Questões sobre tempo, velocidade e luz

"Porque é que a luz não é afectada pelo movimento da sua fonte?Como foi possivel tal descoberta?Visto o movimento dos corpos o serem,o que se torna lógico e compreensivel.

Será que a gravidade afecta o relógio Biológico?

Visto afectar o tempo-espaço?

Ou seja ;se viajassemos a grande velocidade,perto da da luz poderiamos regressar ao futuro podendo terem desaparecido todas as pessoas que conhecera-mos?"

Einstein estabeleceu que a velocidade da luz é constante, independentemente do movimento da fonte. Trata-se de um postulado. No seu artigo de 1905 escreveu "...introduzimos também um outro postulado, ... , nomeadamente, que a luz se propaga no espaço vazio sempre com uma velocidade definida c , a qual é independente do estado de movimento do corpo emissor". Este postulado era suportado em particular por uma experiência realizada em 1887 por Albert Michelson e Edward Morley.

A partir deste postulado Einstein mostrou que espaço e tempo não são conceitos absolutos. Uma coisa que temos muita dificuldade em entender...Por exemplo, pegamos numa barra e medimos 1 metro. Um astronauta viajando a grande velocidade relativamente à barra mede um valor inferior, a barra parece ter encolhido. Sera que encolheu mesmo? Eu que estou parado relativo à barra não a vi encolher. Não houve nenhuma força que tivesse comprimido a barra. Mas para o astronauta a barra é mais pequena que 1 metro.

A explicação é esta: o que mudou não foi a barra mas sim o espaço onde ela está. A percepção que eu e o astronauta temos da barra é diferente. O astraunauta vê um espaço encolhido.O mesmo acontece com o tempo. A percepção do tempo altera-se com o estado de movimento. Este fenómeno observa-se por exemplo com partículas elementares instáveis (por exemplo o muão).

Estas partículas têm um certo tempo de vida ao fim do qual se desintegram. Se o muão estiver parado mede-se um certo tempo de vida (cerca de 1 microsegundo). Se o muão tiver uma velocidade perto da velocidade da luz o seu tempo de vida pode ser muito superior. Se tivermos dois muões, um parado e outro que dá uma volta num acelerador de partículas, quando este chegar ao ponto de partida o primeiro já se desintegrou há muito tempo. Esta experiência é real, já foi feita. O paradoxo dos gémeos foi verificado experimentalmente com partículas elementares.

"Porque é que a alteraçao da trajectória de um planeta sujeito a um campo gravitacional intenso,se deve à distorção do espaço-tempo,e não à simples força de gravidade exercida pela proximidade dos dois corpos em questão?"

Porque as medidas experimentais estão mais de acordo com a primeira explicação (teoria da gravitação de Einstein) do que com a segunda (teoria da gravitação de Newton)

"Será que é por se ter demonstrado que a luz é desviada na mesma situação, e neste caso ,por ser uma onda electromagnética nunca poderia sofrer por si só um desvio com a justificação na gravidade?"

Este é um dos fenómenos que não é explicado pela teoria de Newton. Mas há outras indicações. A trajectória do planeta Mercúrio foi medida com grande precisão e estas medidas estão de acordo com a teoria de Einstein.

A teoria de Newton é uma boa aproximação mas não prevê o resultado experimental com o mesmo rigor.

"Os relógios,quer sejam mecânicos,como os de corda, os de quartzo,ou os atómicos,podem serem afectados pelo movimento,ou gravidade intensa??? Como se processa o mecanismo de afectação?"

Não hé nenhum mecanismo físico que afecte os relógios, do tipo de uma força que obrigue os relógios a andar mais devagar ou mais depressa. Se assim fosse os efeitos deveriam ser diferentes para relógios de corda, de quartzo, atómicos, etc. O que muda é o próprio tempo. O tempo não é absoluto.

A medida do tempo depende da velocidade do obervador relativamente ao fenómeno obervado e depende do campo gravítico.

"E no relógio biológico? Como é afectado o mecanismo nas células? Aonde? Como funcionam as células num sistema biológico quando sujeito a altas velocidades?"

As células funcionam exactamente da mesma maneira. As minhas céluas são tais que eu vivo 80 anos, digamos. Relativamente a relógios que estão também parados aqui na Terra. Temos agora dois astronautas que se aproximam da Terra, um com velocidade de 90% da velocidade da luz e outro com 98%.

Os astronautas estão no espaço vazio, não vêm planetas ou estrelas à sua volta, não sabem que estão em movimento. Na sua perspectiva estão parados. Agora vêm a Terra a aproximar-se a grande velocidade. Para um a Terra aproxima-se a 90% da velocidade da luz e para o outro a 98%.

Imaginemos agora que os astronautas têm uma maneira de me observar. Para isso é preciso enviar sinais (luz ou outros). Como ainda estão muito longe têm todo o tempo para fazer as observações. O primeiro dirá que o meu tempo de vida é 183 anos e o segundo dirá que eu vivi 402 anos. Entretanto eu e as minhas células nem sequer sabiamos da existências dos astronautas

Joao Varela

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