Teoria da Relatividade e Relógios

31 de julho, 2014 às 12:12 | Postado em Ondas eletromagnéticas, Relatividade

Boa tarde. A resposta me parece óbvia, mas preciso confirmá-la…

Em 1971 um vôo teste, com relógios atômicos, provou a teoria de Einstein sobre a “elasticidade” do tempo. Hipoteticamente falando, o mesmo aconteceria com relógios colocados no Sol e na Terra? Ou seja, um relógio colocado no Sol ‘andaria’ mais rápido do que um colocado na Terra? (que circunda o Sol, assim como fez o avião sobre a Terra em 1971)

Obrigado

Na Relatividade Restrita (ou numa situação longe de toda a  massa gravitacional), a passagem do tempo é de forma mais lenta em os relógios que estão se  movendo em relação a um referencial inercial. Este efeito é descrito  precisamente pela chamada transformação de Lorentz.  Na presença de um  campo gravitacional, como é previsto na Relatividade Geral, a passagem  do tempo  também é afetada, fazendo com que relógios “andem” mais  lentamente quando estão em potenciais gravitacionais mais baixos, como  ocorre na proximidade de um planeta,  estrela etc.

Em outubro de 1971, Joseph C. Hafele, um físico, e Richard E. Keating,  um astrônomo, levou quatro  relógios atômicos (de césio) a bordo de  aviões comerciais. Voaram duas vezes ao redor do mundo,  com o  objetivo de comparar os tempos medidos  nestes relógios  com outros que permaneceram no Observatório Naval  dos Estados Unidos. Quando reunidos, as marcações de tempo nos relógios que voaram  estavam em  desacordo com os relógios estacionários e as  diferenças foram consistentes com as previsões da Relatividade Restrita e Geral. Este experimento que  testou a Teoria da  Relatividade  ficou conhecido como “O experimento Hafele-Keating”.

No exemplo proposto, é perguntado “(…) um relógio colocado no Sol  ‘andaria’ mais rápido do que um  colocado na Terra?”.  Neste exemplo,

há dois relógios estacionários, um colocado hipoteticamente na  “superfície” do Sol e outro colocado na superfície da Terra.

O Sol é considerado  em repouso e a Terra  em movimento com a sua  habitual velocidade orbital.

Se formos considerar apenas a Relatividade Restrita, é verdade que o  relógio colocado no “Sol estacionário” vai andar mais rápido do que o respectivo relógio colocado na Terra.

Agora, o efeito da dilatação do tempo de origem gravitacional implica  que relógios localizados em potenciais gravitacionais menores andem mais devagar, como é o  caso, no nosso exemplo, do relógio em repouso na superfície do Sol.

Assim neste exemplo, o efeito gravitacional sobre o tempo é maior do que o efeito previsto pela Relatividade Restrita. O que resulta, quando combinado os dois efeitos relativísticos, que o   relógio  localizado no Sol vai andar mais devagar que o respectivo relógio  terrestre.

Visualizações entre 27 de maio de 2013 e novembro de 2017: 2622.