Newton versus Einstein

Encontrei na Rede esse interessante documento:

Uma visão do espaço na mecânica newtoniana
e na teoria da relatividade de Einstein
(A space view in newtonian mechanics and Einstein’s theory of relativity)

Esse trabalho apresenta uma exposição conceitual, sem qualquer recurso ao formalismo matemático, das idéias de espaço e de tempo, desde a mecânica newtoniana, que se fundamenta no conceito de espaço absoluto, até as grandes transformações introduzidas pela teoria da relatividade de Einstein. Enfatizamos as críticas filosóficas à noção desse espaço absoluto, completamente objetivo e anterior a toda experiência, bem como de que maneira as objeções físicas à idéia de movimento absoluto levaram à formulação da teoria da relatividade restrita e da teoria da relatividade geral.

Palavras-chave: espaço absoluto, espaço-tempo, mecânica, relatividade

O trabalho está disponível na rede neste endereço:
http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/301603.pdf

Conforme a proposta dos autores, a exposição do trabalho é conceitual, sem o uso de artíficios matemáticos avançados.

Desta maneira, todos os colegas do fórum Física2100 estarão em condições de opinar sobre as bases filosóficas da física clássica e física moderna.

Uma visão do espaço na mecânica newtoniana e na teoria da relatividade de Einstein

(A space view in newtonian mechanics and Einstein’s theory of relativity)

C.M. Porto e M.B.D.S.M. Porto

Departamento de Física, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, Brasil

Instituto de Aplicação Fernando Rodrigues da Silveira, Universidade do Estado do Rio de Janeiro,
Rio de Janeiro, RJ, Brasil

Recebido em 15/11/2007; Aceito em 3/1/2008

Esse trabalho apresenta uma exposição conceitual, sem qualquer recurso ao formalismo matemático, das idéias de espaço e de tempo, desde a mecânica newtoniana, que se fundamenta no conceito de espaço absoluto, até as grandes transformações introduzidas pela teoria da relatividade de Einstein. Enfatizamos as críticas filosóficas à noção desse espaço absoluto, completamente objetivo e anterior a toda experiência, bem como de que maneira as objeções físicas à idéia de movimento absoluto levaram à formulação da teoria da relatividade restrita e da teoria da relatividade geral.


Comentário:
Li várias criticas sobre o conceito de espaço-tempo, também... de qualquer modo, a tentativa é muito bem-vinda: explicar a relatividade sem matemática! Li diversos livros e artigos de imprensa que tentaram "traduzir em miúdos" os princípios da relatividade. Até hoje não entendi o que os relativistas entenderam.


1. Introdução

Existe atualmente uma tendência crescente de se inserirem nos programas de física do ensino médio temas relacionados à física moderna [1], desenvolvidos no início do século XX. Tal tendência se baseia na idéia de universalização dos avanços do conhecimento, para que a sociedade não seja alijada da posse de patrimônios culturais já estabelecidos, que lhe permitirão compreender os progressos tecnológicos alcançados e, mais do que isso, ter acesso ao conhecimento científico que transformou a nossa visão do mundo.

[1] M.A. Moreira, Rev.Bras.Ens.Fís. 29, 161 (2007).

Comentário:
Os einstenianos não dormem no ponto. Os progressos tecnologicos decorrentes da relatividade são discutíveis.
É possível explicar o funcionamento do sistema de posicionamento global de forma muito simples, sem recorrer a relatividade.
A mecânica de Newton, por exemplo, é mais que suficiente para projetar viagens espaciais.

No entanto, embora a física que chamamos de moderna tenha sido desenvolvida há mais de um século, as tentativas de sua inserção nos programas escolares se defrontam muitas vezes com obstáculos associados à dificuldade de se transmitirem de forma clara conceitos bastante complexos e desenvolvidos em linguagem matemática avançada.

Comentário:
Os conceitos complexos da relatividade ferem o senso comum, que a princípio não quer dizer nada. Mas a relatividade destrói o princípio de causa-efeito. Quem está disposto a renunciar a esse princípio para entender a relatividade?

Assim sendo, torna-se de extrema importância a elaboração de textos, com caráter de divulgação científica rigorosa, que forneçam instrumentos de apoio à superação das dificuldades mencionadas.

Comentário:
Espero que os esforços dispendidos aos que escreveram esse artigo e daqueles que se aventurarem a entendê-lo não sejam em vão.

Dentro desta perspectiva, este artigo apresenta uma exposição conceitual, sem recurso aos formalismos matemáticos, sobre o pensamento que se desenvolveu a respeito do espaço e do tempo, desde a mecânica de Newton até a teoria da relatividade de Einstein.

Escolhemos abordar esta questão central da história da física em vista de nossa experiência docente, onde testemunhamos um grande interesse pelas profundas transformações em relação às nossas concepções intuitivas do espaço e do tempo, introduzidas pela teoria de Einstein.

Deste modo, iniciamos nossa exposição pelo surgimento da mecânica newtoniana e pelo seu impacto no desenvolvimento da ciência  e na história do pensamento.

Abordamos na seção seguinte o conceito de espaço na teoria newtoniana do movimento, ressaltando os debates de natureza filosófica a que essa concepção deu lugar.

Em seguida, passamos à apresentação da teoria da relatividade de Einstein, tanto na sua forma restrita, formulada em 1905[2, 3], ...

[2] A. Einstein, Annalen der Physik 17, 891 (1905), incluído em J. Stachel, O Ano Miraculoso de Einstein,
Cinco artigos que mudaram a face da Física (Ed.UFRJ, Rio de Janeiro, 2005).
[3] A. Einstein, A Teoria da Relatividade Especial e Geral
(Contraponto Editora, Rio de Janeiro, 1999).

... quanto na sua forma geral, de 1915 [3, 4].

[3] A. Einstein, A Teoria da Relatividade Especial e Geral
(Contraponto Editora, Rio de Janeiro, 1999).
[4] A. Einstein, Koniglich Preussische Akademie f¨ur Wissenschaft

Procuramos fazer um breve, porém didático, desenvolvimento de ambas as teorias, centrando-nos em suas implicações a respeito dos conceitos de espaço e de tempo.

Finalizamos esta exposição tratando das relações entre a teoria da gravitação de Einstein e o chamado princípio de Mach, com as consequências que daí decorrem no que tange ao conceito de um espaço-tempo absoluto, em certa medida ontologicamente assemelhado à concepção newtoniana.

