Parte IX – RESUMO E COMENTÁRIOS FINAIS
Sobre a teoria da relatividade restrita de Einstein

Com o objetivo de tornar mais claro tudo o que foi escrito neste livro, colocarei nestas páginas finais, de maneira bem resumida, como amadureceu a teoria da relatividade restrita de Einstein. Ao mesmo tempo, quero tecer comentários pertinentes, para que o leitor entenda o raciocínio que Einstein utilizou para chegar às conclusões sobre a teoria da relatividade restrita.

Vamos começar pelo pensamento de Galileu (1564-1642). Suas ideias surgiram bem antes do nascimento de Einstein, aproximadamente 300 anos antes, como é de conhecimento de todos.

Galileu postulou: 

• Os corpos caem quando liberados da mesma altura com a mesma velocidade e chegam ao chão ao mesmo tempo, desde que não consideremos a resistência do ar.

Essa descoberta será muito importante quando tratarmos da teoria da relatividade geral. 

• Princípio da relatividade: o movimento natural de um corpo não é o repouso, mas sim o movimento retilíneo uniforme.

Não dá para saber se você está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme, não tem como, a não ser em relação a um referencial.           

A primeira afirmação de Galileu não foi muito importante para Einstein desenvolver a sua teoria restrita, deixemos então para discuti-la depois.

Agora, a segunda afirmação foi o forte pilar que sustentou a teoria da relatividade restrita, foi preponderante no pensamento de Einstein.

Galileu    ————->     Princípio da relatividade

Já as ideias de Newton (1642-1727) foram concebidas 200 anos antes do nascimento de Einstein.

Newton postulou:

• O espaço é absoluto.
• O tempo é absoluto.
• A velocidade é relativa.
• A massa é absoluta.
• Gravidade é uma força de atração.

Perceba que essas ideias de Newton estão enraizadas em nossa mente. Todos os mortais comuns acreditam nesses postulados ainda hoje em dia.

Sobre a gravidade, como já escrevemos anteriormente, será importante para a dedução da teoria geral da relatividade, e não para a teoria restrita.

Claro que Newton, assim como Galileu, era um importante defensor do princípio da relatividade, mas havia um problema que Newton não explicava. Ele afirmava que o espaço era absoluto, ora, se medíssemos a velocidade de um corpo em relação a esse espaço absoluto, saberíamos a sua velocidade absoluta, não é mesmo? Como fica? Se assim fosse, saberíamos que um corpo está em repouso, quando com velocidade zero em relação ao espaço. Isso, obviamente, contraria a teoria de Galileu! Bem, deixemos assim por enquanto.

As ideias de James Clerk Maxwell (1831-1879) também foram concebidas antes do nascimento de Einstein.

Maxwell postulou:

• Uniu a eletricidade ao magnetismo e definiu o eletromagnetismo.
• As ondas eletromagnéticas não se deslocam instantaneamente.
• A velocidade da onda eletromagnética é de 300.000 Km/s.
• A luz é uma onda eletromagnética.
• A onda eletromagnética não pode ter velocidade zero.
• O meio de propagação dessa onda é o éter.

Essas afirmações estão contidas nas chamadas equações de Maxwell. Maxwell chegou a essas equações com base em trabalhos anteriores de grandes cientistas: Coulomb, Ørsted, Ampère e Faraday.

Não precisamos deduzir ou saber com detalhes como Maxwell chegou a esses resultados. Para isso teríamos que estudar fórmulas matemáticas que estão acima do nosso conhecimento. Mas temos que saber que: a luz não pode ter velocidade zero; tem velocidade finita; é uma onda eletromagnética e que, segundo Maxwell, propagava-se através do éter.

Até então, todos acreditaram no éter. Como veremos, Einstein, em um futuro próximo, mostraria que o éter nunca existiu nem seria necessário para propagação da luz.

As ideias de Ernst Mach (1838-1916) foram concebidas 20 anos antes do nascimento de Einstein.

