Efisica

O tempo na teoria da relatividade


Na teoria de Einstein, que descreve fenômenos de partículas com velocidades próximas à da luz, a grande mudança que aparece em decorrência do princípio da constância do módulo da velocidade da luz, para quaisquer referenciais em movimento de velocidade relativa constante, é o conceito de tempo. Os instantes em que ocorrem os eventos e os intervalos de tempo que estes eventos duram, deixam de ser independentes do referencial inercial que os observa, passando a depender da coordenada paralela à velocidade onde o evento ocorre. Este é fato nada intuitivo para quem, como nós, não têm vivência com velocidades próximas à da luz.

Vamos dar um exemplo. Se duas bombas idênticas em repouso relativo são acionadas simultaneamente, estes eventos, o acionar de cada uma das bombas, não são simultâneos para observadores que se movem com velocidade constante paralelamente à direção definida pelas posições das bombas. Por outro lado, o intervalo de tempo entre o acionar a bomba e o explodir delas, é sempre maior no referencial em movimento em relação às bombas. Em outras palavras, o intervalo de tempo no referencial de repouso de um evento (tempo próprio), é sempre menor que o medido no referencial que se move em relação ao evento, paralelamente à eles.

O transcorrer do tempo não se altera para eventos que ocorram na mesma coordenada na direção paralela à velocidade relativa. Assim, se um observador tem velocidade em relação às bombas, porém perpendicular à linha que as une, ou seja, as componentes das posições das bombas na direção da velocidade relativa é a mesma, não haveria este efeito de quebra de simultaneidade no acionar das bombas, e nem a dilatação temporal no intervalo de tempo entre o acionar e o estourar a bomba.

Estes efeitos de quebra da simultaneidade e dilatação temporal são muito pequenos, e portanto desprezíveis quando o movimento dos eventos tratados são muito menores que a velocidade da luz. No que segue sobre discussão de medidas de intervalos de tempo nos restringiremos às condições de baixas velocidades, e trabalharemos como se o transcorrer do tempo independesse do movimento do observador. Porém, é preciso ter em mente que conceitualmente isto não é correto.

Ainda em relação às características do tempo, cabe a discussão se ele é cíclico ou não cíclico. Há uma teoria atual que propõe que o Universo é fechado no sentido que ele passa por ciclos de expansão e contração que se repetem. Não se poderia dizer, com o conhecimento de hoje, quantos ciclos precederam a este que conhecemos, que é um ciclo de expansão. Dentro desta visão de Universo, ele passará no futuro, como já ocorreu no passado, por uma contração. Esta teoria tem um aspecto cíclico no tempo, no sentido que os acontecimentos fundamentais no universo ocorrem ciclicamente.

Já pela teoria do Universo aberto ele se expandiria eternamente, e o tempo de existência da matéria e de tudo que há nele seria finito.

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