Glossário

Ontologia:

Ontologia significa “estudo do ser”. A palavra é formada através dos termos gregos “ontos” (ser) e “logos” (estudo, discurso). Consiste em uma parte da filosofia que estuda a natureza do ser, a existência e a realidade, procurando determinar as categorias fundamentais e as relações do “ser enquanto ser”.

Engloba algumas questões abstratas como a existência de determinadas entidades, o que se pode dizer que existe, qual o significado do ser, etc.

fonte:
http://www.significados.com.br/ontologia/

Por último, apresentamos na seção sete uma síntese de nossa exposição.

(continua)...

2. O nascimento da mecânica newtoniana

Em sua obra intitulada Princípios Matemáticos da Filosofia Natural, publicada em 1687, Isaac Newton enunciou um conjunto de três leis fundamentais que regeriam todos os fenômenos da mecânica [5].

Através dessas leis chegamos à solução do problema básico desta ciência, a saber, a obtenção da trajetória de qualquer corpo em movimento, uma vez conhecidas as forças sobre ele atuantes.

[5] I. Newton, Princípios Matemáticos da Filosofia Natural
(Nova Cultural, são Paulo, 2000).

Na verdade, a obtenção da trajetória de um corpo em movimento depende, são apenas do conhecimento das forças às quais está submetido, mas também de certas condições a respeito de sua posição e sua velocidade.

Com efeito, a Segunda Lei de Newton estabelece que a aceleração adquirida por uma partícula é proporcional à resultante das forças que atuam sobre ela, sendo o fator de proporcionalidade dado pelo inverso de sua chamada massa inercial.

Em termos mais elaborados, a Segunda Lei de Newton relaciona a aceleração, derivada segunda da função posição em relação ao tempo, à soma vetorial das forças que atuam sobre o corpo.

Equações que envolvem derivadas de uma função são chamadas de equações diferenciais. Solucionar estas equações consiste em encontrar a função cujas derivadas obedecem à relação dada. Na verdade, na solução da equação são encontramos de imediato uma única função, mas um conjunto de funções.

Para individualizarmos essa solução é necessário especificar as chamadas condições iniciais; no caso da Segunda Lei de Newton, a posição e a velocidade do móvel em algum instante qualquer.
De fato, somente uma dentre o conjunto de funções cujas derivadas obedecem à relação dada satisfaz às condições iniciais estabelecidas; esta função representará a trajetória do movimento.

O impacto da teoria newtoniana sobre a ciência, com seu caráter de universalidade e previsibilidade, constitui um dos episódios mais profundos da história do pensamento humano, conduzindo a um imenso otimismo, relacionado à capacidade aparentemente ilimitada do Homem de compreender o mundo a sua volta, e cujo melhor exemplo nos é fornecido pela proclamação do grande matemático francês Pierre Simon de Laplace de que, para uma Inteligência capaz de conhecer as posições e velocidades de todas as partículas materiais, bem como as forças que atuam sobre cada uma delas,todo o futuro e todo o passado do Universo seriam dados[6].

[6] P.S. Laplace, Théorie Analytique des Probabilités, (Mme Courcier Imprimeur-Librairie pour les
Mathématiques, Paris, 1820).

Em outros termos, nada seria incerto para essa Inteligência que conhecesse o estado mecânico de todas as partículas do Universo e as forças sobre elas atuantes. Este pensamento constitui a mais completa síntese do determinismo mecânico, introduzido na ciência pela teoria de Newton.

Na verdade, com Newton podemos falar da conclusão de um processo, iniciado na Revolução Científica, de descrição do Universo por meio de leis matemáticas, e ao mesmo tempo, do início de uma nova fase da ciência, dominada agora pelo paradigma da previsibilidade determinística, trazida pela mecânica newtoniana.

Galileu e Kepler já haviam concebido a idéia de lei natural empírica, expressa por relações matemáticas, com toda a sua importância metodológica [7].

[7] E. Cassirer, A Filosofia do Iluminismo (Ed. Unicamp, Campinas, 1994).

A missão a ser cumprida seria a de identificar, sob a desordem aparente dos dados experimentais imediatos, uma unidade ordenada e inteligível através das formas matemáticas.

No entanto, ambos formularam suas leis de modo fenomenológico, como solução de um conjunto restrito de problemas: o movimento dos corpos sob a ação do campo gravitacional, nas proximidades da superfície terrestre, e os movimentos planetários em torno do Sol.

Somente com a lei da gravitação universal, somada às leis fundamentais do movimento, encontramos a explicação universalizante para as duas questões centrais:

O que move os planetas e o que move os projéteis?

Segundo Koyré, “pode-se dizer que a ciência moderna, união da física terrestre com a física celeste, nasceu no dia em que a mesma resposta pode ser dada a essas duas perguntas” [8].

[8] Alexandre Koyré, Études Newtoniennes (Gallimard, Paris, 1968), p. 14.

Muito mais amplamente, com a obra de Newton se realizava a meta de reduzir a totalidade dos fenômenos mecânicos a um conjunto de poucos e primeiros princípios. Tratava-se, nas palavras do filósofo Ernst Cassirer, “de remontar destes eventos aos princípios; ora, estes só se encontram nas leis universais do movimento.

Portanto, assim que estas leis foram descobertas e se lhes deu uma expressão matemática exata, está traçado o caminho para todo o conhecimento ulterior” [7].

[7] E. Cassirer, A Filosofia do Iluminismo (Ed. Unicamp, Campinas, 1994).

(continua)


P.S.:
Os comentários dos colegas são bem-vindos!

3. A concepção de espaço na teoria de Newton


Façamos agora uma análise a respeito da concepção newtoniana de espaço. A física newtoniana são só é coerente, mas é estruturalmente dependente da idéia de um espaço absoluto, na medida em que distingue dois tipos de observadores: aqueles para os quais são válidas as três leis fundamentais da mecânica, chamados de inerciais, e os não inerciais, para quem os fenômenos mecânicos não obedecem às Leis de Newton.

De fato, se formos capazes de identificar um observador para quem as Leis de Newton constituem uma verdade física, todos aqueles que se movam com velocidade constante em relação a ele também serão inerciais, ao passo que aqueles que se moverem com aceleração não nula em relação ao primeiro serão não inerciais. Note-se, porém, que poderíamos inverter a afirmação anterior e legitimamente afirmar que é o primeiro observador que está acelerado em relação a esses últimos.

