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O bebê de Einstein: como a relatividade se manteve ao longo do tempo?

O bebê de Einstein: como a relatividade se manteve ao longo do tempo?

Albert Einstein (1879 - 1955) é o que você pode chamar de um "nome familiar", e por um bom motivo. Graças às imensas contribuições que fez a vários campos da ciência ao longo de sua vida, o próprio nome Einstein tornou-se sinônimo de gênio.

A imagem do cientista de cabelos brancos com uma atitude peculiar também é por causa dele. Mesmo aqueles que não são bem versados ​​em física, cosmologia ou mecânica quântica provavelmente reconhecerão o termo Relatividade (ou a elegante equação E = mc²).

RELACIONADOS: A TEORIA DA RELATIVIDADE GERAL DE EINSTEIN ESTÁ AGORA

Essa teoria, que revolucionou nossa compreensão do Universo, é indiscutivelmente a contribuição mais profunda e duradoura de Einstein. E embora a Relatividade tenha sido proposta há mais de um século, ela ainda está sendo testada e verificada até hoje. Mas primeiro, uma rápida explicação...

O que talvez seja menos conhecido é o fato de que Einstein não cunhou o termo Relatividade. O crédito por isso vai para Galileo Galilee (1564-1642), que propôs o conceito (também conhecido como Invariância Galileana) como uma forma de argumentar a favor do modelo heliocêntrico do universo.

O navio de Galileu

Como parte de sua promoção do modelo heliocêntrico, Galileu argumentou que as leis do movimento são as mesmas em todos os referenciais inerciais. Isso veio a ser conhecido como Relatividade Galileana (ou Invariância), que é resumida da seguinte forma:

“[A] ny dois observadores movendo-se a velocidade e direção constantes um em relação ao outro obterão os mesmos resultados para todos os experimentos mecânicos.”

Ele descreveu este princípio pela primeira vez em seu tratado de 1632 Diálogo sobre os dois principais sistemas mundiais, que foi sua defesa do modelo heliocêntrico de Copérnico. Para ilustrar, ele usou o exemplo de um navio viajando a uma velocidade constante em águas calmas.

Para um observador abaixo do convés, raciocinou Galileu, não seria claro se o navio estava se movendo ou parado. Além disso, se a pessoa no convés deixasse cair uma bola em seu pé, ela pareceria estar caindo direto (quando, na verdade, estaria viajando para a frente com o navio enquanto caía).

Este argumento era uma forma de mostrar como a Terra poderia estar se movendo no espaço (ou seja, orbitando o Sol), mas os observadores em sua superfície não teriam consciência disso imediatamente.

Da mesma forma, Galileu também teria conduzido experimentos com corpos em queda, onde jogou bolas de diferentes massas da Torre Inclinada de Pisa.

Embora essa história seja considerada apócrifa, Galileu observou que objetos com massas diferentes cairiam em direção ao solo na mesma velocidade quando lançados de um ponto elevado.

Isso era contrário ao pensamento convencional (aristotélico) de que a velocidade com que um objeto caiu dependia de sua massa. Galileu também acrescentou que os objetos manteriam sua velocidade, a menos que uma força externa impedisse essa velocidade.

Essas observações inspirariam o polímata britânico Isaac Newton, que resumiria lindamente essas observações em um único sistema que permaneceria uma convenção aceita por séculos (a partir de então conhecida como física newtoniana).

Maçã de newton

Durante o final do século 17, Sir Isaac Newton (1642 - 1726/27) usaria esse princípio e as observações de Galileu sobre a gravidade para desenvolver suas Três Leis do Movimento e sua Lei da Gravitação Universal. As Três Leis afirmam que:

  1. Um corpo em repouso permanecerá em repouso, e um corpo em movimento permanecerá em movimento, a menos que seja influenciado por uma força externa desequilibrada. Isso também é referido como a lei da inércia.
  2. Força é igual a massa vezes aceleração, expressa matematicamente como f (t) = m ⋅ a (t) - onde f é a força, t é o tempo, m é a massa e a é a aceleração.
  3. Para cada ação na natureza existe uma reação igual e oposta - por ex. se o objeto A exerce uma força no objeto B, então o objeto B também exerce uma força igual no objeto A.

