Rodrigo Horst - Falando Sobre Física

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Falando sobre Física - Rodrigo Horst Página 1 de 12 eBooksBrasil Falando sobre Física Rodrigo Horst Versão para eBook eBooksBrasil.com Fonte Digital: Documento do Autor Copyright © 2000 Rodrigo Horst [email protected] Falando sobre Física RODRIGO HORST Falando sobre Física Este é o mais belo destino que uma teoria física pode ter: quando ela abre caminho par tabelecimento de uma teoria mais ampla, na qual continua a viver como um Albert Einstein Quis mostrar que o espaço-tempo não é necessariamente algo a que possamos atribuir uma existência separada e independente dos objetos da realidade física. Objetos físicos não estão no espaço. Estes objetos são espacialmente estendidos. (Albert Einstein) Cheguei de forma independente, à conclusão de que os objetos físicos não estão no espaço. O fato dos objetos serem espacialmente estendidos, é porque os objetos físicos e o espaço possuem uma única, e mesma natureza. Os objetos físicos e o espaço formam algo único, sendo conversíveis entre si. As a primeira vista desconsertantes variações locais observadas na massa e no comprimento, previstas pela teoria da Relatividade, são justificadas e principalmente explicadas por essa razão. Aos conceitos geométricos correspondem, de maneira mais ou menos exata, objetos na natureza, que sem dúvida são a única razão de aqueles conceitos haverem surgido. (Albert Einstein) ebook:física2.html 9/12/2007 Falando sobre Física - Rodrigo Horst Página 2 de 12 Qualquer modelo teórico, sempre depende do caso empírico, se quiser ter alguma utilidade, para além do raciocínio em si. Modelos pretendem ser casos gerais, e portanto, de maior alcance possível. Um modelo teórico pretende abranger todos os casos empíricos que possam ser encontrados, e são os casos empíricos a razão da existência do modelo. Mas é ao mesmo tempo interessante notar que nenhum caso empírico enquadra-se perfeitamente em nenhum modelo. Sempre há pequenas variações, incertezas, entre o modelo e o caso prático. A razão disso é que os modelos são sempre imperfeitos, são incompletos, geralmente por não conterem determinadas identidades fundamentais, como a que existe entre massa e espaço vazio, ou a constatação de que podem ser vistos como algo único, sem diferenças (identidade fundamental na visão do Universo como um todo). Se é verificado ou não, dependeria apenas do tempo de observação, ou de alguma razão estatística, como a segunda lei da termodinâmica por exemplo, ou, até mesmo da própria convicção do observador, que, dependendo do que admita como correto, pode ou não remetê-lo a paradoxos. Esses paradoxos, de presença comum em mecânica quântica, desaparecem quando é admitida a identidade entre matéria e espaço. Por enquanto, haveremos de supor que as proposições geométricas são “verdadeiras”, para mais tarde, na última parte de nossas considerações (quando tratarmos da Teoria da Relatividade Geral), verificarmos que esta verdade tem seus limites. (Albert Einstein) Toda proposição geométrica verdadeira, está sujeita a algum tipo de localidade, que é o âmbito de sua validade. Quando uma proposição geométrica não é mais válida, não localmente por exemplo, também não é mais verdadeira. A física consegue medir com o emprego do sistema cartesiano de coordenadas. Este sistema consiste de três paredes planas, perpendiculares entre si e unidas de maneira a formar um corpo rígido. Tais manipulações são determinadas de acordo com as leis e os métodos da geometria euclidiana. Toda descrição de eventos no espaço necessita de um corpo rígido com o qual os eventos são espacialmente relacionados. (Albert Einstein) O sistema que acaba de ser descrito, é sempre localmente limitado, e é onde funcionam as leis da mecânica (funcionamento sempre significa localidade. No Universo visto como um todo, as coisas não funcionam, simplesmente porque não existem isoladamente, como nos modelos locais), tanto clássica, historicamente citando os eixos da geometria do mundo mais fechado como visto por Euclides, como também ampliando-se o alcance da mecânica para mais um referencial qualquer, como ocorre através da teoria da Relatividade de Albert Einstein. A mecânica tem que descrever como os corpos, com o tempo, modificam sua posição no espaço. (Albert Einstein) Isso delimita o âmbito de validade da mecânica. A mecânica só é válida localmente, em um ou dois referenciais quaisquer, onde o tempo, ou onde uma medida-padrão de deslocamentos existe, ou é possível de ser realizada. Notese que, em possuindo validade limitada, as leis da natureza da mecânica são sim universais, mas só servem para explicar pequenos “pedaços” do Universo de cada vez. Jamais serão capazes de fornecer um panorama geral do Universo como um todo, pois a mecânica simplesmente não tem validade nessa situação, o que é natural, já que esta foi teorizada e formulada como modelo para funcionar (ou para relacionar conceitos) localmente. Vemos claramente que não existe uma trajetória em si, mas apenas uma trajetória em relação a um determinado corpo de referência. (Albert Einstein) Pelo fato de nunca existir uma trajetória em si, ou uma trajetória absoluta em relação ao espaço vazio, é perfeitamente válido e possível admitir que tudo está sempre em repouso próprio (em relação a si mesmo) em relação ao espaço, e em relação ao Universo como um todo. Isso só é possível, não entrando em contradições, através do Princípio da identidade que existe entre matéria e espaço vazio. Matéria e espaço não são essencialmente diferentes. A matéria e o espaço não possuem naturezas diferentes. Podemos definir trajetória como sendo a curva ao longo da qual o corpo se move. (Albert Einstein) É importante lembrar sempre a ressalva da validade local dessa definição. A definição só é localmente válida, porque não existe movimento sem que exista referencial. Sem referencial, tudo ou qualquer corpo pode ser admitido como estando sempre em repouso próprio. Isso não tem tanta relevância localmente, onde também é válido, mas fundamentalmente, é um dos alicerces principais do entendimento mais geral da Física, na tentativa de explicação do Universo como um todo. As leis de Galileu-Newton são válidas apenas em sistemas de coordenadas galileanos. (Albert Einstein) Esse é o âmbito de validade das leis de Galileu-Newton, ou a sua também chamada localidade. Sem as coordenadas, as leis de Galileu-Newton não valem, mas isso não significa que a realidade como a percebemos desapareça. Para o Universo como um todo, nossas coordenadas locais não existem, não significando isso que o Universo não exista. A validade limitada é só dos nossos modelos teóricos locais, como da mecânica, por exemplo, nunca do Universo. Se K’ é um sistema de coordenadas que efetua um movimento uniforme e sem rotação em relação a K, os fenômenos da natureza que se desenrolam em relação a K’ obedecem exatamente às mesmas leis em relação a K. Chamamos este enunciado de “princípio da relatividade” (no sentido restrito). (Albert Einstein) Esse também é o âmbito de validade da teoria da Relatividade. A Relatividade é capaz de conter dois referenciais diferentes quaisquer. A teoria da Relatividade é então mais abrangente do que a teoria dos sistemas galileanos, ou das coordenadas cartesianas, porque é capaz de relacionar dois diferentes sistemas desse tipo, encontrando o correto ebook:física2.html 9/12/2007 Falando sobre Física - Rodrigo Horst Página 3 de 12 amparo empírico. Esse é o