Há uma distância entre aquilo que a física prevê e aquilo que os olhos conseguem ver, e nesta história essa distância encurtou-se. Em Viena, uma equipa da TU Wien e da Universidade de Viena conseguiu tornar visível o Efeito Terrell-Penrose, uma consequência da relatividade restrita que estava escrita nos livros há quase um século sem nunca ter sido fotografada. Ao contornar a velocidade da luz com um engenhoso jogo de lasers e fotografias sucessivas, os investigadores deram aos objetos ultrarrápidos uma forma que a natureza sempre escondeu da nossa vista.
Cientistas austríacos fotografam pela primeira vez o Efeito Terrell-Penrose, a 'rotação' da luz
Um cubo parece torcido, uma esfera continua esfera, mas o Polo Norte muda
Mark
Então o que é que eles fotografaram, exatamente?
Mimi
O Efeito Terrell-Penrose. Um objeto muito rápido não parece achatado, parece rodado. Num cubo, veríamos duas faces e o canto entre elas.
Mark
E porque é que isso acontece?
Mimi
Porque a luz de diferentes pontos do objeto demora tempos diferentes a chegar à câmara, como explica Schattschneider.
Luke
Convém precisar: o objeto não viajou realmente perto da velocidade da luz, pois não é possível fotografar assim partículas de aceleradores.
Mimi
Exato. Reproduziram o efeito em laboratório, com lasers pulsados e fotografia de alta velocidade.
Mark
Como funciona a técnica?
Mimi
Fatiam a luz refletida no objeto. Cada fotografia, tirada após um intervalo definido, mostra brilhantes as partes que correspondem a esse percurso ótico, e depois juntam tudo.
Luke
A comparação com 150 milhões de fotografias de uma viagem é uma analogia do texto, não um número de imagens que se confirme. Também a redução para 2 metros por segundo é efetiva, não literal.
Mark
E o que se vê no fim?
Mimi
Um cubo torcido, uma esfera que continua esfera, mas com o Polo Norte noutro sítio.
Luke
Quanto a aplicações, só sabemos que a equipa admite usar a configuração para outros aspetos da relatividade restrita. Nada mais está confirmado.
Le Pouls
- A velocidade da luz, impossível de alcançar com câmaras comuns, tornou-se o obstáculo que a equipa austríaca decidiu contornar.
- Um cubo que parece torcido e não comprimido: a intuição foi desafiada e a relatividade voltou a mostrar a sua face estranha.
- Pedaços de luz refletida, fatiados por um laser pulsado, foram costurados como as fotografias de um panorama para recriar um movimento quase impossível.
- O método já está publicado na Communications Physics e abre caminho para estudar outros fenómenos da relatividade restrita em laboratório.
Há uma distância entre aquilo que a física prevê e aquilo que os olhos conseguem ver, e nesta história essa distância encurtou-se. Em Viena, uma equipa da TU Wien e da Universidade de Viena conseguiu tornar visível o Efeito Terrell-Penrose, uma consequência da relatividade restrita que estava escrita nos livros há quase um século sem nunca ter sido fotografada. Ao contornar a velocidade da luz com um engenhoso jogo de lasers e fotografias sucessivas, os investigadores deram aos objetos ultrarrápidos uma forma que a natureza sempre escondeu da nossa vista.
Uma equipa de cientistas austríacos conseguiu fazer aquilo que parecia vedado às câmaras: mostrar o aspeto de um objeto que se move quase à velocidade da luz. O resultado, mostrado no início deste ano e agora descrito na revista Communications Physics, é a primeira fotografia do Efeito Terrell-Penrose, previsto pela relatividade restrita há cerca de um século.
O trabalho nasce do Vienna Center for Quantum Science and Technology, na TU Wien, e da Universidade de Viena, sob a liderança de Dominik Hornof e Peter Schattschneider. A ideia remonta a 1924, quando Anton Lampa, físico ligado à Universidade de Viena, descreveu como julgava que uma barra se apresentaria perto do limite cósmico de velocidade. Décadas depois, Roger Penrose e Nelson James Terrell mostraram, de forma independente, que a imagem não seria comprimida, mas rodada. Um cubo apareceria com duas faces e o canto que as une.
