O famoso experimento de Einstein

Eistein viaja numa nave espacial a velocidade da luz. De repente saca um espelho de seu bolso e a pergunta é, verá sua imagem no espelho?

Eistein respondeu intuitivamente, mas é claro! Assim bolou seu postulado da velocidade da luz ser absoluta para qualquer referencial.

Sobre esse tema a primeira pergunta que vos faço é, a velocidade da luz é a mesma para qualquer referencial ou somente para referenciais inerciais?

Segunda pergunta imaginem no mesmo experimento do Eistein que tenhamos um referencial inercial observando Eistein e sua nave e a luz que é refletida pelo seu espelho.
Este referencial tenta medir a velocidade de Eistein e da luz refletida. Quando vai medir a velocidade de Eistein obtem realmente c, quando vai medir a velocidade da luz fica confuso, pois ele não vê a luz sendo refletida no espelho, mas Eistein afirmou para o referencial que a luz será refletida, logo a luz que reflete em Eistein para chegar ao espelho de Eistein tem de se afastar de Eistein, mas Eistein já esta viajando a velocidade da luz. Logo o referencial conclui que para a luz chegar no espelho de Eistein ela terá que andar mais rapido que sua velocidade maxima(c). Como isso é possivel?

__gArY__ escreveu:a velocidade da luz é a mesma para qualquer referencial ou somente para referenciais inerciais?

É a mesma para todos os referenciais.
Se estiveres parado a olhar para um raio de luz a partir e se eu for atrás desse raio de luz a uma velocidade de 200 000 km/s, por a adição de velocidades, poderias dizer que o raio se afasta de ti a 300 000 km/s e de mim a 100 000 km/s, mas não é assim.
O raio afasta-se de mim (em movimento) e de ti (em repouso) a 300 000 km/s! Exactamente a mesma velocidade!

O teu segundo argumento não é válido, por este que afirmei acima.
A luz refelectida por o espelho viaja a c para todos os referenciais. O próprio espaço e tempo se deformam para cada referencial especifíco, para isso ser uma verdade! O que caracteriza a luz é de ser algo em constante movimento e não estática!

pelo que eu percebi o argumento que deu para sustentar essa experiencia é o de que o espaço e o tempo se deformam para cada referencial especifico.

o espaço e o tempo se deformam como e por quais motivos para produzirem este efeito?

por exemplo é uma deformação do tipo gravitacional?
e o motivo seria o que? massa? velocidade?

O espaço e o tempo se deformam para manter a constante c.

O universo que vivemos não é um universo plano e absoluto.
O tempo, por exemplo, é como um rio. Em certos lugares corre mais devagar e noutros mais depressa, como afluentes de um rio.
O espaço de deforma, cria singularidades, e expande-se.

O espaço-tempo quadrimensional é algo volátil e versátil!

ok carlos mas você foi o mais vago possivel
contudo percebo agora que esse não adianta nada eu fazer esses questionamentos, pois as respostas sempre caem no trivial.
mas agradeço.

Não sou especialista em Relatividade! Talvez um outro membro te possa dar uma resposta mais complexa e abrangente.

Abraço

Olá a todos, meu nome é João Bosco, já conheço o Gary de outro fórum, e gostaría de estar participando aqui, contribuindo com perguntas e idéias.

Gary escreveu:...quando vai medir a velocidade da luz fica confuso, pois ele não vê a luz sendo refletida no espelho, mas Eistein afirmou para o referencial que a luz será refletida, logo a luz que reflete em Eistein para chegar ao espelho de Eistein tem de se afastar de Eistein, mas Eistein já esta viajando a velocidade da luz. Logo o referencial conclui que para a luz chegar no espelho de Eistein ela terá que andar mais rapido que sua velocidade maxima(c). Como isso é possivel?

Ajuda na resolução deste problema perceber três fatos:


Eu entendo a dúvida do Gary da seguinte forma:

O observador que analiza esta experiência, vê Einsten viajando quase à velocidade C, mas vê também que o relógio no pulso de Einstein está praticamente parado, o que permite que uma onda de luz saia da face de Einstein e caminhe muito vagarosamente até o espelho, insida e volte aos olhos dele da mesma forma.
Para Einstein que não percebe a dilatação do seu próprio tempo, nem a contração do espaço, a luz fez normalmente seu percurso de ida e volta até o espelho, à velocidade C
Para o observador, a imagem de Einstein caminha de forma muito lenta, até o espelho, porém quando considera que o espaço no sentido da velocidade está proporcionalmente reduzido, percebe que a razão ente estas duas grandesas ainda garante que esta velocidade relativa continue valendo C.