mérito da teoria, e sua própria razão de existir. Dificilmente existirá na física uma lei mais simples do que aquela que diz que a luz se propaga no espaço vazio. (Albert Einstein) É preferível não dar tratamento de “lei” a isso. Seria muito mais adequado, chamar isso de constatação geral, ou fato físico sempre observável, localmente. Se bem que, como exposto a pouco, propagação significa deslocamento ao longo de uma trajetória, e trajetória em si, não existe, mas existe apenas em relação a algum referencial local. Então, a lei é, antes de tudo, limitada por essa condição. A lei é condicionada, localmente válida. Apesar do fato físico ser sempre perceptível ou observável em qualquer região no Universo, a lei não existe para o Universo como um todo, simplesmente porque, para o Universo como um todo, a luz não se propaga. A existência da luz, não localmente, só pode ser interpretada, assim como todo o mais restante, como estando sempre em repouso, porque é constituinte do Universo como um todo, sem estar separada do restante. Porém, localmente, a lei é sempre válida, e justamente por isso recebe tratamento de lei. Por uma análise dos conceitos físicos de tempo e de espaço demonstrou-se que não existe incompatibilidade entre o princípio da relatividade e a lei da propagação da luz (Albert Einstein) Havia um erro conceitual, e portanto também matemático, na relatividade de Galileu. Ao invés de manter constante a velocidade da luz, observada de dois referenciais distintos, conservava-se como constantes o tempo, a massa e o espaço, fazendo variar, no cálculo, a velocidade da luz, pois isso era o que estava mais de acordo com o senso comum, e admitia-se como certo. Esse erro foi corrigido na construção teórica chamada de teoria da Relatividade de Einstein. Para o físico, o conceito só passa a existir quando há a possibilidade de verificar, no caso concreto, se o conceito se aplica ou não. (Albert Einstein) Os conceitos de forma geral (a maioria deles) só têm validade local, onde, isolados em nossos modelos, tornam-se fortes e poderosos, parecendo até que possuem existências próprias, de naturezas próprias, diferentes entre si. Porém, nesse âmbito local, não somos capazes nem de entender os próprios conceitos (geralmente, apenas os aceitamos, fechados em si, através de suas definições), e nem de entender a realidade mais geral, do Universo. Se pretendo entender melhor o Universo como um todo, não posso me utilizar sempre de conceitos de formulação local. A teoria da Relatividade também é limitada por alguma localidade. Quando pretendemos entender melhor o Universo como um todo, e por causa disso também o funcionamento da Física local, os conceitos, geralmente, perdem os seus significados, pois deixam de existir de forma isolada, ou como localmente formulados. É claro que os modelos, e as equações de funcionamento local, são fundamentais para conhecermos as relações corretas entre os conceitos em regiões locais, constituintes que são do todo, mas também é fato relevante que, se pretendemos entender melhor a realidade, de forma mais geral ou sistêmica, necessitamos escapar das barreiras isolantes e conservativas, precisamos escapar dos conceitos fechados e isolados em si, como localmente formulados. Que se possa verificar por meio de experimentos. Enquanto esta exigência não for cumprida, estou sendo vítima de uma ilusão se acredito poder ligar algum sentido à afirmação. (Albert Einstein) Qualquer afirmação que não pode ser comprovada, a princípio, não é uma afirmação científica. Mas também não se pode classificar uma afirmação não comprovada como falsa ou verdadeira. Muitas conclusões úteis podem ser obtidas apenas através do raciocínio. Claro que a comprovação sempre se faz necessária, para verificar-se o modelo enquanto modelo científico, uma vez que a razão da existência de todo modelo científico é sua utilidade, ou correspondência com a realidade, mesmo que local. Mas todo modelo científico surge de “ilusão”, no sentido que, todo modelo surge com pretensão de ser o caso geral, mesmo antes de ter sido comprovado, podendo ou não encontrar amparo na realidade. Então, todo modelo científico hoje conhecido, como a mecânica por exemplo, é fruto antes de mais nada de um trabalho de elaboração mental do homem em construí-lo, para depois confirmar se corresponde ou não com a realidade, mesmo que essas duas coisas aconteçam quase que simultaneamente. Todo modelo científico, é primeiramente elaboração do raciocínio, apenas. Se o modelo corresponde ou não com a realidade, se é mais útil ou não, é outra questão. Os modelos que encontram amparo em nossa percepção da realidade, como a mecânica clássica por exemplo, ficam tão bem estabelecidos, que não somos capazes de distinguir a criação humana, da própria realidade encontrada. Mas a distinção se faz necessária, quando queremos entender o que são os modelos. Caso contrário, os modelos bem sucedidos adquirem existência própria, separados do restante, o que não é, nem de longe, o ideal. Entendemos por “tempo” de um evento a indicação (posição dos ponteiros) daqueles relógios que estão na vizinhança (espacial) imediata do evento. (Albert Einstein) Vizinhança espacial, é localidade, pois identifica um âmbito local. E localidade sempre delimita o modelo físico, quanto a sua validade. O tempo é um conceito que só existe localmente. O Universo como um todo não reconhece o conceito de tempo, simplesmente porque o tempo, tão útil para nós que em nossa localidade percebemos deslocamentos entre as massas, de nada serve para o Universo. Assim, o tempo não existe para o Universo. Não existe um tempo absoluto, que seja o tempo do Universo. Só existem os vários e vários tempos locais e de ritmos diferentes, relativos que são aos seus referenciais e observadores. O conceito de tempo só tem utilidade localmente. E é por isso que para o Universo como um todo o tempo simplesmente não existe, pois de nada lhe serve. Ficam assim respondidas as questões do tipo: “Qual a idade do Universo?” ou “Quando o tempo começou a ebook:física2.html 9/12/2007 Falando sobre Física - Rodrigo Horst Página 4 de 12 existir?”. Perguntar a idade do Universo não faz sentido, porque o tempo não passa para o Universo, apenas passa para nós, localmente. Dizer que o Universo tem 15 bilhões de anos é um grave erro. Muito provavelmente a maior parte da matéria que vemos é que tem essa idade relativa. E isso não é um panorama universal, mas ainda local, mesmo que muito abrangente. O tempo é um conceito local que começa a existir junto com as massas também locais e seus deslocamentos relativos. Onde só existe espaço vazio, não existe tempo. Uma especificação temporal só tem sentido quando se indica o corpo de referência ao qual esta indicação se refere. (Albert Einstein) Como não existe nenhum corpo de referência que seja o corpo de referência do Universo, ou corpo de referência absoluto, o tempo simplesmente não existe para o Universo como um todo. Percebemos existir vários tempos diferentes dentro do Universo, cada qual relativo a seu observador e referencial, mas sempre localmente. Não existe o tempo do Universo. O Universo como um todo não reconhece o conceito de tempo, que para nós é tão útil em nossa localidade, simplesmente porque o conceito de tempo, em separado, como nós o utilizamos, de nada serve para o Universo como um todo, que é um todo único, sem distinções. Teorias que admitem um tempo universal ou relativo ao Universo como um todo, como “15 bilhões de anos” por exemplo, estão equivocadas. Tão equivocadas quanto a mecânica clássica está ao pretender ser o caso geral. 