Mach postulou:

• Não acreditava no movimento absoluto. Para Mach, a mecânica de Newton baseava-se em areia. Já que os conceitos de espaço absoluto e tempo absoluto jamais poderiam ser medidos. 
• Os movimentos relativos podiam ser medidos, mas os movimentos absolutos não.
• Não existe um referencial privilegiado, único, capaz de determinar os movimentos absolutos dos corpos.

Essas ideias influenciaram muito o pensamento de Einstein. Toda a sua teoria foi feita com base neste pensamento, não existe movimento absoluto e ponto final. Para Einstein, esta era uma verdade, qualquer teoria do “movimento” teria que levar em conta as ideias de Mach.

Albert Abraham Michelson (1852 – 1931) e Edward Morley (1838-1923) realizaram uma experiência em 1887 para provar a existência do éter. A experiência foi realizada quando Einstein tinha 8 anos de idade.

Michelson e Morley postularam:

• O éter não existe e a velocidade da luz é constante, isto é, a velocidade da luz não depende da fonte geradora nem do observador (quer ele esteja em movimento ou não). Essa velocidade é sempre 300.000 Km/s.

Qual a posição de Einstein até este momento? Antes de 1905, portanto.

Quero lembrar que até esta época, Einstein em nada tinha contribuído com essas teorias tão revolucionárias. Mas questionava alguns paradoxos que emergiam de todas elas, eis as dúvidas:

Para Newton a velocidade da luz era infinita. Para Maxwell a velocidade da luz era finita. Quem estava certo? 

O éter existe mesmo? É necessário? A existência do éter estava causando muito problema nessa época e todos estavam inconformados com a experiência de Michelson e Morley.

Nada se soma à velocidade da luz: é sempre constante? Humm… difícil de imaginar! 

A física de Newton (a mecânica) obedece ao princípio da relatividade, e o eletromagnetismo (de Maxwell) será que também obedece? Ou não precisa obedecer?

Como vou observar um raio de luz se eu o perseguir com a mesma velocidade da luz? Vou vê-lo estacionário? Mas Maxwell mostrou que a luz não pode ficar estacionária. E então? Como fica?

Bem, continuemos com os nossos comentários que logo chegaremos à visão final de Einstein sobre tudo isso.

Nessa época Einstein estava procurando uma coerência que unisse todas essas ideias. A coisa estava um pouco confusa.

Para tornar tudo coerente, Einstein proclamou:

Acredito no princípio da relatividade: isso quer dizer que tanto a mecânica de Newton quanto o eletromagnetismo de Maxwell têm que obedecer a esse princípio. A natureza não faz distinção e não privilegia nenhum sistema no universo. As regras são as mesmas para todos fenômenos da natureza!

Para mim, a velocidade da luz é constante: a experiência de Michelson e Morley deixou isso muito claro. A natureza é assim e ponto final.

Se a velocidade da luz é constante, isto é, não pode ser alterada, então eu afirmo que ela é a máxima possível. Não existe velocidade maior do que a da luz.

Então, senhores, com essas verdades postas por Einstein, a sua teoria tomou forma. A velocidade da luz tem que ser de 300.000 km/s qualquer que for o sistema inercial considerado (MRU). A velocidade da luz é absoluta. É uma constante da natureza. Ora, se assim for, qualquer corpo em um sistema inercial qualquer não pode chegar à velocidade da luz, porque, se chegar, significa que saberemos qual a velocidade absoluta do corpo em questão, o que contraria o princípio da relatividade. Finalmente, como já explicado anteriormente: se a velocidade da luz é constante para dois sistemas inerciais quaisquer, então o que muda nesses sistemas são o espaço e o tempo. Isso acontece para proteger a velocidade da luz constante!

Einstein, para formular a teoria da relatividade restrita, juntou todas as teorias existentes da época sobre movimento e colocou ordem nessas teorias. Quando em ordem, foi revelado todos os segredos do espaço e do tempo. Com sua teoria, Einstein domou o espaço e o tempo.