Na relatividade restrita, um observador é um referencial a partir do qual um conjunto de objetos ou eventos está a ser medido. Geralmente, trata-se de um referencial inercial ou "observador inercial". Menos frequentemente, um observador pode ser um referencial não inercial arbitrário, como um referencial de Rindler, que pode ser chamado de "observador acelerado".
O uso na relatividade restrita difere significativamente do significado comum da palavra "observador" em português. Os referenciais são inerentemente constructos não locais, cobrindo todo o espaço e tempo ou uma parte não trivial dele; assim, não faz sentido falar de um observador (no sentido da relatividade restrita) como tendo uma localização. Além disso, um observador inercial não pode acelerar num momento posterior, nem um observador acelerado pode parar de acelerar.
Os físicos usam o termo "observador" como uma abreviatura para um referencial específico a partir do qual um conjunto de objetos ou eventos é medido. Falar de um observador na relatividade restrita não é hipnotizar especificamente um indivíduo que está a experienciar eventos, mas sim referir-se a um contexto matemático particular a partir do qual objetos e eventos devem ser avaliados. Os efeitos da relatividade restrita ocorrem quer exista ou não um ser senciente dentro do referencial inercial para os testemunhar.
História Einstein fez uso frequente da palavra "observador" (Beobachter) no seu artigo original de 1905 sobre a relatividade restrita e na sua exposição popular inicial sobre o assunto.Albert Einstein, Relativity: The Special and the General Theory. No entanto, ele usou o termo no seu sentido vernáculo, referindo-se, por exemplo, ao "homem à janela da carruagem do comboio" ou a "observadores que tomam o comboio como o seu corpo de referência" ou a "um observador no interior que está equipado com aparelhos". Aqui, o corpo de referência ou sistema de coordenadas — um arranjo físico de réguas e relógios que cobre a região do espaço-tempo onde os eventos ocorrem — é distinguido do observador — um experimentador que atribui coordenadas espácio-temporais a eventos distantes de si mesmo ao observar (literalmente ver) coincidências entre esses eventos e características locais do corpo de referência. Esta distinção entre o observador e o "aparelho" do observador, como sistemas de coordenadas, ferramentas de medição, etc., foi abandonada por muitos escritores posteriores, e hoje é comum encontrar o termo "observador" usado para implicar o sistema de coordenadas associado ao observador (geralmente assumido como sendo uma rede de coordenadas construída a partir de um conjunto ortonormado dextrogiro de vetores do tipo espaço perpendiculares a um vetor do tipo tempo (um campo de referenciais), ver Doran.). Onde Einstein se referia a "um observador que toma o comboio como o seu corpo de referência" ou "um observador localizado na origem do sistema de coordenadas", este grupo de escritores modernos diz, por exemplo, "um observador é representado por um sistema de coordenadas nas quatro variáveis de espaço e tempo" ou "o observador no referencial S descobre que um certo evento A ocorre na origem do seu sistema de coordenadas". No entanto, não há unanimidade neste ponto, com vários autores a manterem a preferência por distinguir entre observador (como um conceito relacionado ao estado de movimento) da noção matemática geral mais abstrata de sistema de coordenadas (que pode estar, mas não necessita de estar, relacionada com o movimento). Esta abordagem coloca mais ênfase nas muitas escolhas de descrição abertas a um observador. O observador é então identificado com um referencial de observação, em vez de ser a combinação de sistema de coordenadas, aparelho de medição e estado de movimento.
Também foi sugerido que o termo "observador" é antiquado e deveria ser substituído por uma equipa de observadores (ou família de observadores) na qual cada observador faz observações na sua vizinhança imediata, onde os atrasos são negligenciáveis, cooperando com o resto da equipa para configurar relógios sincronizados em toda a região de observação, com todos os membros da equipa a enviar os seus vários resultados de volta para um coletor de dados para síntese.
"Observador" como uma forma de coordenadas relativas
A direção relativa é um conceito encontrado em muitas línguas humanas. Em português, uma descrição da localização espacial de um objeto pode usar termos como "esquerda" e "direita", que são relativos ao falante ou relativos a um objeto ou perspetiva específica (por exemplo, "à sua esquerda, enquanto está de frente para a porta principal"). O grau em que tal descrição é subjetiva é bastante subtil. Veja o Problema de Ozma para uma ilustração disto.
Alguns exemplos impessoais de direção relativa na linguagem são os termos náuticos proa, popa, bombordo e estibordo. Estes são termos espaciais relativos, do tipo egocêntrico, mas não envolvem um ego: há uma proa, uma popa, um bombordo e um estibordo num navio mesmo quando não há ninguém a bordo.
As afirmações da relatividade restrita que envolvem um "observador" articulam, de certa forma, um tipo semelhante de direção relativa impessoal. Um "observador" é uma perspetiva no sentido de que é um contexto a partir do qual eventos noutros referenciais inerciais são avaliados, mas não é o tipo de perspetiva que uma única pessoa particular teria: não é localizado e não está associado a um ponto particular no espaço, mas sim a um referencial inercial inteiro que pode existir em qualquer lugar do universo.
Uso noutras disciplinas científicas
O termo observador também tem um significado especial noutras áreas da ciência, como a mecânica quântica e a teoria da informação. Veja, por exemplo, o Gato de Schrödinger e o Demónio de Maxwell.
Na relatividade geral, o termo "observador" refere-se mais comummente a uma pessoa (ou uma máquina) que realiza medições locais passivas, um uso muito mais próximo do significado comum da palavra. Na mecânica quântica, "observação" é sinónimo de medição quântica e "observador" de um aparelho de medição, e "observável" com o que pode ser medido. Este conflito de usos dentro da física é por vezes uma fonte de confusão.
Ver também
Referencial
Diagrama de Minkowski Referências
Categoria:Relatividade especial