Efeito da relatividade torna-se visível em laboratório na Áustria
Quando um objeto se move extremamente rápido, próximo da velocidade da luz, certas suposições básicas que são consideradas certas já não se aplicam.
Esta é a principal consequência da teoria da relatividade restrita de Albert Einstein. O objeto tem portanto um comprimento dissemelhante daquele que tem em repouso, e o tempo passa de forma dissemelhante para ele do que no laboratório. Tudo isto foi repetidamente confirmado por experiências.
No entanto, uma consequência interessante da relatividade ainda não tinha sido observada: o chamado efeito Terrell-Penrose.
Em 1959, os físicos James Terrell e Roger Penrose (vencedor do Prémio Nobel em 2020) concluíram, de forma independente, que os objetos em movimento rápido deveriam parecer rodopiar. No entanto, esse efeito nunca foi demonstrado.
Agora, uma colaboração entre a Universidade Técnica de Viena (TU Wien) e a Universidade de Viena conseguiu pela primeira vez reproduzir leste efeito utilizando pulsos de laser e câmaras de precisão, a uma velocidade efetiva da luz de 2 metros por segundo, noticiou na segunda-feira a dependência Europa Press.
“Imaginemos que um foguetão passa por nós a 90% da velocidade da luz. Para nós, já não tem o mesmo comprimento que antes da descolagem, mas sim 2,3 vezes mais pequeno”, explicou Peter Schattschneider, da Universidade Técnica de Viena, em transmitido.
Esta é uma contração relativista do comprimento, também conhecida porquê contração de Lorentz. No entanto, esta contração não pode ser fotografada.
“Se quisesse tirar uma retrato do foguetão enquanto leste passava, teria de ter em conta que a luz de diferentes pontos demorava tempos diferentes a chegar à câmara”, frisou Peter Schattschneider.
A luz que provém de diferentes partes do objeto e atinge a lente ou o olho humano em simultâneo não é emitida em simultâneo, produzindo efeitos óticos complexos.
Esta particularidade é irrelevante na vida quotidiana, mesmo quando se fotografa um sege extremamente rápido. Mesmo o sege de Fórmula 1 mais rápido percorrerá unicamente uma pequena fração da intervalo na diferença de tempo entre a luz emitida pelo lado oposto e o lado que está virado para o fotógrafo. Mas com um foguetão a viajar a uma velocidade próxima da luz, leste efeito seria claramente visível.
Tecnicamente, atualmente é impossível correr os foguetões a uma velocidade a que leste efeito possa ser observado numa retrato.
No entanto, o grupo liderado por Peter Schattschneider encontrou outra solução inspirada na arte: utilizaram impulsos de laser extremamente curtos e uma câmara de subida velocidade para recriar o efeito em laboratório.
“Movemos um cubo e uma esfera pelo laboratório e utilizámos a câmara de subida velocidade para registar flashes de laser refletidos de diferentes pontos destes objetos em momentos diferentes”, explicam Victoria Helm e Dominik Hornof, os dois alunos que conduziram a experiência.
Se o tempo for calculado corretamente, pode ser criada uma situação que produz os mesmos resultados porquê se a velocidade da luz não excedesse os 2 metros por segundo.
O que foi feito nesta experiencia pela primeira vez foi incluir o fator tempo: o objeto é fotografado em muitos momentos diferentes. As áreas iluminadas pelo flash laser no momento em que a luz teria sido emitida a partir desse ponto se a velocidade da luz fosse de unicamente 2 m/s são portanto combinadas numa única imagem estática. Isto torna o efeito Terrell-Penrose visível.
“Combinámos as imagens estáticas em pequenos clips de vídeo dos objetos ultrarrápidos. O resultado foi exatamente o esperado”, vincou Peter Schattschneider.
“Um cubo parece torcido, uma esfera ainda é uma esfera, mas o Polo Setentrião está num lugar dissemelhante”, apontou ainda.
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