II.c.1.b) Movimento retilíneo uniforme (MRU) e relatividade

A primeira crítica à Teoria da Relatividade Especial (RE) de Einstein em matéria de movimento retilíneo uniforme (MRU) é que não gosto da terminologia de sistemas de referência inerciais e não inerciais por várias razões.

A principal é que não gosto de tantas conotações técnicas do conceito, serão limitações minhas. Em seguida exponho umas quantas ideias que espero que justifiquem porque é que os problemas começam com a terminologia de sistemas de referência inerciais e não inerciais utilizadas e pioram quando se tenta examinar o fundo.

  • Sistema físico e sistema de referência.

    Um sistema de referência é um conceito abstrato que nos permite identificar os pontos do espaço a partir de uma origem arbitrária.

    Um sistema físico é um conjunto de coisas e energias. Convém não confundi-los, porque em Relatividade normalmente fala-se de sistemas de referência e todos estão em repouso próprio e podem conter elementos acelerados, em repouso ou com movimento uniforme.

  • O termo inercial.

    Nem a Mecânica Clássica de Newton nem a Física Moderna explicam a causa e os mecanismos da inércia. O modelo proposto pela Física Global fá-lo no livro de Física e Dinâmica Global.

    O termo inercial soa-me à inércia das coisas a seguir na sua trajetória, seja física, histórica ou de qualquer outra circunstância. Mas um sistema acelerado também implica inércia ainda que esta não seja a única causa do seu movimento.

    Talvez os sistemas não inércias se devessem chamar sistemas super-inerciais!

    Assim, acontece que o conceito que se utiliza para delimitar o âmbito teórico da Relatividade Especial é contrário ao seu sentido mais normal em física e, para além disso, incorpora por vezes a noção do princípio de equivalência da Relatividade Geral.

  • Um sistema o relação entre dois sistemas de referência.

    Quando se fala de sistema inercial ou não inercial deveria estar a falar-se da relação entre dois sistemas visto que todos os sistemas individualmente considerados estão sempre em repouso por pura convenção de sistema de referência, salvo, voltamos ao de antes, que estejamos falando em RG de um sistema num espaço com gravidade –ou com efeitos geométricos.

  • Sistemas de referência inerciais.

    Na Mecânica Clássica, na mudança entre sistemas de referência inerciais –movimento relativo uniforme– existem as denominadas invariantes de Galileu.

    Na RE mantém-se a definição, mas as transformações de Lorentz afetam o espaço e o tempo e aparecem os conceitos de massa relativista e massa própria ou massa em repouso.

    Na RG, pelo Princípio de Equivalência, muda-se o conceito de sistema de referência inercial e a massa é invariável.

  • Sistemas inerciais e sistemas acelerados.

    Por outro lado, fala-se de sistemas inerciais e não inerciais e não se emprega o termo sistemas acelerados ou não acelerados porque há sistemas que não estão em movimento, mas que se consideram equiparados aos acelerados pelo princípio de equivalência entre gravidade e aceleração da Relatividade Geral.

  • Tentativas frustradas de simplificação conceitual.

    Ao mencionar que nos sistemas de referência inerciais a massa não varia com a velocidade, pode parecer que os sistemas inerciais correspondem à mecânica clássica de Newton e os não inerciais à RE, mas não tem nada a ver; a RE versa sobre os sistemas de referência inerciais e a RG sobre os não inerciais, ainda que estes últimos pudessem ser inerciais no sentido da RE.

  • Forças fictícias.

    Há que reconhecer que falar do aparecimento de forças fictícias nos sistemas de referência não inerciais dá um toque melodramático a esta matéria, e alguns neurônios começam a pensar em quando acabará o pesadelo em que se meteram e o que fizeram para merecer isto.

  • Sistemas de referência e observadores.

    Uma razão adicional pela que não gosto da terminologia empregue é que também se denominam os observadores como sistemas de referência. Trata-se de uma personalização imprópria de textos científicos. Para ver o efeito sobre o cérebro de toda esta forma de expressar-se podemos perguntar-nos como veria um observador não inercial um objeto imóvel num sistema de referência inercial. Simples, não?

    Avançando na simplicidade do modelo, os conceitos de observadores inerciais e observadores não inerciais utilizam-se como se a realidade física dependesse deles. Ah, mas trata-se disso! Eu sempre teria pensado que se trata de uma mudança de ponto de vista, de sistema de medidas, de óculos, do que seja; mas que a realidade física, se existe, é uma. Ou duas, no máximo!

    Sobre esta dependência versa e prosa o ponto sobre A teoria do observador ignorante do apartado de Física Relativista e matemática deste livro.

