Albert Einstein costumava refletir sobre estas 5 perguntas de derreter a mente por diversão. Você consegue resolvê-las?

Albert Einstein refletia sobre 5 perguntas desafiadoras. Você pode resolvê-las?

• Albert Einstein era conhecido por seus experimentos mentais envolvendo ideias científicas complexas.
• Frequentemente, ele usava exemplos do mundo real que ajudavam pessoas não cientistas a compreender suas teorias da relatividade.
• Ele começou a refletir sobre um deles, sobre perseguir um feixe de luz através do espaço, quando tinha 16 anos.

Albert Einstein, uma das maiores mentes do século XX, mudou para sempre o cenário da ciência ao introduzir conceitos revolucionários que abalaram nossa compreensão do mundo físico.

Uma das qualidades mais marcantes de Einstein foi sua notável habilidade de conceituar ideias científicas complexas imaginando cenários da vida real. Ele chamava esses cenários de Gedankenexperiments, que significa “experimentos mentais” em alemão.

Apesar do nome, os exercícios mentais de Einstein incorporavam dados de experimentos reais.

Aqui estão alguns experimentos mentais que demonstram algumas das descobertas mais inovadoras de Einstein, incluindo suas teorias especiais e gerais da relatividade.

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O que aconteceria se você perseguisse um feixe de luz enquanto ele se move pelo espaço?

Einstein começou a se perguntar sobre isso quando tinha apenas 16 anos.

Se você de alguma forma conseguisse alcançar a luz e viajar com a mesma velocidade que ela, Einstein concluiu que você seria capaz de observar a luz congelada no espaço. Mas como ele sabia que a luz era uma onda composta por campos magnéticos e elétricos em constante mudança, ela não poderia estar realmente parada.

“Nesse paradoxo, já está contido o embrião da teoria da relatividade especial”, escreveu Einstein em suas “Notas Autobiográficas”. Essa teoria “especial” se aplica a certas relações entre espaço e tempo, e ele a explorou ainda mais com outro experimento mental envolvendo trens e luz.

Duas pessoas podem experimentar o mesmo evento de maneiras diferentes?

Imagine que você está em um trem enquanto seu amigo está do lado de fora do trem, observando-o passar. Se um raio atingisse perto de ambas as extremidades do trem, seu amigo veria ambos os raios piscarem ao mesmo tempo.

Mas no trem, você está mais próximo do raio de luz em direção ao qual está se movendo. Então você vê esse raio primeiro porque a luz precisa percorrer uma distância menor.

A configuração desse experimento é um pouco complicada e envolve espelhos e postes angulados. Mas o resultado é que o tempo se comporta de maneira diferente para alguém em movimento em comparação com alguém parado.

Isso consolidou a crença de Einstein de que tempo e espaço são relativos e simultaneidade – dois eventos ocorrendo ao mesmo tempo – depende da perspectiva de cada um. Esse é um dos fundamentos da teoria especial da relatividade de Einstein.

Como a idade do seu irmão gêmeo que viaja pelo espaço se compara à sua?

Vamos supor que você tenha um irmão gêmeo que nasceu quase ao mesmo tempo que você.

Mas quase imediatamente, seu irmão gêmeo embarca em uma espaçonave e parte para viajar pelo universo quase na velocidade da luz.

De acordo com a teoria especial da relatividade de Einstein, o tempo passa mais devagar à medida que você se aproxima da velocidade da luz, então seu irmão gêmeo na espaçonave envelheceria mais devagar.

Quando a espaçonave retornasse à Terra, você estaria comemorando seu 65º aniversário, enquanto seu irmão gêmeo ainda não teria completado 10 anos, com base em uma estimativa do Omni Calculator.

O seu elevador está acelerando ou flutuando no espaço?

Imagine que você está em um elevador sem janelas, incapaz de ver o que está acontecendo do lado de fora. Sem referências visuais, você não sabe se está em um elevador parado na Terra ou se está sendo levado para cima no espaço. A atração da gravidade e a aceleração ascendente em gravidade zero fazem com que você seja puxado para o chão.

A física de ambos os eventos é a mesma, decidiu Einstein, com base no “princípio da equivalência”. Da mesma forma, se o seu elevador despencasse de forma rápida e longa, você flutuaria como se estivesse no espaço.

Agora, considere a afirmação anterior de Einstein de que o tempo e o espaço são relativos. Se o movimento pode afetar o tempo e o espaço (como no experimento do trem) e a gravidade e a aceleração se comportam da mesma forma, isso significa que a gravidade pode realmente afetar o tempo e o espaço.

Se você colocar uma bola de boliche em um trampolim, ela irá afundar o tecido. Coloque bolinhas de gude próximas e elas rolarão em direção à bola. Objetos com grande massa podem afetar o espaço-tempo de maneira semelhante.

A capacidade da gravidade de distorcer o espaço-tempo é uma parte fundamental da teoria geral da relatividade de Einstein, que ele publicou uma década após a teoria especial e expandiu sobre ela.

As partículas podem se comunicar mais rápido que a velocidade da luz?

Einstein não foi o maior defensor da teoria quântica. Na verdade, ele discutiu com o físico Niels Bohr sobre certos eventos que ele acreditava violar leis fundamentais da física.

Um dos experimentos mentais de Einstein tinha a ver com o emaranhamento quântico, que ele chamava de “ação assustadora à distância”.

Imagine que você tenha uma moeda de dois lados que pode ser facilmente dividida ao meio. Você joga a moeda. Sem olhar o resultado, você entrega um lado ao seu amigo e guarda o outro lado para você. Em seguida, seu amigo entra em uma nave espacial e viaja pelo universo.

Quando você olha para a sua moeda, percebe que está segurando o lado das caras da moeda. Instantaneamente, você sabe que seu amigo, que está a bilhões de anos-luz de distância, tem o lado das coroas.

A versão de Einstein deste experimento mental é mais complicada do que moedas e envolve partículas entrelaçadas que compartilham uma função de onda. Ambas as partículas têm o potencial de estar em dois estados possíveis, giro para cima e giro para baixo. Medir uma delas fornece informações sobre a outra, não importa o quão distantes estejam.

É um pouco como se sua metade da moeda não fosse nem cara nem coroa até você olhar para ela. Como a moeda não era de dois lados, você sabe que seu amigo tem coroa quando você tem cara. Mas Einstein achava que as partículas se comportavam mais como moedas reais. Elas tinham alguma propriedade inerente que as faziam “girar para cima” ou “girar para baixo” o tempo todo.

Outros cientistas provaram que ele estava errado nas décadas seguintes. Em 2022, três físicos ganharam o Prêmio Nobel por demonstrar ação assustadora à distância.