Caro prof., boa noite! Mais uma dúvida: existe algum motivo fundamental para a constância da velocidade da luz? Sei que até hoje todos os experimentos confirmaram este que é um dos mais importantes princípios da relatividade, mas gostaria de saber se há alguma razão fundamental para este postulado.
Boa noite, André Juan,
a velocidade da luz pode ser derivada da teoria do eletromagnetismo (a luz é uma onda eletromagnética). As leis que descrevem o comportamento dos campos elétrico e magnético são chamadas as Leis de Maxwell. Combinando as Leis de Maxwell de maneira esperta, elas levam a uma equação que prevê a existência das ondas eletromagnéticas, e que estas ondas se propagam com a velocidade da luz c, de 299 792 458 m/s.
Qual a ligação com a teoria da Relatividade?
Segundo a teoria que valia antes da Relatividade, a mecânica clássica ou newtoniana, as velocidades dependem do estado de movimento do observador. Exemplo: para alguém num trem em movimento, um livro que ele está lendo está parado, mas para alguém fora do trem, o livro está em movimento (junto com o trem). Analógicamente, se um raio de luz tem velocidade c para um observador, ele deveria ter uma velocidade diferente para um outro observador que está em movimento em relação ao primeiro observador. Por isto se achava que a luz se propaga com velocidade c apenas em um referencial destacado, chamado éter. Em consequência, as Leis de Maxwell e o eletromagnetismo também deveriam valer apenas naquele referencial. Eles deveriam ser modificados para outros referenciais (para observadores em movimento em relação ao éter).
Porém em 1887, dois físicos chamados Michelson e Morley mediram que a luz se propaga com velocidade c em QUALQUER referencial (isto é, para QUALQUER observador). A mecânica teve que ser modificada para uma forma, naquela as Leis de Maxwell estão válidos para qualquer referencial ou observador e, portanto, a velocidade da luz é igual a c para qualquer referencial ou observador. Esta mecânica modificada foi desenvolvida por Albert Einstein em 1905 e é chamada Relatividade Restrita. De 1905 até hoje, as previsões da Relatividade Restrita se confirmam muito bem em experimentos.
Em resumo posso responder a sua pergunta com: A constância da velocidade da luz é consequência do fato, que o eletromagnetismo de Maxwell vale para todos os observadores em todos os referenciais.
Espero que esta resposta ajudou.
Abraço!
a velocidade da luz pode ser derivada da teoria do eletromagnetismo (a luz é uma onda eletromagnética). As leis que descrevem o comportamento dos campos elétrico e magnético são chamadas as Leis de Maxwell. Combinando as Leis de Maxwell de maneira esperta, elas levam a uma equação que prevê a existência das ondas eletromagnéticas, e que estas ondas se propagam com a velocidade da luz c, de 299 792 458 m/s.
Qual a ligação com a teoria da Relatividade?
Segundo a teoria que valia antes da Relatividade, a mecânica clássica ou newtoniana, as velocidades dependem do estado de movimento do observador. Exemplo: para alguém num trem em movimento, um livro que ele está lendo está parado, mas para alguém fora do trem, o livro está em movimento (junto com o trem). Analógicamente, se um raio de luz tem velocidade c para um observador, ele deveria ter uma velocidade diferente para um outro observador que está em movimento em relação ao primeiro observador. Por isto se achava que a luz se propaga com velocidade c apenas em um referencial destacado, chamado éter. Em consequência, as Leis de Maxwell e o eletromagnetismo também deveriam valer apenas naquele referencial. Eles deveriam ser modificados para outros referenciais (para observadores em movimento em relação ao éter).
Porém em 1887, dois físicos chamados Michelson e Morley mediram que a luz se propaga com velocidade c em QUALQUER referencial (isto é, para QUALQUER observador). A mecânica teve que ser modificada para uma forma, naquela as Leis de Maxwell estão válidos para qualquer referencial ou observador e, portanto, a velocidade da luz é igual a c para qualquer referencial ou observador. Esta mecânica modificada foi desenvolvida por Albert Einstein em 1905 e é chamada Relatividade Restrita. De 1905 até hoje, as previsões da Relatividade Restrita se confirmam muito bem em experimentos.
Em resumo posso responder a sua pergunta com: A constância da velocidade da luz é consequência do fato, que o eletromagnetismo de Maxwell vale para todos os observadores em todos os referenciais.
Espero que esta resposta ajudou.
Abraço!
