Astronomia sem Telescópio - Time Freeze

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Há uma história contada sobre viajar na velocidade da luz, na qual você é solicitado a imaginar que começa diante de um grande relógio - como o Big Ben. Você percebe que sua percepção atual do tempo está sendo informada pela luz refletida no mostrador do relógio - o que indica que são 12h. Portanto, se você disparar na mesma velocidade que a luz - tudo o que continuará vendo é o relógio marcado às 12:00, pois você está se movendo na mesma velocidade em que essas informações estão se movendo. E assim você descobre que, na velocidade da luz, o tempo essencialmente pára.

Embora existam várias coisas erradas nessa história - por certo, uma coisa correta é que, se você pudesse viajar na velocidade da luz, não experimentaria passagem do tempo - embora existam várias razões pelas quais essa é provavelmente uma situação impossível de se encontrar.

No entanto, se você pudesse viajar à velocidade da luz e não experimentar a passagem do tempo - não teria tempo disponível para reavaliar sua situação - de fato, não haveria tempo disponível para seus neurônios dispararem. Portanto, você pode deixar a Terra com a imagem do relógio fixada em sua retina, mas como seu cérebro parou de funcionar, isso não tem nada a ver com as informações transportadas no feixe de luz com o qual você está se movendo. Sua retina nunca é atualizada com uma nova imagem enquanto você permanecer na velocidade da luz.

Alguma visão sobre a relatividade especial é obtida ao considerar o contexto de alguém que ficou na Terra. Se sua viagem de velocidade da luz foi direcionada a um espelho em Alpha Centauri (a 4,3 anos-luz de distância) - então, da perspectiva deles, são necessários 8,6 anos para você chegar lá e se recuperar. Isso é verdade mesmo que você saia e retorne com uma imagem de 12:00 presa na retina e anuncie com razão que (da sua perspectiva) não passou nenhum tempo desde a sua partida.

Mas mover-se à velocidade da luz e não passar tempo é provavelmente um cenário impossível para nós, seres desafiados em massa. A relatividade diz que você possui uma massa adequada, um comprimento adequado e um tempo adequado - que persistem independentemente da sua velocidade. Se você pudesse sobreviver às forças G para atingir essas velocidades, poderia alegremente atingir 99,95% da velocidade da luz e verificar seu pulso no relógio para encontrar seu coração ainda batendo a 72 batimentos por minuto - exatamente como aconteceu de volta à terra.

É somente quando você volta à Terra que percebe que algo notável está acontecendo. Mover-se a 99,5% da velocidade da luz fornece um fator de dilatação do tempo em torno de 10. Portanto, enquanto alguém na Terra ainda mede a duração da sua viagem em cerca de 8,6 anos - para você, são apenas 10 meses. E com um telescópio extraordinariamente bom, você pode olhar para trás para a Terra e ver um Big Ben distorcido, mudando para vermelho e correndo devagar no caminho para lá e depois mudando para azul e correndo muito rápido no caminho de volta.

Uma das razões que provavelmente torna impossível a experiência da velocidade da luz / congelamento do tempo é que a dilatação do tempo aumenta cada vez mais rápido. Por exemplo, a uma velocidade de 99,999995% da velocidade da luz, você obtém um fator de dilatação do tempo de cerca de 1.000. Portanto, mesmo se você tiver uma espaçonave com uma fonte de energia infinita capaz de velocidades aparentemente infinitas - você continuará chegando ao seu destino antes que o velocímetro chegue a 99,99999 (etc)% da velocidade da luz para c = 1,0.

Talvez seja assim que vamos povoar o universo - usando investimentos de energia difíceis de imaginar, juntamente com o princípio da dilatação do tempo para atravessar grandes distâncias. O truque é não ficar com saudades de casa, porque, depois de cobrir essas distâncias, você nunca pode voltar - a menos que seja para conhecer seus netos muito, muito, muito bisnetos.

(Eu trapacei um pouco ignorando quaisquer períodos de aceleração e desaceleração nas viagens descritas aqui).

Leitura adicional: Calculadora de relatividade.

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