Foguete Redstone sendo lançado em 1961 (montagem)
No texto anterior, tentei mostrar por que os físicos dizem que não dá para ultrapassar a velocidade com que a luz corre no vácuo. Disse que era porque a energia tem inércia, inclusive a energia cinética (de movimento). E que essa inércia cresce ilimitadamente quando vamos chegando mais e mais perto da velocidade da luz. Assim, seria necessária uma força infinita, e também energia infinita, para conseguirmos acelerar um objeto até essa velocidade. Mas, no final, dei uma dica para se imaginar outras formas de se ultrapassar a luz.
Um truque maquiavélico é o seguinte.
a) Imagine agora duas naves espaciais bem velozes. Eu estou em uma delas, você na outra. Sua nave está aqui, no Brasil, e a minha está no Japão, do outro lado do planeta.
b) Você acelera sua nave até que ela tenha 99% da velocidade da luz (em relação à Terra).
c) No mesmo instante, eu acelero a minha nave na direção contrária até também 99% da velocidade da luz.
As duas naves vão, então, se afastando velozmente uma da outra, com nosso planetinha bem no meio. As duas na mesma velocidade em relação à Terra.
Agora, qual a velocidade de uma nave em relação a outra? Ahá! Temos que somar, não é? Então, 99% + 99% dá 198% da velocidade da luz! Conseguimos ultrapassá-la?!? Sinto desapontá-los: na relatividade, esta conta não funciona assim.
A culpa agora é do espaço e do tempo
E não funciona assim porque há uma outra conseqüência importante da relatividade, de que ainda não falei. Tem a ver com a natureza do tempo e do espaço. Normalmente, o tempo e o espaço nos parecem absolutos: o tempo flui da mesma forma para qualquer pessoa e o comprimento de uma régua é o mesmo para todo mundo. Nada mais natural.
Mas Einstein descobriu que não é assim. Se eu observar uma nave espacial com um telescópio, daqui da Terra, tudo me parecerá correr mais devagar lá dentro (caso eu consiga espiar pela sua janela), inclusive o correr dos relógios. É o que se chama dilatação do tempo. É o fluxo do próprio tempo que é atrasado. Mas, para o astronauta no foguete, tudo parecerá normal. O fluxo do tempo é relativo a quem observa, da mesma forma que velocidade é relativa.
Além disso, a nave inteira (e tudo o mais lá dentro) me parecerá mais achatada. É o que se chama contração do espaço. E quanto maior a velocidade da nave em relação a quem a observa (no caso, eu), maiores serão esses dois efeitos. Normalmente, eles são muito pequenos (por isso, não foram observados antes do século XX). É preciso velocidades próximas à da luz para se tornarem apreciáveis.
Acontece que velocidade é um conceito que depende do espaço e também do tempo. Pois, pelo modo como a medimos – quilômetro por hora, por exemplo -, é possível perceber que ela mede nada mais que o espaço percorrido (quilômetros) em cada unidade de tempo (hora). Então a velocidade se comporta também de forma diferente na relatividade.
O resultado é que a velocidade das duas naves não poderá ser apenas somada! A fórmula é mais complicada do que isso e o resultado será menor que a soma. No exemplo acima, das duas naves, a velocidade de uma em relação à outra será de “apenas”… 99,995% da velocidade da luz.
Repare que ainda é um pouquinho mais lento que a luz. A fórmula para composição de velocidades da relatividade é tal que o resultado sempre será menor que a velocidade da luz. Se as duas naves estiverem a 99,99% da velocidade da luz em relação à Terra, a velocidade de uma em relação à outra, feitas as contas, será de 99,999999995% da da luz. E assim por diante. Infelizmente, o “truque maquiavélico” não deu certo.
Então, tudo que aprendi está errado?
