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28.0: Prelúdio da Relatividade Especial

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    Você já olhou para o céu noturno e sonhou em viajar para outros planetas em sistemas estelares distantes? Haveria outras formas de vida? Como seriam os outros mundos? Você pode imaginar que uma viagem tão incrível seria possível se pudéssemos viajar rápido o suficiente, mas você lerá neste capítulo por que isso não é verdade. Em 1905, Albert Einstein desenvolveu a teoria da relatividade especial. Essa teoria explica o limite da velocidade de um objeto e descreve as consequências.

    Céu noturno com o brilhante aglomerado da Nebulosa de Orion no centro entre o grupo de estrelas.
    Figura\(\PageIndex{1}\): A relatividade especial explica por que viajar para outros sistemas estelares, como os da Nebulosa de Orion, não é razoável usando nosso nível atual de tecnologia. (crédito: s58y, Flickr)

    Relatividade. A palavra relatividade pode evocar uma imagem de Einstein, mas a ideia não começou com ele. As pessoas vêm explorando a relatividade há muitos séculos. A relatividade é o estudo de como diferentes observadores medem o mesmo evento. Galileu e Newton desenvolveram a primeira versão correta da relatividade clássica. Einstein desenvolveu a moderna teoria da relatividade. A relatividade moderna é dividida em duas partes. A relatividade especial lida com observadores que estão se movendo em velocidade constante. A relatividade geral lida com observadores que estão passando por uma aceleração. Einstein é famoso porque suas teorias da relatividade fizeram previsões revolucionárias. Mais importante ainda, suas teorias foram verificadas com grande precisão em uma vasta gama de experimentos, alterando para sempre nosso conceito de espaço e tempo.

    Fotografia em preto e branco de Albert Einstein.
    Figura\(\PageIndex{2}\): Muitas pessoas pensam que Albert Einstein (1879-1955) foi o maior físico do século XX. Ele não apenas desenvolveu a relatividade moderna, revolucionando assim nosso conceito do universo, ele também fez contribuições fundamentais para os fundamentos da mecânica quântica. (crédito: A Biblioteca do Congresso)

    É importante observar que, embora a mecânica clássica, em geral, e a relatividade clássica, em particular, sejam limitadas, elas são aproximações extremamente boas para objetos grandes e de movimento lento. Caso contrário, não poderíamos usar a física clássica para lançar satélites ou construir pontes. No limite clássico (objetos maiores que o submicroscópico e se movendo mais devagar que cerca de 1% da velocidade da luz), a mecânica relativista se torna a mesma da mecânica clássica. Esse fato será observado em locais apropriados ao longo deste capítulo.