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VIAGENS NO TEMPO

ICET – Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia. DA FICÇÃO À REALIDADE?. VIAGENS NO TEMPO. Prof. Jacó Izidro de Moura Setembro de 2012. Na literatura: Lançado em 1895. Década de 60: O túnel do tempo. Lançamento 18 de abril de 1985 (1h 47min) Dirigido por James Cameron

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VIAGENS NO TEMPO

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Presentation Transcript

  1. ICET – Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia DA FICÇÃO À REALIDADE? VIAGENS NO TEMPO Prof. Jacó Izidro de Moura Setembro de 2012

  2. Na literatura: Lançado em 1895

  3. Década de 60: O túnel do tempo

  4. Lançamento 18 de abril de 1985(1h 47min) Dirigido porJames Cameron Com Arnold Schwarzenegger, Michael Biehn, Linda Hamiltonmais GêneroFicção científica, Suspense Nacionalidade EUA O melhor papel de Arnold:

  5. Lançamento 29 de dezembro de 1985(1h 56min) Dirigido porRobertZemeckis Com Michael J. Fox, Christopher Lloyd, Lea Thompsonmais GêneroFicção científica, Aventura, Comédia Nacionalidade EUA Um clássico:

  6. Groundhog Day, 1993) • Direção: Harold Ramis• Roteiro: Danny Rubin• Gênero: Comédia/Fantasia/Romance• Origem: Estados Unidos• Duração: 101 minutos• Tipo: Longa-metragem Bill Murray Phil Connors Andie MacDowell Rita Um dia que se repete:

  7. Lançamento 30 de setembro de 2011(1h 33min) Dirigido porDuncan Jones Com JakeGyllenhaal, Michelle Monaghan, Vera Farmigamais GêneroFicção científica, Ação, Suspense Nacionalidade EUA Recentemente: Lançamento 2006 (2h 8min) Dirigido porTony Scott Com Denzel Washington, Jim Caviezel, Paula Pattonmais GêneroPolicial, Fantasia Nacionalidade EUA

  8. a ciência começa a levar a sério Albert Einstein (1879-1955)

  9. 30/06/1905 - “Sobre a Eletrodinâmica dos corpos em movimento” Annalen der Physik vol.17, p. 891. Trabalho que deu início a Teoria da Relatividade. 28/09/1905 - “A inércia de um corpo depende de seu conteúdo de energia?” . Annalen der Physik vol.18, p. 639 (1905). Trabalho que introduziu a ideia de energia de repouso (E=mc2) 1915 – “Teoria da Relatividade Geral” – Afirma a equivalência entre massa inercial e massa gravitacional Einstein e a Relatividade

  10. (Será que tudo é relativo?) “Um certo tipo de pessoa se apraz em dizer que “tudo é relativo”. Isso, naturalmente não faz sentido, porque, se tudo fosse relativo, não haveria coisa alguma em relação à qual tudo fosse relativo” “Todos sabem que Einstein fez algo surpreendente, mas são poucos os que conhecem exatamente o que ele fez” Bertrand Russel - ABC da Relatividade

  11. Problemas que originaram a teoria: • - Experimento mental ao 16 anos. • Incompatibilidade do Eletromagnetismo com as leis da mecânica newtoniana. • - Significado da constante c nas equações de Maxwell N F.M F.M.   F.E F.E. S

  12. Éter - o meio de propagação da luz e referencial absoluto do universo Realizaram várias experiências para medir a velocidade da Terra através do éter. 1881 - A . A . Michelson 1887 - A . A . Michelson e E. W. Morley A velocidade da luz não dependia da velocidade da fonte, era sempre c  300.000 km/s Resultado surpreendente Poincaré, FitzGerald e Lorentz Hipóteses Contração dos comprimentos quando os corpos se moviam em velocidades através do éter

  13. Fotos do equipamento de Michelson- Morley

  14. A proposta do Beto: Variação de espaço (comprimento) velocidade Variação de tempo Sendo v = c (constante), então.... Espaço e tempo não são absolutos como propôs Isaac Newton O tempo pode passar diferente para observadores em referenciais diferentes. O tempo, e o espaço são relativos.

