Policarpo Yôshin Uliana

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1 O REI ESTA NU? Como uma pseudo-não-localidade pode transformar o relatio em absoluto e um simples experimento para medir a elocidade da Terra com relação ao Éter. Policarpo Yôshin Uliana poli@atomlig.com.br Sem a conicção de uma harmonia íntima do Unierso, não poderia haer ciência. Esta conicção é, e continuará a ser, a base de toda criação científica. Em toda a extensão dos nossos esforços, nas lutas dramáticas entre elhas e noas concepções, entreemos a ânsia eterna de compreensão, a intuição inabaláel da harmonia uniersal, que se robustece na própria multiplicidade dos obstáculos que se oferecem ao nosso entendimento Albert Einstein A luz e a escuridão são um par, como um pé na frente e outro atrás ao andar. Cada coisa tem o seu próprio alor intrínseco e está relacionada com tudo mais na função e na posição. A ida comum encaixase no absoluto assim como uma caixa em sua tampa. O absoluto funciona junto com o relatio, como duas flechas se encontrando ponta com ponta em pleno do ar. SANDÔKAI (Texto Zen Budista) 1 Introdução Em 1905 Albert Einstein, lançou sua Teria da Relatiidade Especial [1] que derrubou os paradigmas Newtonianos de tempo e espaço absolutos. Logo a seguir em 1916 Einstein apresentou a Teoria da Relatiidade Geral[2], derrubando desta ez os conceitos de força graitacional e da atuação de forças a distância. As teorias de Einstein geraram modificações tão profundas na ciência, na tecnologia e na cultura humana, que ele já foi proclamado com o homem mais importante do século XX, e proaelmente a historia ai apelidar o este século como sendo o século de Einstein. Uma das contribuições de Einstein foi derrubar o conceito de Éter, como meio de propagação da luz. Este conceito, igente no inicio do século XX. leou os físicos a desenolerem uma serie de experimentos, como por exemplo o Interferômetro de Michelson[3], cujo objetio era medir a elocidade da Terra em relação ao Éter. O fracasso destes experimentos, foi explicado por Einstein, que transformou o conceito de Éter Físico igente na sua época em algo bem menos importante. Segundo o próprio Einstein[4]: "O espaço é dotado de qualidades físicas; neste sentido existe um éter. Um espaço sem éter é impensáel, pois nele nem haeria propagação de luz, nem a possibilidade de medida, nem portanto, interalos de distância ou tempo. Mas esse éter não é dotado com a qualidade de um meio ponderáel, consistindo de partes que eoluem no tempo. A idéia de moimento não é aplicáel a ele." Assim depois da aceitação das Teorias da Relatiidade, a idéia de um tipo de Éter Físico, que pudesse ser utilizado como referencial de elocidades se tornou, algo tão inconsciente quanto a teoria do flogisto (fluido inisíel utilizado inicialmente para 1

2 explicar fenômenos de troca de calor). Desta forma a possibilidade de realizar um experimento para medir a elocidade da Terra com relação ao Éter, foi completamente descartada pela física moderna. Neste contexto, creio que a simples menção do termo elocidade da Terra com relação ao Éter no titulo deste artigo gera um sentimento de repulsa nos físicos profissionais criando uma grande barreira que impede a leitura deste trabalho. Apesar de minha formação básica não ser na área de física, mas na área de engenharia elétrica e computação, após inte anos de estudo teórico, desenoli um noo modelo de física, denominado Uliana Theory (UT) [5]. Este modelo permite cria um unierso fictício, matematicamente corrente no qual são definidos conceitos, partículas fundamentais e leis físicas, que são bastante similares as obseradas em nosso unierso. No desenolimento da UT me deparei com tipo de Éter Físico, que a luz das Teorias da Relatiidade, num primeiro momento não pude aceitar como alido. Entretanto uma analise mais abrangente, me leou a crer que Einstein pode ter cometido um erro sutil na interpretação física de algumas equações, não percebendo que as mesmas podem de fato apontar para existência de um tipo de Éter Físico, um espaço-tempo absoluto que sere como referencial de elocidade. Mas se isto é erdade, como em mais de cem anos, com milhares de cientistas estudando estas teorias, como ninguém percebeu isto até hoje? Creio que possa estar ocorrendo algo, como na historia infantil, onde um Rei usa uma roupa mágica, que poderia ser ista apenas pelas pessoas inteligentes, a qual todos os súditos admiram, até que uma criança grita: O Rei esta nu! Esta criança teria enlouquecido? Ou esta endo um fato básico, que milhares de outros não perceberam? 2 Equações básicas da Relatiidade Especial - Alguns experimentos mentais utilizados por Einstein Todos os aspectos abordados neste tópico e no próximo são bastante conhecidos e se destinam a dar uma base para leitores leigos no assunto. Desta forma, leitores já familiarizados com o tema da Teoria da Relatiidade Especial pode passar diretamente para a leitura da quarta seção deste artigo. Um aspecto muito interessante da Teoria da Relatiidades Especial é que suas equações básicas podem ser obtidas com base em dois princípios ou postulados: Postulado da Luz: A luz se propaga atraés do espaço azio com uma elocidade constante, independente do estado do moimento do corpo emissor (independe do referencial). Princípio da Relatiidade: Todas as leis da física tornam a mesma forma em todos os referenciais inerciais. É impossíel realizar experiência, num determinado referencial, para medir o seu próprio moimento do sistema de referência. 2

