Diferenciando os efeitos físicos e visuais na geometrização da Teoria da Relatividade Especial: uso do diagrama Minkowski no ensino superior

Abstract

A presente monografia sobre a cinemática da teoria da relatividade especial se vale pela importância de compreender um dos pilares da física contemporânea em estudos de altas velocidades sem gravidade, que explica fenômenos como movimentos de partículas elementares e de jatos de buracos negros. A problemática tratada, de acordo com Fernanda Ostermann, é a importância de enfatizar a diferença entre as palavras "ver" e "medir" na teoria, e suas consequências fenomenológicas, pois tal confusão ocorre em livros didáticos de física e pode gerar consequências interpretativas educacionais. Neste sentido, é introduzido o diagrama de Minkowski como metodologia e ferramenta matemática para geometrizar o estudo, e demonstrar as diferenças entre os efeitos físicos (medidos utilizando-se a simultaneidade) e efeitos visuais, particularmente o de deformação aparente. Em especial, apresenta-se uma aplicação com jatos de buracos negros. Conclui-se que a utilização de geometria da abordagem de Minkowski é um recurso viável para facilitar a compreensão da teoria e dos fenômenos relativísticos. Espera-se que essa abordagem geométrica favoreça o entendimento do assunto por futuros interessados, discentes e docentes, podendo vir a agregar no ensino formal.

The present monograph on the kinematics of the Theory of Special Relativity is worth the importance of understanding one of the pillars of contemporary physics in studies of high speeds without gravity, which explains phenomena such as movements of elementary particles and jets of black holes. The problem addressed, according to Fernanda Ostermann, is the importance of emphasizing the difference between the words "see" and "measure" in the theory, and their phenomenological consequences, as such confusion occurs in physics textbooks and can generate educational interpretive consequences. In this sense, the Minkowski diagram is introduced as a methodology and mathematical tool to geometrize the study, and the differences between the physical effects (measured using simultaneity) and visual effects, particularly the apparent deformation, are demonstrated. In particular, an application with black hole jets is presented. It is concluded that the use of geometry of the Minkowski approach is a viable resource to facilitate the understanding of the theory and relativistic phenomena. It is expected that this geometric approach favors the understanding of the subject by future interested parties, students and teachers, and may come to add to formal education.