Tempo

O objectivo do post é tentar explicar a natureza do tempo. Tal como as outras três grandezas físicas, que todos sabem bem classificar, também o tempo é específico de cada pessoa. Apesar de todos vivermos pelo mesmo padrão, o tempo tem natureza individual, tal como a nossa posição neste instante. Sem grandes matemáticas... acreditem nos números. Usando a teoria da relatividade de Einstein...

A primeira coisa a entender é a natureza da luz. Isto é, a velocidade desta é sempre a mesma, e igual a 3 x 10^8 m/s (c m/s), seja qual for o referencial, ou o ponto da qual se observa. Um exemplo. Imaginem que estão a correr e lançam uma pedra. A velocidade dessa pedra será a vossa, mais a energia dada pelo lançamento. A soma das duas dará a velocidade final da pedra, na forma vectorial. Agora imaginem que o vosso corpo viaja à velocidade da luz com um espelho à vossa frente e lançam essa mesma pedra. A pedra terá a velocidade da luz, mais a energia dada pelo lançamento, partindo o espelho à vossa frente. Mas caso viajem à velocidade da luz, o vosso reflexo nunca chegaria a aparecer no espelho, pois a luz do vosso reflexo, nunca chegaria a tocar a superfície do espelho.

O que nos faz "ver algo" é a luz que incide sobre esse mesmo algo. Por exemplo, se se viajar à velocidade da luz, com um relógio à frente, os ponteiros não se mexeriam, pois estamos a viajar à mesma velocidade da luz que nos mostraria os ponteiros a avançar. O importante é perceber que a velocidade da luz não se pode decompor em factores vectoriais e que é sempre constante, seja qual for o ponto do qual se observa, e o referencial em que se encontra.




Agora imaginem A dentro de um vagão de combóio. Ao seu lado estão dois espelhos, um no chão, outro no tecto, a 1,8 metros de distância. Entre os espelhos temos um ponto de luz que vai sendo reflectido de cima para baixo e vice-versa, à velocidade constante da luz. Para A, enquanto o ponto de luz vai para cima e torna ao espelho de baixo, passam (3,6m / c m/s) segundos.

Agora imaginem que a porta do vagão está aberta, enquanto o combóio passa na estação a 80% da velocidade da luz (2,4 x 10^8 m/s). E B está na estação e vê o ponto de luz a fazer o mesmo percurso. Para B, para além do movimento vertical, o ponto também se vai deslocar na horizontal, pelo movimento do combóio. Assim B vê o ponto de luz a fazer 3m, em vez dos 1,8m, que A vê cada vez que o ponto faz o seu trajecto vertical. Enquanto o ponto de luz vai acima e volta, o tempo para B será (6m / c m/s) segundos. Ou seja, o tempo para A será menor, relativamente a B. Se os relógios forem certos antes, o relógio de B, estará adiantado (2,4m / c m/s) segundos, em relação a A.

Agora fechem a porta do vagão. Qual a diferença? Nenhuma... Imaginem, com a ajuda da TVI, dois gémeos separados à nascença... Um vai orbitar a terra a 80% da velocidade da luz, enquanto o outro fica em terra. Quando anos mais tarde se encontram, o que foi para o espaço tem 60% da idade daquele que ficou...

Agora imaginem que o mesmo gémeo vai fazer uma viagem até um certo ponto do espaço. Desloca-se a 98,5% da velocidade da luz. Demora, no seu tempo, 10 anos a chegar ao ponto e a voltar à Terra, de encontro ao seu irmão. Quando regressa vai ver o seu irmão mais velho cerca de 58 anos... Mas o mais engraçado, é que para o seu irmão o ponto até onde viajou se encontra a cerca de 29 anos-luz, enquanto para si, fica a perto de 5 anos-luz. E a sua velocidade é a mesma nos dois casos. Dá-se a dilatação do tempo, e o encurtamento do espaço.

Estas são chamadas experiências mentais. Sem se poder experimentar fisicamente, põe-se cenários, e vê-se, segundo a lógica, o que acontece. E os únicos princípios respeitados, são que a velocidade da luz é sempre constante seja qual for o referencial em que se encontra, ou donde é observada. O segundo, que ninguém consegue medir grandezas físicas do seu próprio referencial, sem contacto com algum outro referencial. Além de regras de trignometria...

Foi feita uma experiência com dois relógios certos à partida, um fica em terra, enquanto o outro vai num avião circundar a terra a uma velocidade alta. O resultado foi que o relógio que viajou estava 2 segundos atrasado relativamente ao relógio que ficou em terra. É o mais próximo que se consegue por enquanto... mas vem dar razão à relatividade de Einstein.

Para os matemáticos... quando tivermos com papel e caneta na mão, mostro a trignometria...