente, que seja difícil para nível subatômico. Neste caso surge na Mecânica Quântica. No entanto, a actual teoria da Mecânica Quântica (com todas as suas variantes) apesar de ser capaz de alcançar sucesso considerável quando se trata de partículas, cai drasticamente apenas sal escala, por exemplo, sobre a gravidade em si!

O conceito da Relatividade

Como o nome fala da relatividade como nós perguntamos o que acontece com (ou relacionadas) para sistemas uns com os outros em movimento, especialmente entre dois ou mais sistemas em movimento retilíneo uniforme, que será, depois, passar em frente trajetórias, a velocidade constante, .
Já Galileu reparei que no porão de um navio que se deslocam nas águas calmas do mar, tudo parece ser idêntico ao do Continente. Mais precisamente, nós percebemos que um sistema em movimento retilíneo uniforme é fisicamente idêntico a outro sistema em movimento retilíneo uniforme. Em outras palavras, as leis da física (de todas as ciências, incluindo Química, por exemplo) deve ser válido para qualquer sistema em movimento retilíneo uniforme.
Isto porque existe uma experiência que eu posso fazer, fechado no porão de um navio sem janelas (portas), ou imerso no espaço sideral no interior de uma nave espacial, para demonstrar que eles são silenciosos ou em movimento. Todas as deduções, as descobertas e experiências que pode conter dentro de regiões isoladas, são as mesmas e dar os mesmos resultados se eu estivesse em um laboratório na Terra firme (então ainda não é, como veremos).

Ainda mais que simplesmente percebeu que, ao não prever um sistema de referência, um sistema que pode ser definida em absoluto silêncio, cada sistema de medição foi, de facto, relacionado com uma outra, tomada como referência para o limite em muito. Se a moção influisse sobre ciência, sobre a experiência, que seria a morte da própria ciência. Nossos laboratórios são encontradas na Terra que, além da roda para girar em torno do sol. O nosso sistema solar também está em movimento como parte da Via Láctea, nossa galáxia, também em movimento.
Felizmente, ou, naturalmente, um pingue-pongue bola salta sobre o chão da minha cozinha, da mesma forma, e seguindo as mesmas leis da mecânica, que, se colocadas dentro de um porão de um navio em movimento. É por isso que dizemos que:

As leis da Física devem ser invariantes de um sistema inercial para outro

Veremos mais tarde sobre o que isso significa e quais conseqüências incluem, no entretanto, esclarecer alguns termos que usamos com freqüência.

Um sistema inercial é visto como um meio de acelerar (para além da gravidade), ou um ambiente onde existe uma muito indistinguível de um movimento retilíneo uniforme, a cabine de um navio de cruzeiro (na estrada, em águas calmas, a velocidades constante) pode ser a nossa cozinha rappresentanpo dois sistemas inerciais!

Além disso, o porão de um navio, a sala de jantar de uma casa, jardim e da própria terra em que vivemos, são todos os sistemas de referência ou de sistemas de coordenadas (SC). Eles representam, em outras palavras, o nosso plano cartesiano, uma escola que seja usado para desenhar gráficos de todos os tipos.

Não se distrair-nos de nomes exóticos, em vez de pensar sobre uma questão histórica: o conjunto de nossa existência e as nossas experiências são - embora em graus diferentes uns com os outros - sempre de algo. Nada é verdade absoluta. A posição de uma cidade, à altura de uma pessoa, o salário de um trabalhador, o tempo da nossa visita ao médico, têm um sentido, se bem definido rapprot um sistema de referência.

Um sistema inercial (SI), é também um sistema de referência, um sistema para coordenar, em seguida, que tem, como referi anteriormente, a propriedade a ser indistinguível de um sistema silencioso.

Como mencionado em outro lugar, o movimento retilíneo uniforme é uma moto muito especial. Com as aproximações que a Terra em que vivemos é um sistema em movimento retilíneo uniforme.

O princípio da relatividade foi a primeira vez definido por Newton, em um dos seus corolários a lei de movimento: "O movimento dos corpos dentro de uma determinada área são as mesmas entre si, é que a área é pacífica e que transitar em linha recta. " Isto significa, por exemplo, que uma nave espacial se move em velocidade uniforme, todos os experimentos realizados na nave e todos os fenômenos na nave espacial apparirranno o mesmo, como se o navio não estava em um Moive, desde, é claro que não olha para todos os «fora.