Comentários:
Essa afirmação não me parece ser tão legítima como argumentam os autores desse trabalho. Um observador que se encontra em movimento acelerado "sente" a força resultante disso.

Isso não vale somente para a aceleração da gravidade, dentro do princípio de equivalência de Einstein.

Nos dias de hoje, poderemos dizer que essa "afirmação legítima" é de um argumentador que nunca andou de trem de janelas fechadas ou nem empurrou um carrinho de supermercado.

No entanto, segundo a física newtoniana, aparentemente a Natureza possui um critério absoluto de distinção entre as duas afirmações, um caráter absoluto da aceleração dos corpos, são em relação uns aos outros, mas com referência a um suposto espaço absoluto.

A existência completamente objetiva deste espaço absoluto se torna, portanto, um elemento fundamental à consistência lógica da teoria newtoniana do movimento. O espaço absoluto, por sua própria natureza, sem relação com qualquer coisa que seja exterior, permanece sempre semelhante e imóvel. [5, p. 5]

[5] I. Newton, Princípios Matemáticos da Filosofia Natural (Nova Cultural, São Paulo, 2000).

Comentário:
Se existe um espaço absoluto, Newton está absolutamente certo. Mas, não podemos deixar de observar que as idéias de Newton afinavam-se com o "Status Quo" de seu tempo. Newton viveu um período anterior a Revolução Francesa, quando imperava o absolutismo.

Esta concepção newtoniana de um espaço absoluto, cuja existência seria independente da matéria, sofreu críticas severas por parte dos filósofos Leibniz, com o qual Samuel Clarke, discípulo de Newton, estabeleceu uma notória polêmica [9], registrada como um dos grandes debates sobre o tema, e Berkeley [10]. O ataque de Berkeley se dirigiu contra a introdução na ciência de idéias “vagas” e estranhas às bases empíricas do conhecimento científico:

Imaginemos que todos os corpos tenham sido destruídos e reduzidos a nada: desse modo, daremos àquilo que resta, onde, juntamente com os corpos, fica suspensa toda relação de situação e de distância entre eles, o nome de espaço absoluto.

Este espaço é, então, infinito, imóvel, indivisível e não constitui objeto algum de percepção, desde o momento em que cessou em relação a ele toda possibilidade de relação e de distinção.

Todos os atributos são, dito em outras palavras, privativos ou negativos; não parece significar, portanto, mais do que o simples nada. A única dificuldade estriba em que é algo extenso e que a extensão representa, apesar de tudo, uma qualidade positiva.

Porém que classe de extensão é esta que não se pode medir nem dividir e na qual não há uma só parte que se possa perceber por meio dos sentidos ou captar-se por meio da representação? Se examinarmos a fundo semelhante idéia - supondo que podemos chamá-la assim - vemos que é a mais perfeita representação do nada que podemos imaginar. [10, p. 53]

[9] H.G. Alexander (ed), The Leibniz-Clarke Correspondence (Manchester University Press, Manchester,1998).
[10] G. Berkeley, De Motu, (1721)

Comentário:
Leibniz não era apenas crítico de Newton; era rival. Ambos disputavam a primazia do cálculo infinitesimal. Newton teria desenvolvido o cálculo por necessidade; Leibniz, por esporte.


Na realidade, a crítica de Berkeley pôs em relevo uma contradição epistemológica presente nos alicerces da mecânica de Newton: um dos princípios metodológicos da ciência newtoniana é a inferência das leis da Natureza diretamente a partir da experiência, a qual determina os limites dentro dos quais se estabelece
o conhecimento científico. No entanto, a coerência lógica de sua teoria se apoiava na existência de um espaço absoluto, independente da matéria e anteriorà experiência, deste modo, não perceptível nem verificável por seu intermédio.

Comentário:
Newton, com o experimento do balde girante, faz um prova favorável à existência do espaço absoluto. Por outro lado, Einstein não conseguiu explicar por que a água sobe pelo balde quando este é girado.


Segundo Ernst Cassirer, com efeito, que significam o espaço, o tempo e o movimento se se pretende manter com todo o rigor o postulado da pura descrição dos fatos, tal como havia sido formulado por Newton e sua escola?

A observação são nos oferece nunca a observação de pontos ou instantes do espaço puro ou do tempo puro, senão somente conteúdos físicos situados dentro das relações de espaço ou do tempo.  De onde, tudo o que sabemos a respeito das determinabilidades de lugar e de tempo se reduz absolutamente a uma série de relações. Parece estar-nos vedada toda indagação acerca de um ser do espaço à margem destas relações perceptíveis dos corpos. [11, p. 397]

Diríamos que o empirismo newtoniano fundamentava-se em um elemento situado além da realidade sensível, e, por conseguinte, metafísico [11].

[11] Ernst Cassirer, El Problema del Conoscimiento (Fondo
de Cultura Econômica, México, 2000), v. II, p. 397

Comentário:
De fato, o cosmos não tem demarcações ou coordenadas geométricas absolutas. A geometria (ponto, reta, curva ) existe apenas dentro da cabeça dos pensadores, logo é abstrata.


Contudo, apesar das críticas filosóficas de que foi alvo, a  concepção newtoniana do espaço absoluto, parte estruturalmente integrante de seu sistema mecânico, foi gradativamente se consolidando na física nascente.

Em sua obra Reflexões sobre o Espaço e o Tempo, Leonhard Euler enfatizou a necessidade da existência de um espaço absoluto, como um substrato indispensável à determinação do movimento:

Deve-se antes concluir que tanto o espaço absoluto como o tempo, tal como os matemáticos os representam, são coisas reais, que subsistem mesmo fora de nossa imaginação. [12]

Comentário:
Infelizmente, o tempo ainda não foi quantizado


[12] L. Euler, Reflexions sur l’Espace et le Temps, em Histoire de l’Académie Royale des Sciences et des Belles- Lettres, 1748 (Berlin, 1750), v. 4, p. 324, citado por M. Jammer, Concepts of Space (Dover, Nova Iorque, 1993), p. 130.

[12] L. Euler, Reflexions sur l’Espace et le Temps, em Histoire de l’Académie Royale des Sciences et des Belles- Lettres, 1748 (Berlin, 1750), v. 4, p. 324, citado por M. Jammer, Concepts of Space (Dover, Nova Iorque, 1993), p. 130.

