A GRAVIDADE ATRASA O TEMPO

Mas isso não era tudo. O princípio da equivalência levou Einstein a uma conclusão ainda mais provocante – a saber, que o tempo é atrasado pela gravidade.
Para nos convencermos disto, vamos juntar Emily e Claire a uma visita à Torre Eiffel. Emily fica no chão enquanto Claire sobe ao topo da torre a 1.050 pés. Físicos principiantes, elas querem comparar seus tempos respectivos. Neste caso novamente, a luz faz o papel de mensageiro entre as duas amigas. Elas concordaram antes da hora que uma vez por segundo, de acordo com seu próprio relógio, Emily enviaria um lampejo de luz para sua amiga Claire. A questão é se Claire vai ver os sinais chegarem em intervalos de um segundo como medido também por seu relógio. Einstein proveu a chave para responder com seu princípio da equivalência. De acordo com ele, a situação experimentada pelas duas amigas é exatamente equivalente a transplantar a Torre Eiffel para fora da gravidade da Terra numa imensa espaçonave fictícia em constante aceleração. A nova situação é agora bem clara. Por causa da aceleração do foguete, Claire se move para fora numa velocidade crescentemente mais rápida a partir dos sinais de luz emitidos por Emily. Estes levam cada vez mais tempo para atingir Claire que está no topo da torre. Consequentemente, Claire vê sucessivos flashes de luz sofrerem crescentes retardos, o que causa eles chegarem separados por mais de um segundo. A conclusão é que Claire, estando no topo da torre, vê o tempo de Emily que está no fundo, dilatar e retardar em comparação com o seu próprio. A gravidade da Terra tem, portanto, atrasado o tempo. Na base da torre, Emily está mais próxima ao centro da Terra e experimenta uma gravidade mais forte – relembre que sua intensidade decresce com o quadrado da distância ao centro da Terra. Reciprocamente, no topo, Claire está mais longe do centro da Terra; ela experimenta uma menor gravidade, e seu tempo corre mais rápido.
Este efeito é bem real. As pessoas que moram no último andar de edifícios de apartamentos envelhecem mais rápido do que aqueles que vivem no andar térreo. Igualmente, o tempo corre mais rápido para Equatorianos que vivem próximos ao equador do que para os Esquimós próximos ao Pólo Norte. Isso é por que, quando a Terra gira, a força centrífuga causa ao planeta uma saliência (de 0.3 por cento) próxima ao equador quando comparada às regiões polares. Como resultado, os Equatorianos estão um pouco afastados do centro da Terra e experimentam levemente menos de sua gravidade do que os Esquimós. Ainda que a gravidade da Terra nos livra de flutuar livremente no ar, e o ônibus espacial precisa queimar toneladas de combustível para escapar de sua força, é bastante fraca para que estas diferenças de tempo sejam insignificantes na escala de tempo da vida humana. Um relógio na Terra perde cerca de um bilionésimo de segundo em uma hora comparado com outro no espaço, muito longe de qualquer influência gravitacional. Se você vivesse no térreo do seu edifício durante sua vida inteira, você ganharia simplesmente um microssegundo em ralação ao seu vizinho que está no décimo andar. É justo que a diferença seja tão insignificante. De outro modo o mundo poderia ficar face a uma série crise habitacional, pois ninguém gostaria de viver nos andares superiores. E seria uma vergonha se todo mundo da Terra desertasse das ensolaradas regiões equatoriais e se engaiolasse em iglus ao redor do Pólo Norte a fim de ganhar pouquíssimo fôlego de vida.
Nossos simples relógios de pulso são incapazes de detectar tal insignificante diferença de tempo. Contudo, existem instrumentos sofisticados que podem fazê-lo. Dois físicos Americanos da Universidade de Harvard, Robert Pound e Glen Rebka, tiveram sucesso em medir uma variação fracionária de 2.5 bilionésimo de um bilionésimo entre o topo e a base de uma torre de 75 pés no campus de Harvard. Esta variação correspondeu ao atraso de tempo de um segundo em 100 milhões de anos entre os relógios do topo e da base.
Os astrônomos têm também usado a gravidade do Sol para medir a lentidão do tempo. Devido sua enorme massa, a gravidade do Sol é muito maior do que a da Terra. Portanto, o tempo deve fluir mais lentamente próximo ao Sol do que na Terra. O atraso fracionário é da ordem de duas partes em um milhão. Devido a Terra e todos os outros planetas que revolucionam em torno do Sol, suas posições no céu mudam. Existem tempos, em que a Terra, um outro planeta, e o Sol estão quase alinhados com o Sol entre eles. Pode-se enviar sinais de radar da Terra, refleti-los do planeta no outro extremo lado do Sol, e medir o tempo que leva as ondas de radar para a viagem completa. Em virtude de o feixe de radar passar próximo ao Sol, onde o tempo é mais lento, o tempo de viagem completa medido é ligeiramente mais longo do que quando o planeta está em a alguma outra região do céu, e o feixe de radar já não é afetado pela gravidade do Sol. Em outras palavras, os ecos dos radares chegarão mais atrasados do que é esperado quando eles apenas resvalam sobre o Sol. Literalmente, centenas de ecos de radares têm sido medidos ate agora, e eles têm invariavelmente justificado Einstein.