3 No paradigma Newtoniano de tempo e espaços absolutos, as elocidades se somam etorialmente e assim a própria luz teria sua elocidade afetada pela elocidade do obserador. Entretanto, em todas as medições realizadas, o alor de elocidade obtido para a luz (em um determinado meio), foi sempre constante independentemente da elocidade da fonte luminosa ou do obserador. Desta forma o paradigma Newtoniano, que falha em descreer o comportamento da luz, foi derrubado por Einstein ao considerar que os conceito de tempo e espaço dependem da elocidade do obserador. Isso implica, que para um obserador em alta elocidade o tempo que passa mais deagar (tanto em termo de relógios mecânicos, quanto de todos os processos físicos e biológicos) e as réguas (e todos os demais objetos) se encolhem na direção do moimento. Estas noções de tempo-espaço ariáeis forma a base da Teoria da Relatiidade Especial, cujas principais equações podem ser obtidas por meio de alguns experimentos mentais bastante simples, propostos pelo próprio Einstein, que eremos a seguir: Um primeiro experimento, mostrado na figura 1, consiste de um agão de trem imaginário que se moe em uma alta elocidade (por exemplo 80% da elocidade da luz, o que equiale a 240mil km por segundo). No chão do agão existe uma fonte de luz, que enia um pulso luminoso em direção ao teto, onde um espelho a reflete noamente em direção ao solo. Se a altura do agão for igual a 900mil Km, para um obserador no trem, o pulso luminoso ai lear seis segundos para completar todo o percurso. Já para um obserador prado na plataforma o pulso percorre uma trajetória inclinada, que é afetada pelo moimento do trem, (cujo comprimento passa de 900mil km para 1.500mil Km) e assim, para este obserador, o pulso luminoso lea 10 segundos para completar todo o percurso. Credito pelas figuras: Figura 1 Experimento imaginário de um trem iajando próximo a elocidade da luz. Este simples exemplo permite constatar que se a elocidade da luz for constante para os dois obseradores, o tempo transcorrido para cada um deles dee ser diferente, e desta forma o relógio (e todos os processos físicos e biológicos) do obserador no trem anda mais deagar. Com base neste experimento imaginário, considerando uma elocidade qual quer para o trem, podemos facilmente deduzir a seguinte equação: 3

4 t ObsMo 2 = tobsparado 1 (1) 2 c Nesta formula c representa a elocidade da luz e a elocidade do obserador que se moe. Para o exemplo da figura 1, considerando a elocidade do trem igual 80% da elocidade da luz obtemos: t = 0.6 ObsMo t ObsParado Ou seja, para cada segundo que se passa para o obserador parado na plataforma, apenas 0.6 segundos se passam para o obserador em moimento. Consideremos agora um noo experimento, enolendo o mesmo trem mostrado na figura 1, mas com o pulso de luz sendo emitido ao longo do agão na direção do moimento. Neste experimento uma fonte de luz localizada na parede posterior do agão, emite um pulso que bate em um espelho na parede da frente e depois retorna até o fundo. Considerando um agão hipotético com 300mil km de comprimento, um obserador no trem ai medir um tempo de 2 segundos do momento em que o pulso é emitido até o mesmo retornar. Entretanto, para um obserador na plataforma o pulso e o trem se moem simultaneamente. Assim quando o pulso de luz chegar na posição onde estaa o espelho originalmente o trem já ai ter andado um pouco. t 1 d x a t 2 x b x Figura 2 Caminho do pulso de luz para o obserador na plataforma. t 3 A figura 2 mostrado o caso onde um agão com comprimento d se moe em elocidade, segundo um eixo x definido na direção do moimento. Na figura são mostradas três posições do agão no espaço, istas em tempos distintos. No tempo t 1 o pulso é emitido, no tempo t 2 o pulso bate no espelho tendo percorrido o tamanho do agão mais uma distância percorrida pelo trem (d+a). No tempo t 3 o pulso retorna ao fundo do trem mas agora percorrendo um caminho mais curto (d-b). 4