15 bilhões de anos, é uma quantidade de tempo relativamente grande, mas com certeza, se pudéssemos voltar ao início dessa quantidade de tempo local, com certeza não chegaríamos na origem do Universo. Chegaríamos sim, na origem de algo contido no Universo, como por exemplo na origem da maior parte da matéria que hoje forma as galáxias observáveis, ou algo assim. Note-se que observamos as galáxias de nossa localidade, e o nosso hoje é também local. O tempo é um conceito que, separado do restante, só é localmente válido. Não faz sentido falar em tempo quando falamos do Universo como um todo. O comportamento de réguas e relógios em movimento. Qual é o comprimento da régua relativamente ao sistema K? Para termos a resposta, basta nos interrogarmos onde se encontram o início e o fim da régua em relação ao sistema K, em um determinado instante de tempo t. A distância entre os dois pontos será função da velocidade da régua. (Albert Einstein) A primeira vista isso parece bastante estranho e desconsertante, mas está de acordo e é completamente coerente com a identidade que existe entre espaço e matéria, e é coerente também com todo o restante do modelo do Universo visto como um todo único. A teoria da Relatividade e a identidade entre espaço e matéria, encaixam-se perfeitamente, como peças em um quebra-cabeças. O comprimento de um corpo sempre depende da velocidade do corpo, assim, o comprimento só é obtido com precisão quando conhecemos o tipo de movimento que o corpo localmente realiza. Ausência total de massa significa ausência de movimento, ausência do próprio corpo. Em não havendo o corpo, não há comprimento algum do corpo a ser medido. Mas isso não significa ausência do espaço, apenas torna sem sentido o conceito de comprimento do corpo porque o comprimento sempre depende das coordenadas em um corpo material rígido, ou referencial, imaginário ou não. Simplesmente não é possível medir comprimentos em um espaço totalmente limpo de pontos imaginários e não imaginários. Nessa situação, o espaço existe sem que exista o conceito de comprimento. Isso parece contraditório, mostrando-nos que é preciso cuidado no trato com os conceitos. O conceito de comprimento, foi inventado pelo homem, e tem validade local, apenas. Já o espaço, não. Não torna-se fácil lidar com o espaço na ausência dos demais conceitos, mas talvez nem seja esse o caso, pois esta é uma situação limite, mas é confortador saber ou poder admitir que ele existe nessa situação. A Teoria da Relatividade (Especial) surgiu da eletrodinâmica e da óptica. O resultado de caráter geral mais importante a que a Teoria da Relatividade nos conduziu refere-se ao conceito de massa. A física pré-relativística conhece dois princípios de fundamental importância: a lei de conservação da energia e a lei de conservação da massa. Estes dois princípios fundamentais aparecem como inteiramente independentes um do outro. Na Teoria da Relatividade eles são fundidos em um princípio único. (Albert Einstein) À questão de saber se, por meio de experiências feitas na Terra, o movimento desta no espaço pode ser evidenciado. Já se observou que todos os esforços nesse sentido chegaram a um resultado negativo. (Albert Einstein) A situação mais simples possível de se admitir, é sempre o repouso próprio de qualquer corpo, tanto para a Terra, como para qualquer outro corpo abandonado no espaço. Admitir o repouso próprio é tão válido quanto admitir um movimento em relação a qualquer coisa. E como não existe no espaço nenhum referencial para declarar-se o movimento absoluto, em relação ao próprio espaço, admitir que a Terra está em repouso próprio no espaço é a situação mais simples e natural possível. E isso não impede que se observem vários movimentos relativos da Terra, em relação ao Sol, a Lua, e a outros referenciais, mas fundamentalmente esclarece que a natureza do conceito de movimento é sempre relativa a observador e referencial. Não existe movimento sem esses dois. Antes da Teoria da Relatividade, a ciência teve dificuldades para explicar este resultado negativo. (Albert Einstein) Antes da Relatividade a Física não podia interpretar quase nada, por acreditar-se na validade absoluta dos conceitos, que como hoje sabemos são relativos e locais, em sua grande maioria. ebook:física2.html 9/12/2007 Falando sobre Física - Rodrigo Horst Página 5 de 12 O fato do rigor matemático significar funcionamento local não é uma contradição, assim como admitir a Relatividade não significa abandonar o rigor matemático. A situação, com efeito, era a seguinte: os preconceitos sobre o tempo e o espaço, herdados do passado, não permitiam que surgisse nenhuma dúvida sobre o fato de que as transformações de Galileu comandavam a mudança entre um corpo de referência e outro. Admitindo, então, que as equações de Maxwell-Lorentz sejam válidas para um determinado corpo de referência K, concluímos que elas não são válidas para outro corpo de referência K’ que, em relação a K, se encontre em movimento uniforme, se entre as coordenadas de K e K’ são válidas as relações das transformações de Galileu. Com isto parece que, entre todos os sistemas de coordenadas galileanos, existe um (K) com um determinado estado de movimento fisicamente privilegiado. Do ponto de vista físico, interpretava-se este resultado considerando K como estando em repouso em relação a um hipotético éter. Todos os demais sistemas de coordenadas K’ que se movem em relação a K estariam em movimento em relação ao éter. A este movimento de K’ em relação ao éter (“vento de éter” relativo a K’) era atribuída a maior complicação das leis que deveriam valer em relação a K’. Também em relação à Terra tinha-se que admitir um tal vento de éter, e por muito tempo o empenho dos físicos esteve voltado para evidenciá-lo. (Albert Einstein) Não existe nenhum sistema de coordenadas privilegiado que crie as condições para a introdução da idéia do éter. (Albert Einstein) Se existisse, não existiria a Relatividade. A explicação para a existência da Relatividade, está na identidade entre espaço e matéria. O Universo não é absolutista em relação aos conceitos, e não existe nenhum sistema de coordenadas privilegiado porque matéria e espaço não são coisas diferentes, mas formam algo único. A Relatividade só é possível porque o espaço e a matéria, que formam a nossa realidade local, apresentam comportamentos variáveis, mas sempre em conjunto, e não um independentemente do outro, ou seja, os efeitos relativísticos observados na massa, são conjuntamente observados no espaço, e vice-versa. O que importa não é o movimento em si, ao qual não conseguimos atribuir nenhum sentido, mas sim o movimento em relação ao corpo de referência escolhido em cada caso. (Albert Einstein) Saber que massa e espaço podem ser tratados como sendo a mesma coisa, é bastante esclarecedor. Só assim podemos compreender de onde vêm as discordâncias observadas em diferentes referenciais sobre um mesmo fato único, podendo compreender então a natureza da Relatividade. O espaço é um contínuo tridimensional. Isto significa que podemos descrever a posição de qualquer ponto (em repouso) por meio de três números (coordenadas) x, y, z, e que para cada ponto existe um número qualquer de pontos “vizinhos” cuja posição pode ser determinada por coordenadas x1, y1, z1, tão próximas quanto quisermos das coordenadas x, y, z do primeiro ponto. Por causa desta última propriedade falamos de “contínuo”, e por causa das três dimensões falamos de “tridimensional”. O “mundo”, ou “universo”, é naturalmente de quatro dimensões no sentido espaço-temporal. Pois ele se compõe de eventos individuais, cada um dos quais descrito por quatro números, a saber, as três coordenadas espaciais x, y, z e uma coordenada temporal, o valor do tempo t. Neste sentido, o “universo” é também um contínuo; para cada evento existem tantos eventos “vizinhos” (realizados ou, pelo menos, imaginados) quantos desejarmos, cujas coordenadas x1, y1, z1, t1 diferem das coordenadas do evento original considerado x, y, z, t tão pouco quanto quisermos. (Albert Einstein) Existe aí uma importante consideração a destacar. O fato de podermos situar qualquer coisa imaginária ou não, no espaço, através do uso de coordenadas referentes a três dimensões espaciais, está muito mais para nossa percepção da realidade, do que para uma característica fundamental da natureza ou do Universo. O espaço “não sabe” que ele tem três dimensões: altura, largura e profundidade. Somos nós que utilizamos essas três dimensões, por nós inventadas, para facilitar o trato com o espaço. O Universo “não sabe” o que são as dimensões. Einstein utilizava quatro dimensões, e sua descrição mecânica era então um pouco mais precisa do que a de alguém que utilizasse apenas três. Mas há casos em que apenas duas são o suficiente. Há casos em que uma é o suficiente. É claro que é muito importante saber e poder trabalhar com os eixos, coordenadas e referenciais, e mais importante ainda é que tudo funciona bem, localmente, e é por isso que temos a impressão de que a natureza é só assim. Temos a impressão de que o espaço é tridimensional porque com três dimensões conseguimos situar qualquer coisa em nossa vizinhança espacial, de maneira mais ou menos perfeita. Também é um fato que a inclusão de uma quarta dimensão, tempo, tornou mais precisa, mais completa ou mais perfeita a descrição da realidade local como a percebemos. Não quero afirmar com isso que o Universo deva ter ainda mais dimensões, pelo contrário. Quando não há ninguém olhando para o espaço, quantas dimensões ele tem? Quando não há ninguém medindo nada, e nem situando nada no espaço, quantas dimensões uma região espacial tem? A resposta mais adequada é: nenhuma dimensão. É por isso que as três dimensões espaciais estão mais para o funcionamento local de nossas observações humanas, do que para a natureza do espaço ou para a natureza do próprio Universo. Já sobre o conceito contínuo, acredito ser esse mais uma característica fundamental do espaço, e do próprio Universo, já que é impossível “quebrar” o espaço em pedaços totalmente separados. Não se pode separar a matéria e nem pedaços ou regiões do espaço de maneira absoluta ou definitiva, de forma a não manterem mais nenhum vínculo. Nem mesmo a limitada velocidade da luz é capaz de isolar regiões muito distantes do espaço, pois verifica-se na prática que qualquer região, por mais distante que esteja, sempre mantém algum tipo de vínculo com qualquer outra ebook:física2.html 9/12/2007 Falando sobre Física - Rodrigo Horst Página 6 de 12 região no Universo. O contínuo quadridimensional da Teoria da Relatividade manifesta um amplo parentesco com o contínuo tridimensional do espaço geométrico euclidiano. A coordenada do tempo desempenha exatamente o mesmo papel que as três coordenadas do espaço. (Albert Einstein) Apesar da limitação referente apenas ao funcionamento local de nossas observações, como visto, o contínuo quadridimensional da Relatividade é um aperfeiçoamento na descrição da realidade, antes feita através do contínuo tridimensional euclidiano. Mas o mérito da teoria da Relatividade não está em aperfeiçoar a descrição da realidade, o que já foi uma grande coisa, mas está sim em desmitificar o conceito de tempo, trazendo o conceito de tempo ao mesmo nível de tratamento do espaço, sem isolá-lo ou resguardá-lo. A grandeza da teoria da Relatividade está justamente na simplicidade. Na orientação da possível igualdade entre os conceitos, o que facilita em muito o tratamento porque “desburocratiza” os conceitos, antes inacessíveis. É sempre preciso simplificar os conceitos, descê-los dos pedestais onde eles têm existência própria, quando queremos obter respostas mais adequadas, de âmbito mais geral. O princípio da relatividade física de todo movimento uniforme. Por seu próprio conceito, todo e qualquer movimento só pode ser concebido como um movimento relativo. Quando se trata apenas de constatar ou descrever o movimento, em princípio é indiferente a que corpo de referência o movimento está relacionado. (Albert Einstein) Todo movimento uniforme é relativo, ou seja, está sempre relacionado a algum corpo de referência ou referencial. Assim, podemos obter vários tipos diferentes de movimento uniforme de um único corpo, cada um em relação a um referencial diferente. Ou ainda, podemos admitir sempre a situação mais simples possível: a ausência de referenciais, com ausência de movimentos. Todo corpo está sempre em repouso em relação a si mesmo. Nenhum corpo nunca se movimenta em relação a si mesmo. Esse raciocínio é perfeitamente possível e adequado quando procuramos entender a natureza do espaço-matéria, a identidade que existe entre ambos, e o próprio Universo. A mecânica clássica é útil, localmente, mas seus conceitos nos enganam quando tentamos entender o Universo como um todo. Nessa situação, a mecânica clássica já não é mais útil, pois mais nos atrapalha do que ajuda. A mecânica de Newton poderia ser chamada de mecânica local, e a Relatividade de Einstein muito bem poderia ser chamada de mecânica local para dois referenciais. Para a descrição física dos eventos da natureza nenhum corpo de referência K ou K’ é privilegiado em relação a outros. (Albert Einstein) É sempre preferível, em qualquer sistema científico, optar pela situação mais simples, claro, quando isso é possível. Assim, opto pelo repouso próprio do corpo na ausência de referenciais. Só admito que um corpo está em movimento relativo, quando isso é necessário, e de certa forma, “iludo-me” para esse fim, pois também é sempre possível admitir que nenhum corpo é capaz de deslocar-se efetivamente em relação ao espaço vazio. Os corpos apenas se deslocam, relativamente, e localmente, em nossa vizinhança espacial, onde a mecânica e a Relatividade têm valor (pois são modelos fechados, não servindo para descrever a abrangência do Universo). Tanto a mecânica como a Relatividade, são teorias fechadas, localmente limitadas ou seja, só têm validade local. Mas se existisse um único referencial absoluto no Universo, todo esse raciocínio não seria possível. Só que aí o Universo seria outro, e não como o conhecemos. Posso admitir um movimento relativo, quando isso é para mim útil ou necessário, mas isso sempre restringe meu raciocínio à localidade, nunca servindo para ajudar a melhor entender o caso geral, do Universo visto como um todo. O Universo como um todo. (Albert Einstein) Conhecer o caso mais geral é sempre importante. Mas nos sentimos de imediato forçados a, contrariamente ao princípio da relatividade geral, atribuir ao movimento não uniforme uma espécie de realidade física absoluta. (Albert Einstein) Como explicar a alguém que está sendo acelerado, localmente, que em relação ao espaço vazio e ao Universo como um todo, ele está sempre em repouso? Mas existem poderosos argumentos. Corpos que se movimentam sob a ação exclusiva do campo gravitacional experimentam uma aceleração que não