A CAUSALIDADE FICA DE PERNAS PARA O AR

Porém com os tachyons viajando mais rápido que a luz, a ordem já não é respeitada. Vamos examinar como isso acontece.
Imagine uma arma estacionária atirando não balas comuns mas tachyons viajando com o dobro da velocidade da luz. Imagine também Jules viajando na sua espaçonave na mesma direção dos tachyons. Sendo feito de matéria comum, o astronauta pode somente se mover com velocidade mais baixa que a luz. Assuma que ele está viajado, digamos, com 80 por cento da velocidade da luz. Sob tais condições, o astronauta veria o alvo se desintegrar antes do tachyon-bala deixar o cano da arma. A causalidade seria invertida. De fato, ele realmente veria tachyons emergirem do alvo estilhaçado e voltarem ao cano da arma, como um filme rodado para trás.
Contudo, a analogia não é inteiramente correta. Num filme, a seqüência de eventos é invertida porque o carretel do filme roda para trás – em outras palavras, porque você inverteu a flecha do tempo. Não há tal truque com a arma de tachyons. O tempo continua a se mover para frente de um modo normal. O passado se desvanece para ser substituído pelo presente, e o futuro ainda está por vir. Se o efeito vem antes da causa neste caso particular, é somente porque os tachyons viajam mais rápido que a luz. De fato, o astronauta veria os tachyons-armas talhar através do espaço vindo do alvo em direção a arma duas vezes mais rápido que a luz, ao passo que ele próprio está viajando apenas mais rápido que a metade da velocidade da luz. O intervalo entre o instante que o alvo é implodido e o tempo que o tachyon-bala reentra o cano da arma diminuiria se o astronauta chegasse próximo à metade da velocidade da luz. A exatamente 50 por cento da marca, o astronauta veria os tachyons-armas irem instantaneamente do alvo à arma, como se eles tivessem velocidade infinita. Somente após ele baixar para menos da metade da velocidade da luz ele veria a causalidade restaurada. Somente então a ordem dos eventos retornaria ao normal, e o alvo uma vez mais será estilhaçado após os tachyons-armas deixarem a arma.

O TÚNEL PARA O BURACO NEGRO


Jules continua sua espiral descendente em direção ao horizonte do buraco negro. O esplendor do céu estrelado enche-o de medo. Muito longe do buraco negro o disco de gás que o circunda forma uma espécie de chão escuro diretamente abaixo do foguete, enquanto o céu acima está completamente claro e cintila com inumeráveis estrelas. Ma à medida que Jules fica mais próximo do buraco negro, a escuridão, que em princípio se estirava somente sobre o disco, se espalha sobre todo o espaço em torno de cápsula. É como se a escuridão estivesse se fechando sobre ele. Agora podemos ver o céu estrelado somente através de uma estreita abertura circular acima de sua cápsula. Ele sente como se estivesse precipitando num longo túnel cuja abertura fica cada vez mais estreita. O motivo pelo qual a escuridão espalha seu véu sobre Jules é que o intenso campo de gravidade do buraco negro captura os raios de luz do mundo exterior e concentra-os num feixe estreito que converge acima da cápsula espacial. Em vez de seguir trajetórias horizontais ou oblíquas, os raios de luz são forçados pela gravidade a seguir ao longo de caminhos verticais. A luz visível se torna em raios-X. Jules já não pode admirar suas estrelas favoritas com seus próprios olhos, mas pode ainda facilmente vê-las com seu telescópio de raios-X de bordo.

LANÇAMENTO

Conheça a verdadeira face do mal no livro ´666 O Selo da Besta´, do autor Leopoldino Ferreira, lançado no dia 12 de setembro de 2008.
www.edicoesgalobranco.com.br
sac@edicoesgalobranco.com.br
Av. Presidente Vargas, 482, sl. 716, centro, Rio de Janeiro-RJ.
CEP: 20071-000 Tel.: (21)2283-1742 Telefax: (21)2253-8396.

