Na Teoria Especial da Relatividade, Einstein determinou que o tempo é relativo – por outras palavras, o ritmo a que o tempo passa depende do seu Quadro de Referência. Tal como os observadores em dois quadros de referência diferentes nem sempre concordam em como descrever o movimento de uma bola que salta, também nem sempre concordam em quando um evento aconteceu ou quanto tempo demorou. Um segundo num quadro de referência pode ser mais longo em comparação com um segundo noutro quadro de referência.
Quanto mais rápido um relógio se move, mais lento o tempo passa de acordo com alguém num quadro de referência diferente. Para explicar este resultado desconcertante, os físicos apontam para uma experiência de pensamento envolvendo um relógio que utiliza a luz para marcar o tempo. Embora esta experiência de “relógio de luz” seja uma experiência hipotética, os mesmos efeitos são verdadeiros para qualquer relógio, desde relógios de avô antiquados a relógios atómicos, os dispositivos de cronometragem mais precisos disponíveis. O tempo é relativo mesmo para o corpo humano, que é na sua essência um relógio biológico. O efeito da desaceleração do tempo é insignificante a velocidades da vida quotidiana, mas torna-se muito pronunciado a velocidades próximas das da luz.
O que é um Relógio de Luz?
Imagine um relógio que consiste num impulso de luz e dois espelhos, um na parte superior do relógio e outro na parte inferior. O relógio “tiquetaque” quando o pulso atinge o espelho no topo do relógio. e “toca” no fundo. O pulso salta entre os espelhos a um ritmo constante. Quando o relógio se move, como mostrado à esquerda, o tempo entre carrapatos é maior.
A ideia de que um segundo nem sempre é um segundo é uma das descobertas mais surpreendentes da Teoria Especial da Relatividade de Einstein. Os investigadores observaram de facto este efeito, que só é detectável a alta velocidade. Os cientistas sincronizaram dois relógios atómicos de alta precisão e depois voaram um à volta da Terra a bordo de um avião. Quando o relógio transportado pelo ar regressou à Terra, estava uma pequena fracção de segundo atrás do que permanecia em terra. Uma experiência com um relógio de luz revela porque é que isto é assim.
Todos os relógios em movimento funcionam devagar – não apenas relógios de luz.
Mas o efeito é insignificante, excepto a velocidades próximas das da luz. Intrigantemente, alguém em movimento não vai pensar que o seu relógio está a funcionar devagar, porque tudo no seu quadro de referência também terá abrandado. De acordo com um observador estacionário no espaço a observar a Terra a mover-se à volta do Sol, todos os relógios do nosso planeta estão a correr devagar, mas não notamos nada fora do normal.