Em relação às objeções filosóficas à mecânica, Euler responde o problema invertendo as posições: não se trata mais de submeter a validade dos fundamentos dessa ciência ao exame e ao julgamento por critérios filosóficos. O caráter incerto das nossas representações e dos nossos conceitos metafísicos torna-os frágeis perante a certeza característica do conhecimento científico.

Comentários:

Decifra-me ou te devoro.
Euler desmereceu o trabalho dos filósofos, que buscam a razão das coisas, interpretando-as através das próprias limitações humanas.

Por sua vez, Einstein pensava diferente:
“Se os fatos não se adequam à teoria, mudem os fatos.”


O espaço e o tempo absolutos conquistam assim seu status em razão da função lógica que desempenham na estrutura da física newtoniana. Novamente, conforme Cassirer, “ambos os conceitos encerram uma verdade inegável, não porque lhes dêem crédito nossas sensações, mas por algo muito mais importante: porque são indispensáveis para a totalidade de nossa concepção científica do mundo” [11, p. 441].

[11] Ernst Cassirer, El Problema del Conoscimiento (Fondo de Cultura Econômica, México, 2000), v. II, p. 397

Comentário:
E diria mais: são indispensáveis para a engenharia e navegação espacial    !

continua...

4. A teoria da relatividade restrita de Einstein - Primeira Parte.

Comentário:
Pela extensão desse capítulo, resolvi dividí-lo em duas partes.
A primeira parte será dedicada às questões filosóficas. A segunda parte apresentará as deduções matemáticas decorrentes dos "postulados" de Einstein.
A segunda parte, deixada para depois, é a parte matemática da questão. Vocês perceberão que os autores desse artigo acabaram por quebrar a promessa de apresentar a TRR sem fazer uso da matemática...

continuação...

Em que pese o grande avanço da física, iniciado com a mecânica de Newton, a idéia de movimento absoluto, solidamente estabelecido na teoria newtoniana, permaneceu objeto de contestação por parte de cientistas e pensadores como Ernst Mach [13] e Henri Poincaré [14].


No entanto, se a mecânica newtoniana distinguia observadores inerciais de não inerciais, manifestando a idéia de uma aceleração absoluta, a teoria eletromagnética de Maxwell parecia estabelecer uma distinção até mesmo entre dois observadores inerciais, implicando o reconhecimento de uma aparente velocidade absoluta. Segundo a teoria, as equações que governam os fenômenos eletromagnéticos seriam diferentes, conforme os observadores estivessem parados ou em movimento com velocidade constante.

Entretanto, as experiências realizadas com o objetivo de detectar a possível influência do movimento uniforme sobre os fenômenos eletromagnéticos apresentaram resultados negativos, indicando a presença de um elemento contraditório no seio da física clássica.

Comentários:

Os einstenianos tem dificuldade de explicar o efeito Doppler, além disso, "a ausência de prova não é prova de ausência".
O elemento contraditório, do qual os autores não se ao trabalho de relatar é a experiência do interferômetro de Michelson & Morley. Acontece que existem cinco explicações para justificar os resultados negativos da experiência. Einstein usou a navalha de Occam ao seu modo. E, com essa ação, anulou toda lógica humana, construída ao longo de milênios.

Ao observar a "busca pelos grávitons", previstos por Einstein, os papéis se invertem. Apesar da negação de todas as provas, eles ainda esperam encontrar essa dama perdida.

A saída para o problema do interferômetro foi dada por Sagnac.
Poucos são os relativistas que explicam a prova de Sagnac, por sinal, com alguma semelhança ao balde de Newton [conforme comentado anteriormente, sem uma explicação pela TRR].
O interferômetro de Michelson & Morley foi criado para definir medidas padrões. O interferômetro de Sagnac é usado na orientação de naves espaciais.  

Foi assim que, em 1905, a física sofreu uma profunda transformação, com a formulação da teoria da
relatividade restrita [2, 3], de Albert Einstein. Para Einstein, todos os fenômenos físicos observados apontavam para a conclusão de que a Natureza não possuía um critério de distinção entre dois observadores inerciais, ou seja, não atribuía uma condição privilegiada a qualquer referencial inercial. Assim, o primeiro postulado da teoria da relatividade restrita proposta por Einstein afirma a equivalência entre todos os observadores inerciais, isto é, as equações que governam todos os fenômenos físicos têm, forçosamente, a mesma forma matemática para qualquer observador inercial.

[2] A. Einstein, Annalen der Physik 17, 891 (1905), incluído em J. Stachel, O Ano Miraculoso de Einstein,
Cinco artigos que mudaram a face da Física (Ed.UFRJ, Rio de Janeiro, 2005).

[3] A. Einstein, A Teoria da Relatividade Especial e Geral
(Contraponto Editora, Rio de Janeiro, 1999).

Assim, desde que as experiências fossem realizadas sob as mesmas condições, todos os fenômenos físicos transcorreriam da mesma forma para todos esses observadores.

Este princípio foi chamado de princípio da relatividade. Além do princípio da relatividade, Einstein postulou que a velocidade com que a luz se propaga no vácuo, c, é a mesma  independentemente da velocidade da fonte que a emite ou daquele que observa.

Comentário:
Esse postulado é um absurdo lógico, se considerarmos que a luz é uma partícula, mas deixa de ser, se considerarmos que a luz é uma onda, pois temos desvios de ondas para o vermelho ou azul. Para Einstein e para os einstenianos a velocidade da luz é constante. Mas, para a desgraça dessa crença, não é.
Físicos escoceses, recentemente provaram que esse postulado é falso.

fonte:
Fótons estruturados desaceleram no vácuo
http://www.universitario.com.br/noticias/n.php?i=17339

continua...

Estabelecidos os seus dois postulados [amém!], Einstein deduziu as [funestas] consequências que deles advinham. Primeiramente, concluiu que a simultaneidade de dois eventos é uma noção relativa, dependente do observador.

Com base em seus princípios, Einstein verificou que, se dois eventos são simultâneos para um certo observador O, isto é, ocorrem no mesmo instante de tempo, não serão simultâneos para um segundo observador, O’, que se mova com velocidade constante em relação ao primeiro.

