A física por trás do Paradoxo dos Gêmeos

Gêmeos sempre geram uma curiosidade por si só nas pessoas. Eles podem ser univitelinos ou bivitelinos. Os univitelinos se desenvolvem a partir de um mesmo óvulo, que foi fecundado por um único espermatozoide. Portanto, eles serão gêmeos idênticos. Se forem bivitelinos, quer dizer que dois óvulos diferentes foram fecundados por dois espermatozoides distintos. Ou seja, eles vão ser tão parecidos quanto outros irmãos que se parecem. Além disso, também existe um coisa bastante estudada que se chama paradoxo dos gêmeos.

Para entender o que é esse paradoxo basta imaginar dois irmãos gêmeos que nasceram ao mesmo tempo e são praticamente idênticos. Adultos, um deles embarca em uma viagem espacial em uma nave que consegue atingir velocidades perto da da luz e o outro fica na Terra. No momento em que o gêmeo que foi para o espaço volta, uma coisa estranha aconteceu: ele está visivelmente mais jovem do que o irmão que ficou no nosso planeta.

Esse é o conhecido paradoxo dos gêmeos. Ele traz a pergunta de como duas pessoas que nasceram ao mesmo tempo podem ter idades diferentes?

Paradoxo dos gêmeos

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Para que uma resposta seja dada a essa pergunta é necessário voltar para as raízes desse paradoxo, que vão para a Teoria da Relatividade Especial, criada por Albert Einstein em 1905. Segundo ela, o tempo e o espaço não são absolutos, ao invés disso, eles dependem da velocidade que o observador está se movendo.

Isso quer dizer que existe algo chamado dilatação do tempo. Em outras palavras, quanto mais rápido uma pessoa se move com relação ao observador, mais devagar o tempo passa para ela.

No paradoxo dos gêmeos, um deles vai para o espaço em velocidade perto da da luz e, por isso, experimenta o tempo de uma maneira diferente do seu irmão que ficou na Terra. Assim, o que está no espaço pode ter tido uma viagem de somente alguns anos, enquanto o que estava na Terra experimentou mais tempo.

O paradoxo aparente é porque a Relatividade Especial se aplica em situações onde os observadores estão em movimento retilíneo uniforme, no caso, sem mudar de direção ou acelerar. Contudo, no paradoxo dos gêmeos, o que está no espaço tem que acelerar, desacelerar, inverter sua direção e depois acelerar de novo para voltar para nosso planeta.

A solução para ele vem no entendimento de que o gêmeo que ficou na Terra está em um referencial inercial, ou seja, que não tem acelerações significativas. Já o que foi para o espaço teve um referencial não inercial por causa das mudanças de velocidade e direção.

Então, nas acelerações a Relatividade Geral é aplicada e o tempo que o gêmeo experimentou é “encurtado”, quando comparado ao tempo que o irmão da Terra viveu. É justamente por conta disso que, no fim da viagem, o que ficou no nosso planeta aparenta estar mais velho.

Fonte: Canaltech

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