Relatividade: coordenadas no espaço-tempo

Espaço-tempo será o nosso assunto antes de continuarmos o estudo da relatividade. Para definirmos como medir as coordenadas de um evento (qualquer acontecimento) no espaço-tempo utilizamos o seguinte fundamento conceitual.

Imagine uma grade onde cada espaçamento é formado por barras de 1m de comprimento, na junção destas barras colocamos relógios equipados com detectores que iniciam seu funcionamento no instante que recebem um sinal luminoso. Para sincronizar os relógios vamos utilizar como referencia o relógio que está na origem dos espaços. Ao iniciar o seu funcionamento, o marcador deste relógio deve indicar zero e no mesmo instante um mecanismo deve enviar um sinal luminoso para os próximos relógios. O relógio que está a 1m deste, recebe o sinal e deve marcar um tempo t igual a 1m/299.792.458 m/s, ou seja, o tempo necessário para que o sinal que saiu do primeiro relógio percorra 1m, iniciando seu funcionamento sincronizado com o relógio da origem. Os próximos relógios deverão marcar o tempo necessário para que o sinal luminoso percorra a distância que os separam da origem e, assim, todos os relógios ao iniciarem o seu funcionamento estarão sincronizados com o primeiro.

Veja a ilustração:

Nesta ilustração temos apenas coordenadas de um plano, mas podemos utilizar o mesmo conceito para eventos tridimensionais. O espaço-tempo é um sistema de coordenadas onde a descrição de um evento inclui suas coordenadas no espaço e no tempo, ou seja, um ponto no espaço tempo é definido por quatro coordenadas (x,y,z,t).

É importante lembrar que, para cada referencial o observador deve ter seu próprio sistema de coordenadas.