O mundo fica mais estranho quanto mais perto você chega da velocidade da luz. Nikada / Getty Images Quando éramos crianças, Ficamos surpresos que o Superman pudesse viajar mais rápido do que uma bala em alta velocidade. Poderíamos até imaginá-lo, perseguindo um projétil disparado de uma arma, seu braço direito estendido, sua capa ondulando atrás dele. Se ele viajasse com metade da velocidade da bala, a taxa com que a bala se afastou dele cairia pela metade. Se ele realmente viajou mais rápido do que a bala, ele o ultrapassaria e mostraria o caminho. Ir, Super homen! Em outras palavras, As travessuras aéreas do Superman obedeciam às visões de espaço e tempo de Newton:que as posições e movimentos dos objetos no espaço deveriam ser todos mensuráveis em relação a um valor absoluto, quadro de referência imóvel.
No início dos anos 1900, os cientistas se mantiveram firmes na visão newtoniana do mundo. Então, um matemático e físico alemão chamado Albert Einstein apareceu e mudou tudo. Em 1905, Einstein publicou sua teoria da relatividade especial, que apresentou uma ideia surpreendente:Não existe um quadro de referência preferido. Tudo, mesmo tempo, é relativo. Dois princípios importantes sustentaram sua teoria. O primeiro afirmava que as mesmas leis da física se aplicam igualmente a todos os referenciais em constante movimento. O segundo disse que a velocidade da luz - cerca de 186, 000 milhas por segundo (300, 000 quilômetros por segundo) - é constante e independente do movimento do observador ou da fonte de luz. De acordo com Einstein, se o Superman perseguisse um feixe de luz na metade da velocidade da luz, o feixe continuaria a se afastar dele exatamente na mesma velocidade.
Esses conceitos parecem enganosamente simples, mas eles têm algumas implicações alucinantes. Um dos maiores é representado pela famosa equação de Einstein, E =mc², onde E é energia, m é a massa ec é a velocidade da luz. De acordo com esta equação, massa e energia são a mesma entidade física e podem ser transformadas uma na outra. Por causa dessa equivalência, a energia que um objeto possui devido ao seu movimento aumentará sua massa. Em outras palavras, quanto mais rápido um objeto se move, quanto maior sua massa. Isso só se torna perceptível quando um objeto se move muito rapidamente. Se ele se move a 10 por cento da velocidade da luz, por exemplo, sua massa será apenas 0,5 por cento maior do que o normal. Mas se ele se move a 90 por cento da velocidade da luz, sua massa dobrará.
Conforme um objeto se aproxima da velocidade da luz, sua massa sobe vertiginosamente. Se um objeto tenta viajar 186, 000 milhas por segundo, sua massa se torna infinita, e também a energia necessária para movê-lo. Por esta razão, nenhum objeto normal pode viajar tão rápido ou mais rápido que a velocidade da luz.
Isso responde a nossa pergunta, mas vamos nos divertir um pouco na próxima página e modificar um pouco a pergunta.
Nós cobrimos a questão original, mas e se ajustássemos para dizer, "E se você viajasse quase tão rápido quanto a velocidade da luz?" Nesse caso, você experimentaria alguns efeitos interessantes. Um resultado famoso é algo que os físicos chamam dilatação do tempo , que descreve como o tempo passa mais devagar para objetos que se movem muito rapidamente. Se você voou em um foguete viajando 90 por cento da velocidade da luz, a passagem do tempo para você seria reduzida pela metade. Seu relógio avançaria apenas 10 minutos, enquanto mais de 20 minutos passariam para um observador terrestre.
Você também experimentaria algumas consequências visuais estranhas. Uma dessas consequências é chamada aberração , e se refere a como todo o seu campo de visão encolheria para um minúsculo, "janela" em forma de túnel na frente de sua nave espacial. Isso acontece porque fótons (aqueles pacotes extremamente pequenos de luz) - até mesmo os fótons atrás de você - parecem vir da direção frontal. Além disso, você notaria um extremo efeito Doppler , o que faria com que as ondas de luz das estrelas à sua frente se aglomerassem, fazendo os objetos parecerem azuis. As ondas de luz das estrelas atrás de você se espalhariam e pareceriam vermelhas. Quanto mais rápido você vai, mais extremo esse fenômeno se torna até que toda a luz visível das estrelas na frente da espaçonave e as estrelas atrás se tornem completamente deslocadas para fora do espectro visível conhecido (as cores que os humanos podem ver). Quando essas estrelas se movem para fora do seu comprimento de onda perceptível, eles simplesmente parecem escurecer ou desaparecer contra o fundo.
Claro, se você quiser viajar mais rápido do que um fóton em alta velocidade, você precisará mais do que a mesma tecnologia de foguete que usamos há décadas. Talvez vestir meia-calça azul e uma capa vermelha não seja uma ideia tão rebuscada, afinal.
Originalmente publicado:21 de julho de 2011