5 Para o obserador fora do o quando o pulso bater no espelho o mesmo terá percorrido trem a seguinte distância: a = d c (2) Da mesma forma no tempo em que o pulso retorna para o fundo do agão, o trem terá percorrido a seguinte distância: b = d c (3) Desta forma para o obserador na plataforma a distância total percorrida pela luz será: d total = d + a + d b = 2d (4) Assim para o obserador na plataforma o pulso de luz percorre duas ezes o comprimento do agão, o que é a principio a mesma distância medida pelo obserador em moimento. Entretanto como os relógios dos dois obseradores medem alores diferentes, se de fato a distância for a mesma o obserador em moimento deeria medir uma elocidade maior para o pulso luminoso. Como isto não é erdadeiro o comprimento do agão dee encolher, de forma que o obserador no trem possa medir uma elocidade constante para a luz. Desta forma alem do tempo para o obserador no trem passar mais deagar, o comprimento dos objetos encolhe na direção do moimento, conforme a seguinte equação x ObsMo 2 = xobsparado 1 (5) 2 c Para o exemplo do trem se moendo 80% da elocidade da luz, esta relação será dada por: x = 0.6 ObsMo x ObsParado Nos exemplos apresentados, as equações 1 e 5 mostram o que ocorre com o tempo e com o espaço para um obserador que se moe no trem em elocidade, em relação ao obserador parado na plataforma. Estas equações indicam que o tempo para o obserador no agão passar mais deagar e que o agão (e tudo que existe dentro dele) ira encolher na direção do moimento. Entretanto nenhum destes fenômenos de dilatação do espaço/tempo poderá ser percebido pelo obserador no trem, pois todos os seus padrões de tempo e espaço (mecânicos, elétricos ou biológicos) são igualmente afetados. 5

6 3 Paradoxos da Relatiidade Especial A quebra da simultaneidade As equações 1 e 5 apresentadas na seção anterior, mostram que a passagem do tempo e o comprimento dos objetos ariam em função da elocidade do obserador. Entretanto como a elocidade depende do referencial adotado surge uma situação paradoxal que pode ser facilmente obserada no seguinte exemplo: Duas espaçonaes, tripuladas por João e Maria, se deslocam em uma mesma linha com elocidade relatia igual a 80% da elocidade da luz. Quando as naes se cruzam, João afirma: - Minha nae esta parada enquanto a de Maria se afasta a uma elocidade de 240mil km/s e, portanto para cada 10 segundos que passaram no meu relógio, no relógio de Maria ão se passar apenas 6 segundos. Ao que Maria responde: - Como as elocidades são relatias, minha nae esta parada enquanto a de João se moe, portanto para cada 10 segundos que passaram no meu relógio, no relógio de João ão se passar apenas 6 segundos. Mas como ficam estas declarações contraditórias? Quem está certo? Intuitiamente somos leados a crer que um dos dois dea estar certo, pois se as equações da relatiidade no tempo estão corretas o obserador que se moe mais rápido dee ter seu tempo passando mais deagar... Assim, neste exemplo para identificar quem esta certo, João e Maria colocam na parte de fora de suas naes, dois cronometro digitais luminosos. Os cronômetros são zerados no momento em que as naes se cruzam no espaço. Logo após o cruzamento, Maria obsera o cronômetro de João por meio de um telescópio e erifica que quando se passaram 10 segundos no seu cronometro se passaram apenas 6 segundos no de João e afirma: - Eu estou parada pois o cronômetro de João andou mais deagar. Entretanto João obserando seu próprio cronômetro, percebe que quando o mesmo marca 10 segundo no cronometro de Maria se passaram apenas 6 segundos e afirma: - Eu estou parado pois o cronometro de Maria andou mais deagar. Mas como isto é possíel, como para cada um deles o tempo do outro é que corre mais deagar? A figura 3 mostra como isto acontece para o caso de João cujo cronômetro mostra 10 segundos, enquanto que a imagem do cronometro de Maria (obserada ia telescópio) mostra apenas 6 segundos. Isto ocorre, pois a imagem do cronometro de Maria, mesmo se deslocando a elocidade da luz, lea um tempo cada ez maior para chegar a João, pois tem que atraessar um espaço que cresce deido ao afastamento das naes. Assim mesmo que o cronometro de Maria esteja de fato andando mais rápido do que o de João, ele erá sempre uma imagem antiga que irá indicar um tempo menor e poderá afirmar que o cronometro de Maria é que anda mais deagar. 6

7 Espaçonae de Maria Espaçonae de João 16,66 14,00 10,00 6,00 10,00 Imagem do relógio iajando pelo espaço a elocidade da luz Figura 3 Informação de tempo trafegando entre duas espaçonaes. Neste exemplo deido à limitação da elocidade da luz, para transmitir a informação de tempo de uma nae para a outra, não é possíel saber quem de fato se desloca mais rápido e qual dos dois cronômetros corre mais deagar. Mas neste caso se uma elocidade relatia qualquer pode sempre ser adotada pelo obserador, o fenômeno de dilatação do tempo é de fato real? Um caso prático do fenômeno da dilatação do tempo é o exemplo clássico, dos irmãos gêmeos. Neste exemplo um dos irmãos iaja em uma nae espacial (a uma elocidade eleada) e ao retornar a Terra obsera que seu irmão esta mais elho que ele. No caso da nae se deslocando a 80% da elocidade da luz, para cada 6 anos transcorridos para o irmão astronauta, 10 anos se passam na terra. Neste caso como o astronauta sofre um processo de aceleração, deslocando-se para longe da Terra e depois retornando, o mesmo irá assumir uma elocidade que é superior a do irmão que ficou na Terra e assim o seu tempo (incluindo o tempo biológico) irá transcorrer mais lentamente. Este exemplo dos Gêmeos introduz mais um conceito interessante. No retorno da iagem estando, os dois gêmeos reunidos alguém pergunta: Que idade ocês tem? Apesar de terem nascido na mesma data, os Gêmeos irão afirmar que tem idades diferentes e, portanto o tempo transcorrido desde que nasceram aria, sendo que gêmeo astronauta registra um tempo menor. Isto implica que o conceito de simultaneidade, ou seja a idéia que dois obseradores podem considerar um mesmo eento ocorrendo em um mesmo tempo deixa de ser alido e passa a depender da elocidade dos obseradores. Um exemplo simples que ilustra melhor este ponto é o seguinte: Em um trem se deslocando a 80% da elocidade da luz existem duas fontes de laser (luz coerente) que disparam simultaneamente emitindo pulsos luminosos na direção do centro do agão, conforme mostrado na figura 4. Um sensor no meio do agão capta os dois pulsos luminosos registrando o tempo de chegada de cada pulso. Um obserador dentro do trem irá perceber que os dois pulsos são emitidos 7