depende em absoluto nem do material nem do estado físico do corpo. Um pedaço de chumbo e um pedaço de madeira, por exemplo, caem no campo gravitacional (no vácuo) exatamente da mesma maneira, se os deixarmos cair sem velocidade inicial ou ainda com igual velocidade inicial. (Albert Einstein) Este é mais um argumento a favor da identidade que existe entre espaço e massa. Dois corpos diferentes, nunca se movimentam em relação ao Universo como um todo, permanecendo sempre em repouso próprio, porém, há algo a destacar no espaço desse exemplo. O espaço é relativamente diferente. O espaço é “arredondado”, e o repouso natural dos corpos é então o movimento em queda livre, porque o espaço é curvo, ou, não apresenta o espaço a mesma distribuição relativamente mais homogênea que apresenta longe de qualquer quantidade de massa. ebook:física2.html 9/12/2007 Falando sobre Física - Rodrigo Horst Página 7 de 12 A razão dessa diferença na geometria espacial é porque o espaço e a massa interagem entre si, não sendo independentes ou separados. A massa não ocupa lugar no espaço. Na realidade, é mais correto afirmar que a massa ocupa lugar do espaço. Saber isso é fundamental para um melhor entendimento tanto da Física local, bem como do caso mais geral, do Universo como um todo. A massa gravitacional e a massa inercial de um corpo são iguais uma à outra. Até hoje a mecânica, na verdade, registrou este importante princípio, mas não o interpretou. (Albert Einstein) Este importante princípio é mais uma prova da identidade que existe entre matéria e espaço. Conforme as circunstâncias, a mesma qualidade do corpo se manifesta ora como “inércia” ora como “gravidade” (“peso”). (Albert Einstein) Não é adequado não localmente, tratar a inércia como sendo “qualidade do corpo”, e nem o peso, assim como não são adequadas muitas definições, simplesmente porque não explicam nada, por serem muito fechadas. Existem várias definições que limitam a explicação de modo muito exagerado, mesmo que localmente. E assim tornam a explicação insuficiente, fechando a coisa em si mesma, o que vai muitas vezes contra a clareza e o bom entendimento. As definições clássicas, em sua grande maioria, são assim. É a ditadura da ciência. Mas isso está mudando. Buscando entender menos localmente a inércia, conseguimos perceber que a inércia é o estado do corpo, que pode ser admitido como sendo de repouso próprio sempre, uma vez que não existem no Universo referenciais absolutos em relação aos quais qualquer corpo esteja realmente em movimento, sendo todo e qualquer movimento sempre relativo a algum referencial local não-absoluto, insuficiente para significar movimento efetivo. Parece-nos que os corpos “não gostam” e sempre “resistem” em alterar o seu estado de movimento relativo, simplesmente porque não existe nenhum estado que seja o privilegiado, em relação aos demais, uma vez que nenhum estado de movimento é melhor ou pior do que nenhum outro, e então todos os corpos podem sempre ser considerados como estando em repouso próprio, apesar de estarem muitas vezes em diferentes movimentos relativos entre si. Isto é a inércia. Se a inércia não existisse, seria porque deveria haver algum estado cinemático ao qual todos os corpos tenderiam, como por exemplo, a um repouso absoluto, o que seria bastante “antidemocrático” por parte do Universo. O Universo não é assim. Todos os corpos simplesmente não “puxam o breque” e param todos uns em relação aos outros, por uma razão ainda mais simples: todos os corpos “consideram” que já estão parados. E todos têm razão. Apesar dos movimentos relativos, é também correto que cada corpo sempre está em repouso próprio. Mesmo que uma caixa esteja acelerada em relação ao “espaço galileano” que consideramos inicialmente, podemos no entanto considerá-la como em repouso. (Albert Einstein) A aceleração do corpo em direção ao piso é sempre a mesma, qualquer que seja o corpo com que ele realize a experiência. (Albert Einstein) É bem verdade que o observador que se encontra no vagão da estrada de ferro que está sendo freado experimenta, em conseqüência da freada, um puxão para a frente, e que desta forma ele percebe o movimento não uniforme do vagão. Mas ninguém o obriga a atribuir o puxão a uma aceleração “real” do vagão. Ele também pode interpretar da seguinte forma o que experimentou: “Meu corpo de referência (o vagão) está permanentemente em repouso. Mas, durante o período da freagem, existe em relação ao mesmo um campo gravitacional dirigido para a frente e que varia com o tempo. Por influência deste campo, o leito da estrada e a Terra se deslocam com movimento não uniforme, de tal modo que sua velocidade inicial dirigida para trás vai decrescendo constantemente. É este campo gravitacional que provoca também o puxão no observador”. (Albert Einstein) A conclusão é tão brilhante quanto verdadeira. As duas situações podem ser consideradas completamente equivalentes. O puxão localmente experimentado pelo observador poderia tanto ter origem na freada do trem, como numa atração gravitacional equivalente. A eletrostática está contida como caso-limite na eletrodinâmica; (Albert Einstein) Mais uma vez temos necessidade de aprofundar os conceitos do contínuo espaço-temporal. (Albert Einstein) Só é necessário aprofundar os conceitos, quando encontramos situações em que esses conceitos não são mais adequados. Isso ocorre geralmente quando aumentamos (um pouco) a abrangência de nossa observação, diminuindo a sua localidade. Porém, há limites. Quando a localidade desaparece, somem junto com ela a maioria dos conceitos, mas entendo o que Einstein quer mostrar. Tornar mais perfeita a explicação fornecida por alguns conceitos, aumentando a abrangência desses a partir de uma observação um pouco mais complexa, estendendo-a para mais um referencial qualquer. Nessa situação é necessário sim “polir” os conceitos envolvidos, como já feito nas equações da Relatividade. Um observador sobre um disco em rotação pode considerar como sendo o efeito de um campo gravitacional. É verdade que a distribuição espacial deste campo não seria possível segundo a teoria da gravitação de Newton (o campo se anula no centro do disco e aumenta proporcionalmente à distância até o centro). Se, portanto, com sua régua o observador medir primeiro o perímetro do disco e depois o diâmetro do mesmo, e dividir o primeiro resultado pelo segundo, ele há de encontrar por quociente não o célebre número pi= 3,14…, mas ebook:física2.html 9/12/2007 Falando sobre Física - Rodrigo Horst Página 8 de 12 sim um número maior (em todo esse raciocínio é preciso empregar como sistema de coordenadas o sistema galileano K (que não gira), pois só relativamente a K podemos considerar válidos os resultados da Teoria da Relatividade Especial), enquanto sobre um disco em repouso em relação a K esta operação deverá dar por resultado exatamente o número pi. Com isto já fica provado que as proposições da geometria euclidiana não podem ser perfeitamente válidas sobre um disco em rotação e, portanto, de maneira geral, em um campo gravitacional, pelo menos quando se atribui à régua em todo lugar e em qualquer orientação o comprimento igual a um. Também o conceito de linha reta perde o seu significado. Por conseguinte, não estamos em condições de definir, em relação ao disco, as coordenadas x, y, z de acordo com o método utilizado na Teoria da Relatividade Especial. Mas, enquanto as coordenadas e os tempos dos eventos não forem definidos, também as leis naturais em que estas coordenadas