O Espaço-Tempo Explicado

era uma vez um reino distante muito antigo cheio de tradições uma dessas tradições era medida do reino a cada década no medidor real é escolhido pelo próprio rei com uma única missão medir o reino de ponta a ponta de norte a sul e de leste a oeste porém a cidade tinha outra tradição milenar as distâncias medidas de norte a sul eram feitas em metros e as de leste a oeste em pés e era assim que sempre foi a ponte que cruzava um rio de norte a sul tinha 30 metros de comprimento mas o rio que

corria para o oeste tinha milhares de pés de comprimento e devido a essa antiga regra um medidor real era munido de duas ferramentas para realizar o seu trabalho uma régua e metros para ser usada de norte a sul e uma régua e pés para ser usada de leste a oeste mas um dia o medidor real seja uma idéia ousada ele virou sua régua e metros para o oeste e notou que ela funcionava perfeitamente bem ele notou que a tradição de usar duas medidas de comprimento era desnecessária um metro e operam duas medidas de comprimento ea

direção que elas medirão não fazia a menor diferença no final das contas e não é só isso ele também descobriu qual era a relação entre um metro e um o pé é aproximadamente 0,3 metros e é aqui que talvez você se pergunte por que você está me contando uma história sobre reinos metros e medidas em um vídeo sobre quatro dimensões e um espaço tempo porque esse medidor real era nada mais nada menos do que albert einstein eu tô brincando aqui na verdade está no sentido figurativo mas aí tem com a sua teoria da relatividade nos

disse basicamente a mesma coisa que o medidor real tempo que nós medimos em segundos em espaço que nós medimos em metros não são duas coisas separadas ea física faz muito mais sentido se pensarmos nessas quantidades da mesma forma e é por isso que a relatividade diz que nós vivemos em quatro dimensões três dimensões do espaço e uma de tempo mas antes de entender o porquê disso porque claramente usar apenas três dimensões seria muito mais fácil de entender aqui vem uma breve introdução à relatividade a teoria da relatividade restrita de einstein em dois princípios fundamentais e

o primeiro é o princípio da relatividade que diz que dois observadores se movem com velocidades constantes um em relação ao outro concordam com os resultados de todos os experimentos físicos isso basicamente quer dizer que se você fizer um experimento físico parado ou numa nave quase na velocidade da luz o resultado tem que ser o mesmo isso é uma implicação fortíssima porque isso nos diz que não existe um experimento físico que pode determinar sua velocidade mas então com que nós conseguimos medir a velocidade dos nossos carros por exemplo nós conseguimos medir a velocidade relativa a outros

objetos por exemplo do carro relativo ao chão mas não existe uma velocidade absoluta universal colocando isso em outras palavras mas queremos dizer que a velocidade é uma quantidade relativa salvem isso porque isso é muito importante daqui pra frente o segundo princípio da relatividade é um pouco mais simples e vem diretamente nos resultados experimentais obtidos por mailson imóvel ea gente já fez um vídeo sobre isso esses experimentos apontam que a velocidade da luz no vácuo não depende da fonte dessa luz ou de qualquer observador isso significa que se eu parado acender uma lanterna à velocidade da

luz que sai da lanterna é de 299 milhões setecentos e noventa e dois mil e 458 metros por segundo agora se uma nave se movendo a 200 mil metros por segundo a ascendi uma lanterna a velocidade da luz que sai dessa lanterna também é de 299 milhões setecentos e noventa e dois mil e 458 metros por segundo e mais se essa nave decidiu medir a velocidade da luz emitida pela minha lanterna ela vai medir exatamente o mesmo valor da mesma forma se qualquer observador em qualquer situação medir a velocidade da luz emitida por qualquer fonte

também qualquer situação o resultado da medida vai ser 299 792 458 metros por segundo então segue aqui o segundo posto lado da relatividade a velocidade da luz no vácuo é constante e absoluta ela não depende da fonte ou do observador percebeu o seguinte o primeiro posto lado nos diz o que é relativo à velocidade entre os corpos mas o segundo posto lado nos indica o que é verdadeiramente absoluto à velocidade da luz se eu e outras pessoas estamos em cargos diferentes com velocidades diferentes nós temos como medir essa diferença de velocidade mas se nós dois

acendemos lanternas e tentarmos medir a velocidade da luz que está saindo dessas lanternas ela vai ser a mesma para as duas situações não importa de que maneira nós façamos essa medida ou com que velocidade nós estejamos momento a velocidade da luz ser constante e infinita é uma questão importantíssima porque a relatividade de einstein prevê que essa é a velocidade que limita toda a matéria e toda a informação do universo só que a velocidade da luz pode ser medido em metros por segundo ou seja a velocidade da luz é a distância que ela percorreu dividido pelo

