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Teoria da Relatividade Geral

Física

A Teoria da Relatividade Geral, proposta pelo físico alemão Albert Einstein, é uma generalização da Teoria da Relatividade Restrita, também de sua autoria. A Relatividade Geral leva em conta os aspectos fundamentais da Relatividade Restrita, mas também trata do efeito dos campos gravitacionais sobre o espaço e o tempo.
De acordo com a Relatividade Geral, grandes massas alteram a curvatura do espaço, produzindo a gravidade
De acordo com a Relatividade Geral, grandes massas alteram a curvatura do espaço, produzindo a gravidade
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A Teoria da Relatividade Geral é uma generalização da Teoria da Relatividade Restrita, de Albert Einstein, mas vai além desta, levando em conta a aceleração dos corpos. Logo, a Relatividade Geral é válida para referenciais não inerciais, ou seja, que apresentam aceleração. Saiba o que é um referencial clicando aqui.

Com a Relatividade Restrita, Einstein provou que os fenômenos físicos acontecem de forma diferente para observadores que se movem com velocidades relativas constantes e que a velocidade da luz é mesma para todos esses observadores. Mostrou-se, além disso, uma equivalência entre tempo e espaço. Em termos práticos, essa teoria indica que eventos que ocorrem simultaneamente para um observador podem ser assíncronos para outro. Por exemplo: a duração de um evento, como a queda de um corpo, quando medida por uma pessoa no planeta Terra, pode ser diferente se medida por um observador externo que se mova com uma velocidade comparável à velocidade da luz.


Princípio da Equivalência

A Relatividade Geral, por sua vez, é baseada no Princípio da Equivalência. Esse princípio indica que, por meio de um experimento realizado localmente, não é possível afirmar se a aceleração sofrida por um corpo é decorrente da gravidade ou da aplicação de uma força externa de outra natureza, que não a gravitacional, já que seus efeitos serão similares. Imagine a seguinte situação: uma pessoa deixa um objeto cair sob a ação do campo gravitacional terrestre (esse objeto cairá com aceleração de aproximadamente 9,8 m/s²). O mesmo irá acontece se um objeto for solto no interior de uma astronave acelerando verticalmente para cima a 9,8 m/s², sem a influência de qualquer campo gravitacional. Assim, não será possível afirmar se a queda do objeto ocorreu devido a um campo gravitacional ou em função de sua própria inércia.

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Uma das grandes consequências do Princípio da Equivalência é que, mesmo que uma região do espaço esteja acelerada pela aplicação de uma força, se nesse local houver um campo gravitacional que anule essa aceleração, o observador não será capaz de discernir se o mesmo se trata ou não de um referencial inercial (com velocidade constante).


A gravidade e a geometria do espaço e tempo

Einstein foi ainda mais longe e conseguiu descrever, por meio da Relatividade Geral, o fenômeno da gravidade como uma alteração na geometria do espaço, uma curvatura em seu formato. Grandes massas são capazes de distorcer o espaço e, consequentemente, o tempo. Uma vez que a luz se propaga pelo espaço, sendo ele curvo, ela demorará tempos diferentes para observadores que se encontrem em regiões com diferentes acelerações gravitacionais.

Apesar de ser chamada de teoria, diversas observações experimentais já constataram a validade da Teoria da Relatividade. Um dos experimentos mais recorrentes é o fenômeno da lente gravitacional: quando a luz se propaga em regiões do espaço altamente distorcidas por grandes massas, seu caminho é curvado. Dessa forma, é possível que as imagens de algumas estrelas apareçam repetidas ou ainda borradas nas imagens feitas por telescópios e radiotelescópios. A descoberta desse fenômeno tornou possível, nos últimos anos, a correção dessas imagens.

Por Rafael Helerbrock
Graduado em Física

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

HELERBROCK, Rafael. "Teoria da Relatividade Geral"; Brasil Escola. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/teoria-relatividade-geral.htm>. Acesso em 18 de agosto de 2018.

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