Explicação da teoria da relatividade de Einstein (infográfico)

12 coisas para saber sobre Einstein

2015 marca 100 anos desde a publicação da Teoria Geral da Relatividade de Albert Einstein, (Crédito da imagem: por Karl Tate, artista de infográficos)

As teorias da relatividade por Albert Einstein revolucionou a forma como o mundo pensa sobre espaço, tempo, massa, energia e gravidade.

HISTÓRIA COMPLETA: Relatividade geral aos 100: a famosa teoria de Einstein envelheceu bem



Antes de Einstein, as leis de Isaac Newton eram usadas para entender a física do movimento. Em 1687, Newton escreveu que a gravidade afeta tudo no universo. A mesma força da gravidade que puxou uma maçã de uma árvore manteve a Terra em movimento ao redor do sol.

Mas Newton nunca confundiu a fonte de gravidade .

Referência: Teoria da Relatividade Geral de Einstein

Filósofo David Hume de 1738 ' Um tratado de natureza humana 'foi uma grande influência no pensamento de Einstein sobre o espaço e o tempo. Hume era um empirista e cético, acreditando que os conceitos científicos deviam ser baseados na experiência e na evidência, não apenas na razão. Ele também sustentou que o tempo não existia separadamente do movimento dos objetos.

“É muito possível que, sem esses estudos filosóficos, eu não tivesse chegado à solução”, escreveu Einstein.

Em 1905, Albert Einstein baseou uma nova teoria em dois princípios. Primeiro, as leis da física parecem iguais para todos os observadores.

Em segundo lugar, ele calculou que a velocidade da luz - 186.000 milhas por segundo (299.338 quilômetros por segundo) - é imutável. Antes de Einstein, os cientistas acreditavam que o espaço era preenchido com éter luminífero que faria com que a velocidade da luz mudasse dependendo do movimento relativo da fonte e do observador.

Como resultado desses princípios, Einstein deduziu que não existe um quadro de referência fixo no universo.

Tudo está se movendo em relação a tudo o mais, portanto Teoria da relatividade de Einstein .

É conhecida como relatividade especial porque se aplica apenas a casos especiais: quadros de referência em movimento constante e imutável. Em 1915, Einstein publicou a teoria geral da relatividade, que se aplica a quadros que estão se acelerando uns em relação aos outros.

O tempo não passa na mesma velocidade para todos. Um observador em movimento rápido mede o tempo passando mais lentamente do que um observador (relativamente) estacionário faria. Este fenômeno é denominado dilatação do tempo.

Um objeto em movimento rápido parece mais curto na direção do movimento, em relação a um objeto em movimento lento. Este efeito é muito sutil até que o objeto se mova perto da velocidade da luz.

Massa e energia são manifestações diferentes da mesma coisa. A famosa equação de Einstein, E = mc ^ 2 , significa 'uma quantidade de energia é equivalente a uma quantidade de massa vezes o quadrado da velocidade da luz.' Isso é o que permite a liberação de uma grande quantidade de energia de uma explosão nuclear.

Como resultado de E = mc ^ 2, um objeto em movimento rápido parece ter aumentado a massa em relação a um objeto em movimento lento. Isso se deve ao fato de que aumentar a velocidade de um objeto aumenta sua energia cinética e, portanto, sua massa (uma vez que massa = energia).

O aumento da massa é a razão de Einstein dizer que a matéria não pode viajar mais rápido que a luz . A massa aumenta com a velocidade até que se torne infinita quando atinge a velocidade da luz. Uma massa infinita exigiria energia infinita para se mover, então isso é impossível.

O espaço e o tempo fazem parte de um continuum, denominado espaço-tempo .

Na matemática de Einstein, o espaço tem três dimensões e a quarta dimensão é o tempo. Teorias mais recentes pressupõem dimensões extras que não percebemos.

O espaço-tempo pode ser pensado como uma grade ou tecido. A presença de massa distorce o espaço-tempo, então o modelo de folha de borracha é uma visualização popular.

A relatividade explica de onde vem a gravidade. O modelo da folha de borracha mostra que a gravidade resulta de objetos massivos curvando o espaço-tempo . A urdidura é chamada de poço gravitacional.

Os objetos em órbita seguem o caminho mais curto e requer a menor quantidade de energia. Os planetas se movem em elipses, o caminho mais eficiente em termos de energia no poço gravitacional do sol.

A gravidade dobra a luz. Este fenômeno é chamado lente gravitacional . Quando observamos uma galáxia distante, a gravidade da matéria entre a Terra e a galáxia faz com que os raios de luz se dobrem em caminhos diferentes. Quando a luz atinge o telescópio, várias imagens da mesma galáxia aparecem.

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