A mecânica clássica, tal como foi enunciada em 1687 pelo físico inglês Isaac Newton, postulava que grandezas como o volume ou a massa de um objeto eram independentes da sua velocidade, e que o tempo passava da mesma maneira em todo o Universo. Em 1905, o físico alemão Albert Einstein demonstrou, na sua teoria da relatividade restrita, que os postulados da mecânica clássica eram falsos para objetos que se deslocavam a velocidades equivalentes a uma fração apreciável da velocidade da luz e que o volume, a massa e o tempo, por exemplo, são função das velocidades relativas.
Em 1916, na sua teoria da relatividade geral, Einstein enunciou a ideia de que a gravitação universal, outro postulado da mecânica newtoniana, não existe como tal, mas é um efeito da curvatura do espaço pela massa dos corpos: quanto maior for a massa de um corpo mais esse corpo deforma o espaço em volta dele, o que explica, por exemplo, que os raios de luz provenientes de uma estrela sejam ligeiramente desviados quando passam perto do Sol.
O espaço pode ser descrito por três dimensões perpendiculares umas às outras, às quais se vem juntar o tempo, que é uma quarta dimensão. Chama-se espaço-tempo ao conjunto destas quatro dimensões. Segundo a teoria da relatividade restrita, a velocidade da luz é a mais rápida do Universo, 300 mil km/s, e um objeto que se desloca a uma velocidade próxima da velocidade da luz sofre as seguintes modificações: a sua massa aumenta, o seu comprimento diminui e o tempo passa mais lentamente. Por exemplo, se os astronautas pudessem fazer a viagem de algumas semanas a uma velocidade próxima da velocidade da luz, eles constatariam, ao regressar, que se tinham passado várias dezenas de anos na Terra durante essas poucas semanas.
Uma das consequências mais bem conhecidas da teoria da relatividade restrita é a famosa equação E=mc2, segundo a qual a quantidade de energia E que pode ser produzida pela desintegração total de uma determinada quantidade de matéria é igual à massa m dessa quantidade de matéria, multiplicada pela velocidade da luz c ao quadrado, o que dá quantidades enormes de energia, mesmo para quantidades de matéria muito pequenas. Esta lei permite explicar a potência das bombas atómicas e a energia emitida pelas estrelas.
A teoria da relatividade geral, segundo a qual o espaço-tempo é deformado pelos objetos maciços, explica, por exemplo, por que razão o Sol pode desviar a trajetória e mudar o comprimento de onda da radiação proveniente de outras estrelas.
Atualmente a teoria da relatividade geral é considerada como a melhor teoria para explicar a gravitação universal. Ela permite também, pela sua aplicação à teoria do “Big Bang”, explicar em parte os começos do Universo.
O Espaço e o Tempo
