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A teoria da relatividade facilmente explicada

Postado por: AvidaBloga on quinta-feira, 1 de outubro de 2015 | 10/01/2015 08:29:00 PM


A relatividade especial, formulada por Albert Einstein em 1905, é uma das descobertas científicas mais importantes da história. Ela alterou a nossa maneira de conceber o espaço, energia, tempo e tinha até mesmo implicações filosóficas, eliminando a possibilidade de um espaço / tempo todo no universo.

É complementado pela teoria da relatividade geral, publicado em 1915, um pouco mais complexa e visa combinar a dinâmica newtoniana das conseqüências da teoria especial em primeiro lugar.


https://youtu.be/HZ6KDRlyWTw


Com a relatividade especial, a humanidade entendeu que o que até agora tinha assumido que era uma constante, o tempo era realmente uma variável. Não só isso, mas assim era o espaço e que tanto dependia de uma nova velocidade conjunto espaço-tempo.


A coisa mais importante é entender como o tempo depende, de fato, a velocidade de movimento. Isso é o que mudou tudo.

Einstein baseado por sua vez em dois pressupostos:

As leis da física são o mesmo que o sistema de referência é a mesma e de inércia. Ou seja, ambos estão se movendo a uma velocidade constante. Se a lei é cumprida em um sistema, você também deve conhecer o outro.

A velocidade da luz é uma constante universal, definido como C. Ele estava constantemente tinha mostrado alguns anos antes de outros dois grandes cientistas Michelson e Morley.

Mas para chegar a famosa E = mc 2, antes temos de compreender dois conceitos importantes: primeiro o que exatamente a relatividade e, por outro lado compreender o espaço-tempo e como ele define o que é conhecido como linhas de mundo. Por último, mas não deduzir os passos matemáticos necessários para atingir a equação, vemos as consequências e como se relaciona dentro da teoria da relatividade geral. Vamos lá.


O que é relatividade


Einstein imaginou a situação que tem sido utilizado e explicou ad nauseam em escolas e livros de física. Imagine um comboio e dois indivíduos, um dos quais está montado no mesmo e um outro vê acelerou a partir da beira da estrada. O trem se move a 200 quilômetros por hora.

Espere, você se move? Tem certeza? Sim e não ao mesmo tempo. Para a pessoa sentada no trem não está se movendo, ainda é. Só ele se move para a pessoa à beira da estrada. É de fato parente.

Einstein imaginou então alguém joga uma bola em 20 quilômetros por hora no trem para a frente. Para a pessoa que está dentro da bola que se move a essa velocidade, mas para a pessoa que bola para baixo, mas ele se move, 220 (200 + 20) kph.

Isso é quando você toca lembre-se que a velocidade da luz é constante, e nós começamos a entender que algo não se encaixa com a idéia do tempo. Uma vez que a velocidade da luz é sempre a mesma, voltando ao exemplo do trem e se a pessoa dentro em vez de lançar um feixe de luz iluminou projetando para a frente, a pessoa que está para baixo pode não ver que propagação do feixe na velocidade da luz + 200 Km / h, vê a propagação velocidade da luz, não mais, não importa o quão rápido ou como lento o trem passar, porque, simplesmente, é constante.

Para entender o conceito um pouco melhor considere o seguinte exemplo. Mostra dois fótons de luz que saltam infinitamente entre dois espelhos e tendo tempo x para ir de uma para outra.



A velocidade da luz (ao ​​contrário de tempo) em si é constante. Este foi mostrado alguns anos antes por outros dois Einstein da física, Michelson e Morley. Dado que a velocidade da luz é sempre a mesma (cerca de 300.000 km por segundo), vejamos o seguinte exemplo.



Desde o primeiro carrinho se move a uma velocidade constante, do nosso ponto de vista o fóton tem que viajar uma diagonal (mais distância) entre um espelho e uma caixa variando o intervalo de tempo em rebotes. Tempo, do nosso ponto de vista estático, apenas variar em relação a alguém que estava olhando no interior (eles sempre olhar como o fóton salta regularmente, carrinho ou não se move).

Mas, por que não vemos a distorção do tempo na vida cotidiana? Basicamente, porque as distorções ocorrer apenas a velocidades próximas à da luz. Para referência, o dispositivo mais rápido já construído pelo homem, as sondas Helios permanecem 15.000 vezes mais lenta do que a velocidade da luz. É o equivalente a uma tartaruga andando lentamente na superfície da terra passando aviões supersônicos voando baixo.