Tudo isso é radicalmente diferente do que estamos acostumados com a física “tradicional”: nela, a inércia, o tempo e o espaço independem da velocidade. Na relatividade, não. Então, a física que aprendemos no colégio está errada?! Não é bem isso. Ela é uma aproximação da relatividade. A relatividade é mais exata, mais precisa. Mas, na maioria esmagadora das situações, não precisamos usar a relatividade e a física clássica funciona perfeitamente bem. Até mesmo os astrônomos usam a física clássica para projetar foguetes e sondas espaciais.
Quer saber mais sobre a teoria da relatividade, num texto para não-físicos? Tente aqui:
http://afisicasemove.blogspot.com/2009/02/o-que-e-teoria-da-relatividade-especial.html
Roberto Belisário
http://afisicasemove.blogspot.com
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março 22nd, 2009 as 21:46
Gostei da explicação. Se nossos professores fossem assim, a física seria mais fácil.
março 30th, 2009 as 23:35
Você poderia demonstrar melhor o porquê de não poder se somar as duas porcentagens em relação à C e a respectiva fórmula.
março 31st, 2009 as 8:50
Eu devo ser bem burrinha, não entendi nada! XD
julho 14th, 2009 as 3:20
Gostei muito da explicaçao…..queria que vc me explicasse uma coisa.
Se um ET saisse do planeta dele e viesse ate o nosso na velocidade da luz, no planeta dele iria ter se passado milhares de anos???
agosto 31st, 2009 as 20:37
otima explicaçao
Pedro,
primeiramente nada pode ultrapassar a velocidade da luz, nem mesmo os et’s, mas se eles conseguisem nao teria passado milhares de anos, e sim um tempo infinito, por isso que nao da pra se propagar na velocidade da luz no vacuo.
Eu tenho uma pergunta, ja que a velocidade da luz esta tao relacionada ao infinito (precisa ter energia infinita, massa infinita, passa um tempo infinito…) porque ela nao é simplismente INFINITA ou INSTANTANEA.
outubro 6th, 2009 as 20:48
Por outro lado, suponhamos um ponto infinitesimal, um atomo, viajando em uma nave com, digamos, 20 km de extensão, esta nave viajando a 90 por cento da velocidade da luz, e aceleramos esse atomo a 11 por cento da velocidade da luz….e?
outubro 22nd, 2009 as 22:03
gutemberg, ai que está, como o próprio autor do artigo disse, quanto maior for a velocidade atual de um corpo, maior será a energia necessária para elevar ainda mais sua velocidade…
mesmo sendo um átomo, partícula muito leve, como a energia necessária para aumentar a velocidade tenderá ao infinito, não será possível colocar este átomo na velocidade da luz, muito menos ultrapassá-la
espero ter ajudado
outubro 30th, 2009 as 13:54
Bom, gostei muito do topico, muito bom mesmo, nas duas partes esta muito bem explicado!
eh exatamente oq o Diego falou: as pessoas q falam q eh possivel ultrapassar a velocidade da luz nao levam em consideração o tempo, mas somente o espaço!
Explico-me: como Einstein provou, quanto mais proximo a velocidade da luz, menos o tempo passa, ou seja, eh BEM provavel que à velocidade da luz não exista mais tempo, só espaço, e neste caso soh existe inercia, nao existiria mais impulso ocntrario a inercia, entao nao eh necessariamente “infinita” a força necessaria, pq na verdade nao tem como da impulso onde soh existe inercia!
Eu falo provavelmente, pq apesar das especulações, nunca se encontrou nenhuma onda ou materia – em seu quinto estado (acredite, exitem 6 estados de materia! o quinto eh simplesmente luz), produzido atravez de congelamento ao zero absoluto – que tenha a capacidade de ultrapassar a velocidade da luz, muito menos passar a existir do nada
Bom, a unica coisa q descordo do diego eh do termo “truque maquiavélico”!
Pobre Maquiavel, ele não era mau, só criativo!
novembro 19th, 2009 as 22:35
Muito boa explicação!
– Ainda sonho em ser físico um dia –
Sucessos camaradas!