O AUTOR


LS Ferreira (nascido Leopoldino dos Santos Ferreira) nasceu em Santarém, Estado do Pará, em 20 de Julho de 1935. Fez o curo primário no Grupo Escolar e na Escola Baptista de Santarém. Logo cedo trabalhou na iniciativa privada. Fez o Artigo 91(atual Supletivo) e o antigo Curso Científico no Colégio Estadual Paes de Carvalho, em Belém, e na Moderna Associação Brasileira de Ensino (MABE), no Rio de Janeiro. Controlador de Vôo. Bacharel e Licenciado em Matemática pela Universidade Federal do Pará (UFPA) e Mestre em Ciências pela Coordenação dos Programas de Pós-Graduação de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (COPE-UFRJ). Foi estagiário no Instituto de Pesquisa Nuclear de Jülich, Alemanha. Doutor e Livre Docente em Física pela UFPA. Nessa instituição fundou o Laboratório de Radiações. Foi chefe do departamento e coordenador do Curso de Mestrado em Física. Orientou duas Teses de Mestrado em Física. É autor de dois livros artesanais. Editou o livro Sedução Fatal, romance, pela editora Paka-Tatu, que mereceu uma resenha no site polonês Gazeta Wyborcza, junto com o Nobel de literatura Gabriel Garcia Marque e outros autores sul-americanos; e Suzanes, crônica, pela editora Galo Branco, lançado na Academia Brasileira de Letras(ABL), em março de 2007. Colaborou com o jornal O Liberal, em divulgação científica, com o título “Físicos e Filósofos”.

Realidade ou hipocrisia?

Tempos atrás o povo dos Estados Unidos era conhecido no mundo inteiro por ter um elevado grau de racismo em relação aos negros. Muitas batalhas e crimes apareceram nas páginas policiais dos jornais acerca do ódio que os brancos nutriam pelos negros. De repente o mundo vê o presidente Bush admitir negros no seu governo civil e nas forças armadas, e generais para comandar tropas em várias partes do mundo principalmente na guerra do Iraq como foi o comandante em chefe Collins Power, posteriormente nomeado Secretário de Estado daquele país.
No seu segundo mandato o presidente Bush tomou como Secretária de Estado a srta. Condoleezza Rice, também negra. Esses fatos se constituíram numa surpresa para muita gente, notadamente para o povo latino-americano. Entretanto se sabe que há um profundo preconceito em relação aos latinos, principalmente sobre os mexicanos. Após a tragédia do World Trade Center, em 11 de Setembro de 2001, esse preconceito foi reforçado contra os muçulmanos, o que é até compreensível.
Agora mais surpreendente é o momento atual. Há um negro como candidato à presidência dos Estados Unidos pelo Partido Democrata, o sr. Barack Obama de origem africana. A questão é: O povo dos Estados Unidos mudou seu consciente coletivo ou é hipocrisia?
Leopoldino Ferreira.

Conheça a verdadeira face do mal


Lançamento

Haverá o lançamento do livro, ´666 O Selo da Besta´, do autor Leopoldino Ferreira, no dia 12 de setembro próximo.
www.edicoesgalobranco.com.br
sac@edicoesgalobranco.com.br
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CEP: 20071-000 Tel.: (21)2283-1742 Telefax: (21)2253-8396.

