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

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Apresentação em tema: "Espaço, Tempo e Relatividade Carlos Eduardo Aguiar Instituto de Física-UFRJ."— Transcrição da apresentação:

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 ( )

5 Como identificar o repouso absoluto? V V = ?

6 A Relatividade de Galileu Galileo Galilei ( ) 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

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

8 c - para que observador? c

9 c V

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

11 A Velocidade Relativa V U U

12 Para o observador no carro vermelho... V U - V repouso U + V

13 A adição de velocidades (U - V) T U T V T

14 Ondas Mecânicas

15 Há um meio para a propagação das ondas eletromagnéticas? Século XIX: o éter luminífero

16 Movimento no éter C 1 = C-V C 2 = C+V Vc1c1 c2c2

17 V Qual é a velocidade da Terra em relação ao éter?

18 A Experiência de Michelson e Morley Albert A. Michelson ( ) Interferômetro de Michelson (1887)

19 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

20 V cc V = ??

21 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 ( )

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

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

24 O Tempo Relativo c c

25 c cV V c V

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

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

28 Eu vejo Passado, Presente, e Futuro existindo todos de uma vez… William Blake W. Blake ( )

29 Sincronizados

30 V Desincronizados

31 Mais Relatividade do Tempo espelho cc

32 Para outro observador... cc V

33 A Dilatação do Tempo cccc tempo menor tempo maior

34 Relógios em movimento batem mais devagar! V

35

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

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

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

39 Contração do Comprimento V

40 Réguas em movimento ficam mais curtas!

41 Contração do Comprimento (de novo) 1 ano-luz

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

43

44 As Transformações de Lorentz V tempo t distância x

45 tempo t* distância x* = x* = (x - vt) t* = (t - vx/c 2 )

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

47 Energia Relativística Conservação da energia

48 Energia V m velocidade da luz energia infinita

49 Energia Cinética e de Repouso energia em repouso: E 0 = m c 2 energia cinética: E C = E - m c 2 E = E 0 + E C

50 2 (mc 2 + E C ) = M c 2 conservação da energia: ECEC m M m ECEC energia cinética tornou-se massa!

51 A massa de um corpo depende da energia que ele contem. E = m c 2 Lavoisier estava errado! Massa pode ser criada e destruída.

52 Criação de um par elétron-pósitron

53

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

55 Para pensar em casa:

56 O Circo Relativista 4 metros 6 metros

57 4 metros 3 metros O Circo Relativista

58

59 2 metros 6 metros Desastre no Circo Relativista?

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