8 simultaneamente, pois percorrem a mesma distância no mesmo tempo chegando juntos ao sensor. t 1 t 2 Figura 4 Dois feixes de laser disparados simultaneamente dentro de um agão. Entretanto para um obserador na plataforma, os pulsos luminosos irão percorrer trajetórias diferentes. Se os dois pulsos forem emitidos simultaneamente o pulso que ai em direção contraria ao moimento dee chegar antes ao sensor, conforme mostrado na figura 5. t 1 t 2 Figura 5 Dois feixes de laser disparados simultaneamente istos por um obserador fora do agão. Mas como o eento de chegada simultânea dos pulsos é também obserado fora do agão, insto implica que os pulos não emitidos no mesmo tempo conforme mostrado figura 6. t 1 t 2 t 3 Figura 6 Dois feixes de laser chegando simultaneamente, istos por um obserador fora do agão. Para melhor entender por que eentos que são simultâneos para um obserador no agão (em moimento) não são simultâneos para um obserador na plataforma (em repouso) podemos modificar ligeiramente o exemplo acima considerando que as duas fontes laser se encontram no centro do agão e que nos extremos existem espelhos 8

9 que refletem os pulsos, que retornam ao sensor no centro do agão conforme mostrado na figura 7. t 1 t 2 t 1 Figura 7 Dois feixes de laser disparados simultaneamente no centro do agão. No exemplo da figura 7, o obserador na plataforma irá er algo semelhante ao que esta sendo mostrado na figura 8. Neste caso os pulsos partem juntos, mas o pulso que segue na direção oposta ao moimento chega antes ao espelho, sendo refletido primeiro. Logo a seguir o segundo feixe é refletido e os dois feixes se encontram juntos no centro do agão. t 1 t 2 t 3 t 4 Figura 8 Dois feixes de laser disparados simultaneamente no centro do agão istos por um obserador na plataforma. Pela comparação das figuras 7 e 8 erifica-se que os pulsos são emitidos simultaneamente e chegam ao sensor no mesmo tempo, mas o momento no qual os dois pulsos são refletidos nos espelhos deixa de ser simultâneo, para o obserador na plataforma, mas continua sendo simultâneo para o obserador em moimento. Assim pela Teoria da Relatiidade Especial, o tempo de ocorrência de dois eentos irá depender da elocidade dos obseradores e desta forma o próprio conceito de simultaneidade deixa de ter alidade, o que por sua ez elimina qual quer conceito de referencial de tempo absoluto. 9

10 4 Não-localidades reais e simuladas Quebrando o limite de elocidade da luz para a transmissão de informações. O fenômeno da não-localidade surge da propriedade de emaranhamento, definida dentro da Mecânica Quântica, segundo a qual duas partículas podem estar e um estado onde suas propriedades estão misturadas. Neste caso a obseração de uma das partículas define instantaneamente o estado da outra partícula, independentemente da distância que as separe. Assim por exemplo para dois elétrons emaranhados mesmo quando separados por grandes distâncias, a medição do spin (sentido de giro) de um deles irá afetar instantaneamente o spin do outro elétron. O próprio Einstein no contexto de um debate filosófico traado em 1935, com Niels Bohr (que defendia a Mecânica Quântica), formulou o que ficou conhecido como experimento EPR [6] (Einstein, Poldosky e Rosen). Neste experimento, obserando as não-localidades que surgem do conceito de partículas emaranhadas, Einstein criticaa alguns aspectos da Mecânica Quântica, principalmente as iterações instantâneas que iolam o limite da elocidade imposto pela luz, algo que segundo a Teoria da Relatiidade não seria permitido. Uma contribuição significatia para comproar a existência do fenômeno da não-locais o foi teorema da impossibilidade de teorias de ariáeis ocultas locais, também conhecido como Teorema de Bell, formulado John Stuart Bell[7] em Na década de 1970, utilizando fótons emaranhados, Bell mostrou experimentalmente que as partículas podem de fato interagir em elocidades maiores do que a da luz. Entretanto uma aplicação pratica para transmissão de informações em elocidades maiores que a luz, utilizando partículas emaranhadas, é algo que ainda não foi realizado, pois mesmo com uma partícula afetando a outra instantaneamente, os resultados obtidos são basicamente aleatórios, não sendo possíel transmitir algum tipo informação no processo. Mesmo assim, com a confirmação pratica da existência de não-localidades, o experimento EPR, proposto por Einstein, deixou de ser um indicio de que existia algo errado com a Mecânica Quântica e passou a indicar que talez existam problemas na própria Teoria da Relatiidade. Se de fato as bases de nosso unierso forem nãolocais, com partículas podendo interagir a elocidades maiores do que a luz, alguns pontos da teoria da relatiidade ficam seriamente comprometidos. Por exemplo, no experimento definido na figura 3, onde temos duas naes no espaço se deslocando em elocidade eleadas, o uso de um sistema de comunicação instantâneo (baseado em um mecanismo não-local) permitiria a comparação do tempo transcorrido em cada nae, e permitindo assim saber qual dos obseradores de fato se moe em alta elocidade e qual está parado. Atualmente os defensores da Teoria da Relatiidade afirmam que, a existência de nãolocalidades, onde partículas emaranhadas interagem instantaneamente, não iola o 10