e estes tempos ocorrem não podem ter nenhum significado preciso. (Albert Einstein) É importante interpretar isso com a máxima clareza. Sabemos que, um observador, sobre um disco em rotação, obtém um número diferente de pi da relação. Outro observador, medindo o disco de fora, obtém pi, quando a calcula. Sabemos que, os dois estão certos, e que ambos, são igualmente corretos. E sabemos mais: A própria geometria não funciona da mesma forma no disco girando, e não girando. Mas a que conclusão fundamental essa importante constatação nos leva? O raciocínio sobre a obtenção de resultados diferentes de um mesmo fato, que é único, todos resultados igualmente verdadeiros, só encontra uma única solução possível e coerente: a realidade única, formada por matéria e espaço. Só levando em conta esse importante princípio é que é possível compreender de onde vêm as disparidades encontradas. A diferença entre os resultados sobre massa e geometria, tem que ser assumida pelo espaço-tempo local, continuando o sistema todo, conservativo. Assim, torna-se também possível explicar a própria natureza da matéria. De onde surge a matéria? Ou, o quê é a massa? Por que não há apenas o espaço vazio? A resposta é que, para o Universo como um todo, há apenas o espaço vazio, porém, nós, em nossa limitada localidade, sensorialmente, observamos tantos movimentos nesse espaço vazio, que a vários deles, chamamos de massa. Por que é possível a um observador localizado sobre um disco em rotação, uma geometria diferente da de quem está fora do disco? Por que a massa é observada existindo, onde só deveria haver espaço? A massa não possui uma natureza diferente da do espaço. A massa, nada mais é, que espaço em movimento local e relativo, e o espaço, nunca se desloca em relação a si mesmo, se visto como um todo. Apenas o faz localmente. Daí é que surgiram os nossos conceitos locais. Nós observamos de fato isso acontecer localmente. A explicação do porquê de existir em quantidade muito maior, espaço vazio, do que massa, no Universo, é dada por uma razão puramente probabilística, ou estatística. Espaço vazio e massa possuem mesma natureza, são a mesma coisa, mas os movimentos relativos no espaço que são a massa, estatisticamente, só ocorrem em pequeníssimas regiões do todo, conforme observado. Tenho à minha frente a superfície de uma mesa de mármore. De um ponto qualquer da mesma posso chegar a outro ponto qualquer, passando sempre um (grande) número de vezes para um ponto “vizinho”, ou – com outras palavras – indo de um ponto a outro sem dar “saltos”. Expressamos isto dizendo que a superfície é um contínuo. (Albert Einstein) Não é mais um contínuo euclidiano, e nós não temos mais condições de, com sua ajuda, definir diretamente coordenadas cartesianas, já que a construção acima não pode mais ser executada. (Albert Einstein) O desenvolvimento da geometria não euclidiana levou ao conhecimento de que é possível pôr em dúvida a infinitude do nosso espaço sem que entremos em conflito com a experiência. (Albert Einstein) É bem mais razoável, e mais de acordo com a experiência, admitir que o espaço não é infinito. Se o espaço fosse infinito, por que a Física seria conservativa como é? É mais razoável admitir, já que localmente as quantidades sempre se conservam, que existe uma quantidade total fechada e única (Universo como um todo) sem fim e nem início no tempo (tempo é um conceito local que o Universo não reconhece). E sem fim e nem início no espaço, que apesar de não ter um fim e nem um início que se encontre, é fechado, como um círculo, que é sem fim e sem início, mas sobre o qual é possível dar voltas. Uma parte muito pequena de uma superfície esférica pouco se distingue de uma parte de igual tamanho de um plano. Se, portanto, os seres da esfera viverem em um planeta cujo sistema solar só ocupe uma parte infinitamente pequena do mundo esférico, eles não terão possibilidade de decidir se vivem em um mundo finito ou em um mundo infinito, pois em ambos os casos o pedaço do mundo acessível à sua observação é praticamente plano ou euclidiano. (Albert Einstein) Já sabemos por nossas considerações anteriores que o comportamento de réguas e relógios é influenciado pelos campos gravitacionais, isto é, pela distribuição da matéria. Daí já se pode concluir que em nosso Universo não é correto falar em uma validade exata da geometria euclidiana. (Albert Einstein) A distribuição da matéria, também é uma forma de distribuição do próprio espaço. Euclides vivia em um planeta cujo sistema solar só é uma pequeníssima parte local do mundo, e não tinha a possibilidade de saber se vivia em um mundo geometricamente esférico, ou em um mundo geometricamente plano. Euclides não tinha a possibilidade de saber se a geometria do mundo era curva, ou plana. Apenas percebia que as ebook:física2.html 9/12/2007 Falando sobre Física - Rodrigo Horst Página 9 de 12 duas funcionavam em sua limitada localidade. Quanto mais se amplia a abrangência da geometria (e menos local ela fica), mais e mais desaparecem as retas da geometria plana, e mais aparecem as curvas. Todas as retas vão se curvando quanto menos local se tornam, mostrando-nos que a geometria do Universo é curva, que o Universo é finito, e fechado, sobre si mesmo. O cálculo mostra que mesmo massas do tamanho do nosso Sol exercem uma influência mínima sobre a métrica do espaço circundante. (Albert Einstein) O que caracteriza a física newtoniana é que, além da matéria, ela é obrigada a atribuir ao espaço e ao tempo uma existência real independente. Pois na lei do movimento de Newton figura o conceito de aceleração. Mas aceleração, nessa teoria, só pode significar “aceleração em relação ao espaço”. O espaço newtoniano deve, portanto, ser considerado como estando “em repouso”, ou pelo menos como “não acelerado”, para que se possa atribuir um sentido à aceleração mencionada na lei do movimento. O mesmo vale a respeito do tempo, que também entra no conceito de aceleração. (Albert Einstein) No modelo de Newton, o espaço e o tempo eram independentes entre si, independentes de qualquer outro conceito, e eram fixos. Só assim foi possível para Newton dar sentido ao próprio conceito de movimento, e também ao conceito de aceleração que, no modelo newtoniano, eram absolutos, ou seja, reais, definitivos, aconteciam de fato para todo o Universo ver, de uma existência inquestionável, não cabendo neles quaisquer interpretações diferentes, ou discordâncias. Newton regeu a Física com extremo rigor. E tudo mostrou-se perfeitamente coerente, dentro do que hoje é conhecida como a limitada localidade do modelo newtoniano. Os problemas não solucionáveis pelo modelo newtoniano só começaram a surgir, quando buscou-se ampliar o campo de observação, saindo um pouco, colocando um pé fora da localidade de onde e para onde o modelo foi criado. Após os insucessos obtidos, novas teorias diferentes tiveram que aparecer para explicar melhor essa realidade um pouco mais abrangente, como a teoria da Relatividade, e a mecânica quântica, por exemplo. Descartes raciocinava mais ou menos da seguinte maneira: o espaço é idêntico à extensão, mas a extensão está ligada a corpos. Portanto, não há espaço sem corpos, isto é, não existe espaço vazio. Mas uma olhada no vácuo do barômetro de mercúrio deve certamente ter jogado por terra as resistências dos últimos cartesianos (Albert Einstein) A idéia da existência independente do espaço e tempo pode ser expressa desta maneira drástica: caso a matéria desaparecesse, restariam apenas espaço