tempo que ela demorou para percorrer essa distância mas a relatividade exige que a velocidade da luz seja absoluta e aqui vem o pulo do gato é a razão de distância por tempo para a luz ser absoluta distâncias e tempos não podem ser absolutas ambos precisam avaliar para que no final essa divisão seja uma constante vamos voltar ao clássico exemplo de um tripulante de uma nave espacial se movendo muito rápido em relação a alguém parado a terra tanto o observador na nave quanto na terra vão concordar perfeitamente em com a velocidade da luz os incríveis 299.792.458

metros por segundo mas eles não vão concordar em qual foi a distância que a luz percorreu e nem quanto tempo demorou a percorrer essa distância de novo o que é igual para todos é a velocidade da luz mas tempo espaço são relativos para observador o observador se movendo rapidamente vai medir distâncias menores do que o observador parado esse é o efeito da contração espacial mas para manter a velocidade da luz igual ele também vai medir o tempo passando mais devagar do que para alguém parado e esse é o efeito da dilatação temporal tanto espaço quanto

tempo vão mudar de tamanho se contraindo ou dilatando para manter a velocidade da luz constante é por isso que a idéia do einstein de que a velocidade da luz tinha que ser uma constante é tão especial só que aqui nos encontramos um problema técnico às nossas unidades físicas normalmente são dadas metros e segundos em distâncias e tempos mas essas coisas não são mais absolutas elas são totalmente relativas e na física nós precisamos de continuar diz que não dependem do observador para fazer contas com facilidade então se nem o espaço nem o tempo são absolutos o

que é verdadeiramente absoluto sentem se confortavelmente porque agora as coisas ficam sérias para entender bem a ideia de espaço tempo nós precisamos mudar um pouco a forma que nós pensamos sobre o tempo eo espaço até então nós falamos da velocidade da luz como 299 792 458 metros por segundo ou seja estamos escrevendo a luz em termos de espaço e tempo nós usamos dois conceitos relativos a tentar descrever um conceito absoluto e por mais que isso funcione é interessante pensar em como que nós poderemos mudar as coisas e pensar diretamente na velocidade da luz como algo

absoluto então como a velocidade da luz é absoluta ao invés de usarmos ela como uma razão de espaço por tempo mas podemos usar ela como uma medida de conversão para transformar tempo espaço e com isso nós vamos poder medir tempo e metros ou seja metros e segundos passam a ser a medida da mesma coisa só em escalas diferentes isso é um segundo são 299 792 458 metros e isso é uma igualdade tempo passa a ser simplesmente outro nome para o espaço o tempo se junta ao próprio espaço e forma uma coisa só no conceito de

espaço tempo é isso que significa espaço tempo dessa forma nós deixamos de pensar no tempo como um cronômetro separado do espaço que marca o momento em que coisas acontecem do mundo aqui mas passamos a tratar o tempo como uma dimensão do espaço nós podemos inclusive de tempo e metros o espaço tempo é composto das três direções do espaço maais a direção do tempo e nós podemos medir essas quatro direções ou quatro dimensões usando somente uma unidade metro mas podemos agora nos perguntar como ficam os nossos conceitos usuais distância velocidade quando nós estendemos eles pra esse

raciocínio de quatro dimensões como são velocidades e distâncias no espaço tempo como os conceitos mais básicos da física são tratados agora que nós temos quatro dimensões ao invés de três dimensões na distância no espaço tempo existe uma quantidade similar às distâncias usuários que medimos só que no espaço essa medida de distância em 4 dimensões é o intervalo o intervalo médio a separação de dois eventos no espaço tempo isso é o intervalo leva em conta a distância espacial mais a diferença de tempo medido em metros de duas coisas acontecerem é basicamente uma medida de distância em

4 dimensões e diferente da distância usual em três dimensões o intervalo é uma medida absoluta ou seja suponha que aqui da terra a gente observe duas supernovas acontecendo a primeira acontece de um lado da galáxia e depois de um ano a outro acontece do outro lado da galáxia para nós os dois eventos estão separados pela distância da galáxia e por um tempo de 1 ano ou medindo tudo em metros as duas supernovas estão separadas pela distância da galáxia no espaço mas um ano luz de distância no tempo agora o observador se movendo próxima velocidade da

luz em uma nave próxima veria as duas provas explodindo muito mais perto uma da outra do que nós e o tempo entre essas explosões seria maior que um ano pra ele por causa da velocidade que ele está se movendo isso se deve ao fato de que o espaço e tempo por si só são relativos como a gente já falou nesse vídeo lembre-se que espaço e tempo se contraem de latão dependendo da sua velocidade com o único propósito de manter a velocidade da luz constante independente do observador mas se tanto nós quanto observador da nave calcularmos

o intervalo a distância em 4 dimensões a gente vai ver que essa medida é a mesma para os dois ou seja a distância no espaço tempo são absolutas e todos os observadores concordam com ela é por isso que nós usamos espaço tempo como referencial e também é por isso que nós ouvimos falar tanto no espaço tempo em um universo cheio de coisas que variam a única coisa que nós temos certeza é a velocidade da luz então faz muito sentido usar ela para nos orientar nesse gigantesco universo muito obrigado e até a próxima esse vídeo foi

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