A partir desta segue-se que, se a velocidade de um objeto ou sistema é uniforme e simples, v = k, k pode ser maior ou igual a zero zero! Esta é uma de magia, na minha opinião, sobre o movimento retilíneo uniforme.

Agora, aceito de tudo isto, que é bastante simples, existe o problema de como medir os acontecimentos em marcha em um sistema uniforme em relação a outro sistema em movimento uniforme. Quando se pôr em marcha um sistema incluem uniforme (v = k onde k pode ser igual a zero), mesmo numa zona tranquila, para as propriedades do movimento retilíneo uniforme acima.

Esta é mais familiar do que você pensa. Quando estamos no carro e caminhe por uma estrada a uma velocidade de 100 km / h, muitas vezes ser acompanhado por outros carros. Nesse momento - gurdando fora da janela - o outro carro é exatamente ao lado de nós, pare! Se o carro mantém-nos o mesmo aderiu a nossa velocidade 100 km / h, é um fato surpreendente. Juntos, fazem agora uma calma sistema. Se pudéssemos eliminar do ar - o atrito do ar - a janela de nosso carro simaptica poderia começar um jogo de cartas com os nossos vizinhos de viagem.
Os carros com seus ocupantes são parte de um sistema inercial em paz!
Sobre o mesmo sobre a reparar uma borracha, gostaríamos de ver, no entanto, a velocidade do vento 100Km/he não pensar em tudo o que o nosso sistema - o carro e seus ocupantes - e em paz. Acho que tanto nós como os nossos vizinhos automobilistas, estamos a avançar em movimento retilíneo uniforme.
Então, por isso, falamos de velocidade relativa: em relação a ambos os ocupantes dos automóveis estamos tranquilos. No que diz respeito à sua infeliz automobilista abriga borracha, estamos ambos em movimento!
Podemos então dizer que dois órgãos estão juntos em paz, quando tiverem a mesma velocidade, se é zero k - já vimos a ser a mesma coisa.

Exatamente o que acontece todos os dias a qualquer de nós. A Terra, o planeta que o nosso anfitrião, não está parado, mas gira sobre si mesmo e ao redor do sol (como a alegada má Galileu). O vidro na nossa mesa, então, não é forte em um sentido absoluto, mas tem a mesma velocidade do meio ambiente, de modo a aparecer para nós, na solidariedade para com o próprio ambiente, em paz.

Este estado de paz, portanto, é apenas aparente e depende, em última instância, pelos observadores, que observa e medidas.

Vamos voltar agora na auto-estrada e percebemos que o carro próximo a nós afastar lentamente. Do nosso ponto de referência, ou o interior do nosso carro, calculamos que os nossos vizinhos estão se movendo viagem de cerca de 5 km / h.
Automobilistas parado sobre a estrada, que tem quase acabado mudar o pneu, ele insiste em ver as coisas de maneira diferente. Ele argumenta que os nossos vizinhos têm uma velocidade de 105Km/he não viajar 5 km / h como fixámos.

O que está acontecendo é óbvio. Nós - no nosso carro - não temos a percepção da nossa velocidade (100 km / h). Então, nós consideramos bastante no nosso sistema ou a velocidade v = 0. Qualquer evento em nosso sistema é medido a partir deste pressuposto de que - como veremos mais adiante - não é simplesmente errado, é apenas relativo. O carro dos nossos vizinhos para viajar com respeito a nós, realmente viajar 5 km / h. Na realidade, não possuir conhecimento sobre a estrada, a velocidades de 100km / h, é assumido como sendo bastante.

Se alguém lhe envia uma mensagem de texto dizendo nossa velocidade na estrada, então, seria capaz de dizer que os nossos vizinhos - em relação à - estão se movendo a uma velocidade de 105 km / h, porque:

W _n = V + V _v

W = velocidade de nossos vizinhos (vista da rua)
V _n = velocidade de nosso carro (com uma mensagem de texto enviada)
V _v = velocidade de nossos vizinhos vista do nosso carro

Nota: Esta soma, que usamos todos os dias, teniamola em mente que o retomar mais tarde. Estabelece - na prática - a regra de passar de um sistema para outro. Neste caso, W é a velocidade em um sistema de referência em relação a outro.

