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← A Matéria Pode Existir Sem o Espaço? - Pergunte aos Especialistas #18

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Showing Revision 3 created 09/04/2014 by Thierry de Carvalho Banhete.

  1. Olá Spacelab,
  2. Eu sou Matt Kleban,
  3. professor de física associado
    da Universidade de Nova York
  4. e estou aqui para
    responder suas perguntas
  5. A primeira pergunta é:
  6. Existe um tamanho máximo
    para um buraco negro?
  7. É uma pergunta muito boa.
  8. Antes de responder, uma coisa:
  9. Como assim "o tamanho de um buraco negro?"
  10. O tamanho de um buraco negro é
    o raio do horizonte de eventos.
  11. Buracos negros são áreas
    de onde nem a luz escapa.
  12. Essa região de onde a luz não volta
    tem um certo tamanho.
  13. A borda dessa região é chamada
    de "horizonte de eventos"
  14. e ela tem um raio, um tamanho.
  15. Isso é tamanho de um buraco negro.
  16. Na verdade, o raio do
    horizonte de eventos,
  17. e portanto o tamanho do buraco,
    é proporcional
  18. à quantidade de matéria e energia
    que você joga dentro dele.
  19. Então, se você tivesse acesso a
    matéria e energia infinitas,
  20. você poderia simplesmente
    alimentar o buraco,
  21. e ele continuaria ficando cada vez maior.
  22. Não há limite quanto a isso.
  23. Mas, é claro, no nosso universo,
  24. não temos acesso a
    matéria e energia infinitas
  25. E mesmo se pudéssemos voar
    por todo o universo
  26. e reunir toda a matéria e energia dele,
  27. mesmo assim teríamos um tamanho máximo.
  28. Porque a quantidade de matéria e energia
  29. que poderíamos reunir é finita.
  30. O tamanho final seria uma fração do
    tamanho do universo hoje.
  31. Então, teria alguns bilhões
    de anos-luz de comprimento,
  32. muito, muito grande, mas ainda finito.
  33. A segunda pergunta é:
  34. A matéria pode existir sem o espaço?
  35. Essa pergunta é ótima e muito difícil.
  36. A verdade é: não temos certeza.
  37. Mas podemos dizer que temos
    uma teoria que relaciona
  38. a matéria com o espaço,
    e com o tempo também.
  39. Mesmo que a gente não ache que
    seja uma descrição exata do mundo,
  40. é a melhor teoria que temos.
  41. Essa teoria é chamada de
    "Relatividade Geral".
  42. É a que foi descoberta por
    Albert Einstein em 1916.
  43. De acordo com Einstein, existe uma equação,
    na verdade um grupo delas,
  44. chamadas "equações de Einstein",
  45. que ligam matéria, espaço e tempo.
  46. Descobrimos que é possível
    resolver essas equações
  47. quando não se tem matéria.
  48. Você pode ter zero de matéria e de energia
    e ainda ter espaço e tempo.
  49. Mas não é possível resolvê-las
  50. se você tem matéria,
    mas não espaço e tempo.
  51. Em outras palavras, dá para ter
    espaço e tempo sem matéria,
  52. mas, pelo menos de acordo com
    as equações de Einstein,
  53. não dá para ter matéria
    sem espaço e tempo.
  54. Não achamos que esse é
    o fim da história.
  55. Não achamos que essas são
    as leis exatas da física.
  56. Pode ser que as leis exatas,
  57. de algum modo, permitam
    que a matéria exista sem espaço.
  58. Mas eu acho que, pelo menos agora,
  59. o melhor que temos é "não",
    até onde sabemos, não é possível.
  60. A terceira pergunta é:
  61. Se pudéssemos resolver o problema
  62. da energia infinita para viagens
    na velocidade da luz
  63. e viajar pelo espaço na
    velocidade C (da luz),
  64. a dilatação de tempo faria com que,
    na nossa perspectiva,
  65. uma viagem a qualquer lugar
    seria instantânea?
  66. E isso então significaria que nós
  67. existiríamos em todos os pontos do
    vetor ao mesmo tempo?
  68. Outra ótima pergunta.
  69. A razão por trás dela é a de que,
    quando se viaja muito rápido,
  70. chegando muito perto da
    velocidade da luz,
  71. acontece um fenômeno chamado
    "dilatação de tempo",
  72. que significa que, quanto mais perto
  73. da velocidade da luz alguém viaja,
    menos tempo vai se passar para ela.
  74. Por exemplo, se você viajasse
    da Terra a Alfa Centauro
  75. numa nave acelerando
    até próximo da velocidade da luz,
  76. muito pouco tempo se passaria para você.
  77. Você não envelheceria muito,
  78. o seu relógio não marcaria muito tempo.
  79. As pessoas da Terra e de Alfa Centauro
    vão observar você fazer essa viagem
  80. e dizer que você demorou pelo menos
    alguns anos para chegar.
  81. Mas para você, vai parecer
    um tempo muito mais curto.
  82. O interessante é que essa é
    "a teoria da relatividade",
  83. então tudo é relativo ao observador.
  84. E você pode se perguntar:
  85. Como é que você faz uma viagem
    dessas num tempo tão curto?
  86. E a resposta é: se você
    for o "referencial",
  87. se você está dirigindo
    seu carro na estrada,
  88. você vê os prédios, árvores
    e essas coisas
  89. vindo na sua direção a 100Km/h,
  90. você parado, as árvores e prédios
    se movendo até você.
  91. Esse é o seu referencial.
  92. Dentro da espaçonave,
    você está parado
  93. e Alfa Centauro está
    vindo na sua direção.
  94. A velocidade que ela vem
    é quase a velocidade da luz.
  95. Nunca pode ser maior.
    Nunca se vai mais rápido que a luz.
  96. Mas vai estar vindo
    numa velocidade bem próxima.
  97. O motivo de você fazer a viagem
    num tempo tão curto
  98. é outro fenômeno estranho da relatividade
    chamado de "Transformação de Lorentz".
  99. As distâncias se contraem,
  100. elas parecem menores quando objetos
    estão se movendo rápido.
  101. A distância que você tomaria
    entre você e Alfa Centauro
  102. é muito menor que a distância
    tomada por alguém parado na Terra.
  103. É assim que você faria essa viagem
    num tempo tão curto.
  104. Então, para responder a pergunta de se tudo
    seria instantâneo quando você
  105. está viajando na velocidade da luz,
    a resposta é sim.
  106. Porque se você viaja na velocidade da luz,
  107. o tempo não passa para você
    durante a viagem.
  108. E, do seu ponto de vista,
    a distância até Alfa Centauro é zero.
  109. E é assim que se faz o caminho num instante.
  110. Então sim, você estaria em todo lugar
    entre a Terra e Alfa Centauro
  111. ao mesmo tempo em um instante.
  112. Obrigado pelas excelentes perguntas.
  113. Se você tem mais perguntas,
    escreva-as nos comentários abaixo.
  114. Legendado por Thierry de Carvalho Banhete
  115. facebook.com/oaksl