Relatividade abrange duas teorias principais e inter-relacionadas desenvolvidas por Albert Einstein no início do século XX. Estas teorias revolucionaram a nossa compreensão do universo e transformaram a física moderna:

1. Teoria Especial da Relatividade (1905)

A teoria da relatividade especial trata da relação entre espaço, tempo e velocidade constante ou movimento uniforme. Na sua essência, postula que as leis da física são as mesmas para todos os observadores em movimento uniforme.

Conceitos principais:

- Invariância das Leis da Física: As leis que descrevem o comportamento do universo são as mesmas para todos os observadores em movimento uniforme.

- Princípio da Relatividade: Não existe um referencial absoluto e todo movimento é relativo.

- Dilatação do tempo: Os relógios móveis funcionam mais lentamente em comparação com os relógios estacionários.

- Contração de comprimento: Os objetos em movimento parecem mais curtos em comparação com o seu comprimento em repouso.

- Equivalência Massa-Energia: A famosa equação de Einstein, E=mc², mostra que a energia (E) e a massa (m) são intercambiáveis ​​e que mesmo pequenas quantidades de massa podem ser convertidas em enormes quantidades de energia.


2. Teoria Geral da Relatividade (1915)

A teoria geral da relatividade expande os princípios da relatividade especial ao introduzir a gravitação, descrevendo-a como uma curvatura do espaço-tempo causada pela massa e energia da matéria.

Conceitos-chave:

- Dilatação do Tempo Gravitacional: Quanto mais perto se chega de um objeto massivo (como um planeta ou estrela), mais lento o tempo passa.

- Lente Gravitacional: A luz e outras ondas eletromagnéticas podem contornar objetos massivos.

- Movimento orbital: As órbitas elípticas dos planetas ao redor do Sol são devidas à curvatura do espaço-tempo causada pela massa do Sol.

- Buracos Negros: Se um objeto massivo se tornar demasiado compacto (como uma estrela massiva no fim da sua vida), cria uma região do espaço-tempo com uma atração gravitacional tão forte que nada, nem mesmo a luz, consegue escapar. Esta região é conhecida como buraco negro.

A relatividade teve implicações profundas na astronomia, cosmologia, engenharia, sistemas GPS e na nossa compreensão fundamental da natureza do espaço, do tempo e da gravidade.