Testar isto na prática é difícil, porque a luz viaja a quase 300 mil quilómetros por segundo e até os aceleradores de partículas mais potentes não permitem fotografar esses objetos. A equipa inspirou-se então no modo panorâmico de um telemóvel: dividiu o objeto em segmentos minúsculos, fotografou cada um com um laser pulsado e juntou tudo num composto final. Assim, reduziu efetivamente a velocidade da luz para cerca de 2 metros por segundo.
O resultado confirmou o que se esperava. O cubo parece torcido, a esfera continua esfera, e o Polo Norte surge noutro lugar. Para os investigadores, a mesma montagem, ou uma versão mais evoluída, pode agora servir para explorar outros aspetos da relatividade restrita.
Uma equipa de cientistas austríacos conseguiu tornar visível aquilo que, em condições normais, nenhuma câmara apanha: o aspeto de um objeto que se desloca a uma velocidade próxima da da luz. O resultado foi mostrado no início deste ano e descrito agora num artigo publicado na revista Communications Physics. É a primeira vez que o chamado Efeito Terrell-Penrose, previsto pela relatividade restrita há cerca de um século, é fotografado.
O trabalho vem do Vienna Center for Quantum Science and Technology, na TU Wien, e da Universidade de Viena. A equipa é liderada por Dominik Hornof e Peter Schattschneider. Combinaram lasers e fotografia de alta velocidade para que a velocidade da luz passasse a ser algo que se pode observar diretamente.
O efeito, também conhecido como Rotação de Terrell, diz que, ao fotografar um objeto que viaja à velocidade da luz, ele parece ter rodado. A ideia nasceu em 1924, com o físico Anton Lampa, que estudou e lecionou na Universidade de Viena e descreveu o que julgava acontecer à aparência de uma barra perto do limite cósmico de velocidade. Trinta e cinco anos depois, Roger Penrose e Nelson James Terrell chegaram, de forma independente, a uma conclusão adicional: a fotografia não mostraria o objeto comprimido, como seria intuitivo, mas rodado. Em vez de uma só face de um cubo, veríamos duas faces e o canto que as une, explica a Popular Mechanics.
Schattschneider dá a razão num comunicado da TU Wien. Se quiséssemos fotografar um foguetão a passar a grande velocidade, a luz vinda de pontos diferentes do objeto demoraria tempos distintos a chegar à câmara, e isso faz o cubo parecer rodado.
Testar isto fora do papel é difícil. A velocidade da luz é de 299.792.458 metros por segundo. Mesmo os aceleradores de partículas mais potentes, como os do CERN ou do Fermilab, só se aproximam desse valor, e por várias razões não é possível fotografar corretamente essas partículas nem observar-lhes a forma.
A equipa recorreu então a um princípio semelhante ao modo panorâmico de um iPhone: dividir o objeto em segmentos minúsculos, fotografar cada um e juntar tudo num composto final. Para o fatiar, usaram algo que normalmente se evita, o reflexo ofuscante da luz intensa. Iluminaram o objeto com um laser pulsado e tiraram uma fotografia após um intervalo de tempo definido. A luz refletida pelas partes do objeto que correspondem ao respetivo percurso ótico aparece brilhante nessa imagem.
Com esta técnica, os investigadores reduziram efetivamente a velocidade da luz para cerca de 2 metros por segundo. A proeza é comparável, segundo a descrição do estudo, a juntar numa só quase 150 milhões de fotografias de uma viagem turística. As imagens estáticas foram depois combinadas em pequenos vídeos de objetos ultrarrápidos.
O resultado foi o esperado, disse Schattschneider: um cubo parece torcido, uma esfera continua a ser uma esfera, mas o Polo Norte surge noutro sítio. A equipa conclui que o mesmo tipo de montagem, ou uma versão evoluída, poderá servir para estudar outros aspetos da relatividade restrita.
Citations marquantes
Um cubo parece torcido, uma esfera continua a ser uma esfera, mas o Polo Norte surge noutro sítio.— Peter Schattschneider, TU Wien
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