- Pesquise sobre o Princípio da Equivalência de Einstein.
Passo 1
O enunciado pede para pesquisarmos o Princípio da Equivalência de Einstein, tema de relatividade geral. Para entender e explicar esse princípio, vamos precisar discutir a equivalência entre massa inercial e gravitacional, os experimentos que suportam essa ideia e suas implicações para a formulação da gravitação como curvatura do espaço-tempo.
Passo 2
Primeiro, definimos o Princípio da Equivalência Fraco, que afirma que a massa inercial (resistência de um corpo a acelerar) é numericamente igual à massa gravitacional (que determina a força de atração gravitacional). Isso significa que, em queda livre sem atrito, todos os corpos caem com a mesma aceleração, independentemente de sua composição. Historicamente, isso já foi testado por Galileu e com altíssima precisão por E"otv’os.
Passo 3
Em seguida, apresentamos o Princípio da Equivalência Forte, que estende a ideia: numa vizinhança suficientemente pequena de um ponto no espaço-tempo, não há como distinguir localmente os efeitos de um campo gravitacional uniforme dos efeitos de uma aceleração em um referencial inercial. Em outras palavras, estar em um elevador acelerado no espaço vazio é localmente equivalente a estar em repouso no solo, sentindo o peso.
Passo 4
Mostramos como esse princípio leva Einstein a interpretar a gravidade não como uma força convencional, mas sim como manifestação da geometria do espaço-tempo. Objetos livres movem-se ao longo de geodésicas (linhas mais curtas) num espaço-tempo curvo. A igualdade entre massa inercial e gravitacional garante que todos os objetos seguem a mesma geodésica, independente de sua massa ou composição.
Resposta
O Princípio da Equivalência de Einstein, em sua forma fraca, estabelece que massa inercial e massa gravitacional são iguais, o que implica que todos os corpos caem com a mesma aceleração em um campo gravitacional uniforme. Na forma forte, afirma que localmente não se pode distinguir entre um campo gravitacional e uma aceleração do referencial, abrindo caminho para interpretar a gravitação como curvatura do espaço-tempo, onde partículas livres seguem geodésicas independentes de sua massa ou composição.