No brilhante
trabalho do físico Albert Einstein, a noção de que espaço e tempo não são
absolutos é uma das características físicas da natureza mais abstratas e ao
mesmo tempo uma das mais fascinantes já descoberta pela ciência. Tal fato
implica situações em que o espaço e tempo podem ser alterados. Espaço e tempo
que na verdade é ‘espaço-tempo’, uma única 'entidade' em que o espaço e tempo
estão de certa forma entrelaçados, como demonstrado por Einstein na Teoria da
Relatividade Restrita e posteriormente comprovado por experimentos.
Vivemos
em um universo com quatro dimensões, três espaciais e uma temporal, afinal de
contas quando marcamos um encontro em um local específico é necessário saber a
posição no espaço, latitude(1), longitude(2) e altitude(3) (dimensões
espaciais) e a hora(4) que acontecerá o encontro (dimensão temporal), ou seja,
quatro dimensões. Segundo a teoria de Einstein, a Relatividade Geral, essas
dimensões podem ser alteradas na presença de matéria. Corpos com muita massa,
por exemplo, como é o caso da Terra, deforma o espaço-tempo de forma a criar
uma região em que corpos com massa e
radiação eletromagnética são atraídos, atração essa conhecida como
'atração gravitacional'.
A gravidade existe devido a distorção no espaço-tempo? Exatamente!
Nós e todos os outros corpos próximos ao planeta Terra não estamos sendo
atraídos por sua massa, mas sim devido a distorção no
tecido espaço-tempo gerada pela massa do planeta. De modo similar
também somos atraídos pela distorção criada no espaço por corpos como a Lua ou
o Sol, porém com uma menor intensidade devido à distância que tais astros
se encontram de nós. Mesmo assim ainda é possível observar seus efeitos
conhecidos como Efeitos de Maré, em que corpos aqui na Terra sofrem uma
aceleração gravitacional de outros astros, como é o caso das marés nos oceanos.
Erroneamente muitos relacionam o Efeito de Maré apenas com a água, pois é nos
oceanos que normalmente vemos a ocorrência tal efeito, devido sua extensão e a
fluidez da água. Porém o fenômeno ocorre com todos os corpos que possuem massa
e ondas eletromagnéticas, ou seja, praticamente tudo o que existe na Terra.
Para
verificar que a massa realmente poderia afetar o espaço ao seu redor foi
realizado um experimento aqui no Brasil, mais especificamente na cidade de
Sobral no Ceará, em 29 de maio de 1919. Na ocasião ocorreu um eclipse solar
100% visível da cidade cearense, permitindo que estrelas próximas ao Sol
pudessem ser observadas, já que a ausência de brilho devido ao eclipse não as
ofuscariam. No momento do eclipse o Sol se encontrava na constelação de Touro,
uma região do Zodíaco com muitas estrelas, e a partir da posição dos astros
observados o astrônomo Andrew Crommelin pode concluir que
a teoria de Einstein estava correta, pois observou que a trajetória da luz
emitida pelas estrelas havia sido alterada apenas por estarem próximas ao Sol,
consequência da distorção espacial causada pela estrela. Estava comprovado que
a massa do Sol poderia realmente deformar o espaço.
Outro experimento que também
comprova tal deformação, incluindo a deformação temporal, se trata da
observação do tempo que ondas de rádio (ondas eletromagnéticas)
demoravam para viajar da sonda Viking 1, em órbita no planeta Marte, até a Terra. Foi observado
que quando o Sol estava entre Marte e Terra os sinais da sonda demoravam
frações de segundos a mais para percorrer o percurso, pois as ondas passam pela
região próxima à Estrela onde o espaço-tempo era distorcido devido a massa do
Sol, comprovando mais uma vez a teoria de Einstein.
Tudo
isso pode parecer muito distante da nossa realidade, porém toda vez que usamos
o GPS do nosso smartphone devemos agradecer Einstein, sabia? Isso mesmo, o GPS
só funciona da forma correta devido a correções relativísticas feitas nos
satélites de geolocalização. Os satélites responsáveis por triangular nossa
localização aqui na Terra estão em órbita com altitude superior a 20.000 km a
mais de 11.200 km/h. Devido a distância da Terra, da distorção
criada pela Terra no espaço-tempo e sua alta velocidade, o tempo passa
mais rápido para um satélite em relação a nós que estamos aqui na superfície do
planeta. O tempo passa mais rápido para o satélite? Exatamente! Ao mesmo tempo
podemos considerar que o tempo na Terra passa mais devagar em relação aos
satélites, pois estamos em uma região do espaço-tempo mais distorcida pela
massa do planeta e não estamos em movimento.
Isso
pode parecer extremamente confuso e realmente é, não se assuste.
Nossa noção comum é de que o tempo é absoluto e passa por igual independente de
onde estivermos, mas felizmente a realidade é um pouco mais abstrata que isso.
Apenas não estamos habituados com tal característica da natureza devido as
limitações de como vivemos neste planeta azul.
Viajar
em altas velocidades e corpos com muita massa podem altera o espaço e o tempo,
então muito cuidado ao viajar próximo a velocidade da luz ou ao se aproximar de
buracos negros: ao fazer isso, caso sobreviva, o tempo passaria tão devagar
para você em relação ao tempo na Terra, que 1 hora nessas situações extremas
poderiam equivaler a anos para quem ficou aqui, como ilustra muito bem a
história do recomendado filme Interstellar.
Texto por Lucas Martelli - graduando em Física
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