As Três Leis de Newton estendem efetivamente a força da gravidade além da Terra e argumentam que a mesma força que faz com que uma maçã caia de uma árvore também faz com que a Lua orbite a Terra e os planetas orbitem o Sol.

Já a Gravitação Universal nos diz que cada corpo do Universo atrai outros corpos com uma força que é diretamente proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles.

Matematicamente, isso é expresso como F = G m1m2/ r², Onde F é a força gravitacional entre dois objetos, m1 e m2 são as massas dos objetos, r é a distância entre eles, e G é a constante gravitacional.

Essas teorias invariavelmente continham duas conclusões sobre a natureza do espaço e do tempo. Um, que um referencial inercial é um ponto de referência para um "espaço absoluto". Em segundo lugar, que todos os referenciais inerciais compartilham um tempo universal. Em outras palavras, tempo e espaço são absolutos e separados.

Somente no final do século 19 / início do 20 é que a física newtoniana enfrentaria problemas sérios. Graças a inúmeras descobertas feitas no reino da física atômica e subatômica, a própria natureza da matéria e energia e tempo e espaço passou a ser questionada.

No final, foi um físico teórico residente na Suíça (e trabalhando em um escritório de patentes) que apresentou uma teoria que se revelaria revolucionária. Este era ninguém menos que Albert Einstein, cuja teoria da relatividade se dividia em duas partes.

O primeiro, sua teoria da Relatividade Especial, abordava o eletromagnetismo e o comportamento da luz (com respeito ao espaço e ao tempo). O segundo, Relatividade Geral, tratava dos campos gravitacionais (com respeito ao espaço e ao tempo).

Relatividade especial

Em 1905, Einstein experimentou o que chamou de seu annus mirabilis ("ano milagroso") em que publicou vários artigos inovadores enquanto trabalhava no escritório de patentes em Berna, Suíça.

Antes disso, os cientistas estavam lutando com as inconsistências que existiam entre a física newtoniana e as leis que governam o eletromagnetismo (parte do campo emergente da mecânica quântica).

Estes foram caracterizados pelo trabalho dos físicos do 19º / 20º James Clerk Maxwell (1831-1879) e Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) - especificamente, as equações de Maxwell e a lei de força de Lorentz.

As equações de Maxwell são um conjunto de equações diferenciais que fornecem um modelo matemático de como a eletricidade, o magnetismo e fenômenos relacionados se comportam. Em essência, eles expressam como os campos elétricos e magnéticos flutuantes se propagam a uma velocidade constante (c) no vácuo.

A força de Lorentz, por outro lado, descreve a força eletromagnética em uma partícula carregada conforme ela se move através de um campo elétrico e magnético. Embora esses campos de pesquisa descrevessem com precisão como as ondas elétricas e magnéticas se comportavam, eles não eram consistentes com a física newtoniana - que ainda era predominante na época.

Essas inconsistências eram especialmente aparentes quando se tratava de como a luz viajava de um ponto ou outro. No século 19, os cientistas conseguiram calcular a velocidade da luz com base em experimentos usando ondas eletromagnéticas.

Isso levou à conclusão de que a luz era, na verdade, uma onda eletromagnética e se comportava de forma semelhante. Infelizmente, isso apresentou uma série de problemas teóricos. Como qualquer outro tipo de onda (ex. Som), o fenômeno precisaria de um meio para se propagar.

No início do século 20, o consenso científico era que a luz viajava por um meio móvel no espaço e, portanto, era arrastada por esse meio. Para explicar isso, os cientistas postularam que o espaço estava cheio de um misterioso "éter luminífero".

Em suma, isso significava que a velocidade da luz - 299.792.458 m / s (300.000 km / s; 186.000 mps) - era a soma de sua velocidade através do éter mais a velocidade desse éter. Em outras palavras, a velocidade da luz (medida) não era absoluta e dependia do meio usado para se propagar.