e tempo (como uma espécie de palco para o acontecer físico). (Albert Einstein) É difícil imaginar isso. Admitir que o tempo exista nessa situação, na ausência da massa, e conseqüente ausência de deslocamentos, é querer atribuir ao tempo uma existência própria separada do restante, o que não faz sentido. Como admitir um tempo passando, onde não existe nada além do espaço vazio? Onde não existem nem sol nem lua, nem seres viventes que caminham, respiram e envelhecem, o que é o tempo? Essa idéia, de espaço e tempo isolados, é uma idéia muito antiga, da época em que o modelo mecânico admitia a completa independência entre os conceitos. Hoje, sabemos que todos os conceitos são dependentes uns dos outros, e só têm existência local. Não existe nenhum conceito que não possa ser desmontado, ou explicado, assim como também não existe nada isolado no Universo. O conceito de campo tem a pretensão final de substituir em princípio o conceito de partícula (ponto material). (Albert Einstein) É possível tentar explicar todas as coisas a partir do modelo de campo, que é mais geral, mais sistêmico, e fornece mais e melhores respostas do que o modelo clássico. Mas cabe perguntar: localmente, o modelo de campo é o mais adequado? Sabemos que, para atingir certas respostas, é necessário desmontar alguns conceitos clássicos, mais conservadores, mais fechados, mais locais. Mas quando queremos obter respostas mais locais, os conceitos clássicos antigos funcionam melhor e mais de acordo com o senso comum. Devemos primeiramente buscar entender o Universo como um todo, para então, fazer as devidas concessões aos modelos e conceitos clássicos locais, como ao modelo clássico de Newton, a fim de evitar preconceitos para com as relações mais amplas de identidade que existem, como a não conservação da energia, por exemplo. Falar em não conservação da energia, em modelos locais, é quase que como uma blasfêmia, mas a não conservação da energia é um dos pilares fundamentais na explicação Física geral do Universo. Precisamos evitar a opinião de que foi a Teoria da Relatividade Especial que introduziu o caráter quadridimensional do mundo real. Também na mecânica clássica o evento é localizado através de quatro números, isto é, de três coordenadas espaciais e uma coordenada temporal. (Albert Einstein) O grau de importância é que era muito menor. Apenas através da Teoria da Relatividade Especial, é que tornou-se possível visualizar tudo isso funcionando de modo mais compreensível. Antes, o tempo e o espaço eram coisas separadas. Com a Relatividade, tornam-se algo único. Essa é a importância. Não apenas de “retratar” os conceitos, como faz a mecânica clássica, mas, relacionar esses conceitos, como faz, em grande parte, a Relatividade. ebook:física2.html 9/12/2007 Falando sobre Física - Rodrigo Horst Página 10 de 12 A simultaneidade de dois eventos em relação a um sistema inercial acarreta a simultaneidade destes eventos em relação a todos os sistemas inerciais. É isto que se quer dizer quando se afirma que o tempo da mecânica clássica é absoluto. (Albert Einstein) Verifica-se na prática, que isso não acontece. Se o tempo fosse absoluto, seria também algo imutável, intocável, algo único, e teria uma existência própria e separada de todo o mais restante no Universo. Dessa forma, fechado em si, seria impossível explicá-lo ou entendê-lo e nunca alguém seria capaz de explicar ou entender a origem e funcionamento do tempo. Teríamos apenas que aceitá-lo, fechado em si. Mas felizmente não é assim. O tempo é sempre relativo, sendo apenas uma medida-padrão de deslocamento, e só existe localmente. Não precisamos então nos preocupar com uma “entidade” absoluta tempo, que, para bem da ciência, não existe. Não existe tempo absoluto no Universo. Se existisse, a Relatividade estaria errada e não funcionaria. O Universo teria que ser outro, mais parecido com o modelo clássico de Newton, onde tudo é conservado e quase nada é explicado, apenas aceito. Temos sorte em hoje poder saber que o Universo não é assim. O “agora” deixa de ter seu significado objetivo para o mundo espacialmente estendido. Isto implica que devemos considerar espaço e tempo como um contínuo quadridimensional objetivamente indissociável. (Albert Einstein) Os conceitos da Física, não localmente, são todos indissociáveis. O mundo é indissociável. O Universo é indissociável. Qualquer conceito, não localmente, é indissociável do Universo. Espaço, tempo, matéria, energia, são indissociáveis não localmente. Só assim é possível compreender as leis da natureza localmente, e também o conjunto da ciência, e o próprio Universo. As leis da natureza só pretendem ser válidas quando a descrição espaço-temporal toma como base um sistema inercial. Pois é só em relação a um sistema inercial que o princípio da inércia e o princípio da constância da velocidade da luz têm validade. (Albert Einstein) Quando olhamos para o Universo, sem levar em consideração nenhum sistema inercial, é que podemos entender a natureza do conceito de movimento. Nessa situação, o movimento não passa de repouso próprio. E só assim podemos entender então o próprio conceito de inércia. Sem movimento, tudo está em repouso. Admitindo que tudo está em repouso (na situação de ausência de sistemas que sirvam de referenciais para o movimento), então, nenhum movimento é privilegiado. Como nenhum movimento é privilegiado, ou, como nenhum movimento é absoluto, tudo está, também, em repouso próprio. Dizemos que tudo fica apenas inercialmente em movimento em relação aos sistemas inerciais que escolhemos como referenciais, sem que exista, no Universo, um único movimento absoluto, pois o que existe localmente, ou o que percebemos, é apenas o espaço em movimento inercial relativo. A esse espaço, chamamos massa, ao restante, espaço vazio. É interessante notar que as leis da natureza, as relações físicas, as relações matemáticas, só pretendem ser válidas e só existem localmente, na descrição espaço-temporal do sistema inercial escolhido. Isso não prejudica a nossa compreensão, nem local, nem do Universo, pelo contrário. Apenas delimita o campo de atuação e validade dos conceitos isolados, não impedindo o entendimento da situação geral que, aliás, é só dessa forma que se faz possível. Um sistema de coordenadas empregado, em si não tem significado objetivo. (Albert Einstein) Qualquer sistema de coordenadas é apenas mais uma ferramenta, como também são ferramentas todos os conceitos. Localmente, os conceitos parecem até ter existência própria, mas esta vai diluindo-se, tornando-se inútil e desaparecendo, não localmente. Toda a ciência é também uma ferramenta. A Física é uma ferramenta. A Matemática é uma ferramenta. O trabalho dos cientistas e dos homens, é verificar o quão útil são essas ferramentas localmente, e, o quão útil ainda poderão vir a ser. Uma teoria que descreve a realidade física de maneira exaustiva (incluindo o espaço a quatro dimensões). (Albert Einstein) Eu já começo a imaginar uma. E você? Princípios Gerais da Física 1) Não existem movimentos absolutos no Universo. A matéria e o espaço não são coisas diferentes, pois se fossem, a matéria teria que ser capaz de realizar movimentos absolutos em relação ao espaço vazio. ebook:física2.html 9/12/2007 Falando sobre Física - Rodrigo Horst Página 11 de 12 2) Para o Universo como um todo, matéria e espaço vazio não são diferentes. Para o Universo como um todo, matéria e espaço vazio não são diferentes. Se a matéria fosse diferente do espaço vazio, ela existiria de modo independente, por ser diferente do espaço vazio, e, em possuindo uma natureza diferente do espaço vazio, seria capaz então de realizar movimentos absolutos. Mas movimentos absolutos não são verificados, então, prevalece como característica fundamental do Universo a identidade entre massa e espaço vazio, que são conversíveis entre si. 3) A matéria é espaço em movimento inercial e relativo. Para o Universo como um todo, a massa não é diferente do espaço. A geometria da matéria é que pode localmente ser diferente da geometria do espaço vazio (só localmente), por isso a matéria existe, por isso percebemos a sua existência. Quando ocorre uma variação no movimento relativo do observador, também ocorre variação na massa observada, para mais ou para menos, demonstrando a natureza dinâmica, variável e relativa da massa. 