1. LA TEORÍA DE LA
RELATIVIDAD
ANGIE SOFIA DIAZ PORTILLA
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2. • Las teorías de la relatividad, general y especial, de Albert Einstein pretenden hacer
compatibles otras dos: la mecánica de Isaac Newton y el electromagnetismo de
James Clerk Maxwell.
Según las leyes del movimiento establecidas por primera vez con detalle por Isaac
Newton hacia 1680-89, dos o más movimientos se suman de acuerdo con las reglas
de la aritmética elemental.
3. INICIO DE LA TEORIA
La teoría de la relatividad de Einstein nació del siguiente hecho: lo que funciona para
pelotas tiradas desde un tren no funciona para la luz. En principio podría suponerse
que la luz se propagara, o bien a favor del movimiento terrestre, o bien en contra de
él. En el primer caso parecería viajar más rápido que en el segundo (de la misma
manera que un avión viaja más aprisa, en relación con el suelo, cuando lleva viento de
cola que cuando lo lleva de cara). Sin embargo, medidas muy cuidadosas
demostraron que la velocidad de la luz nunca variaba, fuese cual fuese la naturaleza
del movimiento de la fuente que emitía la luz.
4. Einstein dijo entonces: supongamos que cuando se mide la velocidad de la luz en el
vacío, siempre resulta el mismo valor (unos 299.793 kilómetros por segundo), en
cualesquiera circunstancias. ¿Cómo podemos disponer las leyes del universo para
explicar esto? Einstein encontró que para explicar la constancia de la velocidad de la
luz había que aceptar una serie de fenómenos inesperados.
Halló que los objetos tenían que acortarse en la dirección del movimiento, tanto más
cuanto mayor fuese su velocidad, hasta llegar finalmente a una longitud nula en el
límite de la velocidad de la luz; que la masa de los objetos en movimiento tenía que
aumentar con la velocidad, hasta hacerse infinita en el límite de la velocidad de la luz;
que el paso del tiempo en un objeto en movimiento era cada vez más lento a medida
que aumentaba la velocidad, hasta llegar a pararse en dicho límite; y, finalmente, que
la masa era equivalente a una cierta cantidad de energía y viceversa.
5. NUEVOS CONOCIMIENTOS DE LA
TEORIA
Todo esto lo elaboró en 1905 en la forma de la "teoría especial de la relatividad", que
se ocupaba de cuerpos con velocidad constante. En 1915 extrajo consecuencias aún
más sutiles para objetos con velocidad variable, incluyendo una descripción del
comportamiento de los efectos gravitatorios. Era la "teoría general de la relatividad".
Los cambios predichos por Einstein sólo son notables a grandes velocidades. Tales
velocidades han sido observadas entre las partículas subatómicas, viéndose que los
cambios predichos por el genial científico se daban realmente, y con gran exactitud.
Es más, sí la teoría de la relatividad de Einstein fuese incorrecta, los aceleradores de
partículas no podrían funcionar, las bombas atómicas no explotarían y habría ciertas
observaciones astronómicas imposibles de hacer.
6. Se hicieron muchas especulaciones sobre el resultado negativo del experimento:
quizá la Tierra arrastra el éter consigo, quizá los objetos materiales se contraen en la
dirección de movimiento con respecto al éter... Finalmente, Einstein encontró la
solución al problema.
Para empezar, Einstein postuló que las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo
son rigurosamente válidas en cualquier sistema de referencia. Esta condición de
invariancia se cumple a condición de que el tiempo medido en un sistema no coincida
con el medido en otro sistema. Este hecho no había sido tomado en cuenta por los
antecesores de Einstein y, por esta razón, las ecuaciones de Maxwell parecían violar el
principio de relatividad.
7. Los efectos predichos por la teoría de la relatividad son imperceptibles en nuestra
vida cotidiana y sólo se manifiestan cuando se involucran velocidades comparables a
la de la luz. Consideremos, como ejemplo, una nave espacial que se mueve con una
velocidad muy alta: despega de la Tierra y regresa después de recorrer cierta
distancia. Según la relatividad, el tiempo transcurre normalmente tanto para los que
se quedaron en la Tierra como para los pasajeros de la nave, pero esos dos tiempos
no son iguales. Al regresar a la Tierra, los tripulantes de la nave constatarán que el
viaje duró para ellos un tiempo menor que para los que se quedaron. Más
precisamente, el tiempo medido en la nave es más pequeño que el medido en la
Tierra por un factor de acortamiento
8. Pero a las velocidades corrientes, los cambios predichos son tan pequeños que
pueden ignorarse. En estas circunstancias rige la aritmética elemental de las leyes de
Isaac Newton; y ,como estamos acostumbrados al funcionamiento de estas leyes, nos
parecen ya de "sentido común", mientras que las leyes de Albert Einstein se nos
antojan "extrañas" y difíciles de comprender.
