Assinale a opção correta em relação à teoria da relatividade especial, publicada por Einstein em 1905.
A) Hipóteses utilizadas no desenvolvimento dessa teoria, bem como algumas de suas consequências, haviam sido obtidas anteriormente por outros cientistas, como Hendrik Lorentz e WHenri Poincaré.
(J) Os postulados e as consequências dessa teoria eram inéditos e, por isso, representaram uma verdadeira revolução na física, fato que dificultou sua aceitação imediata.
(C) Essa teoria superou a teoria eletromagnética de Hendrik Lorentz por conseguir explicar o resultado nulo do experimento de Albert Michelson e Edward Morley de 1887, enquanto a teoria de Lorentz não podia fazê-lo.
(T) A base empírica dessa teoria surgiu anos depois de sua publicação, pois em 1905 ainda não havia qualquer experimento para apoiá-la.
G Ao propor tal teoria, Einstein buscava resolver o problema da não detecção do vento de éter pelo experimento realizado por Albert Michelson e Edward Morley em 1887.
A) Hipóteses utilizadas no desenvolvimento dessa teoria, bem como algumas de suas consequências, haviam sido obtidas anteriormente por outros cientistas, como Hendrik Lorentz e WHenri Poincaré.
(J) Os postulados e as consequências dessa teoria eram inéditos e, por isso, representaram uma verdadeira revolução na física, fato que dificultou sua aceitação imediata.
(C) Essa teoria superou a teoria eletromagnética de Hendrik Lorentz por conseguir explicar o resultado nulo do experimento de Albert Michelson e Edward Morley de 1887, enquanto a teoria de Lorentz não podia fazê-lo.
(T) A base empírica dessa teoria surgiu anos depois de sua publicação, pois em 1905 ainda não havia qualquer experimento para apoiá-la.
G Ao propor tal teoria, Einstein buscava resolver o problema da não detecção do vento de éter pelo experimento realizado por Albert Michelson e Edward Morley em 1887.
Passo 1
O enunciado pede que eu assinale a opção correta entre as alternativas dadas. Vou transcrever rapidamente cada alternativa para que fique claro o que cada uma afirma:
A) Hipóteses utilizadas no desenvolvimento dessa teoria, bem como algumas de suas consequências, haviam sido obtidas anteriormente por outros cientistas, como Hendrik Lorentz e WHenri Poincaré.
(J) Os postulados e as consequências dessa teoria eram inéditos e, por isso, representaram uma verdadeira revolução na física, fato que dificultou sua aceitação imediata.
(C) Essa teoria superou a teoria eletromagnética de Hendrik Lorentz por conseguir explicar o resultado nulo do experimento de Albert Michelson e Edward Morley de 1887, enquanto a teoria de Lorentz não podia fazê-lo.
(T) A base empírica dessa teoria surgiu anos depois de sua publicação, pois em 1905 ainda não havia qualquer experimento para apoiá-la.
G) Ao propor tal teoria, Einstein buscava resolver o problema da não detecção do vento de éter pelo experimento realizado por Albert Michelson e Edward Morley em 1887.
O objetivo agora é verificar, passo a passo, qual dessas afirmações está correta.
Passo 2
Contexto histórico e técnico essencial (pequena “aula” para entender as afirmações).
-
Experimento de Michelson–Morley (1887): foi uma tentativa de detectar o movimento da Terra através do éter (o tal “vento de éter”). O resultado foi nulo — não se detectou diferença na velocidade da luz devido ao movimento da Terra. Isso criou um problema para a teoria do éter clássica.
-
Contribuições de Lorentz e Poincaré antes de 1905:
- Hendrik Lorentz desenvolveu uma teoria do éter em que introduziu transformações que hoje chamamos de transformações de Lorentz e a hipótese da contração de comprimentos (contração de Lorentz–FitzGerald) para explicar o resultado nulo de Michelson–Morley.
- Henri Poincaré discutiu a ideia de princípio da relatividade e estudou as propriedades matemáticas das transformações de Lorentz; ele enfatizou a importância do princípio de relatividade e identificou propriedades de grupo das transformações.
- Em termos matemáticos, Lorentz já havia escrito transformações que relacionam coordenadas entre dois referenciais em movimento relativo. As fórmulas (na forma usual) são:
onde
Aqui
são a posição e o tempo no referencial original,
são no referencial em movimento com velocidade
ao longo do eixo
,
é a velocidade da luz e
é o fator de Lorentz. Essas equações já estavam, em essência, presentes nas formulações de Lorentz (embora o significado físico e a interpretação difiram).