4) A ação e reação de Newton pode ser explicada pela ausência de movimentos absolutos no Universo. Como nenhum movimento é o absoluto, não é possível que uma força entre dois corpos atue em um só sentido, pois não é possível distinguir quem está agindo sobre quem, já que ambos os corpos igualmente são constituintes do Universo, podendo perfeitamente ser admitidos como estando cada um em repouso próprio. Nenhum é privilegiado em relação a qualquer outro. Assim, a ação/reação entre dois corpos é indissociável, simultânea e oposta. 5) A equivalência entre gravidade e inércia pode ser explicada pela identidade que existe entre matéria e espaço vazio. A inércia é explicada pela ausência de movimentos absolutos, e pela identidade entre matéria e espaço vazio, que é a razão da inexistência de movimentos desse tipo. Tanto faz o movimento inercial, ele é somente e sempre relativo, podendo também ser admitido como uma situação de repouso do corpo em relação ao espaço vazio, já que não existem no Universo referenciais absolutos para o movimento. A aplicação de uma força sobre um corpo significa não apenas alterar o estado de movimento do corpo, mas sim significa alterar o próprio corpo, pois todo corpo nada mais é do que um movimento relativo do espaço vazio, todo corpo nada mais é do que uma vibração relativa do espaço vazio, todo corpo nada mais é do que uma “turbulência”, podemos assim dizer, do espaço vazio. A incorporação da força ao corpo, modificando seu estado de movimento relativo, que é o que o corpo é em última análise, ou seja, de mesma natureza, tanto movimento quanto corpo, é percebida como uma resistência do corpo em alterar o seu estado de movimento relativo. Quanto maior é a massa do corpo, maior é a resistência oferecida pelo corpo. Nada mais natural. Um movimento inercial relativo do espaço (que é o corpo), só resiste em alterar sua situação porque, visto que o corpo é um movimento inercial relativo bem definido, ocorre o confronto entre duas quantidades de mesma natureza, e não existem confrontos sem resistências. Essa é mais uma prova da identidade que existe entre matéria e espaço vazio. Depois da aplicação da força, o próprio corpo é alterado, e percebemos então um movimento relativo diferente realizado localmente por ele. O corpo já não é mais exatamente o mesmo. A gravidade é explicada pela curvatura do espaço. Nas proximidades de massa, a geometria do espaço vazio é diferente da geometria do espaço vazio longe de quaisquer massas (massas são regiões do espaço em movimento relativo), e a queda dos corpos nada mais é do que o repouso próprio dos corpos em uma região onde a geometria do espaço é diferente da geometria do espaço sem a presença de massa ou sem a presença de movimentos relativos do espaço, nas regiões onde o espaço é mais uniforme. 6) A matéria não ocupa lugar no espaço. A matéria ocupa lugar do espaço. Como a matéria e o espaço não são diferentes para o Universo como um todo, não é correto afirmar que a matéria está no espaço, pois isso significaria uma presença absoluta de algo independente e diferente do espaço. O correto sim é afirmar que a matéria ocupa lugar do espaço, pois onde não há o espaço vazio, há a matéria, sendo que a matéria é espaço vazio em movimento inercial relativo. O espaço e a matéria são a mesma coisa para o Universo como um todo, porém, localmente, nós os percebemos com geometrias diferentes, e é por isso que os percebemos diferentes. 7) Como a massa é espaço em movimento inercial e relativo, o formato do espaço vizinho de massa é afetado pela presença da massa, sendo isso a gravidade. Se a massa fosse algo totalmente isolado do espaço, o espaço vazio não precisaria ser afetado pela presença da massa, e a gravidade não precisaria existir. Como a geometria da massa é diferente da geometria do espaço vazio longe de massas, a gravidade é uma espécie de transição entre a massa e o espaço vazio longe de massa, entre a geometria curva da massa e a geometria plana do espaço vazio. Localmente, a gravidade pode ser vista como sendo uma força, como ocorre nas teorias clássicas da gravitação, mas como o repouso próprio de qualquer corpo pode ser sempre admitido, a gravidade pode ser vista de modo mais abrangente como sendo a transição entre a geometria curva da massa e a geometria plana do espaço vazio, produzindo o efeito local sempre observado da queda dos corpos. Corpos abandonados próximos a grandes massas, apesar de poderem sempre ser considerados como estando em repouso próprio, localmente, são observados escorregando pela geometria curva transitória da região gravitacional. Tanto isso é verdadeiro, que os corpos correm o risco de colidir e até mesmo de desaparecer, de praticamente deixar de existir em caso de uma colisão muito violenta. Se os corpos tivessem uma natureza diferente da dos movimentos relativos, não deveriam deixar de existir por causa deles, pois teriam então a sua natureza “diferente” para mantê-los preservados ou conservados. Não é o que ocorre. 8) O Universo é conservativo. ebook:física2.html 9/12/2007 Falando sobre Física - Rodrigo Horst Página 12 de 12 É por isso que localmente funcionam a Matemática, a Física, e as demais Ciências. As quantidades locais que nós medimos (espaço, tempo, massa, energia, etc.), podem sempre ser divididas ou somadas em quantidades igualmente proporcionais. Isso pode levar a conclusões equivocadas, como à conservação da massa sempre, e à conservação da energia sempre, e que são apenas localmente válidas. Claro que uma laranja é uma quantidade que localmente se conserva, pois não presenciamos laranjas que desaparecem, e quando cortamos uma laranja ao meio, obtemos duas metades de laranja que se somadas ou unidas correspondem exatamente a laranja inteira, mas devemos nos perguntar: até onde isso é verdadeiro? Se presenciássemos o sumiço integral de uma laranja diante de nossos olhos, que é possível acontecer, mas estatisticamente muito difícil, e só por isso não acontece, cairia por terra o “Princípio da Conservação das Laranjas”. O mesmo serve para a conservação da massa, da energia, e para outras conservações, sendo que a única conservação que possui validade geral é a do Universo como um todo, não dependendo de limites de validade impostos pela localidade. Referências Bibliográficas EINSTEIN, Albert. – Über die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie. "Caso queira, deposite qualquer quantia no Banco Bradesco agência 370-0 conta poupança 31.135-9 e ajude o autor a continuar seu trabalho. Obrigado." Rodrigo Horst © 2000 – Rodrigo Horst [email protected] Versão para eBook eBooksBrasil.com __________________ Outubro 2000 ebook:física2.html 9/12/2007