É claro que este tipo de jogo em que um sistema é, por sua vez, colocado (em solidariedade), em outro sistema, pode continuar indefinidamente, dependendo dos observadores e os diferentes sistemas. Un UFO che si trovasse a passare nelle vicinanze della terra, infatti, calcolerebbe anche la velocità del nostro pianeta. Na prática, a auto-estrada para o estrangeiro tem uma velocidade relativa e, assim, o infeliz automobilità para lidar com a borracha - que sempre acreditou em paz - se também na mosca!

Relatividade e virou Galileana

Para tornar mais clara e óbvia conceitos acima expostos, fazemos um outro exemplo, a fim de compreender como é que este raciocínio, não há nada misterioso, e que essas experiências são comuns em nossas vidas diárias.
Vamos assistir a um navio que se deslocam da esquerda para a direita, de uma doca. Sobre o convés do navio presente, vemos um homem que caminha na mesma direção do movimento do navio. Qual é a velocidade dessa pessoa em relação a nós, continua no banco? É evidente que a velocidade dessa pessoa (V) é a soma da velocidade do navio (V _n), mais a velocidade da pessoa em relação ao navio (V _p):

V = V ₊ V _{p n}

Tudo isto é muito óbvio, tão evidente que muitas vezes gera confusão. A pessoa sobre o convés do navio, mesmo se ele pára de andar (V _p = 0) terá à sua vontade, no que diz respeito ao banco dos réus e, em seguida, observamos que a velocidade do navio!

V = Vn

Estas breves fórmulas que vimos em relação à velocidade, nos mostram a forma de transformar a velocidade de transporte de passageiros por sua referência ao nosso, e vice-versa. Eles são invariantes no sentido em que se move no sistema de referência do navio de passageiros será sobre ele a alegação de que nós (e os estivadores) que se movem com velocidade (V) igual a Vn. Ele, na verdade, podem alegar que sejam pacíficas e que tanto a doca conosco para passar para a direita.

Em conclusão

Como é que podemos conciliar as duas visões acima descritas? Como é possível que aqueles sobre a plataforma tem uma percepção, e quem está no barco tem uma diferente, mas simmestrica, percepção? Quem tem razão entre os dois? Eles podem tanto ser certo?
Mais tarde ainda este pseudo-paradoxo, e é conveniente para tentar resolvê-lo imediatamente. Primeiro de tudo, é precisamente este comportamento que estava em sua mira, no início de 1900 e além.
Para dar uma mais clara e simples do que aquilo que acontece em última instância, imaginar duas pessoas média de 100 metros de distância uns dos outros. Para uma perspectiva clara, tanto apoio (com razão) que o "outro é menor, porque cada vez mais distantes.
Ou apoiaram o olhar sobre a borda de uma mesa, juntamente com um amigo localizado no lado oposto. Ambos têm a sensação de que os lados da mesa juntos (na prática, ela não vê paralelos), e do comprimento do quadro no lado oposto do seu ponto de vista é diferente (menor, neste caso) do que a extensão da sua mão, conforme mostrado na figura abaixo.

A situação (perspectiva) é simétrico. Tanto A e B perceber, ver e medir exatamente as mesmas coisas! Embora um deles pode crer diferente! Fantastico!

No próximo post

Na parte II, vamos ver como este entendimento é aceitável para o nosso quotidiano mundo. Em particular, veremos porquê Einstein introduziu a Relatividade Restrita, que irá analisar o que - na altura - não vão bem e, como tentamos resolver muitas questões relacionadas com o mundo que nos rodeia.

Bibliografia

Albert Einstein, Relatividade: Exposição popular, Bollati Boringhieri

Albert Einstein e Leopold Infeld, A evolução da física, Bollati Boringhieri

Albert Einstein, Pensamentos de anos difíceis, Bollati Boringhieri

Richard P. Feynman, Feynman O físico Vol.1 - Mecânica, radiação, calor, Zanichelli

Este artigo foi publicado terça-feira, 27 fevereiro 2007 às 00:36 e classificado em Física, Relatividade, Espaço, Tempo. Você pode acompanhar comentários a este artigo através do RSS 2.0. Você pode enviar um comentário, ou fazer um trackback do seu site .