Com um avião supersônico movendo-se a 2470 quilômetros por hora, o que para nós já é um tempo considerável a velocidade aumenta com um fator de 1,000000000002. É muito pequena. Se nós viajamos por um ano 0.000063 prolongar o nosso tempo e nos deixar passar 50 anos mesmo quando preso nele voando nessa velocidade, o tempo teria estendido apenas 0,0032 segundo.

Sabendo, então, que o tempo não é uma constante, mas depende da velocidade, aparece o paradoxo dos gêmeos. Narra o caso hipotético de dois gêmeos, um vai viajar no espaço em altas velocidades (meia-luz, 150,000 km / s, por exemplo) e outro que permanece na terra 10 anos. Após esse tempo, o astronauta gêmeas retorna à Terra e descobriram que, como o tempo passou de forma diferente e tem sido mais lento para ele, seu irmão é quase uma década de idade. Você tem vivido mais? São viagens a velocidades altas uma fonte da eterna juventude? Não, ele só viveu menos porque o tempo passou mais devagar para ele, ele pensou menos, tem crescido cada vez menos amadureceu. Tudo o que aconteceu é que o tempo passou mais devagar.

O curioso é que o espectador não tem nenhuma maneira de saber se eles estão se movendo ou não, se você tem um sistema contra o qual comparar. Estamos falando de trens, de fato, como a Terra se move em velocidade pela Via Láctea, e com ele o universo.

Tempo espaço

A revolução da teoria da relatividade é que ele cria um cone de luz, tanto para frente no tempo, e para trás. Desde que define os limites do que é o cone de velocidade da luz e das partículas não pode ultrapassar, nada acontece pode estar fora dos limites.


Este é o cone


Esse cone descrito pelo hipersuperfıcie observador em movimento que é o presente. "acima" são os eventos do futuro, o que vai acontecer. Qualquer possibilidade ou fato relevante deve ocorrer dentro desse cone. Baixo são eventos que ocorreram.

coisas fora desse cone, ocorrem, só que elas não podem afetá-lo de modo que pudessem afetar você tem que superar a velocidade do cone de luz é independente da velocidade do movimento .. o observador. Isso é o que força o tempo depende do estado de movimento. "

O cone define eventos que podem ter um efeito sobre os outros. O universo on-line é a união da infinidade de pontos para tudo o que aconteceu em sua vida. Sempre dentro do cone.

E = mc 2

 Para chegar à equação precisa levar em conta duas leis importantes:

A lei da conservação de impulso: Isso significa basicamente que quando dois objetos colidem com velocidades diferentes (e, portanto, diferente impulso) resultante da soma de ambos os objetos devem ter o mesmo valor antes e depois.
A famosa lei da conservação da energia: a energia é criada nem destruída, apenas transformada. Muda de uma forma de energia em outra.

O que é realmente interessante é a equação que relaciona diretamente a massa e a energia. Eles são conversíveis. E mesmo Einstein ninguém havia notado e foram pensados ​​para ser as coisas separadas.

Explicando um pouco melhor: Vamos dizer que um tronco de madeira queimando numa lareira. Uma vez que tenha queimado, se somarmos os correspondentes cinzas em massa em todo os gases emitidos, gostaríamos que a massa total diminuiu, embora minúsculo. Esta massa é aquela que tenha sido transformada em energia, calor de combustão.

No caso de a madeira não é muito eficiente, mas, no caso de centrais nucleares, por exemplo, é muito mais elevado e, por conseguinte, a utilização para a produção de energia.

A maneira em que a energia e a massa são relacionadas espaço-tempo é o que é conhecido como Teoria da Relatividade Geral. E é aí que a gravidade entra em jogo.

No entanto, a teoria da relatividade considera que os efeitos gravitacionais não são criados por alguma força, mas encontrar a sua causa na curvatura do espaço-tempo gerado pela presença da matéria. À medida que a severidade aumenta de maneira brutal, como em buracos negros, que é quando tais curvaturas extremas que podem ser vistos nos filmes tais como os que ocorrem Interstelar.

 Leia:

Teoria da Relatividade para leigos




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