Questões de Relatividade Geral

A frase atribuída ao físico John Wheeler resume a essência da relatividade geral: 'A matéria diz ao espaço-tempo como se curvar; o espaço-tempo diz à matéria como se mover.' Nesse contexto, o caminho que um corpo percorre livremente (sem forças externas) em um espaço-tempo curvo é chamado de:

1. Aórbita elíptica
2. Btrajetória newtoniana
3. Cgeodésica
4. Dlinha de universo retilínea
5. Ecampo vetorial

Na relatividade geral, a gravidade deixa de ser tratada como uma força que age à distância (como em Newton) e passa a ser interpretada como:

1. Auma ilusão óptica causada pela luz
2. Buma manifestação da curvatura do espaço-tempo provocada pela massa e pela energia
3. Cuma propriedade exclusiva de partículas com carga elétrica
4. Dum efeito causado apenas por buracos negros
5. Euma força eletromagnética disfarçada

O 'horizonte de eventos' de um buraco negro pode ser definido como:

1. Ao centro do buraco negro, onde a densidade é infinita
2. Ba fronteira além da qual nada, nem mesmo a luz, consegue escapar da atração gravitacional
3. Ca órbita dos planetas ao redor do buraco negro
4. Da região onde a luz é mais brilhante
5. Eo limite da galáxia onde o buraco negro está localizado

Segundo a relatividade geral, um planeta orbita o Sol não porque uma força gravitacional o puxa constantemente, mas porque ele está:

1. Asendo empurrado por ondas gravitacionais
2. Bseguindo a trajetória mais reta possível (geodésica) em um espaço-tempo curvado pela massa do Sol
3. Cpreso por um campo magnético solar
4. Dresistindo à radiação solar
5. Eem equilíbrio com a força centrífuga apenas

De acordo com a relatividade geral, um relógio situado próximo a um corpo muito massivo (em um campo gravitacional intenso), quando comparado a um relógio distante em um campo gravitacional mais fraco, tende a:

1. Aatrasar, ou seja, marcar o tempo passar mais lentamente
2. Badiantar, marcando o tempo passar mais rapidamente
3. Cparar completamente
4. Dnão sofrer nenhuma alteração
5. Eandar de forma aleatória

Os satélites do sistema GPS precisam levar em conta correções tanto da relatividade restrita quanto da relatividade geral para funcionar com precisão, porque:

1. Aos relógios dos satélites, em órbita, sofrem tanto o efeito da velocidade orbital (relatividade restrita) quanto o efeito do campo gravitacional mais fraco em órbita (relatividade geral), e ambos alteram a taxa de passagem do tempo medida a bordo em relação à Terra
2. Bo GPS não usa nenhum tipo de correção relativística, apenas cálculos newtonianos simples
3. Capenas a relatividade restrita é relevante, já que os satélites estão parados em relação à Terra
4. Das correções relativísticas são desprezíveis e nunca foram implementadas
5. Eos satélites GPS viajam próximo à velocidade da luz, tornando os efeitos extremos

Albert Einstein previu teoricamente a existência das ondas gravitacionais em 1916, como consequência direta da relatividade geral. No entanto, a primeira detecção direta dessas ondas só foi realizada, pelo observatório LIGO, décadas depois, em:

1. A1959
2. B1979
3. C1999
4. D2015
5. E2025

A órbita de Mercúrio apresenta uma precessão do periélio de aproximadamente 574 segundos de arco por século, da qual a maior parte é explicada pela influência gravitacional dos outros planetas segundo a mecânica newtoniana. Contudo, um resíduo de aproximadamente 43 segundos de arco por século permanecia inexplicado até que a relatividade geral de Einstein:

1. Anegasse completamente a existência dessa precessão
2. Bexplicasse esse resíduo como consequência da curvatura do espaço-tempo causada pelo Sol
3. Catribuísse o efeito unicamente ao campo magnético solar
4. Ddemonstrasse que o efeito era um erro de medição dos astrônomos do século XIX
5. Eexplicasse o efeito apenas com a relatividade restrita, sem gravidade

Para detectar ondas gravitacionais, os detectores do observatório LIGO usam interferometria a laser capazes de medir distorções no espaço-tempo com uma precisão extraordinária, menores do que:

1. Ao diâmetro de um átomo
2. Bo diâmetro de um próton
3. Co comprimento de um grão de areia
4. Do diâmetro de um fio de cabelo
5. Eo diâmetro da Terra

Uma estrela de nêutrons típica possui massa comparável à do Sol, mas comprimida em uma esfera de apenas cerca de 10 a 20 km de raio. Isso resulta em uma densidade da ordem de:

1. A1.000 kg/m³, semelhante à da água
2. B10¹⁷ kg/m³, comparável à densidade do núcleo atômico
3. C1 kg/m³, semelhante à do ar
4. D10⁻³ kg/m³, extremamente rarefeita
5. E10⁵ kg/m³, semelhante à de metais comuns

O raio real do Sol é de aproximadamente 696.000 km, enquanto seu raio de Schwarzschild é de aproximadamente 3 km. A razão entre o raio real do Sol e seu raio de Schwarzschild é de aproximadamente:

1. A23
2. B230
3. C2.300
4. D23.000
5. E230.000

A primeira confirmação experimental importante da relatividade geral ocorreu em 1919, durante um eclipse solar total, quando astrônomos liderados por Arthur Eddington observaram que:

1. Aa luz de estrelas distantes, ao passar próxima ao Sol, era desviada de sua trajetória em um ângulo compatível com a previsão de Einstein para a curvatura do espaço-tempo causada pela massa solar
2. Bo Sol parou de emitir luz temporariamente durante o eclipse
3. Ca velocidade da luz mudou de valor durante o eclipse
4. Dnenhum desvio da luz foi detectado, o que inicialmente refutou a teoria
5. Eas estrelas observadas eram, na verdade, reflexos da própria Terra