Comentário:
Essa prova pode ser transposta para dois morcegos que se orientam pelo som. Einstein desconsidera que a observação depende da luz e esta tem limite de velocidade.
Transpondo novamente o problema para a acústica, um avião supersônico chega antes de seu estrondo, isto é: uma aparente inversão entre causa e efeito.

Uma consequência imediata deste fato consiste em que, se para um observador dois relógios estão sincronizados, isto é, apontam uma determinada hora no mesmo instante, para outro observador, que se mova com velocidade constante em relação ao primeiro, os dois não apontarão esta mesma hora simultaneamente.
Em outras palavras, relógios que estejam sincronizados segundo o ponto de vista do primeiro observador, não o estarão para o segundo observador.

Comentário:
Esse raciocínio é contraditório. Para mais detalhes sobre essa "experiência mental", procurem a refutação de Herbert Dingle, um cientista banido pela Revista Nature.

Citação dentro do comentário:

Um professor da Universidade de Londres, Herbert Dingle mostrou por que a Relatividade Especial sempre estará em conflito com a lógica, não importa o que se aprende primeiro. De acordo com a teoria, se dois observadores estão equipados com relógios, o relógio que está em trânsito tem sua contagem de tempo atrasada em relação que ao relógio que está estacionado. Mas o próprio princípio da relatividade (parte integrante da teoria) faz a alegação de que, se uma coisa está se movendo em linha reta em relação a outra, qualquer uma pode ser considerada móvel. Daqui decorre que, se há dois relógios, "A" e "B", e um deles está em movimento, o relógio "A" está atrasado em relação ao relógio "B" e o relógio B está atrasado em relação ao relógio "A". o que é absurdo.

Pergunta de Dingle foi esta: Qual relógio anda devagar? Os físicos não poderiam concordar com uma resposta. À medida que o debate se alastrou, um físico canadense escreveu à revista Nature em julho de 1973: "Talvez o tempo veio para todos aqueles que querem responder se reunirem  e chegarem a uma resposta oficial. Caso contrário, o homem simples, quando ouve sobre este assunto, pode exercer o seu direito de comentar que quando os especialistas discordam, nem todos podem estar certos, mas todos podem estar errados.

Mais detalhes, em:
http://www.gravitywarpdrive.com/Rethinking_Relativity.htm

continuando...

Assim, Einstein concluiu que o intervalo de tempo decorrido entre dois eventos determinados varia de um observador inercial para outro. Portanto, de maneira frontalmente contrária às nossas concepções intuitivas, são existe um tempo absoluto, único, medido por todos os observadores. Em especial, o intervalo de tempo medido pelo observador para o qual os dois eventos ocorrem no mesmo local, chamado tempo próprio, é menor do que o intervalo medido por qualquer outro observador.

Comentários:
O "tempo próprio" ou "tempo local" me parece uma aberração. Se levarmos esse conceito ao extremo, ele deve valer tanto em escalas cósmicas ou escalas microscópicas.

Notem que Einstein fala em "observadores", isto é, pessoas que tomam conhecimento das coisas através da luz, um meio de transmissão de informações de velocidade limitada. No casos de "ouvintes", como os morcegos, a questão torna-se mais embaraçosa.

O famigerado experimento dos neutrinos, entre a Suiça e a Itália, tivemos a primeira ameaça real de que certas coisas podem viajar acima da velocidade da luz, assim como aviões podem viajar acima da velocidade do som.
De imediato, soubemos que os neutrinos que chegaram à Itália não aumentaram sua massa. Aliás, nunca provou-se que uma partícula aumentou sua massa dentro de aceleradores. Aceleradores de partículas são máquinas elétricas, portanto são incapazes de levar um corpo a viajar acima da velocidade da luz.

continua...

Não se esqueçam: comentários dos colegas são bem-vindos, pois podem abrir uma discussão proveitosa.

Einstein foi enganado?



Antes de continuar a apresentação e comentário do artigo que deu a origem a esta postagem, deem uma olhada nos vídeos sugeridos:

Vídeo Resumido em Espanhol - 2,5 minutos


Vídeo Original em Holandês - 7 minutos


Para quem não quer perder tempo com as explicações que virão na próxima postagem, faça o seguinte experimento mental:

Substitua a retina do olho de Albert, que se encontra parado, por um canhão de Feixe LASER.

Substitua o relógio de Hendrik por uma tela de cinena.

O canhão LASER estacionário vai projetar um ponto luminoso na tela de cinema dentro do trem em movimento, como se fosse o fóton do experimento mental original.

Os eventos em questão, ou seja: o movimento angular do canhão estacionário e o movimento retilíneo virtual do ponto luminoso na tela de cinema do trem em movimento, têm a mesma frequência, embora a imagem da tela terá um pequeno atraso em relação ao movimento do canhão.

Se os dois eventos tem a mesma frequência, tem o mesmo período, gastam o mesmo tempo para completarem seus ciclos.

Logo, esse experimento mental é enganoso.

"O primeiro postulado de Einstein parece perfeitamente razoável. E seu segundo postulado segue muito razoavelmente de seu primeiro. Como é estranho que as consequências vão parecer tão irracionais."

Dave Slaven, professor de física.

O objetivo da física é buscar a compreensão da natureza.
Se o resultado da busca é irracional, é hora de buscar outros postulados.
Alguns poderão argumentar que essa atitude é pouco prática, pois os modelos loucos da física moderna rendem bons dividendos e não devem ser abandonados. No entanto, essa postura é completamente imoral.

Nota:
Tenho a obrigação de terminar a proposta inicial desta série de postagens. Assim farei, com a ajuda de Deus.

Continuando...

No entanto, Einstein mostrou que a diferença entre esses intervalos é da ordem do quadrado da razão entre a velocidade v de um observador em relação ao outro e a velocidade da luz no vácuo, v2/c2, de tal maneira que, como em todos os fenômenos vivenciados em nosso cotidiano as velocidades dos objetos envolvidos são muitíssimo menores do que c, esse efeito de dilatação do tempo é, para nós, imperceptível.

Prosseguindo em sua análise [pois ainda não estava satisfeito com as funestas consequências de seus postulados], Einstein deduziu que medidas de comprimento também podem ser afetadas pela condição de movimento. Mais especificamente, medidas efetuadas ao longo da direção em que um observador inercial se move em relação a outro são diferentes para ambos.

