Na teoria da relatividade de Einstein, espaço e tempo formam uma única estrutura espaço-tempo: como pensar em um universo em quatro dimensões
Na teoria da relatividade de Einstein, os conceitos de espaço e tempo estão entrelaçados num tecido coexistente. É o que os físicos e pesquisadores do universo chamam de espaço-tempo. Tomemos imediatamente um exemplo prático. Pegue quatro canetas da sua mesa. Comece com dois e faça uma cruz, para que fiquem perpendiculares entre si. Agora adicione uma terceira caneta e posicione-a de forma que fique perpendicular às duas primeiras. Para isso você não pode mais deixar lápis apoiados na mesa, que é uma superfície bidimensional. É preciso manter tudo no ar, como é o mundo a que estamos acostumados. tridimensional. Agora pegue a quarta caneta e passe-a pelas outras três canetas de forma que fique perfeitamente perpendicular a todas elas. Você não pode.
Como vivenciar o conceito da quarta dimensão
Você não pode porque existem apenas três dimensões espaciais. E além disso, você não consegue nem pensar em uma quarta dimensão espacial, porque nosso cérebro evoluiu para um mundo tridimensional. Mas você pode experimentar isso. Por outro lado, o fluxo do tempo do passado para o futuro constitui a sua própria dimensão. Você, segurando seu estranho arranjo de canetas na mão, abraça a dimensão do tempo desde o momento em que você o montou pela primeira vez, até que tudo se espalhe pelo chão.
Newton e Einstein
Na física newtoniana, o espaço-tempo é o palco e nós – os objetos e conteúdos do universo – somos os atores. Mas na relatividade geral, o próprio palco se torna o ator principal. Para tornar uma teoria da gravidade compatível com a relatividade do espaço e do tempo (lo espaço-tempo), Einstein percebeu que a gravidade não é uma força, pelo menos não do tipo que Newton imaginou.
A gravidade é uma força?
O espaço-tempo não é um palco fixo, mas uma membrana flexível que permeia toda a nossa existência. Ele é uma entidade em si mesmo, um participante dinâmico no elenco de personagens do universo. O universo é feito de partículas e radiação e todas as suas maravilhosas interações, e essas interações não acontecem acima espaço-tempo, mas Junto ao espaço-tempo, que agora se juntou a eles.
Massa e energia no universo
Massa e energia (que não precisam ser estritamente separadas, pois agora são consideradas equivalentes, graças à teoria de Einstein) modificam a forma do espaço-tempo. Você, lendo este mesmo artigo, é uma entidade no universo, um feixe de matéria. Você tem massa e energia. O espaço-tempo dentro de você, em todos os lugares e perto de você, tornou-se distorcido graças a essa massa e energia. O espaço e o tempo mudaram graças à sua existência.
O campo gravitacional no universo
E o universo responde. Imagine uma partícula infinitamente pequena viajando em uma trajetória perto de você: como essa partícula reage à sua presença? Na linguagem newtoniana diríamos que o seu corpo exerce um campo gravitacional, uma influência invisível, e que a partícula responde a essa influência mudando a sua direção.
O que Einstein disse
Mas na linguagem de Einstein não existem forças nem fios invisíveis. Só existe espaço-tempo. O caminhante que se desloca de um ponto a outro pode viajar em linha reta, mas deve seguir as curvas da trilha, para não se perder no deserto. Assim, os objetos (planetas, feixes de luz) sempre viajam em trajetórias retilíneas, mas “em linha reta” apenas no sentido de que cada passo à frente é sempre colocado diretamente na frente do anterior. O espaço-tempo abaixo e ao redor desses objetos se curva, assim como o caminho percorrido pelo próprio objeto.
Isso é gravidade
Isso é gravidade, segundo Einstein. Massa e energia curvam o espaço-tempo, e a curvatura do espaço-tempo afeta os caminhos e movimentos de todo o resto. Em outras palavras, nem mesmo o próprio espaço-tempo está imune aos efeitos relativísticos de diferentes pontos de vista, e essa mutação de espaço-tempo dá origem à nossa experiência diária de gravidade.
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Fonte: Passione Astronomia