11 limite de elocidade da luz para transmissão de informações, pois na pratica é impossíel eniar informações por meio de mecanismos não locais. Refletindo sobre este cenário, desenoli um tipo de não-localidade simulada, que denominei de pseudo-não-localidade que permite transmitir informações mais rápido do que a luz. Como eremos adiante o uso experimental de uma pseudo-nãolocalidade coloca em eidencia alguns pontos básicos das Teoria da Relatiidade, principalmente o conceito de que tudo é relatio. Um forma simples de se construir uma pseudo-não-localidade é utilizando dois relógios sincronizados, que sejam bastante precisos e se encontrem em um mesmo referencial de elocidade. O sincronismo pode ser obtido ajustando os dois relógios em um mesmo local e transportando os mesmos em baixa elocidade (para não serem afetados pela dilatação temporal) até atingirem uma condição final, onde a elocidade relatia entre ambos é nula. Este esquema de relógios sincronizados gera uma pseudo-não-localidade pois permite transferir um tipo de informação em elocidades maiores do que a da luz: A informação de tempo. Isto ocorre, pois ao obserar o horário em um dos relógios, sabemos instantaneamente o horário que o outro relógio está marcando, independentemente da distância que o mesmo se encontre. Parece algo triial, mas quando aplicado ao exemplo de naes se deslocando no espaço, mostrado na figura 3, este conceito permite a medição da dilatação temporal obserada em cada nae, conforme o experimento apresentado a seguir. Ana 10:23:32 Distância fixa João 10:23:32 Maria 00:00:00 Figura 9 Três espaçonaes no espaço. As naes de João e Ana tem elocidade relatia nula e relógios sincronizados. A nae de Maria se moe em alta elocidade na mesma linha das outras naes. Neste noo experimento, mostrado na figura 9, existem três naes no espaço, pilotadas por João, Maria e Ana. As naes de João e Ana estão paradas uma em relação a outra e assim sua distância no espaço se mantém constante. Alem disso João e Ana possuem relógios atômicos sincronizados, com mostradores luminosos indicando a hora na lateral de cada nae, conforme mostrado na figura 9. A nae de Maria se moe em alta elocidade, na linha definida pelas naes de João e Ana. Ao passar por João, Maria anota a hora no relógio dele e zera um cronometro em sua própria nae, conforme mostrado na figura 9. Algum tempo depois, conforme mostrado na figura 10, a nae de Maria cruza com a de Ana e ao obserar o relógio na lateral da nae de Ana, Maria obtém instantaneamente a informação de horário do 11

12 relógio de João, Com base nesta informação, Maria calcula quanto tempo se passou no relógio de João e obsera o tempo indicado pro seu próprio cronometro. Ana 11:23:32 Distância fixa João 11:23:32 Maria 00:36:00 Figura 10 Ao passar pela nae de Ana, Maria obtêm instantaneamente o horário do relógio de João. Aqui fica mais claro como uma pseudo-não-localidade transmite uma informação mais rápido do que a luz: Maria deseja obter o tempo de João, e poderia fazer isto por exemplo obserando a nae do mesmo por um telescópio, mas neste caso obteria uma informação antiga pois a transmissão seria limitada pela elocidade da luz. Como os relógios estão sincronizados, Maria ao olhar o relógio de Ana, obtêm instantaneamente a informação de tempo do relógio de João! Considerando por exemplo, os alores de tempo mostrados das figuras 9 e 10, obseramos que o cronômetro de Maria andou apenas 36 minutos, enquanto que no relógio de João se passaram 60 minutos. Com base nesta informação Maria pode afirmar João e Ana estão parados enquanto ela e que se moe a 80% da elocidade da luz. Em um caso mais geral, Maria poderá obter basicamente 3 tipos de resultado: O tempo transcorrido no seu relógio é igual ao obserado no de João. Isto indica que Maria e João se moem em uma mesma elocidade (que é igual a metade da elocidade relatia entre os dois) mas em direções opostas; O tempo transcorrido no seu relógio é maior que o obserado no de João. Isto indica que João é que se moe em alta elocidade; O tempo transcorrido no seu relógio é menor que o obserado no de João. Isto indica que Maria é que se moe em alta elocidade. Assim com base na comparação das dilatações temporais obseradas em cada nae, podemos calcular a elocidade absoluta das mesmas, ou no mínimo determinar qual delas se moe mais rapidamente, eliminando assim o referencial relatio. Mas considerando um experimento mental onde no unierso inteiro existam apenas estas 3 naes, e mais nenhum outro corpo celeste. Neste caso esta elocidade absoluta seria medida com relação a que referencial? Creio que única resposta possíel é que a elocidade obtida seja relatia ao próprio tecido do espaço-tempo, algum tipo de Éter físico que permeia o espaço onde as naes se encontram e define um referencial absoluto de elocidades. 12

