A RELATIVIDADE CLÁSSICA E SUA INCOMPATIBILIDADE COM A INVARIÂNCIA DA VELOCIDADE DA LUZ

     A Mecânica Clássica descreve situações em que os corpos deslocam-se com velocidades relativamente pequenas comparadas à velocidade da luz no vácuo. Mesmo a velocidade de um avião a jato, por exemplo, é extremamente pequena se comparada com a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas, das quais a luz é um exemplo. A Física Clássica procurou sempre descrever os fenômenos observáveis pelo ser humano e, naturalmente, este teve sua ação bastante limitada, até bem pouco tempo, por dificuldades tecnológicas. Somente com o avanço tecnológico das últimas décadas, principalmente com a construção de grandes aceleradores de partículas, é que se pôde comprovar, em laboratório, muitos dos efeitos previstos por Einstein no início do século XX. E ainda hoje, a Mecânica Clássica é ensinada em todas as escolas porque continua sendo muito útil para descrever o movimento de corpos que se desloquem a velocidades bem menores do que a da luz. Mas se a velocidade da luz é constante, não dependendo do movimento da fonte emissora e do receptor da mesma, torna-se inadequado descrever seu movimento de propagação através da Mecânica Clássica. Além disso, como a luz é, comprovadamente, uma onda eletromagnética, ela deve se comportar satisfazendo às leis do Eletromagnetismo, e essa teoria prevê que toda onda eletromagnética propaga-se no vácuo com um mesmo valor de velocidade, seja qual for o referencial considerado.

     Imagine uma pessoa que se movimenta dentro de um ônibus, o qual se desloca em linha reta a 30 km/h em relação ao solo. A pessoa se move no mesmo sentido de movimento do veículo, sendo observada por outra pessoa que está fora do ônibus, de pé na calçada. A pessoa dentro do ônibus está mantendo uma velocidade de 2 km/h em relação ao veículo, enquanto o observador que está fora do ônibus e fixo no solo mede a velocidade daquela pessoa como igual a 32 km/h. Ou seja, observadores diferentes medem valores diferentes de velocidade para a mesma pessoa dentro do ônibus, evidenciando que a velocidade é uma grandeza física relativa, ou seja, que depende do referencial escolhido.
     A velocidade da pessoa dentro do ônibus medida por um observador fora do ônibus pode ser calculada como a velocidade do ônibus mais a velocidade própria da pessoa. Veja a animação abaixo:

De acordo com a Física Clássica, a velocidade da luz com relação ao observador parado no solo deve ser calculada adicionando-se a velocidade da pessoa, em relação ao ônibus, à velocidade da luz, com o que obteríamos um valor maior do que aquele medido por quem usa as paredes do ônibus como referencial. Porém, isso não está de acordo com a teoria eletromagnética nem com a realidade, como foi demonstrado pelo experimento de Michelson e Morley. A luz se propaga com uma mesma velocidade para todos os referenciais inerciais e tem velocidade finita, não ultrapassando o valor c = 300 000 km/s.

     Assim, o princípio da relatividade clássica do movimento, satisfeito pelas leis da Mecânica Clássica, não é válido para as leis do Eletromagnetismo. Mas as leis da Física deveriam satisfazer um mesmo princípio da relatividade, uma vez que observadores inerciais diferentes de um determinado fenômeno físico qualquer (mecânico ou eletromagnético) são equivalentes do ponto de vista físico. Diante desse quadro, os cientistas da época percebiam que algo devia estar errado.
      Foi Albert Einstein que, analisando esta situação, chegou a Teoria da Relatividade. Veja a seguir as três alternativas existentes na época e os postulados enunciados por este grande cientista.

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