Ebook: O Princípio da Relatividade: Física (Lições)

Esse livro é uma proposta de construção da teoria da relatividade especial a partir rotações hiperbólicas no espaço-tempo 4- dimensional de Poincaré-Minkowski e análise de tópicos pouco discutidos na literatura, como a termodinâmica relativística e a violação da conservação do momento e energia na Teoria da Relatividade Geral.

Como as rotações hiperbólicas são a linguagem própria do espaço-tempo, o método torna a dedução de grandezas relativísticas complicadas e até dúbias, um simples exercício de álgebra elementar. Inicialmente apresentamos a estrutura matemáticas e seus elementos, para então aplicar os sobre os 4-vetores mais comuns associados a mecânica e eletromagnetismo.

Com base no formalismo hiperbólico prova-se que transformações de Lorentz formam um grupo abeliano. Por meio da álgebra de Lie não abeliana estabelecemos o tensor fundamental eletromagnético Também aplicamos para outros campos da física, pouco discutidos como a óptica e a termodinâmica.

O estudo dos fenômenos térmicos nos levou a propor uma modificação na primeira lei da Termodinâmica e na equação da condutividade, que agora depende de um novo tipo de potencial escalar denominado de potencial de Poincaré.

Por fim, apresentamos o formalismo tensorial e variacional para construir a Teoria da Relatividade Geral. Descrevemos detalhadamente o espaço-tempo curvo de Schwarschild e, a partir dos vetores de Killing, verificamos que nesse espaço-tempo há uma violação da conservação do momento e da energia. Mostramos que essa violação não é um deformidade do espaço-tempo de Schwarzchild, mas uma consequência da própria natureza da gravidade.