Tópico: Força elétrica / Relatividade

[Marcel]

       Segundo a teoria da relatividade, a gravidade não é uma força, mas sim a conseqüência da distorção do espaço-tempo. Então, minha pergunta é a seguinte:
       Segundo a relatividade, a força elétrica também tem alguma coisa a ver com a distorção do espaço-tempo ????

[Thufir Hawat]

Segundo a relatividade, a força elétrica também tem alguma coisa a ver com a distorção do espaço-tempo ????

Não. A relatividade geral explica a apenas a gravidade como uma distorção do espaço-tempo. 
Einstein tentou até morrer desenvolver uma teoria do campo unificado, isto é, uma única teoria que fosse capaz de explicar tanto o campo gravitacional quanto o magnético (que eram as duas interações conhecidas até então), mas infelizmente não foi capaz de descrever o campo eletromagnético em termos geométricos.

[Hold the Door]

Tentativas de explicar o eletromagnetismo como efeito da curvatura do espaço têm sido feitas desde que surgiu a RG.

Na década de 20, Kaluza percebeu que se o espaço tivesse quatro dimensões, ao invés das três usuais, ele obtinha além das equações da RG as equações de Maxwell também, ou seja, o seu modelo explicava o eletromagnetismo como efeito da curvatura espacial, unificando-o com a gravitação. Essa idéia foi aperfeiçoada por Klein, que explicou porque não víamos mais de três dimensões sugerindo que a dimensão extra era recurvada. O modelo ficou conhecido como Kaluza-Klein.

Infelizmente, apesar de unificar o eletromagnetismo e a gravitação, o modelo não era consistente com os dados experimentais, por isso foi abandonado por várias décadas. Ela só "ressurgiu" com as teorias de cordas e supercordas.

[Thufir Hawat]

Na década de 20, Kaluza percebeu que se o espaço tivesse quatro dimensões, ao invés das três usuais, ele obtinha além das equações da RG as equações de Maxwell também, ou seja, o seu modelo explicava o eletromagnetismo como efeito da curvatura espacial, unificando-o com a gravitação.

Bem lembrado Ângelo.

Infelizmente, apesar de unificar o eletromagnetismo e a gravitação, o modelo não era consistente com os dados experimentais, por isso foi abandonado por várias décadas. Ela só "ressurgiu" com as teorias de cordas e supercordas.

Além de não ser consistente com dados experimentais surgiram outros problemas: utilizar a KK era o que parecia mais natural como tentativa para unificar as quatro interações, mas ao tentar fazê-lo surgiram problemas com relação à forma como se introduziam os férmions, era tudo muito forçado.
Aliás esses dados experimentais, se relacionados à presença de outras dimensões espaciais compactificadas, devem ser revistos em breve com o LHC ficando pronto. Há quem diga que algum indício (bem fraco) da presença de dimensões extras poderia ser detectado em choques energéticos o bastante. 

P.S.:
Em uma incursão literária movida pela insônia na madrugada encontrei algumas curiosidades sobre a história da KK.
Einstein não tinha conseguido unificar a gravitação e o eletromagnetismo num espaço tri-dimensional. Já em 1919 ele recebe uma carta de Kaluza mostrando que ao se postular uma quarta dimensão espacial era natural obter tanto a relatividade geral quanto as equações de Maxwell. Era de se esperar que Einstein pulasse de alegria, certo? Mas não! Ele ficou tão abalado pelo que parecia meramente um artifício matemático (introduzir dimensões espaciais extras) que só encaminhou o artigo à publicação dois anos depois. A teoria só viria a ser retomada por Klein em 1926, quando ele propõe que a quarta dimensão espacial estava "enrolada" em torno das outras tão compactamente que não poderia nem ser verificada experimentalmente.
Então a partir dos anos 30 os mistérios e sucessos da mecânica quântica ofuscam a KK à tal ponto que nem o cerne da sua idéia, a de unificar a partir da introdução de dimensões espaciais, permanece.
Estranho, não? Que Einstein tenha simplesmente ignorado a realização de seu sonho de unificação por dois anos? Não chegou nem a trabalhar com a idéia depois, salvo engano.     

