Campos Gravitacionais

Booom galera, dessa vez nesse post vamos falar um pouco sobre Campos Gravitacionas. Vamos explicar um pouco sobre ele, e também relaciona-lo a alguns fenômenos ocorridos, tais como buracos negros ou então o porque de em alguns lugares o tempo passar mais rápido (ou causar a impressão) do que em outros...;)
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o intervalo de tempo entre quaisquer dois eventos depende da velocidade a que os observadores se deslocam. Assim qualquer partícula ou objeto que acelere para velocidades próximas da luz pode experimentar espetaculares saltos no tempo. Um exemplo são os raios cósmicos que se deslocam a velocidades próximas da luz. Do seu ponto de vista eles atravessam a galáxia em apenas alguns minutos, enquanto que do nosso ponto de vista, isto é usando a Terra como referência, estas partículas parecem demorar dezenas de milhares de anos a atravessar a galáxia. Se a dilatação do tempo não ocorresse estas partículas nunca conseguiriam chegar até aqui!
Na natureza temos, além dos campos eletromagnéticos, os campos de gravitação, que possuem a propriedade básica de que todos os corpos se movimentam da mesma forma. Esse movimento é independentemente de sua massa ou de sua carga, desde que possuam mesas condições iniciais. Esta propriedade nos permite fazer uma analogia entre o movimento dos corpos num campo gravitacional e o movimento dos corpos que mesmo não estando sob ação de um campão de gravitação externo, estão relacionados a um sistema não-inercial.

Num sistema inercial sabemos que todo o corpo com movimento livre o faz de forma uniforme e retilínea. Se tivermos corpos com a mesma velocidade inicial, elas, assim permanecerão durante todo o tempo. Portanto se considerarmos um movimento livre em um sistema não-inercial relativo, teremos nesse sistema todos os corpos com o mesmo movimento. Então se considerarmos o movimento livre num dado sistema não-inercial, todos os corpos devem se mover da mesma forma relativamente a este sistema. Vemos, assim, que o movimento é o mesmo para os dois sistemas em presença de um campo gravitacional. Podemos dizer então que um sistema de referência não-inercial é equivalente a um determinado campo gravitacional, o que denominamos princípio da equivalência.

Chegando a este ponto já sabemos que a velocidade é uma forma de viajar para a frente no tempo. Existe outra forma de o fazer: através da Gravidade. É sabido que os relógios andam mais depressa no telhado do que na cave, que está mais perto do centro da Terra e portanto numa zona mais interna do seu campo gravitacional. De forma semelhante os relógios andam mais depressa no espaço do que na superfície da Terra. Apesar destes efeitos serem minúsculos, foram confirmados e medidos usando relógios de elevada precisão. Esta deformação do tempo afeta e tem de ser levada em conta nos Sistemas de Posicionamento Global (GPS em Inglês). Se estes efeitos não fossem considerados e corrigidos os marinheiros, os pilotos de avião, os taxistas, etc, iam parar a alguns quilometros de distancia de onde pretendiam ir, e no geral todo mundo ia se fu...ferrar =X
Junto a um estrela de neutrões a gravidade é tão forte que o tempo desacelera cerca de 30 vezes em relação à Terra. Se alguém estivesse junto a essa estrela a olhar para a Terra veria as coisa a acontecer a grande velocidade, como num filme de vídeo a andar para a frente.
É junto aos buracos negros que acontecem as coisas mais espectaculares em termos de distorção de tempo; na sua superfície o tempo pára em relação à Terra. Na prática isto quer dizer que se e caísse num buraco negro, o curto tempo que levava a atingir a sua superfície equivaleria a uma eternidade no resto do Universo. É como se a região dentro do buraco negro estivesse para lá do limite do tempo. Está para lá do futuro! Está no infinito!

A título de exemplo, considere um movimento em um referencial acelerado uniformemente. Pegamos um corpo com uma determinada massa que se move livremente em certo sistema de referencias, notamos claramente que ele terá aceleração constante igual ou oposta à aceleração do sistema. O mesmo se aplica se considerarmos um movimento num campo gravitacional constante e uniforme. Dessa forma um sistema de referência uniformemente acelerado equivale a um campo externo uniforme e constante. Se tivermos um sistema de referencias animado de um movimento linear com aceleração não-uniforme, ele é equivalente a um campo gravitacional uniforme variável. Esses campos, que são equivalentes a referenciais não-inerciais, não são idênticos aos campos gravitacionais reais que existem, também, nos referenciais inerciais. A diferença entre os campos equivalentes a referenciais não-inerciais e inerciais esta em suas propriedades no infinito. Pois os campos gravitacionais “reais” tendem sempre a zero a distancias infinitas dos corpos que produzem esse campo. Já os campos que são equivalentes a referenciais não-inerciais, crescem ilimitados para o infinito, ou em alguns casos, permanecem finitos em módulo. Pegamos como exemplo a força centrifuga (que aparece em um referencial giratório), pois ela cresce sem limite quando nos afastamos do eixo de rotação.Campos com sistemas não-inerciais equivalentes, se anulam quando passam para um referencial inercial. Já os campos gravitacionais reais (que existem também em um sistema de referencial inercial) não podem ser anulados pela escolha do sistema de referencias. Percebemos isso claramente quando vimos sobre a diferença entre as condições no infinito entre campos gravitacionais “reais” e campos com sistemas não-inerciais equivalentes; como os campos não-inerciais não tendem a zero no infinito, fico claro que é impossível eliminar, pela escolha do sistema de referência, um campo gravitacional “real”, que se anula no infinito.