Ou seja, em nome de um conceito básico estão a incluir-se múltiplos conceitos e alguns bastante avançados. Pode ser útil para os especialistas –ainda que não de note, mas para os que tentam compreender a relatividade sem lhe dedicar 50 anos supõe um contratempo importante. Mais que uma ciência que simplifique a realidade física parece... faz-me lembrar a linguagem... e toda a sua riqueza geográfica.

Já vou entendendo porque é que o meu pai, quando eu era pequeno, falando de coisas com outros adultos, repetia insistentemente a frase: “Não se deve confundir a velocidade com o toucinho”. Repetia-a, não demasiadas vezes, mas suficientes para se notar que ele pensava que havia demasiadas flexibilidades conceptuais. Não posso imaginar o que teria dito se tivesse estudado Física Moderna!

 
  • Não-distinção entre a velocidade física ou real e a velocidade relativa, mental ou abstrata

    Vejamos um exemplo simples que nos ilustre a ideia da velocidade máxima na Teoria da Relatividade de Einstein.

    As bolas da luz
    As bolas da luz

    Para torná-lo mais intuitivo, vamos supor que as bolas que se mostram na figura são partículas pequenas que saem disparadas com movimento retilíneo uniforme em sentido contrário com uma velocidade 0,9c.

    Ao medir a sua velocidade relativa obviamente obteremos 1,8 c visto que depois de um segundo estarão separadas por 5,4* 108 metros devido ao seu movimento retilíneo uniforme. Pelo dogma, axioma ou como se lhe queira chamar (tudo menos comprovação experimental) de que c é a velocidade máxima o resultado não pode ser correto e, efetivamente, aplicando as fórmulas “adequadas e corretas” temos que essa velocidade é 0,994 c, o tempo é 4,152 segundos em vez de um e que o espaço é 12,388 * 108 metros.

    Digamos, algo assim como o mínimo comum múltiplo assintótico-pitagórico!

    Esta é uma das ideias mais claras contra a Teoria da Relatividade, por isso utilizo um título da figura que chama especialmente a atenção. Impõe-se um limite máximo, não já à velocidade da luz ou velocidade física, mas a uma velocidade que só existe na mente, pois a velocidade de separação é claramente um conceito mental.

    É justo reconhecer que há divisão de opinião nos físicos consultados em relação à existência de velocidade 2c ou próxima. É como se a relatividade também afetasse as opiniões técnicas, lembra-me a defesa Índia de enroque clássico ou a sobrevivência por adaptação darwinista.

    Consequentemente, é absolutamente automática a necessidade de tornar relativo o tempo e tudo o que lhe apareça à frente. Por puro desenho do modelo! Aplica-se a transformação assintótica da velocidade relativista para que nunca supere c ”...

    Claramente, devem existir razões muito fortes para que a comunidade científica aceite esta forma de proceder durante um século.

    Acontece-nos a todos com as casualidades, quando duas coisas muito raras coincidem, normalmente assumiremos que o único fator comum que podemos encontrar é o relevante para explicá-las. No caso da Teoria da Relatividade coincidiram bastantes mais coisas raras  e não é de estranhar que se aceitasse nessa altura.

    Continuando com o tema do exemplo, estes supostos de velocidades abstratas mais elevadas são totalmente verificáveis em inúmeros casos. Basta citar todos os fótons antípodos de todas as estrelas luminosas.

    Portanto, a dilatação do tempo e contração do espaço que se propõe é totalmente artificial e imaginária.

    Surge-me outra dúvida, se a velocidade máxima da luz é c, onde se encontra a necessidade de realizar uma transformação assintótica para evitar que a supere? Temo que todos os casos em que se utilizam as transformações de Lorentz são em certo sentido assimiláveis ao de este exemplo.

    Por último, pode utilizar-se a argumentação filosófica de que quando fazemos uma bola origem de referência espacial não podemos saber se está em repouso físico ou não. Que bola é a que se desloca? E, portanto, aplicamos-lhe as fórmulas convencionais em que c é a velocidade máxima.

    Esta justificação não acrescenta nada de novo, a ignorância das bolas sobre qual delas está em movimento –seja em movimento retilíneo uniforme ou geodésico–, não exime que a realidade exista com umas leis físicas que cumprir e, se possível, que tenham um mínimo sentido comum.

A estrutura reticular da matéria o éter global –meio suporte da gravidade e, indiretamente, da energia eletromagnética, uma vez que o campo de gravidade é o éter luminífero– e o significado físico da equivalência massa energia são expostos no livro da Mecânica Global, dentro da nova Física Global.

As implicações da gravidade sobre o conceito de movimento, força e o mecanismo reticular da energia cinética estudam-se em profundidade no livro da Física e Dinâmica Global.