  15. Os Postulados da Teoria da Relatividade 1) As leis da natureza são as mesmas em qualquer referencial. 2) A velocidade da luz é a mesma em qualquer referencial. A aceitação destes postulados nos leva a algumas consequências interessantes: - O movimento é relativo (é impossível saber se estamos parados ou em MRU). - Nenhuma informação pode se propagar mais rápido que a luz. - O tempo passa mais devagar para quem está em movimento com relação a um referencial em repouso. - A massa de um corpo aumenta com a velocidade. Os objetos se contraem na direção do movimento. Impossibilidade da simultaneidade.

  16. Relógios de Luz: Relógio em repouso, cada ida e volta corresponde a uma unidade de tempo, para quem está medindo no referencial em repouso. Relógio em movimento, cada ida e volta corresponde a uma unidade de tempo, medida pelo mesmo referencial anterior (em repouso) Conclusão: Os relógios não possuem o mesmo ritmo, pois estão em referenciais distintos. Paradoxo dos gêmeos: Quem envelhece?

  17. Viagens no tempo: Ficção ou realidade? P/ Futuro: Relatividade Restrita  não só é possível como já foi feita. P/ Passado Relatividade Geral  não proíbe, fornece possibilidades, mas não há consenso se viola ou não outras leis da física Mas então por que ninguém nunca percebeu isso? E por que não notamos esses efeitos no nosso dia a dia?

  18. Gráfico (v x t0) onde t0 corresponde ao tempo que se passa no referencial em repouso (escalas arbitrárias) Note que o crescimento é exponencial, quanto mais perto de c maior será o efeito

  19. Tempo na nave v (m/s) % de c Tempo na Terra Para 0,0003% de c (3.600km/h) a alteração é desprezível(12 ª casa) Para 3% de c (36.000.000km/h), teremos um efeito na 4ª casa. 1 segundo no foguete corresponde a 0,5 milésimos de segundo a mais na Terra. Mas a 87% de c, teremos fator 2, para cada 1 segundo no foguete temos 2 segundos na Terra. Tabela que mostra o efeito da alteração no tempo em função da velocidade.

  20. Equações da Teoria da Relatividade l e lo  comprimentos t e t0  tempo m e m0  massa v  velocidade do corpo c  velocidade da luz no vácuo u  velocidade relativa a um ref. em repouso u’  velocidade em relação a um ref. em movimento com velocidade v E  energia (em J) m  massa (em kg) c  3x108 m/s

  21. Em 1907 Einstein diz que teve “o pensamento mais feliz da minha vida”: Uma pessoa em queda livre sentiria como se estivesse na ausência de gravidade RELATIVIDADE GERAL

  22. Aceleração e gravidade

  23. Trocando-se a bola por um raio de luz o que aconteceria? A luz faria curva por causa da gravidade!

  24. Buraco negro Para entendermos o que é um buraco negro precisamos entender o conceito de velocidade de escape

  25. Vamos imaginar que estamos com um potente canhão no topo do Evereste ( a montanha mais alto do mundo). Lá de cima vamos disparar projéteis, aumentando progressivamente suas velocidades. A animação abaixo dá uma idéia do que pode acontecer: Clique no botão

  26. A fórmula para a velocidade de escape de um planeta é aproximadamente: Onde: g = aceleração da gravidade do planeta; R = raio do planeta Para a Terra: g  9,81m/s2 e R  6.370.000 m Vterra = 11,2 km/s  Vterra = 40.300 km/h

  27. Para outros astros, devemos usar outra fórmula para o cálculo da velocidade de escape, pois a aceleração da gravidade é diferente. Da expressão: G = Constante de gravitação universal: 6,67x10-11 Nm2/kg2 Dados da Lua: R = 1,74 x106m; g = 6 m/s2 Vlua  2,3 km/s  8.280 km/h Dados Sol: R = 6,96 x 108 m ; g  271 m/s2 Vsol  434 km/s  1.562.400 km/h

  28. O que aconteceria se o Sol começasse a se contrair ficando com um diâmetro de 1,5 mm? A velocidade de escape seria de aproximadamente: v = 300.000 km/s Que é a velocidade da luz!

