Introdução à Teoria da Relatividade Geral (TRG)
Por volta do século XIX vários cientistas compartilhavam a ideia de que a descrição do universo já estava concluída. Entretanto, a teoria da Gravitação de Einstein mostrou que as futuras verdades da Física vão além das casas decimais de verdades já estabelecidas. Num passado não muito distante a teoria de Einstein contrariava o nível imaginativo da maioria dos cientistas, entretanto, hoje está presente até na calibração dos Sistemas de Posicionamento Global (GPS).
Princípio da Equivalência
Após a conclusão da teoria de relatividade restrita, Einstein concentrou seus esforços em generalizá-la, ou seja, em responder à pergunta feita por Ernest Mach: por que os sistemas inerciais se distinguem fisicamente de todos os outros sistemas de coordenadas? Será que a independência das leis da física em relação ao estado de movimento do laboratório deve ser restrita aos movimentos retilíneos e uniformes?
Para responder à estas perguntas, Einstein enunciou o seguinte Princípio:
É impossível, por meio de
experiências físicas realizadas dentro de um laboratório fechado, dizer se esse
sistema está em movimento uniformemente acelerado com uma aceleração -g,
para cima, sob nenhum campo de gravitação, ou se, pelo contrário, o laboratório
é um sistema de inércia sobre o qual age um campo de gravitação homogêneo, para
baixo, com os corpos caindo com aceleração +g.
Esse é o famoso "Princípio da Equivalência"!
A Noção de Campo
Uma noção fundamental da física moderna, a noção de campo, resultante dos trabalhos experimentais sobre a eletricidade e o magnetismo, e cuja forma final devemos a Faraday, Maxwell e Lorentz. A união da óptica com a eletricidade e o magnetismo, baseada nas pesquisas de Galvani e Volta, de Oersted e Ampère, foi a grande síntese concluída pelas equações de Maxwell. Na época, muitos físicos, impregnados pela imagem mecânica do mundo conforme Newton, tentarão interpretar essas equações segundo certos modelos mecânicos. Heinrich Hertz, um dos mestres desses ensaios, afirma em 1894: "Todos os físicos concordam em considerar que a tarefa da física é reduzir os fenômenos naturais às leis elementares da mecânica".
A reação a essas tentativas foi, dez anos mais tarde, expressa nesta frase de W. Kauffmann: "Em lugar de todas essas tentativas sem sucesso, visando principalmente a descrever mecanicamente os fenômenos elétricos e magnéticos, não poderíamos reduzir a mecânica ao estudo das reações elétricas? Se todos os átomos da matéria consistem em um aglomerado de elétrons (segundo a tese de J. J. Thomson), sua teoria resulta portanto dessa estrutura".
Nota importante sobre a matemática da T.R.G.: Uma das dificuldades do ensino da T.R.G. (Teoria da Relatividade Geral) em todos os seus resultados/estrutura no Ensino Médio é a matemática por ela demandada pela equação de Campo de Einstein. Entretanto, algumas iniciativas buscam, senão viabilizar uma compreensão completa, fornecer uma boa ideia de alguns conceitos da T.R.G. (movimentos relativos, Intervalo Relativístico, Geometria de Superfícies não planas" - como a esfera, por exemplo) nos quais podemos nos apoiar em nossas noções/conceitos intuitivos/construídos na Mecânica Clássica. Aos poucos estamos preparando conteúdos com foco nesses conceitos, sendo que o primeiro site foi uma visão geral do conceito central de TENSOR, seus fundamentos e seu papel na T.R.G.: para ter acesso clique AQUI.