13 5 A elocidade da luz medida por mecanismos não locais pode não ser constante Um experimento simples para determinar a elocidade absoluta da Terra no Éter. Acredito que o uso de mecanismos não locais simulados ( pseudo-não-localidades ) permite que um obserador em moimento retilíneo uniforme, determine sua elocidade em relação ao Éter, mesmo estando dentro de um agão fechado e sem nenhum contato com o meio externo. Esta medição é possíel pois para um obserador em moimento em relação ao Éter, a elocidade da luz na direção do moimento, medida por mecanismos não-locais, não é constante. Esta afirmação pode ser facilmente comproada pelo seguinte experimento mental: Consideremos uma nae espacial em forma de agão fechado, que saído da Terra é acelerada até atingir uma alta elocidade. Quando a nae se encontra em uma elocidade constante, dois relógios sincronizados são colocados em paredes opostas dentro da nae que estão alinhadas na direção do moimento conforme mostrado na figura 11. t 1 t 2 t 3 Figura 11 Dois feixes de laser disparados simultaneamente por meio de relógios sincronizados. Estes relógios são conectados a duas fontes laser compondo um sistema que emite pulsos luminosos exatamente na passagem de cada segundo. Os pulsos ão até o centro da nae onde existe um sensor capaz de registrar num gráfico o tempo de chegada dos dois pulsos. Para a nae parada no espaço este tempo será certamente idêntico, mas com a nae em moimento o caminho coberto por cada pulso de luz será ligeiramente diferente, pois as paredes da nae se moem conforme mostrado na figura 11. Desta forma, o pulso que se trafega no sentido contrário ao moimento ai atingir o sensor num tempo menor que o outro pulso, conforme mostrado na figura 11. Isto ocorre, pois o próprio sensor se moe junto com a nae e assim o feixe de luz emitido no fundo do agão tem que percorrer um caminho maior do que no caso onde a nae estaa parada. Da mesma forma o feixe emitido na frente tem que percorrer um caminho menor, pois o sensor se moe em sua direção. 13

14 Assim o sensor no centro da nae irá gerar um gráfico onde um pulso será detectado antes do outro. Para a nae se deslocando em altas elocidades, a diferença no tempo de chegada é facilmente identificáel e irá permitir que o obserador dentro da nae calcule a elocidade da mesma, sem auxilio de nenhum referencial externo. Num exemplo pratico se a distância entre as duas paredes for de 300metros, com a nae parada os pulsos deerão lear 500 nano segundos para atingir o sensor. Se a nae for acelerada a partir da Terra até atingir uma elocidade constante igual a 10% da elocidade da luz ela terá se deslocado 15 metros no tempo de 500 nano segundos. Desta forma o primeiro pulso dee atingir o sensor em 454,5 nano segundos enquanto o segundo pulso dee atingir o sensor em 555,5 nano segundos, gerando uma diferença de tempo de 101,0 nano segundos. Com base neste experimento um astronauta na nae poderá indicar que a sua elocidade é de aproximadamente 10% da elocidade da luz o que poderá ser a seguir confirmado pelos dados de aceleração da nae ou mesmo pela obseração da Terra. Obs: Neste exemplo apesar dos relógios na nae andarem mais deagar a nae também encolhe na direção do moimento de forma que um efeito acaba compensando o outro. Considerando ainda este experimento básico, ejamos um caso onde nae é girada em torno do seu centro, com auxilio de dois retrofoguetes, conforme mostrado na figura 12. Com a nae girando, se repetirmos o mesmo experimento de emissão de pulsos de luz e medição do tempo de chegada dos mesmos no sensor, iremos obserar que o atraso entre os pulsos irá ariar em função do ângulo da nae. Em uma olta completa, o sensor no centro da nae irá registrar tempos de chegada dos pulsos que ariam segundo uma função senoidal, associada ao ângulo de giro da nae. Figura 12 Nae sendo girada por retrofoguetes. É importante obserar neste exemplo, que se forem utilizados apenas mecanismos locais (nos quais a informação se propague no máximo a elocidade da luz), como por exemplo, um mecanismos que dispare os dois lasers de forma sincronizada (por meio de sinais elétricos, ou mesmo sinais luminosos), nenhum atraso nos pulsos será obserado no sensor, pois conforme foi mostrado na figura 8, quando for considerado 14