Uma consequência disso era que ou o próprio éter seria arrastado pela matéria em movimento ou transportado com ela. Infelizmente, isso não era consistente com os resultados experimentais e apresentava vários problemas teóricos.

Por exemplo, o Fizeau Water Tube Experiment (1851) mediu a velocidade da luz conforme ela viajava pela água. Se a teoria atual de propagação da luz estivesse correta, o experimento teria mostrado uma redução notável na velocidade.

E embora os resultados mostrassem que a luz que viaja através de um meio estava sujeita a arrasto, o efeito não foi tanto quanto o esperado. Outros experimentos produzidos tiveram resultados semelhantes, como a hipótese do arrasto éter parcial de Fresnel e os experimentos de Sir George Stokes.

Isso deixou os cientistas coçando a cabeça. Em 1905, Einstein abordou essas inconsistências com seu artigo seminal, "Sobre a eletrodinâmica de corpos em movimento " ("Zur Elektrodynamik bewegter Körper").

Nele, Einstein argumentou que a velocidade da luz (c) no vácuo é constante, independentemente do referencial inercial da fonte ou do observador. Isso veio a ser conhecido como Teoria da Relatividade Especial de Einstein, que muitas vezes é resumida pela equação simples E = mc² (Onde E é energia, m é massa, e c é a velocidade da luz).

Essa teoria derrubaria séculos de ortodoxia científica e seria inovadora por causa de sua simplicidade e de como resolveu as inconsistências entre o eletromagnetismo e a mecânica clássica.

Por um lado, reconciliou as equações de Maxwell para eletricidade e magnetismo com as leis da mecânica newtoniana. Também simplificou a matemática, eliminando explicações estranhas e tornando desnecessária a existência de um éter.

A teoria de Einstein também introduziu a ideia de que, à medida que um objeto se aproxima da velocidade da luz, ocorrem mudanças importantes em relação ao espaço-tempo. Isso inclui a dilatação do tempo, onde a percepção do tempo para o observador desacelera quanto mais perto chega de c.

Tudo isso serviria para virar a mecânica clássica de ponta-cabeça. Enquanto o pensamento convencional sustentava que matéria e energia são separadas, a teoria de Einstein sugeria essencialmente que as duas eram expressões da mesma realidade.

Em outras palavras, não se pode mover através do espaço sem também mover através do tempo.

Relatividade geral

Entre 1907 e 1915, Einstein começou a considerar como sua teoria da Relatividade Especial poderia ser aplicada a campos de gravidade. Esse foi outro obstáculo para os cientistas modernos, que estavam começando a perceber que a Lei da Gravitação Universal de Newton tinha limites.

Também aqui, inconsistências foram observadas graças aos avanços no campo do eletromagnetismo. Por exemplo, em 1865, James Clerk Maxwell publicou sua principal obra, "Uma teoria dinâmica do campo eletromagnético ".

No final deste artigo, ele fez os seguintes comentários sobre a gravitação:

"Depois de rastrear para a ação do meio circundante as atrações e repulsões magnéticas e elétricas, e descobri que elas dependem do quadrado inverso da distância, somos naturalmente levados a perguntar se a atração da gravitação, que segue a mesma lei da distância, também não é rastreável à ação de um meio circundante. "

No entanto, Maxwell reconheceu que isso gerou um paradoxo. Basicamente, a atração de corpos semelhantes significaria que a energia do meio circundante diminuiria na presença desses meios. Sem encontrar uma causa para a gravidade, Maxwell admitiu que não foi capaz de resolver isso.

Em 1900 e 1905, Lorentz e o matemático Henri Poincaré teorizaram que a gravitação poderia estar relacionada à propagação da luz, o que ecoou o que Einstein viria a argumentar com sua Teoria da Relatividade Geral.

Em 1907, Einstein publicou o primeiro de uma série de artigos que buscariam resolver essas questões. Intitulado "Sobre o Princípio da Relatividade e as conclusões tiradas dele", Einstein abordou como a regra da relatividade especial também pode se aplicar à aceleração.

