Cientistas usam relógios atômicos para mostrar que o tempo transcorre mais rápido nas altitudes, mesmo na Terra.
O relógio mais preciso da Terra mostrou nitidamente quão certo estava Albert Einstein há 100 anos atrás, quando afirmou que o tempo é um conceito relativo e quanto mais alto você vive em relação ao nível do mar, mais rápido você envelhece.
A teoria da relatividade de Einstein afirma que tempo e espaço não são constantes como a vida diária pode sugerir. Ele afirmou que a única constante verdadeira, a velocidade da luz, significava que o tempo pode transcorrer mais rápido ou mais lentamente dependendo de quão alto você esteja, e com que rapidez você se desloca.
Agora, cientistas demonstraram pela primeira vez a correção da teoria de Einstein com um relógio atômico incrivelmente preciso, que é capaz de manter o tempo com a precisão de um segundo em cerca de 3,7 bilhões de anos -- aproximadamente a mesma extensão de tempo em que tem existido vida na Terra.
James Chin-Wen Chou e seus colegas do do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia em Boulder, Colorado (EUA), verificaram que quando monitoravam dois desses relógios separados, em altura, apenas por 1 pé (30,479 cm) de distância em relação ao nível do mar, observaram que o tempo realmente passa mais rápido quanto mais alto você estiver -- exatamente como Einstein previu. "Esses relógios de precisão revelam os efeitos da força gravitacional, de maneira que se você posicionar um desses relógios mais perto de um planeta você também aumento o efeito da gravidade [do planeta] sobre ele e o tempo transcorre realmente mais lentamente do que em um outro relógio idêntico colocado em posição mais elevada", disse o Dr. Chou. "Ninguém havia antes visto tais efeitos com relógios, daí a razão de querermos verificar se tais efeitos ocorrem. Diríamos que nossos resultados estão de acordo com a teoria de Einstein -- não esperávamos nenhuma discrepância, e não encontramos nenhuma", explicou ele.
Os relógios atômicos usados no estudo baseiam-se nas minúsculas vibrações de átomos de alumínio presos em um campo elétrico. Essas vibrações estão na mesma faixa de frequência da luz ultravioleta, detetada por lasers, o que efetivamente significa que os relógios atômicos são relógios ópticos, suficientemente precisos para medir bilionésimos de um segundo e para manter o tempo de forma precisa por milhões de anos. Isso significa que os relógios eram capazes de registrar a dilatação do tempo com a altura, que foi prevista inicialmente por Einstein. Para cada pé (30,479 cm) acima do solo, por exemplo, os relógios mostraram que alguém envelheceria mais rápido 90 bilionésimos de um segundo num espaço de vida de 79 anos, disse o Dr. Chou.
A experiência sobre a dilatação do tempo, publicada no jornal Science, é uma prova vívida de como o tempo não é o que pensamos que seja. Os pesquisadores demonstraram também que, quando os relógios foram alterados de modo a simular o efeito de viajar pelo espaço, o tempo começou a transcorrer mais lento como previsto na teoria da relatividade. Essa é uma demonstração prática do "paradoxo dos gêmeos", uma experiência mental [thought experiment, do alemão Gedankenexperiment -- ver também este conceito em "Thought Experiments"] da teoria especial da relatividade de Einstein, que afirma que quando um gêmeo idêntico viaja no espaço num foguete ele na realidade envelhecerá mais lentamente que o outro gêmeo vivendo em terra firme.
Marcus Chown, autor do bestseller We Need to Talk about Kelvin (Precisamos conversar sobre Kelvin), que está na lista de candidatos ao Prêmio do livro de Ciência deste ano, disse que os resultados das experiências com o relógio atômico foram uma notável demonstração das teorias de Einstein. "O que é realmente notável é que esses estudos mostram esses efeitos incrivelmente pequenos da [teoria da] relatividade em tais distâncias tão curtas", disse ele. "Eles demonstraram graficamente que, embora consideremos a relatividade como uma teoria esotérica sem relevância para a [nossa] vida diária, pode-se de fato mostrar que é realmente verdadeiro que você envelhecerá marginalmente mais rápido se você estiver apenas um degrau mais alto numa escada. É um efeito muito pequeno, mas traz esses fatos esotéricos para o mundo do dia a dia. Ele mostra que se você quiser viver mais, compre uma casa térrea [de um só piso]", acrescentou ele.
A teoria: o momento "Eureka" de Einstein no Birô de Patentes
Albert Einstein estava um dia sentado em sua cadeira no Birô de Patentes de Berna, quando aconteceu a descoberta. "De repente, o pensamento me ocorreu: se um homem cai em queda livre, ele não sente o próprio peso. Isso me deixou confuso. Essa simples experiência mental me impressionou profundamente", ele escreveu em 1907. Isso foi dois anos depois da publicação de sua Teoria Especial da Relatividade, e o levou diretamente para sua teoria da gravidade e, ainda mais tarde, para sua Teoria Geral da Relatividade. Na realidade, Einstein chegou casualmente a um de seus maiores discernimentos (ou "sacações"): gravidade é aceleração.
Desse conceito simples veio veio a ideia de que, quanto maior a força gravitacional sobre um relógio, seja ela de um planeta ou de outro objeto maciço, mais lentamente o próprio tempo avançaria. Isso significava, Einstein previu, que o tempo avançaria mais rápido e as pessoas envelheceriam mais rapidamente quanto mais alto elas estivessem em relação ao solo.
