Espaço, Tempo e Relatividade

1. Espaço, Tempo e Relatividade Carlos Eduardo Aguiar Instituto de Física-UFRJ

2. Relatividade

3. O Espaço Absoluto

4. Newton e o Espaço Absoluto O Deus Supremo é um Ser eterno, infinito…; e por existir sempre e estar em todo lugar, ele constitui o tempo e o espaço. Principia Isaac Newton (1642-1727)

5. V = ? V Como identificar o repouso absoluto?

6. A Relatividade de Galileu Nenhum experimento realizado na cabine fechada de um navio pode determinar a velocidade com que este se move. Diálogo sobre os Dois Sistemas de Mundo Galileo Galilei (1564-1642)

7. As Ondas de Maxwell Campos eletromagnéticos podem propagar-se como ondas, com velocidade c 300.000 km/s.  A luz é uma onda eletromagnética. James C. Maxwell (1831-1879)

8. c c - para que observador?

9. V c c - para que observador?

10. C - V o carro está “parado” Do ponto de vista do motorista… V

11. Ondas Mecânicas

12. Há um “meio” para a propagação das ondas eletromagnéticas? Século XIX: o “éter luminífero”

13. c2 c1 V Movimento no “éter” C1 = C-VC2 = C+V

14. Qual é a velocidade da Terra em relação ao “éter”? V

15. A Experiência de Michelson e Morley Albert A. Michelson(1852-1931) Interferômetro de Michelson (1887)

16. O que Michelson e Morley encontraram em 1887: V (Terra - éter) = 0 (< 5 km/s) V (Terra - Sol)  30 km/s Brillet e Hall (1979): V (Terra - éter) < 0,03 km/s

17. V = ?? V c c

18. A Relatividade de Einstein … não apenas na mecânica, mas também na eletrodinâmica, os fenômenos não têm nenhuma propriedade associada ao conceito de repouso absoluto… Eletrodinâmica dos Corpos em Movimento (1905) Albert Einstein (1879-1955)

19. c V A luz se propaga no vácuo com uma velocidade definida c que é independente do movimento do corpo que a emitiu.

20. c V Observadores diferentes encontram sempre a mesma velocidade de propagação da luz.

21. c c O Tempo Relativo

22. V c V c V c

23. Simultaneidade é um conceito relativo! Passado, presente e futuro são conceitos relativos!!

24. A distinção entre passado, presente e futuro é apenas uma ilusão, ainda que persistente. A. Einstein

25. Eu vejo Passado, Presente, e Futuro existindo todos de uma vez… William Blake W. Blake (1757-1827)

26. espelho c c Mais Relatividade do Tempo

27. c c V Para outro observador...

28. c c c c A Dilatação do Tempo tempo menor tempo maior

29. Relógios em movimento batem mais devagar!

30. em repouso V = 0,9994 C A vida dos múons Vida = 2,2 milionésimos de segundo Vida = 64 milionésimos de segundo Bailey et al., Nature (1977) pg. 301

31. estrela Terra 7 anos-luz V = 0,99 C O paradoxo dos gêmeos Tempo (Terra) = 7 anos Tempo (viajante) = 1 ano

32. 1 ano-luz Relatividade do Comprimento V = 0,99 C V = 0,99 C

33. V Contração do Comprimento

34. Réguas em movimento ficam mais curtas!

35. Contração do Comprimento(de novo) 1 ano-luz

36. se a velocidade da luz fosse 30 km/h ... George Gamow Mr. Tompkins in Wonderland

38. distância x tempo t V As Transformações de Lorentz

39. distância x* tempo t* x* =  (x - vt) t* =  (t - vx/c2)  =

40. O Espaço - Tempo Espaço e tempo, enquanto entidades separadas, são meras sombras, e apenas uma espécie de união entre eles tem existência independente. Hermann Minkowski (1908)

41. Energia Relativística Conservação da energia

42. E = m c2 A massa de um corpo depende da energia que ele contem. Lavoisier estava errado! Massa pode ser criada e destruída.

43. Criação de um par elétron-pósitron

44. As Visões da Eternidade, por limitada percepção, Tornaram-se fracas Visões do Espaço e do Tempo ... William Blake

45. Para pensar em casa:

46. 4 metros O Circo Relativista 6 metros

47. 3 metros 4 metros O Circo Relativista

48. O Circo Relativista

49. 2 metros 6 metros Desastre no Circo Relativista?

50. Desastre no Circo Relativista?