Entendendo a Relatividade em absoluto. Parte I

Antes de mais nada, gostaria de informar que falarei um pouco sobre o tema como um leigo. Certamente, um físico perceberá muitos detalhes ausentes ou simplificados. Mas o objetivo aqui é me fazer entender sobre um tema complicado, mas ao mesmo tempo fascinante. Mas porquê um estudante de Biologia falaria de Física Moderna???
Porquê a Física sempre me intrigou. Não estou falando dos cálculos de Energia cinética de um elevador em queda livre ou do trabalho realizado por uma força y. Estou falando da parte, na minha opinião, mais importante e que deveria ser o foco nas escolas: a teoria. "Porquê existe gravidade?", "Como nada se move mais rápido que a luz?", "O que é o magnetismo afinal?" foram perguntas que eu me fazia na escola (e muitas ainda não sei a resposta!).
Apesar de considerar a Física uma disciplina extremamente difícil, tanto pela matemática quanto pelas abstrações e contra-intuições, penso que os estudantes da vida são responsáveis pelo estudo da verdadeira complexidade; afinal, o que é uma partícula sem massa e dimensão em uma caixa isolada e sem atrito frente a uma célula ou a um organismo multicelular?
Brincadeiras à parte, tentarei abordar de uma maneira bem didática o que é a relatividade e algumas consequências interessantes. Praticamente tudo o que eu escrever aqui foi retirado de um brilhante livro de Stephen Hawking chamado "Uma Nova História do Tempo". Recomendo esse livro para qualquer um que deseje entender a beleza da física teória de uma forma lúdica e compreensiva.
Todo mundo lembra que praticamente qualquer coisa em Física depende do referencial. Imagine uma pessoa em um trem em movimento. Imagine ela arremessando uma bola na direção do movimento do trem. A que velocidade a bolinha foi arremessada? Para quem a arremessou do trem, certamente a velocidade é menor do que para alguém que estivesse fora observando, pois de fora a bolinha teria a velocidade do trem mais a velocidade do próprio arremesso. Então, a bolinha percorreu um espaço maior na visão do observador fora do trem do que de quem está no trem. Mas e se quem estava dentro do trem acendesse uma lanterna?
Com a luz, que se move a cerca de 300 mil Km/s, as coisas são diferentes. Para qualquer observador, a velocidade dela é fixa. É, isso é estranho. Quer dizer que a luz está se movendo a 300 mil Km/s tanto para quem está no trem quanto para quem está fora? Exatamente!
Lembra-se da primeira fórmula que aprendemos na escola? Velocidade = espaço percorrido / tempo. A velocidade da luz é fixa. Mas ela percorreu uma distância diferente; maior para quem estava vendo fora do trem e menor para quem estava vendo de dentro do trem. Então, para compensar a diferença no "espaço percorrido" da fórmula, o tempo deve ser diferente para cada observador. Ou seja, Mas que bizarro! É por isso que o tempo passou a ser relativo, ou seja, dependendo do observador.
A teoria de Einstein que explicou que a velocidade da luz é igual para qualquer observador (e outras coisas) chama-se Relatividade Especial. Na próxima postagem, tentarei explicar a teoria completa, ou Relatividade Geral.
Abraços pessoal =)