Em outras palavras, as dimensões dos objetos podem variar de um observador inercial para um outro que se mova em relação a ele. Assim sendo, se um observador O utilizasse uma régua para medir a distância entre dois pontos quaisquer e encontrasse como resposta, por exemplo, a medida de um metro, para um segundo observador, O’, a distância entre esses mesmos pontos poderia ser diferente, conforme O e O’ se movessem um em relação ao outro.

A explicação deste fato está associada ao caráter relativo do tempo. Com efeito, para efetuarmos uma medida do comprimento de algum objeto é necessário que comparemos as marcações simultâneas de suas extremidades em uma régua dotada de escala; o comprimento do objeto será igual à diferença entre essas marcações (desde que simultâneas). No entanto, se para o observador O as marcações correspondentes às posições das extremidades são simultâneas, para O’ as duas marcações corresponderão às posições das extremidades em instantes
diferentes.

Desta maneira, a diferença entre elas não corresponderá ao comprimento do objeto, discordando, pois, da medida efetuada pelo primeiro. Estabelecido o caráter relativo das medidas temporais e espaciais, Einstein obteve as regras através das quais se relacionam as medidas feitas por dois observadores inerciais, O e O’.

(continua)

Pra mim Newton esta certo mas .. para que suas conclusões funcionam inclusive na mecânica quantica, precisa levar em consideração a existência de um outro universo..

Xevious escreveu:Pra mim Newton esta certo mas .. para que suas conclusões funcionam inclusive na mecânica quantica, precisa levar em consideração a existência de um outro universo..

Obrigado, Xevious, pela sua participação!

Pela sua frequência "bissexta" no Física2100,  chego a pensar que você gosta mais de turismo que física   !

Em breve, vamos transcrever a parte final da TRR juntamente com nossos comentários.

Não deixe de participar deste e outros tópicos.

Jonas Paulo Negreiros escreveu:chego a pensar que você gosta mais de turismo que física

conforme minha mudança de hábitos 'externos' a internet, muda o ciclo de tempo de acesso
e sim .. acesso assim trocentos sites ..

Assim, Einstein concluiu que o intervalo de tempo decorrido entre dois eventos determinados varia de um observador inercial para outro. Portanto, de maneira frontalmente contrária às nossas concepções intuitivas, são existe um tempo absoluto, único, medido por todos os observadores. Em especial, o intervalo de tempo medido pelo observador para o qual os dois eventos ocorrem no mesmo local, chamado tempo próprio, é menor do que o intervalo medido por qualquer outro observador.

Comentários:

O "tempo próprio" ou "tempo local" me parece uma aberração. Se levarmos esse conceito ao estremo, ele deve valer em escalas macrocósmicas e escalas microscópicas.

Notem que Einstein fala em "observadores", isto é, pessoas que tomam conhecimento das coisas através da luz, um meio de transmissão de informações de velocidade limitada. No casos de "ouvintes", como os morcegos, a questão torna-se mais embaraçosa. O famigerado experimento dos neutrinos, entre a Suíça e a Itália, tivemos a primeira ameaça real de que certas coisas podem viajar acima da velocidade da luz, assim como aviões podem viajar acima da velocidade do som.

De imediato, soubemos que os neutrinos que chegaram à Itália não aumentaram sua massa. Aliás, nunca provou-se que uma partícula aumentou sua massa dentro de aceleradores. Aceleradores de partículas são máquinas elétricas, portanto são incapazes de levar um corpo a viajar acima da velocidade da luz.

http://www.network54.com/Forum/304711/thread/1439369709/last-1439369709/WHY+THE+SPEED+OF+LIGHT+CANNOT+BE+CONSTANT

Mais comentários

Milo Wolff nos diz que todas contradições encontradas na Teoria da Relatividade e Mecânica Quântica se resolvem se admitirmos que não existem partículas, apenas ondas. Um problema complicado, além do experimento da dupla fenda é o efeito foto-elétrico. Se uma onda atinge um corpo, é incapaz de extrair elétrons da mesma. Somente um corpo (fóton, sem massa!) é capaz de tal proeza. Mas se uma onda atinge outra onda?

Efeito Foto-Elétrico:
https://pt.wikipedia.org/wiki/Efeito_fotoel%C3%A9trico

Notar que quem descobriu o efeito foi Becquerel. Einstein ganhou um Nobel por "explicá-lo".

Desta maneira, a diferença entre elas não corresponderá ao comprimento do objeto, discordando, pois, da medida efetuada pelo primeiro. Estabelecido o caráter relativo das medidas temporais e espaciais, Einstein obteve as regras através das quais se relacionam as medidas feitas por dois observadores inerciais, O e O’.

Comentário:

Lorentz, tal qual Newton, acreditava na existência do éter, uma referencial inercial absoluto - um "palco" ou "frame" (quadro) - onde os corpos se movimentam referenciam-se entre si e ao meio onde se encontram.  No meu entendimento, Lorentz apenas tentava corrigir um desvio entre aquilo que se observa com aquilo que realmente está acontecendo, por saber que a informação trazida pela luz chegava aos observadores em tempos diferentes. Como Einstein postulava que nada caminhava acima da velocidade da luz, não era apenas a imagem dos corpos que era distorcida com o movimento relativo, mas ambos: corpo material e imagem virtual.

Percebam que Planck também faz suas observações de aquecimento de um corpo negro através da luz. Notar os conflitos lógicos que a física quântica provocou. Bem, não podemos nos esquecer que a física é uma ciência preponderantemente "observacional", isto é: feita pela captura da luz. Mas isso está mudando, pois o número de observatórios de neutrinos pelo mundo está em franco crescimento.

A Relatividade, nesses termos, é tão livre de incertezas para ser ensinada em cursos fundamentais?

Peço encarecidamente aos colegas que corrijam meus comentários, se houver alguma impropriedade neles. Assim, vou me sentir mais seguro para continuar a apresentação do trabalho de C.M. Porto e M.B.D.S.M. Porto.

Continuação

Suponhamos que, de acordo com O, um dado evento ocorra no instante t e no ponto caracterizado pelas coordenadas x, y e z. Einstein deduziu, a partir dos princípios de sua teoria, o conjunto de transformações matemáticas que permitem determinar as coordenadas x, y, z e t em que, de acordo com O’, este evento ocorreu. Este conjunto recebe o nome de Transformações de Lorentz, pois historicamente surgiu pela primeira vez pelas mãos do físico holandês Hendrik Lorentz [15]. Lorentz, porém, havia proposto suas transformações de forma fenomenológica, como uma tentativa de solucionar certas inconsistências da teoria eletromagnética de Maxwell, e sem lhes atribuir interpretação sistemática.

