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A relatividade do tempo

por Mauro Bellesa - publicado 15/03/2016 14:55 - última modificação 17/03/2016 15:17

Naoshi Sugiyama, físico da Universidade de Nagoya, falou sobre o tempo segundo as Teorias da Relatividade Restritra e Geral de Einstein no Workshop de Física da Intercontinental Academia Fase Nagoya, no dia 9 de março.
Naoshi Sugiyama
Naoshi Sugiyama: didatismo para
explicar por que o tempo é relativo

No Workshop de Física da Intercontinental Academia Fase Nagoya, no dia 9 de março, Naoshi Sugiyama, físico da Universidade de Nagoya, falou sobre o tempo segundo as Teorias da Relatividade Restritra e Geral de Einstein.

A abordagem de Sugiyama foi simplificada e didática, para a devida compreensão pelos participantes provenientes das ciências humanas e sociais.

Ele explicou que a Teoria da Relatividade Restrita (1905) se baseia em dois princípios:

  • Princípio da Relatividade, segundo o qual todos os referenciais inerciais (movendo-se em velocidade constante) são iguais;
  • Princípio da Invariabilidade da Velocidade da Luz, que é a mesma para todos os referenciais inerciais.

Segundo ele, a compreensão desses princípios torna fácil entender porque o tempo é relativo e não absoluto, como tinha sido considerado até as teorias de Einstein, que ele citou: “Se o observador está parado, o relógio de um sistema em movimento bate mais devagar.”  Isso é a chamada diluição ou retardo do tempo, disse Sugiyama.

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Ele acrescentou que, na Teoria da Relatividade Geral (1915), Einstein inclui o efeito da gravidade na teoria (“com a presença de gravidade forte, o tempo também é retardado”) e estabeleceu o Princípio da Equivalência, pela qual gravidade e força inercial não podem ser distinguidas.

Em relação à vida prática, Sugiyama demonstrou como essa diluição do tempo precisa ser considerada no funcionamento de um Sistema de Posicionamento Global (GPS, na sigla em inglês). “São necessários no mínimo quatro satélites para a determinação de x, y, z e t (as três dimensões espaciais e o tempo) e o cálculo da distância a partir deles por meio de medição bastante precisa do tempo.”

Essa precisão quanto ao tempo é importante pois se houver um erro de um segundo, como a velocidade da luz é de 300 mil km/s, o local será situado a uma distância de 300 mil km de onde ele realmente está, explicou o físico.

Para que o local seja identificado com margem de 10 cm de erro, o tempo precisa ser medido com uma tolerância de no máximo 3 décimos de bilionésimo de segundo.

O efeito da diluição do tempo pela relatividade implica na identificação de pontos na superfície terrestre fora de sua localização real: “No caso da relatividade especial, como os satélites viajam em alta velocidade (4 km/s), a cada segundo a localização estimada está 25 cm afastada da posição real. No caso da relatividade geral, como a gravidade a 20 mil km de altura é mais fraca que aquela na superfície terrestre, a diferença entre a localização presumida e a real é de 160 cm.”

Para ser preciso, o GPS tem de lidar com a diluição do tempo causada pela velocidade do satélite e a fraca gravidade na altura de sua órbita, comentou Sugiyama.