TEORÍA DE LA RELATIVIDAD
el trabajo de Einstein comenzó con un acertijo:
un movil emite luz hacia adelante y hacia atras ¿cual de los dos rayos de luz se mueve con mayor velocidad en relacion al suelo?
la respuesta correcta es:
¿el rayo de luz delantero se mueve con mayor velocidad?
¿el rayo de luz trasero se mueve con mayor velocidad?
¿los dos rayos se mueven a la misma velocidad? si
según la mecánica clásica la primera respuesta seria la correcta, sin embargo un experimento realizado en 1887 por los fisicos A. Michelson y E. Morrley encontraron que la respuesta correcta era la ultima.
la velocidad de la luz es constante sin importar quien ni como se emitio.
la relatividad especial toma el hecho de la constancia de la velocidad de la luz como condicion basica para la construccion de la teoria.
ademas, einstein introduce otro elemento:
¿que dice la relatividad especial?
la coordenada del tiempo se debe tratar como una coordenada mas del espacio.
las consecuencias de esta son inimaginables:
- un intervalo de tiempo medido en tierra no es igual al mismo intervalo medido desde un movil
- una distancia medida en tierra no es igual a la misma distancia medida desde un movil
E=mc2
(E = energia, m = masa, c = velocidad de la luz)
ejem´plos que se ha comprobado la conversion de masa en energia son la fusion nuclear y la creacion y aniquilacion de la materia.
relatividad general
la gravedad es una fuerza de atraccion universal que sufren todos los objetos con masa, sea este un electron o una estrella.
en 1915 einstein extendio los conceptos de la relatividad especial para explicar la atraccion entre masas.
la relatividad general es la teoria relativista de la gravitacion y sirvio de base para desarrollar el modelo cosmologico del big bang.
la estructura del espacio tiempo es modificada por la presencia de un agujero negro:
segun newton la fuerza de gravedad aparece automaticamente siempre que hayan dos masas.
¿cual es el problema con esa teoria?
para entender las dificultades con la teoria de newton, que motivaro a einstein a buscar una mejor solucion, considere el siguiente experimento imaginario:
La Tierra y
la Luna se atraen gravitacionalmente de forma recíproca. Supongamos que la Luna
cambia de lugar repentinamente (por ejemplo como consecuencia de un impacto con
un asteroide). La Tierra siente ahora una fuerza de gravedad
más intensa porque la Luna se encuentra más cerca. La pregunta es: ¿Cuánto
tiempo le toma a la Tierra para 'sentir' la nueva posición de la Luna?
segun la teoria clasica de newton ese tiempo es 0.0 segundos, es decir, la accion de la gravedad se trasmite a una velocidad infinita.
esto es imposible, ya sabemos que la maxima velocidad que se da en la naturaleza es la velocidad de la luz, lo cual es justamente el postulado primordial que uso einstein para su teoria de la relatividad especial. este dilema se resuelve con la teoria de la gravedad de einstein o teoria de la relatividad general.
¿Qué dice la teoría de la Relatividad General?
- La gravedad (o atracción
entre cuerpos con masa) es consecuencia de la forma del espacio.
- La fuerza que sentimos cuando nos movemos en un sistema acelerado (por ejemplo cuando la buseta frena) tiene la misma naturaleza que la fuerza de atracción entre masas (por ejemplo la fuerza de gravedad que ejerce la Tierra sobre la Luna).
pero, ¿que significa todo esto?
para entenderlo, vamos a tomar un ejemplo en el que tenemos que poner a trabajar nuestra imaginacion, supongamos que vivmos en un mundo de dos dimenciones (en vez de tres), por ejemplo en una hoja de papel (sin profundidad).
Vamos
a medir la forma del espacio usando una rejilla. La distancia entre un nodo y
su vecino es el patrón de medida:
Cuando
no existe materia alguna el espacio es plano. Todas las celdas de la rejilla
son del mismo tamaño
Coloquemos
una estrella en medio de este espacio. La presencia de la estrella (por su masa) ha deformado el espacio
dandole una 'curvatura' en la región vecina a la estrella. Notar como la
distancia patrón se modifica de forma más pronunciada en cercanías de la
estrella:
¿Qué
ocurre si en vez de la estrella colocamos un agujero negro muy
masivo? En este caso la deformación del espacio es mayor:
la fuerza que siente un planeta hacia el sol, en realidad es simplemente el efecto producido por su movimiento en el espacio que ha sido deformado por la masa del sol.
¿Cómo
sabemos que la Teoría de la Relatividad General es correcta?
Se han realizado una gran cantidad de
experimentos y observaciones y hasta el día de hoy (1999) no se han encontrado
datos en contradicción con esta teoría. La mayoría de las predicciones se han
podido comprobar y se pueden resumir así:
Comentarios
Publicar un comentario