[Buckaroo Banzai]

Eu pensava que apenas para a gravidade poderia se tentar explicar com curvatura do espaço-tempo por não existirem grávitons, tanto quanto se sabe...... e quanto ao eletromagnetismo, me pareceria estranho uma deformação espacial que só "existisse" para partes de matéria mais suscetíveis à força eletragnética.... como metais.... havendo uma curva espacial caso o que esteja lá são imâs e metais... mas normal, para um pedaço de madeira ou plático no mesmo lugar...

(se é que isso está mesmo implícito)

Ele ficou tão abalado pelo que parecia meramente um artifício matemático (introduzir dimensões espaciais extras)

é ótimo ler essas coisas, bem como a relutância inicial de Hubble à conclusão do big-bang (nada contra, de qualquer forma, não sou anti-big-banguista).... me faz sentir menos mentalmente inepto nessa assunto.

[Hold the Door]

Eu pensava que apenas para a gravidade poderia se tentar explicar com curvatura do espaço-tempo por não existirem grávitons, tanto quanto se sabe

Eles não existem para a RG porque ela é uma teoria clássica. Em uma teoria quântica da gravitação eles devem existir.

e quanto ao eletromagnetismo, me pareceria estranho uma deformação espacial que só "existisse" para partes de matéria mais suscetíveis à força eletragnética.... como metais.... havendo uma curva espacial caso o que esteja lá são imâs e metais... mas normal, para um pedaço de madeira ou plático no mesmo lugar

Não. A força eletromagnética age sobre todas as partículas carregadas, como elétrons e prótons, portanto age sobre toda a matéria "comum". O fato de algum material não ser um bom condutor elétrico ou ferromagnético não significa que ele não interaja com a força eletromagnética. Caso contrário, ele sequer existiria, já que a responsável os átomos e moléculas unidos para formar o pedaço de madeira, por exemplo, é justamente a interação eletromagnética entre seus elétrons.

[Buckaroo Banzai]

eu imaginava que o eletromagnetismo como distorção espacial implicaria em que o "formato" de um campo magnético e o deslocamento das coisas nele seriam resultado dessa deformação, não tendo desculpa", para não afeter materiais não metálicos ou imãs da mesma forma... mas talvez seja meio análogo a massa só que mais específico...

[Thufir Hawat]

eu imaginava que o eletromagnetismo como distorção espacial implicaria em que o "formato" de um campo magnético e o deslocamento das coisas nele seriam resultado dessa deformação, não tendo desculpa", para não afeter materiais não metálicos ou imãs da mesma forma... mas talvez seja meio análogo a massa só que mais específico...

Não há "desculpa para não afetar materiais metálicos".
O eletromagnetismo (seja ele visto como um campo independente ou como efeito de deformação espaço-temporal) afeta tanto materiais metálicos quanto não metálicos. Tanto madeira quanto ferro são formados de átomos que são compostos de partículas que possuem carga elétrica, portanto afetadas pelo campo eletromagnético; as moléculas dessas duas substâncias mantém sua estrutura devido à forças eletromagnéticas; as ligações intermoleculares também se mantém da mesma forma.
O fato de um material não ser condutor não significa que ele é ignorado pelo campo magnético. Na verdade a característica condutora de um material é a reação desse material (devido a questões ligadas à sua estrutura) ao campo magnético (presente tanto sobre ele quanto sobre qualquer outro pedaço de matéria), e não uma "preferência" do campo por aquele material.
Dessa forma, não é que o espaço se deforme apenas para alguns poucos materiais, essa deformação "eletromagnética" se revela em qualquer material, metálico ou não. Os metálicos ferrocondutores apenas reagem de maneira diferente. Não há um "especificidade".

[Buckaroo Banzai]

eu entendi agora, ou quase... o que eu pensava é que uma interpretação de distorção espacial do eletromagnetismo implicaria que por exemplo, um prego de ferro colocado ao lado de um imã, e que a ele fosse atraído, teria "caído" nele de forma análoga à que somos atraídos à terra... mas não é análogo porque um prego "cai", mas um toco de madeira não, o que daria a entender que o espaço do campo magnético que atrai o prego ao imã não está "torto", ou, o que pensei agora, que houvesse uma especificidade meio análoga a massividade de alguma forma, mas com essas propriedades relevantes para a atração magnética.