Foi neste trabalho que Einstein propôs o Princípio da Equivalência, que afirma que a massa gravitacional é idêntica à massa inercial. Para ilustrar, ele explicou que a aceleração dos corpos em direção ao centro da Terra a uma taxa de 1 g (g = 9,81 m / s2) é equivalente à aceleração de um corpo em movimento inercial que seria observado em um foguete no espaço livre sendo acelerado a uma taxa de 1g. Assim, a queda livre é na verdade inércia e o observador não experimenta nenhum campo gravitacional como resultado.

A esse respeito, Einstein argumentou que espaço e tempo - que a física clássica também sustentava serem separados - eram duas expressões da mesma coisa.

Em 1911, Einstein expandiu seu artigo de 1907 com um novo artigo intitulado “Sobre a influência da gravitação na propagação da luz ". Nisto, ele previu que um objeto que estava acelerando longe de uma fonte de gravitação experimentaria o tempo mais rápido do que um que estivesse parado em um campo gravitacional imutável.

Este fenômeno é conhecido como dilatação do tempo gravitacional, onde a percepção do tempo difere dependendo da distância do observador de uma massa gravitacional ou da posição dentro de um campo gravitacional.

No mesmo artigo, ele previu a curvatura da luz em um campo gravitacional e o desvio para o vermelho gravitacional (também conhecido como desvio Doppler). O primeiro é consequência do princípio da equivalência, onde a passagem da luz é afetada pela curvatura do espaço-tempo e sua deflexão depende da massa do corpo envolvido.

O último diz respeito à luz deixando um corpo massivo (como uma estrela ou galáxia distante) que é então deslocada em direção à extremidade vermelha do espectro devido à perda de energia para escapar dos campos gravitacionais (mais sobre isso abaixo).

Esses argumentos foram especialmente influentes porque (ao contrário do que Einstein argumentou em 1907) eles podiam ser verificados por observações astronômicas. Einstein escreveria vários outros artigos nos anos seguintes, expandindo suas teorias da gravitação e, em 1915, elas começaram a ser aceitas.

Desde então, a Relatividade Geral foi confirmada por meio de vários experimentos e se tornou central para a astrofísica moderna. Ele desempenharia um papel no desenvolvimento das teorias dos buracos negros, expansão cósmica, energia escura e outros aspectos da cosmologia moderna.

Como a relatividade foi testada (e confirmada)?

Resposta curta: Nove maneiras de domingo!

Resposta longa: Leia...

Tanto a Relatividade Especial (SR) quanto a Relatividade Geral (GR) foram testadas repetidamente ao longo do século passado e foram confirmadas várias vezes.

Na verdade, mesmo antes de Einstein propor sua teoria da RS, havia uma base experimental para ela (que foi o que o levou a desenvolver sua teoria). Além do mais, não demorou muito para que os cientistas adotassem suas teorias para fazer mais descobertas.

Mas foi apenas nas décadas desde que a Relatividade foi proposta que as teorias de Einstein foram examinadas e testadas de forma tão completa. Na verdade, muito do que os astrônomos aprenderam sobre nosso Universo desde que Einstein propôs SR e GR reforçou suas teorias.

Precessão do periélio de Mercúrio

Para começar, GR resolveu um problema que os astrônomos vinham tentando resolver desde 1859, que era a natureza curiosa da órbita de Mercúrio. Durante séculos, os astrônomos confiaram na mecânica newtoniana para calcular a órbita de Mercúrio ao redor do sol.

Embora essa mecânica pudesse explicar a excentricidade da órbita do planeta, eles não conseguiam explicar por que o ponto onde Mercúrio alcançou o periélio (o ponto mais distante em sua órbita) mudou ao redor do Sol ao longo do tempo.

Esse problema era conhecido como "precessão do periélio" de Mercúrio, o que não fazia sentido de acordo com a física clássica, pois, de acordo com Newton, o ponto do periélio em qualquer sistema de dois corpos era fixo.