Lembrando: V = S/t.

Ou seja, o tempo quase pára, porém o espaço compensa com sua contração.
Se Einstein conseguisse de fato alcançar a velocidade da luz, a imagem do seu rosto pararia no meio do percurso, porém, mesmo assim, ele não conseguiria detectar ou medir este fato, por não ter tempo disponível para isto. É como se ele vivesse eternamente, um instante.

É importante destacar que Einstein criou esta experiência no sentido de checar, preservar e tornar mais geral o principio de relatividade de Galileu, que estava restrito à mecânica.

Caro amigo bosco felicidades em ve-lo por aqui. voce de fato compreendeu o que queria alcançar com minha indagação.

agora o que ficou ainda sem resposta. eistein se veria no espelho? sabemos claro que um corpo dotato de massa não pode alcançar c, mas e se pudesse?
ou se preferir nem precisamos entrar nas especulações. podemos discutir essa mesma questão de outra forma.

um feixe de luz paralelo que possui apenas dois fotons viajando em trajetorias paralelas, qual seria a velocidade relativa de um foton para outro? Já sabemos essa resposta, primeiro porque não existe velocidade relativa para a luz, já que esta grandeza é constante e absoluta. Logo a relatividade insiste em dizer que para um foton que caminha paralelamente e sem se afastar de outro foton a velocidade entre ambos é c. e continuo com minha pergunta como isso é possivel?

Analizemos pelo os caminhos que quis seguir. Não haverá passagem de tempo, pois esse se encontra completamente dilatado e não haverá comprimento no sentido do movimento, pois esse se encontra completamente contraido.

Entao vamos entrar dentro do foton. Vamos toma-lo como referencial. Para nos o tempo nao passa e nao existe comprimento no sentido em que nos movemos, logo como usar a formula trivial para calcular a nossa velocidade? se como bem citou v = s/t !?!?!?!? Para calcular a velocidade precisamos de duas grandezas justamente as que sumiram por estarmos em c. Por isso insisto na pergunta como isso é possivel!?!?!?

quem puder ajudar, pois nao consigo compreender a relatividade tal como é explicada

Gary escreveu:...agora o que ficou ainda sem resposta. eistein se veria no espelho? sabemos claro que um corpo dotato de massa não pode alcançar c, mas e se pudesse?

Parece que você não percebeu que eu já havia respondido esta pergunta, veja:

Bosco escreveu:Se Einstein conseguisse de fato alcançar a velocidade da luz, a imagem do seu rosto pararia no meio do percurso, porém, mesmo assim, ele não conseguiria detectar ou medir este fato, por não ter tempo disponível para isto. É como se ele vivesse eternamente, um instante.

Isto significa que quando Einstein está numa velocidade próxima a C, o observador o vê como em slow-motion, e quando Einstein está exatamente à velocidade C, o observador o enxerga paralizado ao longo do tempo (o relógio em seu braço também está parado).

Gary escreveu:...um feixe de luz paralelo que possui apenas dois fotons viajando em trajetorias paralelas, qual seria a velocidade relativa de um foton para outro?

Para esta situação, prefiro interpretar o aspecto onda da luz e não considerar o seu lado corpuscular, e responder sua pergunta afirmando que estes fótons se observam da mesma forma que o campo elétrico enxerga o campo magnético, já que se propagam juntos pelo espaço conduzindo a onda de luz, ou seria de fótons?

Também poderia perguntar: São os fótons quem criam os campos elétricos e magnéticos, ou são estes campos que geram os fótons.

Prefiro crer que a luz seja uma onda eletromagnética, que transfere energia de forma quantificada ou discreta através de impulsos ou "pacotes" que denominamos fótons, e que estes surgem e se justificam apenas no momento da transferência desta energia.

Traduzindo o que você quis dizer.. eistein não veria sua imagem então porque pararia "no meio do caminho". é isso?

Agora interessante é porque todo mundo prefere analisar essas situaçoes pelo carater ondulatorio da luz. não entendo o porque. Só para situar minha posição acredito que nosso universo não é dual, ou seja, não suporta essas dualidades, mas não entrarei nesse merito.

Tratando do importante não entendi onde quis chegar com os campos eletricos e magneticos.

O que não compreendo é se um referencial esta na velocidade da luz como ele vai poder medir a velocidade de qualquer outro corpo ou referencial? Tendo em vista que o tempo está parado e os comprimentos retraidos. Ao meu ver se o tempo está parado o referencial não consegue definir velocidade para nenhum outro corpo, ferindo assim o principio da relatividade não concorda? Já que esse assegura que as leis da física são as mesmas para quaisquer referenciais.