Einstein disse que entender que gravidade e aceleração eram a mesma coisa foi "o pensamento mais feliz da minha vida". Isso está no cerne da teoria da relatividade, que estabelece que tempo e espaço não são imutáveis e fixos como pensamos que sejam a partir de nossa experiência imediata na vida diária.
Com a invenção do relógio atômico, que pode medir o tempo até o bilionésimo de segundo e são precisos até o segundo por 3,7 bilhões de anos, cientistas podem agora confirmas as previsões de Einstein de que o tempo pode tornar-se mais lento ou acelerar, dependendo da posição e da velocidade de quem quer que esteja fazendo a verificação.
Amigo VASCO:
ResponderExcluirA notícia, embora pareça nova, é uma atualização, vale dizer, uma melhor medição dessa diferença entre relógios situados em alturas diferentes quando imersos em um campo gravitacional. os relógios atômicos hoje existentes apresentam um erro da ordem de 1 segundo na totalidadede 10 elevado a 15 segundos, ou mais. São os MASERs de Hidrogênio.
Essa diferença já havia sido identificada lá pelos anos 60, quando apareceram os primeiros relódios atômicos.
A diferença não tem qualquer afetação sobre o modo de vida dos seres humanos, pois se situarão na casa dos PICO-SEGUNDOS de diferença.
Há mais a falar sobre esse tema, mas fica para uma complementação nesse blog.
Abraços - LEVY
Amigo VASCO:
ResponderExcluirMais um complemento à informação anterior.
A primeira comprovação desse fato previsto por EINSTEIN aconteceu com uma experiência onde foram empregados dois relógios atômicos que, sincronizados em terra, teve um deles levado à bordo de um avião que circundou o mundo, permanecendo o outro estático. No retorno, a comparação entre os tempos marcados por eles mostrou uma diferença como a prevista pelo grande físico.
Não havia mais dúvidas da teoria.
Um dos sitemas mais usados hoje como referência de tempo, embora eu não concorde, é o SISTEMA GPS. Cada um dos vinte e quatro satélites que compoêm o sistema, carrega à bordo um relógio atômico. Como eles se situam a uma órbita de
cerca de 10.000 km acima da superfície da Terra, os sinais recebidos desses satélites precisam sofrer uma correção, dita RELATIVISTA, para ajustá-los à hora local. Isso é feito no receptor do sinal GPS. Não temos acesso à esse software. O Sistema GPS é, originalmente, um Sistema GEODÉSICO, não ums istema de difusão de tempo. Em minha opinião, esse erro de concepção foi o responsável pelo anúncio de uma notícia bombastica recentemente: a descoberta de neutrinos com velocidade SUPERIOR à da luz.
Continuaremos mais tarde com o assunto.
Abraços - LEVY
Amigo VASCO:
ResponderExcluirContinuando no tema, mas agora explorando outras facetas.
O Brasil possui um sistema muito avançado de difusão do tempo, talvez um dos melhores do mundo.
A tarefa de difusão do tempo é atribuição do SERVIÇO DA HORA, orgão do OBSERVATÓRIO NACIONAL, com sede aqui no Rio de Janeiro, e que possui, para a realização dessa tarefa, de vários relógios atômicos, constantemente intercomparados. Apoia-se, também, nas medições feitas por outros relógios similares pertencentes à empresas que necessitam de uma base de tempo confiável.
Quando ainda na EMBRATEL, tinhamos TRÊS desses relógios que juntamente com os relógios do ON, ajudavam a definir a HORA MÉDIA MUNDIAL, fixada pelo Meridiano de GREENWICH, na Inglaterra.
Esses relógios eram necessários para fixar EXATAMENTE as frequencias usadas em nossos sistemas de telecomunicações, e TRÊS pode parecer demais, mas atendiamos a uma questão técnica, chamada REGRA DE PARETO: se você tem um relógio, não conseguirá saber se ele está preciso; se você tem dois relógios, e houver discrepancia entre eles, você não saberá qual está desviado do normal. Com três relógios, por intercomparação, fica mais fácil saber qual está fora do padrão esperado, pois a taxa de falhas esperada para esses relógios é da ordem milhares de anos, mas como se tratam de circuitos eletrônicos, poderia acontecer, até por envelhecimento dos mesmos.
Difundir esses conhecimentos foi uma tarefa hercúlea. Não foi fácil convencer as empresas de que só deveria haver uma ÚNICA BASE DE TEMPO.
Mas conseguimos. Hoje, quando se vê a hora estampada nos relógios digitais das cidades, ela é a transmitida pelo ON, com a precisão do segundo.
Eu me orgulho de ter participado desse processo.
Abraços - LEVY
Um pequeno comentário de um leigo, um curioso que se interessa pelo assunto.
ResponderExcluirO facto dos relógios atrasarem com a velocidade, isso não significa que o tempo dilate, pode haver alguma outra razão que os faça atrasar, que ainda não foi descoberta.
Quanto ao facto dos relógios adiantarem com a altitude, aí não tem mesmo nada a ver com contração do tempo. Trata-se apenas do facto da gravidade naquela altitude ser menor do que na superfície da terra, por conseguinte os relógios trabalham mais livremente, mais soltos, como é óbvio.