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Ciencia
Conceptos generales de la Relatividad

La Teoría de la Relatividad es uno de los conceptos más abstractos que se pueden encontrar hoy en día. Sus ideas parecen escapar de las vivencias cotidianas, viéndose refrendadas únicamente por matemáticas infinitamente complejas. Sin embargo, la Relatividad, junto con la Mecánica Cuántica, es uno de los mayores logros de la ciencia del siglo XX.

El movimiento de los objetos con los que nos encontramos habitualmente se pueden describir de forma totalmente satisfactoria por las leyes de la mecánica formuladas por Isaac Newton en el siglo XVII. Sin embargo, la primera crisis en la Física se produjo en 1873, cuando James Clerk Maxwell predijo que la luz era un fenómeno electromagnético, que se propagaba en el espacio vacío a una velocidad fija, 299.791 kilómetros por segundo. Este valor era independiente de la velocidad del observador que lo midiera, y chocaba de frente con las teorías de Newton, que no admitían el concepto de velocidad fija para cualquier tipo de observador.

Albert Einstein

Albert Einstein, en su Teoría Especial de la Relatividad, en 1905, examinó nuestras ideas tradicionales acerca de la longitud y del tiempo. Él demostró que dos observadores que midieran el movimiento de un tercer cuerpo, no estarían de acuerdo con el resultado del movimiento. Las lecturas que obtendrían de su velocidad y dirección dependerían del movimiento relativo de ambos observadores. Sin embargo, Einstein encontró las ecuaciones que relacionarían las dos medidas, de forma que coincidieran. Esta transformación no sólo implica a las medidas espaciales, sino que también concierne a las medidas temporales. En otras palabras, el tiempo dejó de ser absoluto para todos los observadores, concepto impensable hasta entonces.

Las leyes de Newton no están equivocadas. Son muy buenas aproximaciones a la verdad, y funcionan estupendamente cuando la velocidad de los objetos tratados es mucho menor que la de la luz. En nuestras vidas cotidianas, no encontraremos una situación en la que podamos encontrar diferencias entre las teorías de Newton y de Einstein. Solamente los astrónomos y los físicos que trabajan con partículas necesitan preocuparse.

La Teoría Especial de la Relatividad estudia las situaciones en las que los observadores tienen velocidades relativas y direcciones de movimiento fijas. Sin embargo, ¿qué sucede con las medidas de observadores con movimiento relativo acelerado? En la formulación de Newton, la fuerza gravitatoria de atracción entre dos cuerpos decrece como el cuadrado de la distancia entre ellos. Para encontrar su separación, un observador debe medir sus posiciones al mismo tiempo. Sin embargo, de acuerdo con la Teoría Especial, el tiempo es ahora relativo al observador. Además, según Newton, la fuerza de atracción mutua se reajusta instantáneamente cuando la separación de los dos cuerpos cambia con su movimiento. Este concepto de cambio instantáneo en la fuerza de gravedad está en conflicto con las ideas de la teoría electromagnética. Las fuerzas entre partículas cargadas también dependen de su separación mutua (y de su movimiento), pero no cambian instantáneamente, sino que lo hacen a la velocidad de la luz. Einstein solucionó estos problemas en 1916, con su Teoría General de la Relatividad, donde ambos tipos de fuerzas se describen como "campos" (modificaciones de las propiedades del espacio vacío debidas a la presencia de un cuerpo).

Antecedentes históricos del experimento.
Experimento Relativista de Shelios 2001.

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