Relatividade Especial

" Às vezes me pergunto porque eu fui o único a desenvolver a teoria da relatividade. A razão, acho, é que um adulto normal nunca pára pra pensar nos problemas de espaço e tempo. Essas são coisas que só as crianças pensam. Mas como meu desenvolvimento intelectual foi retardado, como resultado eu comecei a me perguntar sobre espaço e tempo somente quando cresci. "
Albert Einstein


Quando o escocês James Clerk Maxwell modelou e apresentou sua teria eletromagnética, em 1864, ocorreu o primeiro dos três grandes conflitos da física. Que conflito? Para entender, vamos até a formulação da mecânica feita por Isaac Newton.
Em síntese, a abordagem dada por Newton na física clássica permite, caso se viaje su ficientemente rápido, que víssemos um feixe de luz como estacionário: estaríamos a mesma velocidade que a luz. Se você já está acostumado àquela velho dito, modernamente popular, de que nada pode viajar mais rápido que a luz , a minha afi rmativa sobre a teoria de Newton deve lhe parecer estranha.
Para nós, no século XXI, isso pode até soar estranho, mas para o século XIX e boa parte do século XX, não havia tal estranheza. A modelagem matemática da mecânica newtoniana permite alcançarmos a velocidade da luz ou qualquer outra: não há nenhum fator teórico que impedisse isso. Além disso, os cálculos de Newton seguiam aquilo que estávamos acostumado a experimentar, o que pertence ao senso de observação comum.
Nossa experiência diária nos mostra que se estamos num carro que se desloca a 50 km/h em determina estrada e logo a nossa frente segue outro veículo a 70 km/h, a velocidade relativa (ou seja, observada de um veículo em relação ao outro) é de 20 km/h (70-20). Outra coisa: se atirarmos uma pedra a 30 km/h do veículo mais lento, na mesma direção que o carro se desloca, um observador estacionário em relação ao veículo perceberá a pedra a 80 km/h pedra (50+30).
Mas, na época de Maxwell, já se tinha determinado que a luz tinha uma velocidade nita, embora muito alta. Quando ele desenvolve sua teoria eletromagnética, fi ca claro que a velocidade da luz teria de ser constante, em dado meio, independentemente da velocidade ou aceleração dos observadores.
Isso signi ca que se um pedestre acende uma lanterna e o feixe luminoso corre paralelo a estrada, os motoristas que trafegam em ambos os sentidos, independente da velocidade de seus carros - ainda que sejam carros futuristas de velocidades na casa das dezenas de milhares de quilômetros por hora -
todos mediriam a velocidade da luz com o mesmo valor.
Por algum tempo esse confl ito permaneceu. Em 1887 vários experimentos indicavam a invariância da velocidade da luz. Em termos das leis físicas, Einstein resolveu o problema com a teoria especial da relatividade (TER).
A relatividade se baseia num postulado que Einstein percebeu: as leias da natureza devem ser iguais para observadores em movimento livre. Porém, a solução do cientista mudou completamente a maneira de se encarar o espaço e o tempo: de palco onde se desenvolve as tramas do universo passou a fazer parte da trama dinâmica da peça artística.
Na TER, o espaço-tempo forma um continuo quadridimensional cuja percepção e medida dependiam do observador, ou seja, são relativas ao referencial de quem as medem. Em exemplos práticos, isso signi fica que o tempo e espaço de uma dada região ou objeto medidos na Terra, em Urano ou numa nave interplanetária, discordarão em termos numéricos se estes referenciais estiverem em movimentos relativos entre si. Distância e tempo passam a ser relativos ao movimento do observador.

Assim, a dilatação do espaço-tempo é uma das conseqüências marcantes da TER. Outra conseqüência é a velocidade da luz27 como um limite universal para velocidades.
Embora a teoria passe longe da intuição diária que experimentamos, experiências a tornaram um pilar da física atual. A razão deste descompasso entre experiência diária e previsões de relatividade é que os efeitos predito pela TER só são percebidos a grandes velocidades, muito maior que a dos atuais caças e foguetes.