15 um caminho fechado, onde o pulso ai e em na direção do moimento, a elocidade da luz se mantêm constante. Isto explica o fato dos experimentos de medição da elocidade da Terra no Éter, como por exemplo, o Interferômetro de Michelson[4] falharem completamente (no sentido em que nenhuma ariação da elocidade da luz ter sido obserada). Acredito, contudo que este tipo de medição, da elocidade da Terra em relação ao Éter, pode ser realizado sem grandes problemas técnicos, como o uso de relógios sincronizados. A Terra gira em torno do sol com uma elocidade media da ordem de Km/s e o próprio Sol gira em torno do centro da Via Láctea, a uma elocidade de 250Km/s. Alem disso a galáxia inteira gira ao redor do centro do nosso grupo local de galáxias à elocidade de 300 Km/s. Como estas elocidades se combinam, seria esperado que a Terra se moesse em relação ao Éter com uma elocidade mínima da ordem de 0.1% a 0,2% da elocidade da luz. Um experimento para a medição da elocidade da Terra em relação ao Éter é mostrado na figura 13 onde são obseradas três instalações indicadas pelas letras A, B e C. Preferencialmente estas instalações deeriam ser localizadas em alinhamento norte-sul e leste-oeste, separadas de uma distancia de pelo menos alguns quilômetros. Estação B Relógio Registrador Laser Sensor Cabos de fibra óptica O N L Sensor Laser Relógio Laser Registrador Sensor Estação A S Cabos de fibra óptica Estação C Sensor Registrador Laser Relógio Figura 13 Experimento simples para determinação da elocidade da Terra no Éter. As instalações são conectadas por meio de cabos de fibra óptica mostrados em ermelho na figura. Em cada estação um relógio de eleada precisão será utilizado para controlar a emissão de pulsos de laser e também para sincronizar um sistema de registro ligado a um sensor. Para realização de um experimento básico, as fontes laser disparam em um mesmo tempo enquanto os sistemas de registro armazenam dados relatios a emissão e recebimento de cada pulso. Os dados dos três registradores são então colocados em uma base única, gerando um gráfico no qual serão registrados os tempos de enio e de chegada de quatro pulsos distintos (um para cada fibra óptica mostrada na figura 13). 15

16 Para o caso onde a estação A mostrada na figura 13, estier localizada próxima ao equador, a posição do etor AB irá se manter relatiamente constante ao longo do dia, enquanto que a posição do etor no espaço AC irá gira 360 graus em 24 horas, acompanhando a rotação da Terra. Nesta condição se, por exemplo as estações estierem a uma distância de 30km umas das outras, para uma elocidade da Terra de 300Km/s o tempo de chegada dos pulsos irá apresentar atrasos da ordem de 100 nano segundos, o que poderia ser facilmente detectado atraés do uso de relógios com precisão da ordem de 10 nanosegundos. Desta forma para pulsos que trafegam nas fibras no sentido AC deem ser obserados atrasos que ariam ao longo do dia enquanto que para as fibras no sentido AB deem ser obserados atrasos relatiamente constantes. Acredito que com base nos atrasos obserados neste experimento será possíel determinar a elocidade com a qual a Terra se desloca em relação ao Éter. 6 Comparando massas Uma noa isão para uma matemática antiga Dentro da Teoria da Relatiidade Especial, a massa também aria em função da elocidade do obserado. Assim da mesma forma como a equações 1 e 5 definem o comportamento do tempo e do espaço, a equação 6, mostrada a seguir, relaciona a massa de um obserador com a sua elocidade. m ObsMo 1 = mobsparado 2 (6) 1 2 c Nesta equação, o fator que diide a massa será sempre menor que a unidade, e assim podemos afirmar que a massa aumenta com o aumento da elocidade. Isto significa que, por exemplo um corpo se moendo a 99,9% da elocidade da luz terá uma massa 22,3 ezes maior, do que a sua massa em repouso. Esta propriedade da impede que qualquer corpo físico atinja elocidade igual a da luz, pois neste caso sua massa deeria se tornar infinita. João 10:23:32 00:00:00 Maria Figura 14 Experimento simples para comparação de massa. 16