  29. BuracoNegro

  30. Wormhole (buraco de verme) Pontes de Einstein – Rosen: Em 1935 – Einstein e seu colega Nathan Rosen publicaram um resultado prevendo a existência de pontes no espaço vazio, que conectariam duas regiões do espaço. Em 1962 o físico John Wheeler e Robert Fuller publicaram um paper demonstrando que esse tipo de buraco é instável e que colapsará instantaneamente. Wheeler foi o responsável por criar o termo buraco de verme.

  31. Viajando no tempo atravÉs de wormholes Carl Sagan encomendou um estudo teórico a seu amigo Kip Thorne. Ele queria saber se existiria alguma possibilidade de viagem no tempo previsto pela física. Thorne descobriu que seria possível estabilizar um wormhole usando matéria exótica.

  32. Ficção levada a sério O físico Paul Davies aborda em seu livro: O enigma do tempo, a possibilidade real de viagens no tempo. Mais tarde publicou um artigo na revista ScientifcAmerican que abordava a questão. http://www2.uol.com.br/sciam/reportagens/como_construir_uma_maquina_do_tempo.html O Físico MichioKaku também aborda a possibilidade de se construir uma máquina do tempo em seu livro: Hiperespaço O também famoso Stephen Hawking afirma em seu livro: O universo numa casca de noz, e em outros artigos, que a viagem ao passado é impossível.

  33. Uma excelente indicação: O FUTURO DO ESPAÇO-TEMPO Autor:FERRIS, TIMOTHY Autor:LIGHTMAN, ALAN Autor:HAWKING, STEPHEN Autor:NOVIKOV, IGOR D. Autor:THORNE, KIP S. Autor:PRICE, RICHARD Tradutor:VIEGAS FILHO, JOSE Editora:COMPANHIA DAS LETRAS Assunto:CIÊNCIAS/FILOSOFIA E HISTÓRIA

  34. Notícias recentes: Todos a bordo: Expresso Buraco de Minhoca vai partir: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=buracos-de-minhoca&id=010130120324 StableLorentzianWormholes in Dilatonic Einstein-Gauss-Bonnet TheoryPanagiotaKanti, BurkhardKleihaus, JuttaKunzarXivhttp://arxiv.org/abs/1111.4049

  35. Máquinas do tempo do futuro podem ser detectadas hoje http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=maquinas-tempo-futuro-detectadas-hoje ClosedTimelike Curves via Postselection: Theoryand Experimental TestofConsistencySeth Lloyd, Lorenzo Maccone, Raul Garcia-Patron, Vittorio Giovannetti, YutakaShikano, StefanoPirandola, Lee A. Rozema, ArdavanDarabi, YasamanSoudagar, Lynden K. Shalm, Aephraim M. SteinbergPhysicalReviewLetters28 January 2011Vol.: 106, 040403

  36. Cientistas da Universidade de Queensland, na Austrália, dizem terem descoberto uma maneira de viajar através do tempo: http://www.technologyreview.com/view/422428/new-type-of-entanglement-allows-teleportation-in/

  37. Viagem no tempo derrota a Mecânica Quântica http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=viagem-tempo-derrota-mecanica-quantica&id=010150090707 Localized Closed Timelike Curves Can Perfectly Distinguish Quantum StatesTodd A. Brun, Jim Harrington, Mark M. Wilde Physical Review Letters29 May 2009Vol.: 102, 210402

  38. Máquina do tempo poderia ser construída com tecido do espaço-tempo http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010130070824 Formation of closed timelike curves in a composite vacuum/dust asymptotically flat spacetimeAmos OriPhysical Review A3 August 2007Vol.: 76, 044002

  39. Comprovações da Teoria da Relatividade - Múons, vida média = 3.10-6 s, com v  3.108m/s deveriam percorrer  600 m. Mas percorrem  4800 mem 16.10-6s. - Relógios atômicos, sincronizados previamente, sofrem alteração quando um deles é colocado em aviões ou jatos supersônicos. - Partículas em aceleradores alteram sua quantidade de movimento (aumento de massa) como prevê a teoria.

  40. - Desvio da luz de estrelas ao passarem perto do Sol durante um eclipse solar (provando que o espaço é curvo perto de grandes massas). - Radiação emitida por corpos celestes de grandes massas possuem um alargamento no comprimento de onda como prevê a teoria. - Funcionamento de aparelhos de GPS são calibrados através de correções relativísticas.

  41. Sistema de posicionamento global, utiliza correções da relatividade especial e geral.

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