[15] H.A. Lorentz, Versuch einer Theorie der elektrischen und optischen Erscheinungen in bewegten K¨orpern (Leiden, 1895).

Comentários:

Lorentz, tal qual Newton, acreditava na existência do éter, uma referencial inercial absoluto - um "palco" ou "frame" (quadro) - onde os corpos se movimentam referenciam-se entre si e ao meio onde se encontram.

No meu entendimento, Lorentz apenas tentava corrigir um desvio entre aquilo que se observa com aquilo que realmente esta acontecendo, por saber que a informação trazida pela luz chegava aos observadores em tempos diferentes. Como Einstein postulava que nada caminhava acima da velocidade da luz, não era apenas a imagem dos corpos que era distorcida com o movimento relativo, mas ambos: corpo material e imagem virtual.

Notar que Planck também faz suas observações de aquecimento de um corpo negro através da luz. Notar os estragos lógicos que a física quântica provocou. Bem, não podemos nos esquecer que a física é uma ciência "observacional", isto é: feita preponderantemente pela captura da luz.

Esse mérito [extremo atrevimento, ou total falta de escrúpulos] coube a Einstein, incorporando-a [a  a um amplo quadro dedutivo, fundamentado em seus postulados. Um elemento marcante desse conjunto de transformações consiste em que as coordenadas x, y, z e t se escrevem como combinações matemáticas das coordenadas x, y, z e t. Assim, aquilo que para um observador é uma quantidade associada a uma localização espacial, para outro será uma mistura de coordenadas temporal e espaciais. Em outras palavras, as transformações de Lorentz misturam coordenadas temporais e espaciais, rompendo a separação radical entre os conceitos de tempo e espaço. Espaço e tempo passam a formar na teoria da relatividade restrita um continuum quadridimensional.

Nas palavras do matemático polonês Hermann Minkowski:

Daqui em diante, o espaço, por si só, e o tempo, por si só, estão condenados a desvanecer-se em meras sombras, e apenas um tipo de união dos dois conservará uma realidade independente. [16]

[16] H. Minkowski, Goett. Nachr. 53 (1908), reimpresso em Gesammelte Abhandlungen von Hermann Minkowski

Comentários Finais.

Einstein ficou estupefato com o que o matemático Minkowski fez com seu trabalho.

Na opinião de físicos modernos, incluindo o pop-star Brian Greene,  o conceito espaço-tempo terá de ser revisto:

http://www.ihu.unisinos.br/noticias/535323-nova-fisica-tera-de-rever-conceitos-de-tempo-e-de-espaco

Uma tragédia em dois atos:

https://fisica2100.forumeiros.com/t1507p170-a-verdadeira-natureza-da-gravidade#9116

Concluo aqui a parte que diz respeito à Relatividade Restrita. Pela total falta de participação dos colegas, não vejo motivo para apresentar e comentar a parte que diz respeito à  Relatividade Geral.

O documento completo está disponível na Rede:
http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/301603.pdf

Deixo à todos uma última pergunta:
É válida a proposta dos autores, em apresentar a Relatividade Einsteiniana para estudantes secundaristas, sem subsídios matemáticos?

Jonas escreveu:Peço encarecidamente aos colegas que corrijam meus comentários, se houver alguma impropriedade neles. Assim, vou me sentir mais seguro para continuar a apresentação do trabalho de C.M. Porto e M.B.D.S.M. Porto.

Jonas escreveu:

''Suponhamos que, de acordo com O, um dado evento ocorra no instante t e no ponto caracterizado pelas coordenadas x, y e z. Einstein deduziu, a partir dos princípios de sua teoria, o conjunto de transformações matemáticas que permitem determinar as coordenadas x, y, z e t em que, de acordo com O’, este evento ocorreu. Este conjunto recebe o nome de Transformações de Lorentz, pois historicamente surgiu pela primeira vez pelas mãos do físico holandês Hendrik Lorentz [15]. Lorentz, porém, havia proposto suas transformações de forma fenomenológica, como uma tentativa de solucionar certas inconsistências da teoria eletromagnética de Maxwell, e sem lhes atribuir interpretação sistemática.

[15] H.A. Lorentz, Versuch einer Theorie der elektrischen und optischen Erscheinungen in bewegten K¨orpern (Leiden, 1895).

Comentários:

Lorentz, tal qual Newton, acreditava na existência do éter, uma referencial inercial absoluto - um "palco" ou "frame" (quadro) - onde os corpos se movimentam referenciam-se entre si e ao meio onde se encontram.

No meu entendimento, Lorentz apenas tentava corrigir um desvio entre aquilo que se observa com aquilo que realmente esta acontecendo, por saber que a informação trazida pela luz chegava aos observadores em tempos diferentes.

A frase sublinhada descreve um entendimento errado.

Jonas escreveu:Notem que Einstein fala em "observadores", isto é, pessoas que tomam conhecimento das coisas através da luz, um meio de transmissão de informações de velocidade limitada.

Me desculpe, mas esta frase também descreve um entendimento errado.



Minha intensão é de corrigir para melhorar. Pareço ter intensão de exibição de conhecimento além dos outros, mas não consigo abster-me dessa impressão. É só uma impressão, e me desconforto com ela.

Grato, Casasanta, pelas observações.
Não se esqueça que o trabalho de Lorentz foi baseado no éter newtoniano, isto é: absoluto.

Me desculpe, mas esta frase também descreve um entendimento errado.

Mas, afinal, o que seria o entendimento correto das afirmações?

Minha intenção é de corrigir para melhorar. Pareço ter intenção de exibição de conhecimento além dos outros, mas não consigo abster-me dessa impressão. É só uma impressão, e me desconforto com ela.

Pois é amigo,
Isso me fez lembrar de uma velha piada de anti-relativistas:

Um garoto, reunido num grupo de quatro crianças, conta uma piada sem graça e sem sentido para todas elas. O contador da piada (líder do grupo) e mais dois riem. Aquele que não ri sente-se com se fosse perfeito um idiota.

Para mim, a relatividade é só um blefe.

Tudo muito claro.

Roger, forumeiro do GSJ Physics Forum:

Na minha perspectiva, ao discutir com os crentes em relatividade de Einstein, eu acho que eles têm a teoria de Einstein confusa em suas cabeças.

