Entre 1907 e 1916 Einstein utilizou uma boa parte de seu tempo e esforços na generalização da teoria da invariância aos Marcos. de referência não inercial. Embora o resultado dessas obras, que mais tarde seria conhecido como a teoria geral da relatividade, é substancialmente mais complexa do que a teoria especial, no que continuaremos a usar o que já aprendemos com a teoria especial para entender alguns aspectos importantes do Teoria geral e, em seguida, explorar algumas de suas implicações.
Sabemos que a teoria especial é baseada em dois princípios básicos, o princípio da relatividade e a constância da velocidade da luz. Da mesma forma, a teoria geral também é baseada em dois princípios: o princípio da covariância e o princípio da equivalência. Vamos ver que ambos são muito fáceis de criar e entender, algo muito mais complicado é expressar suas conseqüências matematicamente, algo que não entraremos.
O princípio da covariância pode ser resumido dizendo que As leis da física são as mesmas em todas as estruturas de referência. Uma afirmação que retornou ao princípio da relatividade da teoria especial:
Todas as leis da física são exatamente as mesmas para cada observador em cada quadro de referência que está em repouso ou se movendo com uma velocidade relativa uniforme. Isso significa que não há experiência que possa ser feita dentro de um quadro de referência que revela se está em repouso ou se movendo a uma velocidade uniforme.
O princípio da covariância é, portanto, uma generalização do princípio da relatividade: Embora seja limitado aos quadros de referência inerciais, o princípio da covariância diz que as leis da física são as mesmas em qualquer quadro de referência, Independentemente de como está se movendo com relação a outro. É nesse sentido, como as teorias da relatividade são distinguidas em particular e geral: enquanto a teoria especial é aplicada quando certas circunstâncias especiais são dadas (desde que estamos lidando com estruturas de referência inerciais), a teoria geral não tem essa restrição.
O outro princípio básico da teoria geral é o princípio da equivalência que vem dizer que os efeitos devidos à aceleração e os devidos à gravidade são indistinguíveis. Pode parecer um cheiro de afirmação, porque já sabíamos que a gravidade causa uma aceleração na física newtoniana e a relação já conhecia o próprio Newton.
A novidade introduz Einstein então? Na física da aceleração e gravidade de Newton, são tratadas como dois fenômenos separados e a relação entre eles como uma coincidência. Mas o princípio da equivalência afirma que essencialmente não há diferença entre os dois efeitos: não podemos distinguir entre eles.
Essa equivalência essencial entre aceleração e gravidade é geralmente ilustrada com o experimento mental do elevador. Imagine que você está em uma caixa de elevador sem janelas, e que a caixa é depositada na superfície da terra estática, mas você não sabe disso. Você começa a fazer experiências físicas para ver o que você pode descobrir sobre sua situação. Quão alto é você? Então você mede os objetos que você deixa livre em seu ombro com movimento uniformemente acelerado em direção ao chão (você sabe que é o solo porque há uma força que o empurra para aquela superfície e, é por isso que o solo de chamas) com uma aceleração de 9,8 m / s.
Agora suponha que, novamente sem você saber alguma coisa, a caixa do elevador se move pelo espaço interstelar (e, portanto, não influencia significativamente qualquer campo gravitacional) com uma aceleração uniforme de 9,8 m / s na direção perpendicular ao que você era anteriormente chamado de solo e sentido “do teto”. Novamente, suas experiências levariam você nessas circunstâncias exatamente os mesmos resultados. Ou seja, os efeitos práticos da aceleração e da gravidade são idênticos e você pode Não distinguir uma situação de outra.
Os quadros de referência que estão em repouso ou se movem com uniforme de velocidade em relação a outra estrutura de referência são chamados de requadramento de quadros Empresa inercial, uma vez que a lei de inércia de Newton é cumprida neles.Os quadros de referência que são acelerados em relação a outros são chamados de frameworks de referência não-inerciais.
Receba vários nomes de acordo com o texto que consultamos: princípio da covariância, covariância geral ou general de relatividade. Preferimos o nome mais eficiente.
Einstein se referiu a ele como um princípio geral de relatividade.
Sobre o autor: César Tomé López é disseminador científico e editor de mapeamento de ignorância