Fácil entendimento da relatividade e da velocidade da luz para leigos como eu.

A relatividade, a velocidade e o tempo para leigos como eu.

De olhos abertos não conseguimos ver nada. Ou melhor, vemos, mas nos perdemos na confusão da profusão do que vemos e dispersamos nosso olhar por uma paisagem rica em detalhes. Por outro lado, nosso pensamento é rápido e nossos olhos lentos. Albert Einstein tinha os mesmos problemas. 

De olhos fechados, não vendo nada, temos a vantagem de não dispersarmos o nosso olhar e de nos podermos concentrar numa imagem, visualizá-la de forma fixa e isolada sem perturbações. Então vamos lá, para a teoria da relatividade, tentar entendê-la da forma mais simples e de olhos fechados.

Antes porém de fechar os olhos, pense em algo desagradável que aconteceu em sua vida. O tempo demorou a passar, não foi? E quanto a coisas alegres, uma festa, por exemplo, ou as suas ultimas férias? Passaram rapidamente sem dúvida, mas para a média da humanidade, porém, o tempo decorreu sempre à velocidade de sessenta segundos por minuto. Nem mais nem menos. Ou seja, o tempo não mudou, mas “parece” que se alonga quando estamos vivendo um momento difícil e se encurta quando vivemos um momento feliz. A velocidade da luz tem algumas semelhanças com esse fato verídico.

Feche os olhos e imagine o que segue.

Agora se prepare para viajar numa nave muito especial: Ela é transparente, e você se vê solto no espaço, no vácuo, embora dentro da nave. Essa nave está solta, pronta para obedecer aos seus comandos e ela pode viajar a qualquer velocidade. Do lado de fora da nave, uma potente lanterna, um holofote poderosíssimo que você pode ligar a qualquer instante.

Dê a partida.  Pouco tempo depois, ligue o holofote e desligue... A luz emitida pelo holofote durou apenas enquanto o manteve ligado e depois sumiu sem rastro, tal como acontece normalmente: Quando o ligou, a lanterna disparou raios de luz a uma velocidade de 300.000 km/s. É natural que não tenha visto para onde os raios de luz foram, embora saiba que foram “em frente”, afinal a luz é muito “rápida”.

Então você decide igualar a velocidade da sua nave à velocidade da luz. Acelera e quando já está muito próxima dessa velocidade, ou seja, perto dos 300.000 km/s, você volta a ligar a sua lanterna. O que espera ver? Provavelmente a luz se afastar muito devagar da nave - já que as velocidades são quase idênticas - e poderia até perceber os raios ainda visíveis, quase emparelhados com a nave, mesmo depois de desligar a lanterna, mas não é isso que vê. O que vê é nada. A luz passou chispada à mesma velocidade de 300.000 km/s como se sua nave estivesse parada. A luz ignorou a velocidade de sua nave. E se pensou em virar a lanterna ao contrario, girando-a em 180 graus para que visse a luz viajar ao dobro de sua velocidade normal, engano seu: A luz chisparia em sentido contrario ao seu à mesma velocidade de 300.000 km/s.

Então pensaríamos que a Luz tem sempre a mesma velocidade de 300.000 km/s... Mas seria um engano lamentável... E para explicar, temos que voltar à comparação do tempo quando passamos por momentos felizes (quando parece passar depressa) e por momentos infelizes (quando o tempo parece andar muito devagar). 

Para a luz, todas as situações são de momentos felizes... Viaja sempre a 300.000 km/s em qualquer situação, exceto quando se encontra num momento infeliz, isto é, cerca de um buraco negro, ou de corpos celestes de grande massa (como o nosso Sol), em rota tangencial ou de colisão. Nestes casos temos que levar em conta que a luz se comporta ora como uma onda, ora como um corpúsculo, uma partícula, que, por menor que seja, tem massa, até mesmo porque se trata de energia e energia é massa e vice-versa. Sendo massa, está sujeita à atração da gravidade. Aos buracos negros se chama também de “singularidade”, exatamente porque são corpos singulares, únicos. Neles, e em suas proximidades, as leis newtonianas da física se modificam e entramos na física da relatividade de Einstein. Einstein provou que o espaço está intimamente ligado ao tempo. São indissociáveis. Não se pode separar um do outro. É nele que os corpos celestes se movem ou simplesmente “estão”. Um corpo celeste de grande massa como estrelas e planetas, por efeito de sua força de gravidade – ou de seu campo de gravidade – distorcem o espaço (entenda-se o espaço e o tempo simultaneamente). O campo de um buraco negro é tão grande, tão forte, que “atrai” até mesmo os raios de luz que reduzem sua velocidade até pararem por completo quando atingem a sua superfície, quando são absorvidos. Neste momento, o tempo pára os raios de luz, reduz-se a zero. O tempo pára, não há tempo numa singularidade, o espaço está tão comprimido que praticamente quase não existe: A massa do sol poderia caber na cabeça de um alfinete se fosse reduzida a um buraco negro. As dimensões de uma cabeça de alfinete comparadas às dimensões infinitas do Universo são praticamente igual a zero.

Apenas como curiosidade, se a sua nave se dirigisse a um buraco negro, ao chegar suficientemente perto, estaria sujeita à sua força de gravidade. Esta agiria sobre toda a nave, mas seria muito maior na cabine do que na cauda de sua “Enterprise”, para lembrar a série de televisão. A diferença da força agindo na cabine e na cauda seria de tal ordem, que sua nave –e você também – espicharia, rasgando-se em pedaços até não serem mais do que partículas comprimidas sem qualquer espaço entre si.

Não há luz nem tempo no interior de buracos negros, e todo o espaço se foi, agora ocupado por partículas comprimidas.

© Rui Rodrigues