LENTES GRAVITACIONAIS


Jules tinha que voltar porque seu corpo já não podia suportar as forças de maré exercidas pelo buraco negro. Ficamos frustrados de não saber o que acontece do outro lado da superfície do horizonte. Adoraríamos contar o fim da história. Para satisfazer nossa curiosidade, gostaria de sermos um deus onipotente e dar a Jules o poder do super-homem para resistir às preponderantes forças de maré, as quais lhe permitiriam traçar seu caminho até a última singularidade.
No texto repassado, Jules descia em espiral descendente direto à superfície do horizonte. Ele não pode parar admirar o magnífico espetáculo do firmamento estrelado em torno dele. Apenas uma pequena parte do céu fica obscurecida por pelo disco opaco do buraco negro imediatamente abaixo dele. Diante de um fundo retinto, brilham inumeráveis pontos de luz, mostrando as estrelas da Via Láctea em todo seu esplendor. Com a ajuda de um telescópio de bordo, Jules pôde admirar mais objetos difusos e menos ofuscantes; esses são galáxias semelhantes à Via Láctea, reuniões de centenas de bilhões de estrelas ligadas pela gravidade, entre centenas de bilhões de outras formações que existem no universo observável. A primeira vista, pareceria que os buracos negros bloqueariam todas as estrelas e galáxias localizadas atrás dele. Na verdade isso seria o caso se a luz se propagasse em linha reta. Mas, como sabemos agora, não é assim. O campo gravitacional do buraco negro atua efetivamente como uma lente que dobra os raios de luz. A luz emitida por uma fonte pontual no extremo oposto do buraco negro surfam sobre o horizonte posterior e reconvergem no lado anterior para produzir um anel tênue emoldurando o disco obscuro. O buraco negro atua como as lentes de seus óculos, os quais curvam a luz para corrigir sua miopia. Contudo, neste caso particular, a lente não é feita de do vidro comum, mas do espaço distorcido e curvado pela gravidade do buraco negro. Daí o nome “lente gravitacional.” Dentro do anel que circunda o buraco negro, Jules pode vislumbrar múltiplas imagens de cada estrela bloqueada pelo buraco negro. A primeira imagem resulta da luz desviada à direita do buraco negro; uma segunda imagem do desvio à esquerda; outra terceira resulta da luz que circula completamente em torno do buraco negro, e assim por diante. A luz emitida por uma estrela tem diferentes caminhos através do campo de gravidade do buraco negro, criando assim múltiplas imagens. Jules não vê a estrela real, a qual fica obscurecida pelo buraco negro, mas múltiplas imagens dela.
Einstein havia predito esse fenômeno gravitacional já em 1936. Era essa uma das várias inesperadas ramificações da relatividade geral. Como todas as grande teorias científicas, esta, também, é um fabuloso e inexaurível tesouro que nunca cessa de dar novas riquezas aos físicos. Einstein havia calculado que quando duas estrelas estão exatamente alinhadas com a Terra, a mais distante produziria duas imagens: uma imagem pontual normal e, circundando-a, uma segunda imagem em forma de anel, que é a miragem gravitacional causada pela gravidade da estrela mais próxima. Einstein acreditava que tal alinhamento era altamente improvável e que ninguém veria uma miragem cósmica no céu. Uma vez mais, ele estava muito além do seu tempo. Só em 1979 foi identificada a primeira lente gravitacional, embora os atores envolvidos nesta saga eram bem diferentes do que Einstein havia previsto. A estrela distante era realmente um quasar, um desses objetos que emitem uma tremenda quantidade de energia que eles aparecem tão brilhantes como uma estrela próxima, a despeito de estarem localizados próximos ao limite do universo observável. O objeto mais próximo fazendo o papel de lente gravitacional era uma galáxia inteira, em vez de uma simples estrela. Quando a luz vinda do distante quasar aproximou-se do campo gravitacional da galáxia, ela tomou dois caminhos diferentes para ficar em torno dela, um pela direita outro pela esquerda, produzindo assim duas imagens absolutamente idênticas em cada lado da galáxia. De fato, foi precisamente a proximidade e a grande similaridade destas duas imagens que alertaram os astrônomos. Tal estupenda semelhança não podia ser acidental, mas somente podia resultar de múltiplas imagens de um único objeto.
Desde então, a procura por lentes gravitacionais tem continuado continuamente. Os esforços têm sido amplamente recompensados. Cerca de duas dúzias delas foram descobertas. As galáxias não são os únicos objetos capazes de atuar como lentes gravitacionais. Aglomerado de galáxias – coleções de milhares de galáxias ligadas pela gravidade – podem produzir belas figuras. As imagens de certas galáxias ou quasares distantes têm sido observadas em conjuntos de dois, três, e mesmo quatro. Se o alinhamento do objeto distante, a lente, e a Terra é perfeito, então as imagens tomam a forma de um anel, exatamente como Einstein previu. Com o mais leve desvio do alinhamento perfeito, o anel se parte em múltiplos arcos luminosos.
Os astrônomos tiveram um grande trabalho estudando lentes gravitacionais que eles acreditam que isso pode ajudá-los a resolver um dos grandes mistérios da astrofísica moderna – a saber, a massa escura do universo. Acontece que vivemos num universo que pode ser assemelhado a um iceberg. Mais de 90 por cento da massa do universo não emite qualquer radiação absolutamente. A matéria que brilha (estrelas e galáxias) é somente a ponta do iceberg. Contudo, há uma diferença fundamental entre um iceberg e o universo. Enquanto podemos estar certo de que a parte submersa de um iceberg é feita de gelo, a quantidade e a natureza da matéria escura permanece um mistério completo. Até que alguma luz possa ser derramada sobre o problema, os astrônomos estão literalmente tateando no escuro. Eles sabem que as lentes gravitacionais criam miragens cósmicas através do seu campo gravitacional, o qual por sua vez depende da massa total, tanto visível como invisível, contida na galáxia ou aglomerado de galáxias atuando como uma lente. Portanto, as miragens gravitacionais são como postos de sinalização da matéria escura e podem ajudar a determinar sua quantidade.

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