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A relatividade especial, ou Teoria da Relatividade Especial é uma teoria publicada em 1905 por Albert Einstein. Ela trocou os conceitos independentes de espaço e tempo da Teoria de Newton pela ideia de espaço-tempo como uma entidade geométrica. O espaço-tempo na relatividade especial tem uma variedade de 4 dimensões, 1 temporal e 3 espaciais, nas quais noções de geometria podem ser utilizadas.
O termo Especial é usado porque ela é um caso especial do princípio da relatividade onde efeitos da gravidade podem ser ignorados. Dez anos após a publicação da teoria especial, Einstein publicou a Teoria Geral da Relatividade, que incorpora os efeitos da gravitação.
História
O princípio da relatividade foi introduzido por Galileu e afirma que o movimento, ou pelo menos o movimento em linha reta, só tem algum significado quando comparado com algum outro ponto de referência. Segundo o princípio da relatividade de Galileu, não existe sistema de referência absoluto pelo qual todos os outros movimentos possam ser medidos. Galileu também forneceu um conjunto de transformações chamadas transformadas de Galileu, compostas de cinco leis para sintetizar as leis do movimento.
Postulados da relatividade:
1. Primeiro postulado (princípio da relatividade)
A natureza do universo não pode mudar para um observador se o seu estado de movimento é alterado. Isto é, as leis da física devem ser as mesmas, as observações de fenômenos físicos devem ser os mesmos, (isto é, as equações que a governam devem ser idênticas em forma) entre referenciais inerciais (observadores que diferem por uma velocidade constante).
Simplesmente o universo não muda se o observador muda o seu estado de movimento.
2. Segundo postulado (invariância da velocidade da luz)
A velocidade da luz no vácuo é a mesma para todos os observadores em referenciais inerciais e não depende da velocidade da fonte que esta emitindo a luz. A luz não requer qualquer meio para (com o éter) para ser propagar.
Apesar do primeiro postulado ser quase senso comum, o segundo não é tão óbvio. Mas ele é de certa forma uma conseqüência de se utilizar o primeiro postulado ao se analisarem as equações do eletromagnetismo. Através das transformações de Lorentz pode-se demonstrar o segundo postulado.
Consequências da relatividade especial
A relatividade especial tem conseqüências bizarras para muitas pessoas. Isto é normal pois esta conseqüências estão relacionadas a comparações entre observadores se movimentando a velocidades próximas à da luz, e a maior parte das pessoas não tem nenhuma experiência com viagens à velocidade da luz. Eis algumas das conseqüências:
- O tempo transcorrido entre dois eventos não é o mesmo para dois observadores em movimento relativo. Por exemplo o tic-tac do meu relógio não será igual ao do seu se estivermos em movimento relativo um ao outro.
- Eventos que ocorrem simultaneamente em locais diferentes de um referencial inercial não são simultâneos em um outro referencial em movimento relativo (falta de simultaneidade).
- As dimensões (comprimento) de objetos medidas em um referencial podem ser diferentes para um outro observador em outro referencial em movimento (contração dos comprimentos).
- O paradoxo dos gêmeos diz que um gêmeo que viajar em uma espaçonave se deslocando a uma velocidade próxima à velocidade da luz perceberá, quando retornar da viagem, que ele envelheceu muito menos que o gêmeo que permaneceu na terra.
Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre
O termo Especial é usado porque ela é um caso especial do princípio da relatividade onde efeitos da gravidade podem ser ignorados. Dez anos após a publicação da teoria especial, Einstein publicou a Teoria Geral da Relatividade, que incorpora os efeitos da gravitação.
História
O princípio da relatividade foi introduzido por Galileu e afirma que o movimento, ou pelo menos o movimento em linha reta, só tem algum significado quando comparado com algum outro ponto de referência. Segundo o princípio da relatividade de Galileu, não existe sistema de referência absoluto pelo qual todos os outros movimentos possam ser medidos. Galileu também forneceu um conjunto de transformações chamadas transformadas de Galileu, compostas de cinco leis para sintetizar as leis do movimento.
Postulados da relatividade:
1. Primeiro postulado (princípio da relatividade)
A natureza do universo não pode mudar para um observador se o seu estado de movimento é alterado. Isto é, as leis da física devem ser as mesmas, as observações de fenômenos físicos devem ser os mesmos, (isto é, as equações que a governam devem ser idênticas em forma) entre referenciais inerciais (observadores que diferem por uma velocidade constante).
Simplesmente o universo não muda se o observador muda o seu estado de movimento.
2. Segundo postulado (invariância da velocidade da luz)
A velocidade da luz no vácuo é a mesma para todos os observadores em referenciais inerciais e não depende da velocidade da fonte que esta emitindo a luz. A luz não requer qualquer meio para (com o éter) para ser propagar.
Apesar do primeiro postulado ser quase senso comum, o segundo não é tão óbvio. Mas ele é de certa forma uma conseqüência de se utilizar o primeiro postulado ao se analisarem as equações do eletromagnetismo. Através das transformações de Lorentz pode-se demonstrar o segundo postulado.
Consequências da relatividade especial
A relatividade especial tem conseqüências bizarras para muitas pessoas. Isto é normal pois esta conseqüências estão relacionadas a comparações entre observadores se movimentando a velocidades próximas à da luz, e a maior parte das pessoas não tem nenhuma experiência com viagens à velocidade da luz. Eis algumas das conseqüências:
- O tempo transcorrido entre dois eventos não é o mesmo para dois observadores em movimento relativo. Por exemplo o tic-tac do meu relógio não será igual ao do seu se estivermos em movimento relativo um ao outro.
- Eventos que ocorrem simultaneamente em locais diferentes de um referencial inercial não são simultâneos em um outro referencial em movimento relativo (falta de simultaneidade).
- As dimensões (comprimento) de objetos medidas em um referencial podem ser diferentes para um outro observador em outro referencial em movimento (contração dos comprimentos).
- O paradoxo dos gêmeos diz que um gêmeo que viajar em uma espaçonave se deslocando a uma velocidade próxima à velocidade da luz perceberá, quando retornar da viagem, que ele envelheceu muito menos que o gêmeo que permaneceu na terra.
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