Qual é a teoria da relatividade?
Não há "teoria da relatividade" - apenas duas teorias que ocasionalmente caem sob o mesmo designador - a teoria da relatividade especial e a teoria da relatividade geral. Ambas foram criadas pelo famoso físico Albert Einstein entre 1905 e 1915. Ambas as teorias elevaram a mecânica clássica de Newton, que havia sido mantida há séculos antes.
A teoria especial da relatividade é uma teoria da estrutura do espaço-tempo, que afirma que 1) as leis da física são as mesmas para todos os observadores em movimento uniforme entre si e 2) a velocidade da luz no vácuo é a mesma para todos os observadores todos os observadores, independentemente do movimento do movimento da fonte de luz. Isso leva a consequências bizarras. Por exemplo, imagine mover-se em um trem que percorre 160 km / h ao lado de outro trem que se move na mesma direção a 160 km / h. Na sua perspectiva, o trem ao seu lado parece quase parado. Mas imagine estar em um trem se movendo na velocidade da luz, ao lado de um feixe de luz. Em vez de o feixe de luz parecer parado, ele se move à sua frente na velocidade da luz. A luz é estranha assim.
Várias das consequências que se seguem da teoria especial da relatividade são: 1) dilatação do tempo (relógios se movendo perto da velocidade da luz operam mais lentamente que relógios estacionários); 2) contração do comprimento (objetos que se movem perto da velocidade da luz parecem estar contraídos) a direção do movimento), 3) a relatividade da simultaneidade (coisas que parecem acontecer ao mesmo tempo para o observador fixo A podem parecer acontecer em momentos diferentes para o observador em movimento B), 4) equivalência massa-energia (massa e energia são essencialmente a mesma coisa e transmutáveis entre si).
A teoria geral da relatividade, que foi concebida alguns anos após a teoria especial da relatividade, é uma teoria de como a gravidade funciona. Inicialmente, foi baseado no princípio da equivalência, a idéia de que a aceleração e a parada em um campo gravitacional de uma dada força são fisicamente idênticas. Como não é necessária nenhuma força especial para criar efeitos inerciais em um objeto em aceleração, Einstein propôs que pensássemos o mesmo sobre a gravidade, abandonando a noção clássica de força gravitacional e, em vez disso, concebendo a gravidade como curvas no espaço-tempo. Isso explica fenômenos como o porquê da luz se curvar na presença de um campo gravitacional, mesmo sem a massa.
A teoria geral da relatividade fornece explicações e faz previsões que pareceriam ridículas na visão de mundo da mecânica clássica. Além da curvatura da luz na presença de um campo gravitacional, ele prevê que o tempo passa mais lentamente na presença de um campo gravitacional, as órbitas planetárias se precessam (mudança) devido ao torque exercido pelo campo de gravidade do Sol, ocorre o arrasto de quadros, pelo qual corpos em rotação "arrastam" a estrutura inercial do espaço-tempo circundante e que o universo está se expandindo, em alguns casos mais rápido que a velocidade da luz, porque é o próprio espaço que está se expandindo, não objetos dentro dele.
Desvendar as implicações dessas teorias levou décadas e ainda está em andamento hoje. As teorias de Einstein eram tão avançadas que levaram décadas para testá-las e confirmá-las com grande precisão. Em retrospecto, as idéias de Einstein foram quase completamente validadas.