Várias soluções foram propostas, mas elas tendiam a apresentar mais problemas do que resolver. No entanto, a teoria de RG de Einstein - onde a gravitação é mediada pela curvatura do espaço-tempo - concordou com a quantidade observada de deslocamento do periélio.

Essa foi uma das primeiras, mas definitivamente não a última, previsões feitas por Einstein que seriam confirmadas. Aqui estão mais alguns ...

Buracos negros e ondas gravitacionais

Uma das previsões do GR é que uma massa suficientemente compacta poderia deformar o espaço-tempo a ponto de, dentro de seu limite externo (também conhecido como horizonte de eventos), o tempo cessar e as leis da física se tornarem indistinguíveis umas das outras.

Uma consequência disso é que a força gravitacional na verdade ultrapassaria a velocidade da luz, tornando essa massa compacta o "corpo negro" ideal - o que significa que nenhuma radiação eletromagnética (incluindo a luz) poderia escapar dela.

Enquanto os cientistas já haviam teorizado sobre essas massas antes, o primeiro a propor a existência de "buracos negros" como uma solução de GR foi Karl Schwarzschild. Em 1916, ele calculou o raio que uma massa precisaria atingir para se tornar um buraco negro (posteriormente conhecido como Raio de Schwarzchild).

Por décadas, os buracos negros permaneceram uma curiosidade científica. Mas na década de 1960, frequentemente referida como "A Idade de Ouro da Relatividade Geral", pesquisas em GR e fenômenos cosmológicos começaram a demonstrar a influência dos buracos negros.

Na década de 1970, os astrônomos descobriram que uma fonte de rádio no centro da Via Láctea (Sagitário A *) também tinha um componente brilhante e muito compacto. Combinado com observações subsequentes do ambiente circundante, isso levou à teoria de que Sag A * era, na verdade, um Buraco Negro Supermassivo (SMBH).

Desde então, os astrônomos observaram que a maioria das galáxias massivas têm núcleos ativos semelhantes que as fazem brilhar intensamente nos comprimentos de onda de rádio, infravermelho, raio-x e raio-gama. Alguns até foram encontrados com jatos de material superaquecido saindo de seus núcleos que se estendem por milhões de anos-luz.

Em 2016, cientistas do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser (LIGO) anunciaram que haviam feito a primeira detecção de ondas gravitacionais. Previsto originalmente por GR, este fenômeno é essencialmente ondulações no espaço-tempo que são causadas por eventos cataclísmicos.

Isso inclui eventos como buracos negros binários ou fusões de estrelas de nêutrons, buracos negros que se fundem com estrelas de nêutrons ou colisões entre outros objetos compactos. Desde 2016, vários eventos de ondas gravitacionais foram detectados.

Em 10 de abril de 2019, o projeto científico colaborativo conhecido como The Event Horizon Telescope (EHT) anunciou a primeira imagem direta do horizonte de eventos em torno de um SMBH - localizado no centro de Messier 87.

Constante cosmológica e energia escura

Outra consequência das equações de campo da Relatividade era que o Universo tinha que estar em um estado de expansão ou de contração. Curiosamente, isso não agradou a Einstein, que preferia acreditar que o Universo era estático e estável.

Para resolver isso, Einstein concebeu uma força que iria "conter a gravidade", garantindo assim que o Universo não colapsasse sobre si mesmo. Ele chamou essa força de "constante cosmológica", que foi representada cientificamente pelo personagem Lamba (Λ).

No entanto, em 1929, o astrônomo americano Edwin Hubble resolveu o problema graças à sua descoberta de galáxias vizinhas. Depois de medir seu redshift, ele descobriu que a maioria das galáxias no Universo estava se afastando da nossa.

Em suma, o Universo estava em um estado de expansão, cuja taxa veio a ser conhecida como Constante de Hubble. Einstein graciosamente aceitou a descoberta e afirmou que a Constante Cosmológica havia sido "o maior erro" de sua carreira.

