Em física, qual é o princípio da relatividade?
O princípio da relatividade sustenta que as leis da física funcionarão da mesma maneira em condições semelhantes, independentemente da localização ou velocidade de um observador. O princípio da relatividade não deve ser confundido com as teorias da relatividade geral ou especial, embora essas teorias usem o princípio como base. Essas teorias foram desenvolvidas no século XX; o princípio da relatividade foi entendido muito antes e ilustrado por Galileu em um famoso exemplo conhecido como “navio de Galileu”. A aplicação de Einstein do princípio da relatividade à luz levou a suas teorias de relatividade inovadoras.
Durante séculos, a ciência foi restringida pelo modelo ptolemaico do universo, no qual se acreditava que todas as estrelas e corpos planetários orbitam a Terra. Copérnico percebeu nos anos 1500 que o sol era um corpo central mais provável, mas essa crença foi contestada pelas autoridades religiosas e científicas. Eles argumentaram que, se a Terra estivesse em movimento, isso criaria efeitos que os humanos poderiam observar. Por exemplo, um objeto solto de um edifício aterrissaria em algum lugar a oeste do edifício, porque o planeta girara para o leste durante o tempo em que o objeto estava caindo.
Galileu, escrevendo em 1632, refutou esse argumento com o eloquente experimento “navio de Galileu”. Nesse exemplo, as pessoas que viajam em mar calmo em um navio veloz não seriam capazes de dizer se o navio estava em movimento ou em repouso se estivesse fechado em uma cabine sem janelas. Quaisquer objetos na cabine, incluindo insetos voadores, peixe em uma tigela e uma bola lançada, se moveriam da mesma forma, independentemente do movimento externo da nave. Em outras palavras, seu movimento seria relativo ao ambiente, não a fatores externos. O mesmo princípio se aplica à Terra, e é por isso que as pessoas não são derrubadas pela força da rotação do planeta.
Sir Isaac Newton, trabalhando mais tarde no mesmo século, aplicou o princípio da relatividade a outros corpos planetários e à mecânica do movimento em geral. Isso o ajudou a formar suas próprias teorias, que se tornaram a base de grande parte da ciência moderna. Ao longo dos séculos, a progressão da ciência geralmente se afastou da idéia reconfortante de que existe algum ponto de referência estável e imutável, a partir do qual todas as coisas podem ser medidas. Em vez disso, a ciência provou repetidamente que não há ponto de referência "fixo"; tudo deve ser medido em relação a outra coisa.
Mesmo no início do século 20, muitos cientistas acreditavam que o espaço era preenchido com um meio estável chamado “éter”. Einstein e outros cientistas, no entanto, perceberam que o princípio da relatividade se aplicava a todas as leis da física, levando a famosas teorias da relatividade. A essência dessas teorias é que matéria, energia, tempo e até o próprio espaço não são constantes, mas podem mudar nas condições corretas. Einstein percebeu que a velocidade da luz era a única constante universal que poderia ser usada para medir e confirmar essas teorias. O modelo clássico da nave de Galileu às vezes foi aplicado a naves espaciais para ilustrar o princípio, no qual o movimento de um objeto no espaço só pode ser medido em relação a outros objetos.