Há, por exemplo diferenças entre a teoria de Lorentz e a teoria de Einstein.
Depois de um tempo de discussão que tive com uma pessoa que defende a relatividade especial, eu disse para ela pensar um pouco, pois ela estava apoiando a teoria de Lorentz e NÃO a teoria de Einstein.

Então ela me disse que acreditava que a teoria de Lorentz era a relatividade especial, o que é um absurdo, porque em nenhum texto sobre a relatividade que eu conheço contém as evidências que ele reivindica. No entanto, ela me diz que a teoria de Einstein é a relatividade especial.

Se assim fosse, então essa pessoa estaria proclamando que gênio do século 20 deve ter sido Lorentz e não Einstein.

http://www.network54.com/Forum/304711/thread/1441707034/last-1441720131/EINSTEIN%27S+FUNDAMENTAL+LIE

Filhos do Câncer
Zé Ramalho

Se fosse fácil todo mundo era
Se fosse muito todo mundo tinha
Se fosse raso ninguém se afogava
Se fosse perto todo mundo vinha
Se fosse graça todo mundo ria
Se fosse frio ninguém se queimava
Se fosse claro todo mundo via
Se fosse limpo ninguém se sujava
Se fosse farto todos satisfeitos
Se fosse largo tudo acomodava
Se fosse hoje todo mundo ontem
Se fosse tudo nada aqui restava
Se fosse homem junto com mulher
Se cada bicho fosse como vou
Se fosse tudo claro pensamento
Nesse momento nada se criou

jonas escreveu:Mas, afinal, o que seria o entendimento correto das afirmações?

Jonas, se eu lhe perguntar o que está acontecendo neste exato momento em um ponto específico do solo marciano, você terá que esperar a luz que está sendo emitida de lá chegue até aqui para saber e me dizer. Mas a medição feita pelos observadores citados em experimentos mentais da relatividade einsteiniana não é pela luz que chega nos olhos deles. É pela realidade do que está acontecendo lá no evento.
O tempo de viagem da luz é totalmente ignorado nos cálculos. A medição feita pelo observador é com a diferença que o ritmo de seu tempo (tempo próprio) tem com o ritmo mais lento do tempo de uma outra pessoa que se move em relação a ele, se distanciando ou se aproximando dele.
O observador não tem que "ver" e medir quanto tempo demorou para a luz chegar. A citação do experimento cita a realidade, não necessitando depender da demora que a luz tem para chegar ao observador.

O termo "observador" é totalmente errôneo se considerarmos que a função dele é esperar a luz do evento chegar a ele para comparar com o momento em que a luz chegou aos demais. Isso é balela.

Usaram o termo "observador" por não encontrarem outro melhor, mas, isso tá dando pano pra manga pros leigo entendido, pois explica que fucinho de porco num é tomada, é dose. Eu apanhei um bocado até entender isso.

Pois é, Casasanta.

Mas a medição feita pelos observadores citados em experimentos mentais da relatividade einsteiniana não é pela luz que chega nos olhos deles. É pela realidade do que está acontecendo lá no evento.

Pois é, Casasanta.

Em termos físicos, "experimento mental" é uma aberração.

O termo "observador" é totalmente errôneo se considerarmos que a função dele é esperar a luz do evento chegar a ele para comparar com o momento em que a luz chegou aos demais. Isso é balela.

Saber o que acontece no solo marciano, além dos dados e imagens que as sondas espaciais conseguem capturar, é pura especulação.

Usaram o termo "observador" por não encontrarem outro melhor, mas, isso tá dando pano pra manga pros leigo entendido, pois explica que fucinho de porco num é tomada, é dose. Eu apanhei um bocado até entender isso.

"Observador em um experimento mental"... Isso é física ?!

Data Vênia (como diz nosso amigo Robson) e com todo o respeito, amigo Casasanta, quem entende algo é capaz de explicá-lo. Acho que você apanhou demais para entender a relatividade e apenas capitulou. A relatividade é incompreensível.

Dê um pulinho no tópico abaixo:

https://fisica2100.forumeiros.com/t1537-fisicos-versus-matematicos

E entenderá o que penso sobre físicos e matemáticos.

Jonas, o homem sabe que, o que está acontecendo em solo de Marte agora, só podemos "ver" dezenas de minutos depois. E "vemos" em câmera rápida quando Marte está se aproximando, e em câmera lenta quando Marte está se distanciando. Essa "câmera, rápida e lenta" é o efeito Doppler, entendido pela Física Clássica.
A relatividade einsteiniana diz que a coisa não é tão simples assim; que além desse atraso que a luz tem de chegar aqui depois do que aconteceu lá (devida uma velocidade que a luz tem), e também do efeito Doppler (devido o movimento de aproximação e distanciamento que Marte tem para com nós), tem ainda um outro fator que "aberra" o tempo entendido pela Física Clássica. É a "dilatação do tempo" (que também é devido o movimento que Marte tem para conosco, mas não somente por aproximações e distanciamentos, mas por movimentos em qualquer direção que ele possa estar realizando para com nós.

A dilatação do tempo, que está sempre em conjunto com a contração do comprimento, é uma aberração para o conceito da Física Clássica.
Essa aberração existe, e a dilatação do tempo foi provada. A contração do comprimento ainda é dificílimo de experimentar.
E aquele que não aceitar isso estará fora da realidade.

A dilatação do tempo, que está sempre em conjunto com a contração do comprimento, é uma aberração para o conceito da Física Clássica. Essa aberração existe, e a dilatação do tempo foi provada. A contração do comprimento ainda é dificílimo de experimentar. E aquele que não aceitar isso estará fora da realidade.

Que realidade, Casasanta?

De Witte, engenheiro da Belga Telecom, descobriu como medir o movimento absoluto da Terra em relação ao éter.
Suas experiências, feitas com cabos coaxiais e relógios atômicos, por muitos meses seguidos, foram rejeitadas pelas revistas científicas de sua época.

Cahill não aceitou essa injustiça e continou a pesquisar o efeito De Witte .
Tal como De Witte, através de outros experimentos, Cahill conseguiu comprovar  o movimento absoluto da Terra em relação ao espaço.

Logo, existe sim movimentos absolutos, mas isso não interessa ao "Status Quo".

Em breve, farei algumas postagens à respeito.