Na década de 1990, entretanto, os astrônomos foram capazes de conduzir observações que pareciam cada vez mais distantes no cosmos (e, conseqüentemente, mais para trás no tempo). Essas observações pareceram revelar que a taxa de expansão do Universo estava, na verdade, aumentando.

De acordo com a teoria atual, desde o período observável mais antigo do Universo (cerca de um bilhão de anos após o Big Bang) até cerca de dez bilhões de anos após o Big Bang, o Universo foi dominado pela gravidade e se expandiu mais lentamente.

Mas, há quatro bilhões de anos, as estruturas em grande escala no Universo estavam distantes o suficiente para que a energia escura se tornasse a força dominante e tudo começou a se separar mais rápido. A força misteriosa de Einstein que "continha a gravidade" tinha sido encontrada!

Evidência experimental para a relatividade

Desde 1905, centenas de experimentos de incrível alcance e diversidade foram conduzidos e confirmaram a SR. Isso incluiu vários experimentos que confirmaram que a luz era isotrópica (ou seja, tem as mesmas propriedades quando medida em todas as direções).

Isso inclui o Experimento Michelson-Morley (MMX) em 1887, que teve como objetivo medir a velocidade da luz em direções perpendiculares usando um interferômetro - um dispositivo onde duas fontes de luz são fundidas para criar um padrão de interferência.

O propósito disso era detectar o movimento relativo da matéria (neste caso, a Terra) através do “éter luminífero”. O experimento foi um fracasso, pois mostrou que não havia diferença significativa entre a velocidade da luz na direção da órbita da Terra e a velocidade da luz nos ângulos retos.

Experimentos semelhantes foram conduzidos ao longo do início do século 20 usando diferentes aparelhos e instrumentos de sensibilidade crescente, mas todos produziram o mesmo resultado (nulo).

Na segunda metade do século 20, experimentos foram conduzidos usando lasers para medir a isotropia da luz. Esses experimentos envolveram medir a velocidade unilateral e de ida e volta da luz e usar objetos fixos e móveis.

Mais uma vez, esses experimentos obtiveram resultados nulos, o que é consistente com SR. Em comparação com experimentos que não puderam confirmar a presença ou influência de um "éter", a solução de Einstein continua sendo a mais elegante e abrangente até hoje.

Em termos de Relatividade Geral (GR), extensas campanhas de observação têm sido conduzidas que mostram seus efeitos previstos no trabalho. Por exemplo, em 2017, uma equipe de astrônomos europeus demonstrou como vinte anos observando Sagitário A * - o Buraco Negro Supermassivo (SMBH) no centro de nossa galáxia - confirmaram as previsões feitas por Einstein e GR.

Usando dados do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul, no Chile, e outros telescópios, eles monitoraram três estrelas que orbitam Sagitário A * e notaram seu efeito em sua excentricidade.

O que eles descobriram foi que uma das estrelas (S2) segue uma órbita particularmente elíptica em torno da SMBH, que leva 15,6 anos para ser concluída. No seu mais próximo, chega a 120 vezes a distância entre o Sol e a Terra (120 UA). Esses desvios em órbita eram consistentes com GR.

Lente gravitacional e redshift

Pouco depois de Einstein propor sua teoria de como o espaço-tempo se comporta na presença de um campo gravitacional, surgiu a oportunidade de testá-lo. Em 1919, os astrônomos sabiam que um eclipse solar total ocorreria em 29 de maio, o que representava uma oportunidade.

Einstein e o astrônomo alemão Erwin Finlay-Freundlich exortaram cientistas de todo o mundo a testar o GR medindo a deflexão da luz durante este evento.

Sir Arthur Eddington, um astrônomo britânico e comunicador científico que era adepto da explicação de conceitos como a relatividade, aceitou o desafio e montou uma expedição à ilha de Príncipe (na costa da Guiné Equatorial, na África).

Durante o eclipse, os raios do Sol foram obscurecidos pela presença da Lua, tornando visíveis as estrelas ao seu redor. Eddington tirou fotos dessas estrelas e confirmou que o caminho de sua luz foi alterado devido à influência gravitacional do sol.