Quanto a sua pergunta de quem gera o que, já sabes minha opinião o foton gera o campo!

Só para "confundir" vocês como que uma onda pode transferir energia quantificada e ser considerada uma onda? A caracteristica fundamental da matéria é que pode ser contada. Matéria é tudo aquilo que pode ser contado. Uma molecula, um atomo, uma particula subatomica. Antigamente existia diferenças significativas entre ondas e matéria. Com o desenvolver da tecnologia e das observações essas diferenças sumiram, não sabemos mais o que é o que. A dualidade é a prova de que onda e matéria são a mesma coisa é só uma questão de interpretação.

ps: desculpe acabei fugindo do tema principal que é a relatividade, mas a muito tempo que tenho essa opinião e tive que expressa-la.

Gary escreveu:O que não compreendo é se um referencial esta na velocidade da luz como ele vai poder medir a velocidade de qualquer outro corpo ou referencial? Tendo em vista que o tempo está parado e os comprimentos retraidos. Ao meu ver se o tempo está parado o referencial não consegue definir velocidade para nenhum outro corpo, ferindo assim o principio da relatividade não concorda?

Não, eu não concordo, acho que você ainda não compreendeu bem o espírito da coisa.
Vou tentar novamente de outra forma:
Imagine que você esteja assistindo a um cientista em seu labaratório efetuando medidas precisas de eventos que ele observa.
Porém você não está no mesmo ambiente do laboratório, você está numa sala ao lado separado por uma parede que isola você do ambiente do cientista. Mas você consegue assistí-lo por um circuito fechado de tv.
Imagine agora, que você tenha à sua disposição um comando atravéz do qual você controla a passagem do tempo exclusivamente dentro do laboratório.
Quando você acionar este dispositivo no sentido de retardar o tempo no interior do laboratório, o que você vai observar no seu monitor é um filme em câmera-lenta (slow-motion), das atitudes do cientista, que apesar de atrazadas, mostram após determinado tempo os resultados das medições. Mesmo que você acione este dispositivo ao máximo, de forma a parar totalmente o tempo do cientista, este, mesmo paralizado, continua na cena que mostra o personagem que faz as medições.
Quando o filme está parado numa única cena, significa apenas que o tempo está dilatado ao máximo, mas que esta cena é parte de outras que fazem parte de um filme que apresenta um processo de medição.
Paralizar o tempo, não significa interromper o processo de medição.
Observe que o dispositivo que altera o tempo, neste caso tem acão relativa, ou seja, ele pode estar acelerando o seu tempo, e não retardando o tempo do laboratório, mas o resultado obtido é o mesmo.
Concluindo: Quando o tempo de Einstein estiver "estacionado", ele continuará a se ver no espelho, mesmo que sua velocidade seja igual a C.

Se eu tiver sido mais compreensível desta vez, discutiremos no próximo post as questões da dualidade da luz.

O tempo se paralisa ou passa apenas em uma taxa muito lenta? Para mim o que as equações indicam é que na velocidade da luz o tempo para.

Dessa forma o cientista dentro do laboratoria nao poderia efetuar medição alguma, pois o tempo esta parado!

Veja bem é completamente diferente considerar velocidades proximas a da luz e considerar velocidade igual a da luz!

E concorda que se o tempo de fato parar por completo teremos um conflito com o principio da relatividade?

Se Einstein nesta experiência não consegue perceber o tempo diminuir (por exigência do princípio de relatividade), ele também não consegue ver o tempo parar totalmente, mesmo porque, este é um resultado relativo entre ele e seu observador. O tempo acelerado de um referencial implica num tempo retardado do outro. Estar com tempo defasado ou até mesmo parado em relação a outro referencial não significa corromper as informações neste momento. Se hovesse corrupção dos dados quando Einstein atingisse a velocidade C, este fato teria um aspecto absoluto, e não relativo conforme exige o princípio.

agora que me dei conta. estais certo. Eistein não perceberia o tempo nem diminuir muito menos parar concordando é claro com o PR.

mas então esse papo que já vi varias pessoas afirmando de que o tempo "para" na velocidade da luz não pode ser verdade, pois isso entraria em conflito com o PR.

estou então na duvida o tempo para ou só se dilata a uma grandeza maxima?

pois analizemos a massa ela segue a proporção do fator de lorentz onde m = m0 / (fator de lorentz), onde o fator de lorentz é 1/ (raiz quadrada) 1 - v²/c² e m0 é a massa inicial e m é a massa dependente da velocidade.

dessa forma se fossemos calcular a massa do foton veriamos que apareceria um ZERO no denominador o que é incompativel com a matematica. Eistein solucionou isso dizendo que a massa do foton é ZERO.