- A inovação de Einstein (1905): Einstein formulou a teoria a partir de dois postulados simples:
- O princípio da relatividade: as leis da física têm a mesma forma em todos os referenciais inerciais.
- A constância da velocidade da luz: a velocidade da luz no vácuo tem o mesmo valor
em todos os referenciais inerciais, independentemente do movimento da fonte.
A grande novidade de Einstein não foi apenas as fórmulas matemáticas (muitas já existiam), mas a interpretação conceitual: abandonar o éter e adotar que tempo e espaço entre si dependem do referencial — ou seja, dar estatuto físico ao tempo relativístico (tempo próprio, dilatação), e derivar consequências diretas (dilatação do tempo, contração do comprimento, simultaneidade relativa) a partir dos postulados.
Passo 3
Analisando a alternativa A:
- Ela afirma que “hipóteses … e algumas consequências” já haviam sido obtidas por Lorentz e Poincaré. Isso é verdadeiro em termos históricos: Lorentz e Poincaré desenvolveram transformações, a ideia de tempo local e a hipótese de contração que levam a consequências matemáticas muito semelhantes às da relatividade restrita. Portanto a alternativa A está correta no sentido histórico e técnico (ou seja, partes importantes da matemática e certas hipóteses já existiam antes de Einstein).
Passo 4
Analisando a alternativa (J):
- Diz que “os postulados e as consequências eram inéditos”. Isso não está correto: as consequências matemáticas não foram totalmente inéditas (ver passo anterior). O que foi realmente inovador em Einstein foi a interpretação conceitual (abandonar o éter e aceitar como princípio a constância de
), e isso de fato foi revolucionário. Mas a afirmação J mistura “ineditismo total dos postulados e consequências” — e isso é falso historicamente. Portanto (J) é incorreta.
Passo 5
Analisando a alternativa (C):
- Afirma que a teoria de Einstein explicou o resultado nulo de Michelson–Morley enquanto a teoria de Lorentz não podia fazê-lo. Isso é falso: a teoria de Lorentz, com a hipótese de contração de comprimento e a noção de tempo local, justamente foi proposta para explicar o resultado nulo de Michelson–Morley. Ou seja, Lorentz já podia (e de fato apresentou um mecanismo para) explicar o nulo do experimento. A vantagem de Einstein foi a interpretação física e a simplicidade dos postulados, não a capacidade de explicar o nulo do experimento (essa capacidade Lorentz já tinha). Logo (C) é falsa.
Passo 6
Analisando a alternativa (T):
- Afirma que em 1905 não havia qualquer experimento para apoiar a teoria — isto é muito forte e historicamente impreciso. Experimentos como o de Michelson–Morley (1887) já existiam e eram parte do problema que a nova teoria ajudou a resolver; outros resultados (como o eletromagnéticos e medidas relacionadas à velocidade da luz) serviam de contexto experimental. Muitas previsões específicas da relatividade (p.ex. dilatação do tempo medida diretamente) foram confirmadas posteriormente, mas afirmar que “em 1905 ainda não havia qualquer experimento para apoiá-la” é incorreto. Portanto (T) é falsa.
Passo 7
Analisando a alternativa G:
- Afirma que Einstein, ao propor a teoria, buscava resolver o problema da não detecção do vento de éter pelo experimento de Michelson–Morley. Historicamente, é controverso dizer que Michelson–Morley foi a motivação direta principal de Einstein — relatos (incluindo declarações posteriores do próprio Einstein) indicam que ele considerava o problema da assimetria na descrição de cargas em movimento como motivação e que não foi necessariamente o caso de ele ter sido guiado especificamente pelo experimento de Michelson–Morley. De qualquer forma, dizer que “Ao propor tal teoria, Einstein buscava resolver” expressa uma causalidade direta que não é segura. Assim, como afirmação categórica, G é incorreta (ou pelo menos muito imprecisa).
Passo 8
Síntese e conclusão final:
- Das cinco afirmações, a que melhor se alinha com a história e com os fatos técnicos é a alternativa A: muitos dos resultados matemáticos e algumas hipóteses eram de fato já conhecidos (ou parcialmente conhecidos) por Lorentz e Poincaré antes de 1905; o que Einstein colocou de novo foi a formulação por postulados simples e a mudança de interpretação (eliminar o éter, tratar tempo e espaço de forma relativística). As outras opções contêm afirmações historicamente imprecisas ou falsas.
Resposta
A