Principio de relatividad
Si pensamos en estaciones espaciales a la deriva en el espacio vacío, enseguida nos vienen a la mente algunas afirmaciones que seguramente son relativas: afirmaciones sobre velocidades. Imaginemos que, desde el punto de vista del observador A, sentado en la cubierta superior de su propia estación espacial, la estación del observador B pasa a una velocidad considerable:
¿Quién está en movimiento y quién en reposo? La respuesta depende del observador al que se le pregunte. Si una estación espacial se mueve o no -y con qué velocidad- es nuestro primer ejemplo de afirmación relativa dependiente del observador.
¿Podríamos abordar estas cuestiones sin la relatividad? ¿No hay forma de que cualquiera de nuestros observadores defina el “movimiento” no sólo como relativo a otras estaciones, sino de algún modo absoluto? Hipotéticamente, podría haberla. Se podría pensar que existe un estado de reposo absoluto y que todos y cada uno de los observadores podrían detectar su propio movimiento con respecto a ese estado simplemente realizando ciertos experimentos físicos dentro de su propia estación. Estos experimentos clave darían un resultado diferente, dependiendo de si el experimentador está en reposo absoluto o en movimiento. Cada observador podría determinar su propio estado de movimiento absoluto simplemente experimentando, sin ninguna referencia al mundo exterior. Varios físicos del siglo XIX pensaron que medir la velocidad de la luz sería un experimento clave de este tipo: Si se midiera exactamente la misma velocidad para la luz que va en distintas direcciones, entonces se estaría en reposo absoluto. Si, en sus experimentos de laboratorio, la luz parecía moverse ligeramente más rápido en una dirección que en otras, eso indicaría su movimiento absoluto a través del “éter”, el medio en el que se pensaba que se propagaba la luz.
Científico de la teoría de la relatividad
En 1905, Albert Einstein publicó un artículo que revolucionó nuestra forma de pensar sobre el espacio y el tiempo y que él (y otros) desarrollaron posteriormente en la Teoría Especial de la Relatividad. Esta teoría describe cómo se verían las propiedades físicas que conocemos (masa, longitud, periodo de oscilación de un sistema físico, etc.) si las observara un observador en movimiento uniforme (velocidad constante) con respecto al objeto observado.
Más tarde, Einstein introdujo su Teoría General, que permite el movimiento no uniforme (presencia de una aceleración) y ofrece una explicación de la fuerza de la gravedad. Combinada con las ideas de la física cuántica, esta teoría condujo a la predicción de que ciertas propiedades de la luz se verían afectadas por los campos gravitatorios, y a la predicción de los agujeros negros, por ejemplo.
La idea de un marco de inercia (o referencia) es fundamental en el debate sobre la relatividad especial. Se trata básicamente de un sistema de coordenadas, que puede estar unido a un objeto observado o al observador, que no sufre ninguna aceleración. Por consiguiente, la velocidad relativa entre dos sistemas inerciales es necesariamente constante, lo que se conoce como movimiento uniforme.
Relatividad general pdf
En física, la teoría especial de la relatividad, o relatividad especial para abreviar, es una teoría científica de la relación entre el espacio y el tiempo. En el tratamiento original de Albert Einstein, la teoría se basa en dos postulados:[p 1][1][2]
La relatividad especial fue propuesta originalmente por Albert Einstein en un artículo publicado el 26 de septiembre de 1905 titulado “Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento”[p 1] La incompatibilidad de la mecánica newtoniana con las ecuaciones del electromagnetismo de Maxwell y, experimentalmente, el resultado nulo de Michelson-Morley (y experimentos similares posteriores) demostraron que el históricamente hipotizado éter luminífero no existía. Esto llevó a Einstein a desarrollar la relatividad especial, que corrige la mecánica para manejar situaciones que implican todos los movimientos y especialmente aquellos a una velocidad cercana a la de la luz (conocidos como velocidades relativistas). En la actualidad, se ha demostrado que la relatividad especial es el modelo más preciso del movimiento a cualquier velocidad cuando los efectos gravitatorios y cuánticos son despreciables[3][4] Aun así, el modelo newtoniano sigue siendo válido como aproximación sencilla y precisa a velocidades bajas (relativas a la velocidad de la luz), por ejemplo, los movimientos cotidianos en la Tierra.
Relatividad especial
La teoría de la relatividad suele englobar dos teorías físicas interrelacionadas de Albert Einstein: la relatividad especial y la relatividad general, propuestas y publicadas en 1905 y 1915, respectivamente[1] La relatividad especial se aplica a todos los fenómenos físicos en ausencia de gravedad. La relatividad general explica la ley de la gravitación y su relación con las fuerzas de la naturaleza[2]. Se aplica al ámbito cosmológico y astrofísico, incluida la astronomía[3].
La teoría transformó la física teórica y la astronomía durante el siglo XX, sustituyendo a una teoría mecánica de 200 años de antigüedad creada principalmente por Isaac Newton[3][4][5]. Introdujo conceptos como el espaciotiempo cuatridimensional como entidad unificada de espacio y tiempo, la relatividad de la simultaneidad, la dilatación cinemática y gravitatoria del tiempo y la contracción de la longitud. En el campo de la física, la relatividad mejoró la ciencia de las partículas elementales y sus interacciones fundamentales, además de marcar el comienzo de la era nuclear. Con la relatividad, la cosmología y la astrofísica predijeron fenómenos astronómicos extraordinarios como las estrellas de neutrones, los agujeros negros y las ondas gravitacionales[3][4][5].