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Einstein e a relatividade, a que propósito?!
A teoria da relatividade tem origem nas divergências existentes entre as equações da mecânica e do electromagnetismo.
Tendo em conta o carácter determinante da experiencia, a relatividade de Einstein nasceu do resultado negativo da experiência de Michelson e Morley.
A experiência tinha como objectivo evidenciar uma possível variação da velocidade da luz, não se aplicando neste caso a regra de composição de velocidades. Como resultado obteve-se uma velocidade da luz constante e independente do movimento da fonte luminosa em relação ao observador.
Lorentz deparando-se com o resultado negativo da experiência de Michelson e Morley, estabeleceu novas fórmulas de transformação, que constituem o “grupo de Lorentz”. Estas fórmulas evidenciam a constância na velocidade da luz e tem por escopo substituir o grupo de Galileu.
Na relatividade, o tempo deixa de ter carácter absoluto, as equações de Maxwell (que mudam de estrutura quando se lhes aplica as transformações do grupo de Galileu) permanecem invariantes pelas transformações do grupo de Lorentz.
Em 1905, Einstein apresentou uma solução elegante a estas questões, após se ter debruçado e examinado profundamente as noções clássicas de espaço e tempo absolutos. Enunciou dois princípios após a sua análise:
1º) As leis do electromagnetismo e as leis dos sistemas físicos são as mesmas em todos os sistemas galileicos de referência.
2º) A velocidade da luz é constante em todas as direcções em todos os sistemas galileicos de referência.
O primeiro princípio evidência que é a transformação de Lorentz que tem sentido físico, em contrário com a transformação de Galileu, ou seja, nenhuma experiencia de electromagnetismo ou de mecânica feito no interior de um sistema galileico pode permitir evidenciar-lhe o movimento em relação a outro sistema galileico.
O segundo princípio evidência a modificação da lei da composição das velocidades.
Conclui-se que o resultado negativo da experiencia de Michelson e Morley e o grupo de Lorentz que o justificou impuseram uma modificação na estrutura do espaço, sendo necessário incorporar-se daí em diante o tempo e a velocidade da luz de modo mais intimo.
Além das equações de Mecânica era necessário que as equações de Dinâmica fossem alteradas no sentido de serem invariantes para o grupo de Lorentz. Em Dinâmica newtoniana as equações eram invariantes para a transformação de Galileu, contudo, não o eram mais para esta nova transformação.
O princípio da inércia da energia, devido a Einstein, teve o condão de transformar o mundo moderno. Desvendou uma inesgotável fonte de energia que até então passava desapercebida: a matéria. A Mecânica relativista e a geometria riemanniana forneceram-nos novos instrumentos que permitiram alargar os nossos conhecimentos muito além do que julgávamos ser os nossos limites.