O tempo segue a mesma relação t = t0 / (fator de lorentz)
Logo a equação aponta que para velocidade da luz o tempo teria que ser ZERO da mesma forma como a massa.. e isso como vimos fere o PR.. o que fazer?!?! temos um conflito.

Gary escreveu:...mas então esse papo que já vi varias pessoas afirmando de que o tempo "para" na velocidade da luz não pode ser verdade, pois isso entraria em conflito com o PR.

Não entendi, porque entraria em conflito com o PR?

Gary escreveu:...estou então na duvida o tempo para ou só se dilata a uma grandeza maxima?

Nas suas explicações você utilizou t e t0, então verifique que o fator de Lorentz indica que o tempo t é o tempo do referencial considerado em repouso, e t0 é o tempo do referencial considerado em velocidade. Isto faz com que o tempo t0 (de quem viaja) é sempre menor do que o tempo t, daquele que permanece em repouso. Mas sobretudo observe que um tempo menor, significa um tempo que demora muito mais para passar do que aquele da referência, e é este o verdadeiro significado da expressão: "dilatação do tempo"

Já no caso da massa, m0 significa a massa em repouso, o que implica em m (massa em velocidade) sempre maior que m0.

Disse isto porque sei que é muito fácil confundir estas relações. Para melhor fixar esta idéia, sugiro fazer alguns exercicios, com propostas distintas de encontrar tempos e massas em diversas circunstâncias.

Respondendo agora à sua pergunta, eu diría que o tempo t0 (próximo a velocidade da luz) cai praticamente a zero, o que significa dilatação próxima do máximo, ou seja, o tempo t0 quase não passa. Considere ainda que o observador em velocidade indica que o tempo t do referencial em repouso passa infinitamente rápido.

Gary escreveu: Eistein solucionou isso dizendo que a massa do foton é ZERO.

A relação massa energia do fóton, certamente não decorre do fator de Lorentz, nem diretamente da teoría da relatividade. Acho que se baseia mais na expressão E=mc² de Einstein, associada à expressão de transferência da energia, determinada por Planck, onde E= hf, e portanto: m = hf / c².
Mais informações neste endereço.

Gary escreveu:Logo a equação aponta que para velocidade da luz o tempo teria que ser ZERO da mesma forma como a massa.. e isso como vimos fere o PR.. o que fazer?!?! temos um conflito.

Aquí você confundiu massa m com m0, pois segundo a relatividade e o fator de Lorentz, a massa em velocidade aumenta infinitamente, e não tende a zero, como foi afirmado.

Se o tempo parasse para o observador, este estaria ciente que está em movimento, pois este referencial estaria impossibilitado de fazer qualquer julgamento sobre qualquer corpo, como por exemplo medir a velocidade de um objeto. Sendo assim as leis da física não seriam as mesmas para referenciais que tivessem velocidade igual a c. Por isso feriria o PR.

em relação a massa e o tempo o que eu quis dizer foi que para um corpo vagar na velocidade da luz sua massa precisa ser zero porque senão teria que ter uma energia infinita para acelerar o mesmo. E da mesma forma com o tempo, este precisa ser zero, ou seja, não passar para um referencial estar na velocidade da luz. Entendeu? Eu não afirmei que a massa tende a zero eu afirmei que ela precisa ser zero para poder alcançar C.

e em relação as formulas nós dois nos confundimos. eu me enganei na equação do tempo e você se enganou na da massa. pode checar. fazendo a correção:

m0 = m / (fator de lorentz) onde m0 massa inicial, m massa em velocidade.

t = t0 / (fator de lorentz) onde t tempo em velocidade, t0 tempo em repouso.

em relação a minha afirmação da massa do foton ser zero não quis relacionar em momento algum com a energia. foi só uma conclusão que o proprio Eistein tirou quando viu que o foton não poderia ter massa.

O que eu havia dito está de acordo com isto:

Fator de Lorentz = 1 / ( 1 - v² / c²) ¹/²

m = m0 ( fator de Lorentz ) , onde m0 = massa de repouso ou massa própria ou inicial

T = t0 (fator de Lorentz ) , onde t = tempo de repouso

Concorda?

De acordo.

Só resta agora chegar a um consenso.. o tempo para na velocidade da luz ok?

isto fere o PR ?

