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Precessão do periélio de Mercúrio

1915
  • Urbain Le Verrier
  • Albert Einstein
Observatório astronômico com telescópio, ilustrando a precessão do periélio na relatividade.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A relatividade geral forneceu a primeira explicação precisa para a precessão anômala do periélio de Mercúrio. A gravidade newtoniana não conseguia explicar completamente a mudança lenta e gradual na orientação da órbita elíptica de Mercúrio. A teoria de Einstein previu corretamente os 43 segundos de arco por século que faltavam, atribuindo-os à curvatura do espaço-tempo ao redor do Sol, um grande triunfo inicial para a teoria.

No século XIX, os astrônomos observaram que a órbita elíptica de Mercúrio não era estacionária. Seu ponto de maior aproximação ao Sol, o periélio, avançava lentamente, ou seja, precessava. Embora a maior parte dessa precessão fosse explicada pela atração gravitacional de outros planetas, de acordo com as leis de Newton, uma pequena discrepância de cerca de 43 segundos de arco por século permanecia sem explicação. Essa anomalia intrigava os cientistas, e alguns chegaram a propor a existência de um planeta ainda não descoberto, Vulcano, entre Mercúrio e o Sol.

Em 1915, Albert Einstein aplicou sua nova teoria da relatividade geral ao problema. Seus cálculos mostraram que a curvatura do espaço-tempo causada pela massa do Sol introduziria uma correção à descrição newtoniana da gravidade. Essa correção explicava perfeitamente os 43 segundos de arco por século faltantes, sem a necessidade de parâmetros adicionais. Ao contrário da teoria de Newton, onde as órbitas são elipses fechadas (em um sistema de dois corpos), a relatividade geral prevê que as órbitas não são fechadas, mas descrevem um padrão em forma de roseta. Esse efeito é mais pronunciado para objetos em campos gravitacionais fortes e com órbitas excêntricas, tornando Mercúrio o candidato ideal em nosso sistema solar. A explicação bem-sucedida da precessão do periélio de Mercúrio foi uma das primeiras evidências robustas de que a relatividade geral era uma descrição mais precisa da gravidade do que a teoria de Newton.

UNESCO Nomenclature: 2211
Relatividade

Tipo

Sistema abstrato

Interrupção

Substancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Leis de Kepler sobre o movimento planetário
  • Lei de Newton gravitação universal
  • Cálculos detalhados de órbitas planetárias de Urbain Le Verrier
  • Relatividade especial

Aplicações

  • primeira evidência observacional importante que apoia a relatividade geral
  • um teste de precisão para a relatividade geral e outras teorias da gravidade
  • usada para restringir teorias alternativas da gravidade
  • cálculos de mecânica celeste de alta precisão

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • high-precision spacecraft navigation systems that account for orbital precession near massive bodies
  • algorithms to detect exoplanets by measuring the subtle precession of their host stars
  • using orbital precession data to map the mass distribution of galactic centers
  • a method to test for deviations from general relativity by monitoring pulsar orbits
  • predictive models for the long-term stability of asteroid belts
  • using precession effects to subtly alter the trajectory of satellites for orbital station-keeping
  • a technique to infer the properties of neutron star interiors from binary pulsar precession
  • detecting dark matter clumps by their influence on stellar orbits in globular clusters
Relacionado a: precessão do periélio, Mercúrio, relatividade geral, gravidade newtoniana, curvatura do espaço-tempo, mecânica orbital, mecânica celeste, gravidade.

Contexto histórico

Precessão do periélio de Mercúrio

1910
1911-04-08
1913
1915
1916
1917
1918
1909
1910
1912
1915
1915-11
1916
1918
1919-05-29

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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