Por que a velocidade do Flash é tão problemática?

Compartilhe o artigo:

Um super-herói bom de ser analisado, do ponto de vista Físico, é o Flash. Para começar, mover um grande corpo como o dele em velocidades tão altas exigiria uma força inacreditável dos seus músculos. Como a força é diretamente proporcional à massa e à aceleração, o Flash seria, com toda a certeza, o mais forte dos super-heróis, ou até mesmo mais forte do que todos os outros juntos! Além disso, sua super velocidade faria com que o seu corpo se transformasse em um super asteroide, comprimindo o ar à sua frente de forma absurda, gerando altíssimas temperaturas e fusões nucleares, explodindo tudo ao seu redor (isso considerando que ele aguente o tranco todo...)! Mas outro fato é ainda mais interessante para se discutir: a possibilidade dele conseguir gerar velocidades tão altas quanto a da luz (aproximadamente 299792 km/s no vácuo) (1), algo diversas vezes afirmado nos quadrinhos.

- Continua após o anúncio -

De acordo com a famosa equação de Einstein, E=mc², massa é igual à energia, e até mesmo ínfimas quantidades de matéria são formadas por quantidades assombrosas de energia (esse é o princípio pelo qual as bombas atômicas, de fusão ou fissão, funcionam). Assim, em altíssimas velocidades, a massa sofre um aumento significativo devido ao aumento da energia cinética (E=mv²/2) já que esta se junta para criar mais "massa", no pressuposto de que energia e matéria são a mesma coisa (nesse caso, a 'massa relativística' - inércia e efeitos gravitacionais - aumenta, não a massa de repouso, a qual é sempre constante). A relação de ganho de massa é sintetizada em uma única equação, a qual é mencionada no artigo Qual a relação entre GPS e Teoria da Relatividade? ou no artigo Qual a relação entre Ouro, Mercúrio e Relatividade? (2).

Voltando ao nosso herói, seria impossível para o Flash alcançar velocidades próximas da luz, seja qual for o meio considerado (ar, água, vácuo, etc.). Por quê? Simples, nesses extremos de velocidade, a energia cinética acumulada em um típico porte corporal adulto seria tão grande, que o aumento de massa relativística seria enorme. O Flash teria que gerar uma energia infinita para continuar acelerando seu corpo cada vez mais "massudo". Independente do meio físico utilizado por ele para alcançar tais velocidades, é impossível continuar acelerando um corpo que cresce infinitamente sua resistência inercial à medida que sua velocidade aumenta (pelo menos no sentido literal de corrida e ignorando meios teóricos de "teletransporte" de matéria, como os buracos de minhoca - algo que fugiria da proposta sugerida nos quadrinhos para o poder do herói).

Aí vem a pergunta: e por que a luz consegue alcançar a "velocidade da luz"? É porque os fótons que compõem todas as radiações eletromagnéticas (luz visível, micro-ondas, ondas de rádio, etc.) , não possuem massa (pelo menos, não massa de repouso), ou seja, o fóton não é acelerado no sentido clássico da física, apesar de possuir momento linear em termos quânticos. Portanto, a velocidade da luz pode ser alcançada nos cálculos relativísticos (Ref.1). Para explicar, por exemplo, porque o fóton é afetado pela gravidade de planetas, temos que lembrar que a gravidade é uma distorção no espaço-tempo, segundo a Teoria da Relatividade Geral (3). Assim, o fóton possui sua trajetória mudada ao chegar perto de um grande campo gravitacional porque passa a se movimentar em um espaço 'curvado'. Em outras palavras, e como já mencionado, a partícula da luz também possui momento linear e consequências gravitacionais na forma de energia cinética./energia total.

-------------

(1) A luz só atinge sua velocidade máxima (~300 mil km/s) se estiver no vácuo. Em qualquer outro meio, como água ou ar, sua velocidade pode diminuir de forma significativa. Na água, por exemplo, essa velocidade é em torno de 225 km/s.

(2) Qualquer corpo com mais energia possuirá mais massa do que um corpo mais 'frio', de acordo com a equação E=mc². Assim, sua panela de água fervendo terá mais massa do que uma panela com água fria.

(3) Para saber mais, acesse o artigo especial A inexorável Teoria da Relatividade

IMPORTANTE: Os cálculos Físicos por trás de conceitos como massa relativística são muito mais complexos do que o sugerido no artigo. Existe também uma grande controvérsia em relação às denominações relativas à massa entre os físicos teóricos, muitos não concordando com o termo 'massa relativística', e preferindo apenas indicar como 'massa' a massa de repouso de um corpo. Usar 'massa relativística' pode induzir a erros entre os menos experientes com a disciplina na hora dos cálculos. De qualquer forma, o próprio m na fórmula E=mc2 faz referência também à massa relativística, ou seja, a inércia e efeitos gravitacionais gerados pela energia total (onde se inclui também a massa de repouso). Lembre-se, na Relatividade, massa é energia, e vice-versa (Princípio da Equivalência entre massa e energia).
-------------

Artigos Relacionados:

REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS

http://math.ucr.edu/home/baez/physics/ParticleAndNuclear/photon_mass.html
http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/mass.html
https://www.researchgate.net/post/Whats_the_relation_between_time_and_mass_Why_if_time_dilated_observed_mass
_is_increased_Physically_please
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=10420
http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/lectures/mass_increase.html