Em 7 de novembro de 1919, Os tempos publicou os resultados de sua campanha sob o título: “Revolução na Ciência - Nova Teoria do Universo - Ideias Newtonianas Derrubadas”.

Esse efeito, em que a passagem da luz é influenciada por um grande objeto, deu origem ao método conhecido como "lente gravitacional". Isso envolve contar com a presença de um grande objeto celeste (estrelas, galáxias, aglomerados de galáxias, buracos negros, etc.) para observar objetos além deles.

Na verdade, os astrônomos descobriram que quando há um alinhamento quase perfeito entre uma fonte de luz, uma lente gravitacional e um observador, a luz se deforma em um anel - que agora é conhecido como "anel de Einstein".

Este efeito tem sido regularmente observado por astrônomos, especialmente com a implantação de telescópios espaciais como Hubble. Um bom exemplo disso ocorreu em 2018, quando uma equipe de cientistas internacionais usou um aglomerado de galáxias para visualizar a estrela individual mais distante já observada (chamada Ícaro, localizada a 9 bilhões de anos-luz de distância).

Outra linha de evidência que confirma a Relatividade Geral é a forma como a radiação eletromagnética é esticada pela presença de um campo gravitacional. Este é o fenômeno citado anteriormente como "redshift", onde a influência de um campo gravitacional faz com que o comprimento de onda da luz se torne mais longo.

Em outras palavras, a luz que emana de um objeto celeste distante (uma estrela, galáxia ou aglomerado de galáxias) é deslocada em direção à extremidade vermelha do espectro. A extensão do desvio para o vermelho é então usada para calcular a massa do campo gravitacional que o afeta.

Redshift também é amplamente usado para medir a taxa na qual o Universo está se expandindo, uma vez que a luz de galáxias distantes torna-se esticada pelo espaço intermediário entre a fonte de luz e o observador.

No entanto, também tem sido usado como um método para testar o GR; em particular, ao observar como a luz se comporta na presença de um buraco negro. Um bom exemplo disso também envolveu observações feitas de uma estrela orbitando Sagitário A *.

A equipe responsável era formada por membros da colaboração GRAVITY, que usava o VLT para monitorar S2 quando ele passava na frente do buraco negro - que ocorreu em maio de 2018. No ponto mais próximo de sua órbita, a estrela estava dentro 20 bilhões de km (12,4 bilhões de milhas) da SMBH e movendo-se a quase três por cento da velocidade da luz.

Consistente com GR, a equipe observou um desvio para o vermelho gravitacional que se intensificou à medida que S2 se aproximava de Sagitário A *. O campo gravitacional muito forte do buraco negro esticou o comprimento de onda da luz da estrela e fez com que ela mudasse para a extremidade vermelha do espectro.

Quando Einstein iniciou sua carreira como físico teórico, ele estava entrando em um mundo à beira da revolução. As antigas convenções estavam sendo questionadas devido a inconsistências com novas descobertas que apresentavam todos os tipos de problemas.

Quando ele faleceu, Einstein deixou para trás um legado que não teve paralelo na história da ciência. Ele ofereceu uma síntese de velhas e novas teorias e criou uma nova compreensão de como espaço-tempo, matéria e energia interagem.

Além disso, ele foi pioneiro em descobertas que levariam a muito mais revoluções na ciência. Hoje, mais de cem anos depois, suas teorias ainda se sustentam e continuam a informar nossa compreensão do Universo.

  • Wikipedia - Relatividade Geral
  • NASA - Leis do Movimento de Newton
  • NASA - 100 anos da relatividade geral
  • Wikipedia - Testes de Relatividade Geral
  • University of St. Andrews - Relatividade Geral
  • Novos cientistas - especialista instantâneo: relatividade geral
  • Física Central - Relatividade Galileana e o Navio de Galileu
  • Observatório Educacional - Base Experimental para Relatividade Especial


Assista o vídeo: A ILUSÃO DO ESPAÇO-TEMPO E O CAMPO UNIFICADO DA CONSCIÊNCIA (Novembro 2021).