Relatividade: A Teoria Restrita e Geral

Albert Einstein


3 – O Espaço e Tempo na Mecânica Clássica


O objetivo da mecânica é descrever como os corpos mudam de posição no espaço com o "Tempo." Eu deveria carregar minha consciência com pecados graves contra o espírito sagrado da lucidez deveria formular os objetivos da mecânica dessa maneira, sem séria reflexão e explicações detalhadas. Vamos continuar a divulgar esses pecados. Não está claro o que deve ser entendido aqui por "posição" e "espaço". Eu estou na janela de um vagão que viaja uniformemente e solto uma pedra no aterro, sem jogá-lo. Então, desconsiderando a influência da resistência do ar, eu vejo a pedra descer em linha reta. Um pedestre que observa os erros cometidos pela trilha percebe que a pedra cai na terra em uma curva parabólica. Agora pergunto: as "posições" atravessadas pela pedra estão "na realidade" em uma linha reta ou em uma parábola?

Além disso, o que se entende aqui por movimento "no espaço"? Das considerações da seção anterior a resposta é evidente por si. Em primeiro lugar, evitamos inteiramente a vaga palavra "espaço", da qual devemos reconhecer honestamente que não podemos formar a menor ideia e substituí-la por "movimento relativo a um corpo de referência praticamente rígido". As posições relativas ao corpo de referência (transporte ferroviário ou aterro) foram já foi definidos em detalhes na seção anterior. Se em vez de "corpo de referência" nós inserimos "sistema de coordenadas", que é uma ideia útil para descrição matemática, nós estamos em posição de dizer: a pedra atravessa uma linha reta em relação a um sistema de ordenadas rigidamente fixadas ao vagão do trem, mas em relação a um sistema de coordenadas rigidamente preso ao chão (aterro), descreve uma parábola. Com a ajuda deste exemplo, é claramente visto que não existe uma trajetória independentemente (lit. "caminho-curva”)(1), mas apenas uma trajetória relativa a um corpo de referência específico.

Para ter uma descrição completa do movimento, precisamos especificar como o corpo altera sua posição com o tempo; isto é, para cada ponto da trajetória, deve ser indicado em que momento em que o corpo está situado lá. Esses dados devem ser complementados por essa definição de tempo em que, em virtude dessa definição, esses valores de tempo podem ser considerados essencialmente como grandezas (resultados de medições) capazes de observação. Se tomarmos nossa posição no terreno da mecânica clássica, podemos satisfazer esse requisito de nossa ilustração da seguinte maneira. Imaginamos dois relógios de construção idêntica; o homem na janela do trem está segurando um deles, e o homem na calçada, o outro. Cada um dos observadores determina a posição em seu próprio corpo de referência ocupado pela pedra em cada marca do relógio que ele está segurando na mão. Neste contexto, não temos tomado em consideração a imprecisão envolvida pela finitude da velocidade de propagação da luz. Com isso e com uma segunda dificuldade prevalecendo aqui, teremos que lidar em detalhes mais tarde.


Notas de rodapé:

(1) Ou seja, uma curva ao longo da qual o corpo se move. (retornar ao texto)

Inclusão: 19/05/2021