17 Acredito que a equação 6, traz em suas bases um conceito de elocidade absoluta que pode ser associado a elocidade do obserador em relação um tipo de Éter Físico. Para demonstrar este ponto de ista, tomemos um simples experimento mental: Duas naes, pilotadas por João e Maria, se moem em uma mesma linha no espaço conforme mostrado na figura 14 e se cruzam (quase se tocando) em certo ponto de sua trajetória. Cada obserador lea em sua nae um padrão de massa obtido, por exemplo com base na referência do peso do átomo de carbono. Assim se os dois padrões forem feitos do mesmo material, eles irão conter aproximadamente o mesmo número de átomos. Neste experimento, deido às elocidades serem relatias irá surgir um paradoxo das massas, onde João pode afirmar: - Minha nae esta parada e a de Maria se moe, então pela equação 6, o padrão de Maria tem uma massa maior do que o meu padrão. Ao que Maria responde: - Minha nae esta parada e a nae de João se moe, então pela equação 6, o padrão de João tem uma massa maior do que o meu padrão. Este caso é bem semelhante ao paradoxo de medição de tempo isto na seção 3 deste artigo. Aqui os obseradores também afirmam coisas distintas, mas agora não podem testar suas afirmações, pois como os padrões estão em moimento fica difícil comparar o a massa dos mesmos. Assim como não existem meios de comparar massas a distância, nem João nem Maria podem de fato saber quem está certo, o que elimina a contradição e resole o paradoxo. Entretanto como eremos a seguir existe uma falha nesta explicação, pois existe uma forma de João e Maria compararem as suas massas padrão, mesmo estando em moimento. /2 João 10:23:33 Maria 00:00:01 /2 Figura 15 Massas que colidem e formam um corpo unico. Obserando noamente a figura 14, erificamos que João e Maria learam as massas padrões para fora da nae, botando-as em uma trajetória de colisão. Na figura 15 as duas as massas padrão colidem, formando um único corpo. Os dois círculos azuis, que podem ser obserados na figura 15, representam sondas lançadas das naes no instante de cruzamento. Estas sondas serão controladas a fim de atingir uma elocidades igual a metade da elocidade relatia entre as naes. Isto significa que as 17

18 sondas ficam paradas exatamente no ponto de cruzamento onde as massas se chocaram. Pela lei da conseração do momento linear sabemos que se as massas dos padrões forem iguais ao se unirem elas irão atingir uma elocidade igual a metade da elocidade relatia entre as naes, e assim elas ficarão em repouso em relação as sondas. Se, entretanto a elocidade de João for maior, sua massa irá pesar mais e assim o corpo formado pelas duas massas tenderia a se afastar das sondas na direção tomada pela nae de João. Da mesma forma, se a elocidade de Maria for maior, as massas tenderão a se afastar das sondas na direção da nae da Maria. Desta forma a medição da elocidade das duas massas unidas, pode ser utilizada para calcular as elocidades de Maria e João, ou no mínimo para indicar qual dos dois se moe mais rápido. Considerando noamente um unierso que contem apenas as duas naes, qual seria o referencial para a elocidade obtida neste experimento? Creio que neste caso deemos considerar um terceiro elemento, com relação ao qual as naes estejam se moendo. Este elemento estaria associado ao próprio tecido do espaço-tempo, a um tipo de Éter físico que sere como referencial absoluto de elocidades. Neste contexto a equação 6 pode ser escrita como: m R 1 = ma 2 (7) A 1 2 c Onde m A é representa uma massa absoluta, que esta em repouso em relação ao Éter e m R indica uma massa relatia, obtida em função da elocidade absoluta Ada mesma em relação ao Éter. Comparando as equações 6 e 7 temos basicamente a mesma formulação matemática, mas com uma interpretação noa das ariáeis utilizadas, principalmente da elocidade, que passa a ser absoluta. 7 Conclusão Quando Albert Einstein em 1095 publicou a Teoria da Relatiidade Especial, foi iniciada uma das maiores reoluções na área de física. Atualmente as Teorias da Relatiidade, que juntamente com a Mecânica quântica dão as bases teóricas sobre as quais a física moderna se apóia. Ainda assim acredito que as equações da Teoria da Relatiidade Especial trazem em suas bases o conceito de elocidade absoluta, que implica na existência algum um tipo de Éter Físico, que define um referencial absoluto de elocidade no continuum espaço-tempo. 18

19 A ressurreição da antiga noção de Éter pré-einstein pode parecer algo estranho a física moderna, mas tem o potencial de afetar radicalmente a forma como emos nosso unierso e possielmente abrir noas portas no caminho da elaboração de uma Teoria Sobre Tudo... Assim lanço um desafio aos joens físicos, aqueles que estão iniciando agora suas careiras: Aaliem os experimentos e aqui descritos e reflitam se as teorias de Einstein são mesmo totalmente relatias ou se em suas bases se esconde o absoluto. 10 Referências Bibliográfica. [1] A. Einstein, Einstein's Miraculous Year: Fie Papers That Changed the Face of Physics., Princeton Uniersity Press. [2] A. Einstein, The Collected Papers of Albert Einstein, Volume 8:The Berlin Years: Correspondence, , Princeton Uniersity Press. [3] M. Facão, Interferômetro de Michelson: princípios e aplicações, Uniersidade de Aeiro, Departamento de Física, Portugal (1999). Disponíel em: [4] A. Einstein, Ether and the Theory of Relatiity (1920). Disponíel em: [5] P. B. Uliana, Small Bang Criando um unierso a partir no nada. (2006). Disponíel em: [6] A. Einstein, B. Podolsky, and N. Rosen, Can quantum-mechanical description of physical reality be considered complete?, Phys. Re (1935). [7] J. S. Bell, On the Problem of Hidden Variables in Quantum Mechanics, Reiews of Modern Physics 38, (1966). Reproduzido em Bell (1987), op. cit., pp Tradução para o português em Cadernos de História e Filosofia da Ciência (série 3) 2(2) (1992). Rio Do Sul, Santa Catarina, Brasil. 16 de Maio de