O tempo pararia para a matéria se ela conseguisse atingir velocidade c, com relação a um dado referencial. Isto não fere o princípio de relatividade, mesmo porque este aspecto atende suas exigências.
É preciso considerar que um tempo parado ou totalmente dilatado, não significa colapso das propriedades físicas do objeto em questão. Isto teria um aspecto absoluto irremediável.
Já havia dito que isto funciona como num filme que está rodando de forma muito lenta até que pára totalmente. Um quadro deste filme, parado ao longo do tempo, não implica na alteração da cena, nem do enredo do filme.
Um observador parado no tempo, não está impedido de realizar medições, ele só não as faz, porque não tem tempo hábil para esta tarefa. Tempo, ele só terá nos próximos quadros, mas para que isto ocorra, o tempo e o filme precisam passar.
Para reforçar esta idéia, eu diria que um relógio que se encontra à velocidade C, é inquebrável, pois a ação de quebrá-lo exige um tempo para a execução de tal tarefa, porém se não existe este tempo disponível, esta ação não pode ser executada. Simples assim.

E os fotões são "imortais"...

a relatividade de fato é uma teoria pra lá de interessante.

a natureza parece mesmo conspirar para que o PR seja real ou então a forma como a relatividade foi construida conspira para que o PR não possa ser contrariado.

porque digo isso? pois se verificar a relatividade é construida toda com base na constância da luz, logo ela é o padrão. assim as conclusões que tiramos com base nessa premissa não podem divergir da mesma já que as conclusões que tiramos da premissa são sempre orientadas pela lógica. senao seriamos incoerentes.

Por exemplo se traço uma premissa que tudo é formado de átomos, as conclusões que chegarei apartir disso nunca contrariaram minha premissa primeira.

Somente as observações podem contrariar uma premissa.

O que gera um problema. Fazer observações com objetos a velocidade da luz é inviável atualmente. Tudo que podemos fazer é uma grande aproximação. E por enquanto as observações aproximadas parecem dar continuidade e veracidade a relatividade..

por enquanto..

Uma dúvida e peço perdão se já foi respondida,procurei,se calhar não consegui percebê-la.

Se tivermos dois fotões um andando atrás do outro,ambos viajando a c,eles distanciam-se um do outro a c,segundo a relatividade,certo?Como é isso possível indo ambos à mesma velocidade?

ValLe escreveu:Uma dúvida e peço perdão se já foi respondida,procurei,se calhar não consegui percebê-la.

Se tivermos dois fotões um andando atrás do outro,ambos viajando a c,eles distanciam-se um do outro a c,segundo a relatividade,certo?Como é isso possível indo ambos à mesma velocidade?

Se ambos viajam à velocidade de c, a distância entre eles mantém-se conservada, ou não?

JoTa_9 escreveu:

ValLe escreveu:Uma dúvida e peço perdão se já foi respondida,procurei,se calhar não consegui percebê-la.

Se tivermos dois fotões um andando atrás do outro,ambos viajando a c,eles distanciam-se um do outro a c,segundo a relatividade,certo?Como é isso possível indo ambos à mesma velocidade?

Se ambos viajam à velocidade de c, a distância entre eles mantém-se conservada, ou não?

Não sei se fui eu que fiz confusão mas eu tenho noção de que não se conserva.Mas é bem possível ser confusão minha.

Jota escreveu:E os fotões são "imortais"...

Bela observação!

A energia transportada por uma onda eletromagnética sempre é transferida em, impulsos ou pacotes discretos que chamamos fotões.
Eu prefiro pensar que os fotões não são imortais, muito pelo contrário, acho que sua existência é efêmera e se restringe ao momento da transferência da energia.
Pelo menos me parece mais confortável compreender a luz exclusivamente como uma onda que transporta energia, e que apresenta um aspecto corpuscular apenas no momento da transferência dos quantuns.
Quando consideramos o fotão como partícula puntiforme, surgem muitas dúvidas, além desta que você mencionou:

• Poderíamos considerar um ráio de luz como sendo constituído de uma fila de fotões?

• Se for, qual sería a distância entre dois fotões consecutivos?

• Sería esta distância igual ao comprimento de uma onda?

• Quantos fotões "alinhados" cabem num comprimento de onda?

• Se o fotão (puntiforme) é sempre muito menor que qualquer comprimento de onda, onde ele estaria localizado, no princípio, no meio ou no final deste comprimento?

• Numa frente de onda, qual sería a distância entre um fótão e seus vizinhos: da esquerda, da direita, de cima e de baixo?

• Porque uma dupla de fotões isolados quaisquer, nunca esbarra num eletrão simultãneamente?

• Se os campos elétrico e magnético da luz, são ortogonais entre sí no espaço, como pode o fotão unidimensional pertencer aos dois simultãneamente?

Eu procuro compreender o fotão como um recurso, e não como uma entidade.