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Porque estava Einstein errado

Há físicos que colocam em causa o estatuto privilegiado que o grande sábio alemão atribuiu à luz na sua teoria da relatividade restrita.

Imagine que vai de bicicleta, a pedalar através do cosmos. Um feixe de luz talvéz emitido por uma estrela cadente longínqua passa por si, num ziguezague. A que velocidade estão você e a luz a aproximar-se um do outro? Você desloca-se a uma velocidade quase nula e, por isso, a resposta deve ser mais ou menos exactamente a velocidade da luz através do vazio interestelar: cerca de 300 milhões de metros por segundo.

Agora, imagine que decide abandonar temporariamente o velocípede. Enquanto segue em frente na sua nave espacial, a metade da velocidade da luz, encontra pela frente outro impulso luminoso. Qual é, agora, a velocidade de aproximação? De certeza que será a sua velocidade mais a velocidade da luz: no total, uma vez e meia a velocidade da luz. Errado. A sua velocidade de aproximação será a velocidade da luz e não mais e isto é verdade, por mais depressa que você se desloque. Bem-vindo ao estranho mundo da relatividade especial de Albert Einstein, no qual as coisas encolhem à medida que se deslocam mais depressa e no qual o tempo fica tão distorcido que deixa de fazer sentido falarue acontecimentos simultâneos. Conforme demonstrou Einstein, tudo isto acontece devido ao facto de a luz se deslocar sempre à mesma velocidade, independentemente da nossa posição.

A sério? Mitchell Feigenbaum, um físico da Universidade Rockefeller, em Nova Iorque, pede licença para discordar. Feigenbaum é o último e o mais destacado de um grupo de investigadores que defendem que, digam o que disserem a História e os manuais, a teoria de Einstein não tem nada que ver com luz. «Não só não é necessária como não há sequer lugar para ela na teoria», afirma.

Num artigo publicado no servidor de apresentação preliminar arXiv e ainda não analisado pelos seus pares, Feigenbaum afirma que se o pai da relatividade, Galileu Galilei, tivesse sabido, no século XVII, um pouco mais de matemática moderna, teria ido tão longe como Einstein (www.arxiv.org/abs/0806.1234). «o pensamento de Galileu tem quase 400 anos, mas ainda encerra uma força extraordinária», escreve. «É suficiente, só por si, para produzir a teoria da relatividade de Einstein, sem conhecimentos adicionais.» Esta afirmação pôs outros físicos a pensar. Alguns dizem que, se levarmos a tese de Feigenbaum um pouco mais longe, há muito que poderíamos ter descoberto a via não apenas para a relatividade de Einstei mas também para a ideia de um universo em expansão ou mesmo de um universo cuja expansão está em aceleração, sem as confusões intelectuais que, hoje, nos levaram a essas conclusões. A discussão centra-se em duas hipóteses consideradas por Einstein ao formular a sua teoria da relatividade, em 1905. A primeira incontroversa: as leis da física devem parecer as mesmas a todas as pessoas que não s encontrem em movimento ou que se movimentem a um ritmo inalterável. Digamos qu eu estou parado e você passa num comboio que se desloca a uma velocidade constante em linha recta. Para quem vai no comboio sou eu que pareço mover-me. Na verdade porém, não importa quem está «realmente a deslocar-se em relação a quem: embora as velocidades apreendidas dependam do nosso ponto de vista, as leis físicas que governam o movimento são sempre as mesmas.

Este é o princípio de relatividade apresentado por Galileu em «Diálogo sobre os dois grandes sistemas do mundo», a dissertação de 1632 que provocou a sua condenaçã pela igreja católica, por mencionar a ideia de Copérnico de que a Terra gira à volta d Sol. Galileu fala de um passageiro dentro d um navio que não consegue perceber se navio se desloca ou está parado, «enquanto movimento for uniforme, sem flutuar nesta ou naquela direcção». A analogia destinava-se aos cépticos, que acreditavam que Terra não podia ter movimento, dado que não o sentiam.

A relatividade de Galileu serviu durante quase 250 anos. Mas, quando deu forma à teoria da electricidade e do magnetismo, no final do século XIX, o físico escocês James Clerk Maxwell deparou com um problema. As equações de Maxwell deixam claro que a luz é uma onda que se desloca a uma veloci dade constante. Estranhamente, contudo, não referem o ponto de vista a partir do qual esta velocidade é medida. Isto seria um problema se a teoria de Maxwell, tal como todas as boas teorias físicas, seguisse a regra de Galileu e fosse aplicada por toda a gente. Se não soubermos quem mede a velocidade da luz naquelas equações, como poderemos modificá-las, para aplicá-las de outras perspectivas? Einstein contornava a questão dizendo que não é preciso fazê-lo. Perante o sucesso da teoria de Maxwell, limitou-se a acrescentar uma segunda hipótese à primeira hipótese de Galileu: em relação a qualquer observador, a luz desloca-se sempre à mesma velocidade. Este «segundo postulado» está na origem de toda a física excêntrica do espaço em contracção e dos relógios descontrolados de Einstein. E, com um pouco mais de aprofundamento, conduziu à relação entre massa e energia materializada na célebre equação E=mc2. A disputa não é sobre a física, que inúmeras experiências confirmaram. É sobre se poderemos chegar às mesmas conclusões sem colocar a luz no seu pedestal altamente questionável. Começou com um problema simples. Você está parado a olhar para um amigo, Frank, que passa por si num comboio a 50 quilómetros à hora, em direcção a leste. Frank tem os olhos fitos em Kate, que vê recuar em relação a si a 50 quilómetros à hora, em direcção ao norte. Feigenbaum faz uma pergunta simples: como vê você o movimento de Kate?

O mais natural seria que a velocidade de Kate em relação a si fosse, em certo sentido, a soma da velocidade de Frank em relação a si e da velocidade de Kate em relação a Frank. O facto de Frank ver Kate simultaneamente recuar para norte e acompanhar a sua deslocação em direcção a leste implica que, do ponto de vista estacionário em que você está, a deslocação dela se faça em direcção a nordeste.

Agora, porém, troque as deslocações de Frank e de Kate. Frank desloca -se a 50 qui1ómetros à hora em direcção a norte, relativamente a si, e Kate a 50 quilómetros à hora, em direcção a leste, relativamente a Frank. Isto não vai afectar a deslocação de Kate em relação a si: você continuará a vê-la afastar-se em direcção a nordeste.

 

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