¿Cuáles son las dos teorias de la relatividad?

La teoría de la relatividad incluye dos teorías (la de la relatividad especial y la de la relatividad general) formuladas por Albert Einstein a principios del siglo XX, que pretendían resolver la incompatibilidad existente entre la mecánica newtoniana y el electromagnetismo.

Para empezar hay que decir que existen dos teorías de la Relatividad o, más concretamente, que la Teoría de la Relatividad consta de dos partes. La primera se conoce como Teoría de la Relatividad Especial y fue publicada por Albert Einstein en un artículo aparecido en la revista Annalen der Physik en el año 1905.

En su totalidad, Einstein elaboró dos teorías: la de Relatividad General, ligada al campo gravitatorio y a los sistemas de referencia, y la de Relatividad Especial, más relacionada con la física del movimiento en función del espacio-tiempo.

Dicha teoría se divide en dos partes conocidas como relatividad especial y relatividad general.

La teoría especial de la relatividad está basada en la relación entre espacio y el tiempo en un espacio plano, y no hay efecto gravitatorio alguno. La teoría general de la relatividad Einstein-1915 está basada en la curvatura espacio temporal y toma en cuenta la gravedad.

La teoría de la relatividad general plantea que la gravedad no es una fuerza (Newton), sino la curvatura del espacio-tiempo. Weehler resumió esta tesis fundamental en la célebre frase «el espacio-tiempo le dice a la materia cómo moverse; la materia le dice al espacio-tiempo cómo curvarse».

Esta teoría sostiene que tanto el espacio como el tiempo en el que transcurren los eventos es relativo a la velocidad del observador. Einstein planteó su teoría de la relatividad cuando trataba de explicar el hecho de que la luz siempre tiene la misma velocidad para todos los observadores.

Einstein ya se dio cuenta de que la única forma de verificar experimentalmente su predicción teórica era durante un eclipse total de Sol que permitiría fotografiar una estrella cercana al Sol, sin la presencia de la potente luz solar.

Teoría de la Relatividad en la vida cotidiana

Como los satélites utilizan relojes muy precisos, deben tener en cuenta para su tarea los efectos relativistas que planteó Einstein. Gracias a la corrección del tiempo el GPS del auto funciona correctamente.

¿Y qué significa eso en palabras sencillas? Lo que esto significa es que, cuando algo va muy rápido y con mucha energía, hay un puente o unión entre la energía y la masa. Esto quiere decir que puedes convertir la energía en masa y la masa en energía.

Esta vez sí, Albert Einstein se equivocó.

Para poder demostrarlo sin dejar dudas se echó mano de 100.000 voluntarios que ayudaron a cerrar un debate que el físico teórico alemán mantenía con su colega danés Niels Bohr, hace 100 años.

Primer postulado. Principio especial de relatividad: Las leyes de la física son las mismas en todos los sistemas de referencia inerciales. En otras palabras, no existe un sistema inercial de referencia privilegiado, que se pueda considerar como absoluto.

La paradoja de los gemelos plantea que, debido al efecto conocido como dilatación temporal, un astronauta regresaría de un viaje interestelar a velocidades próximas a la de la luz siendo considerablemente más joven que su hermano gemelo en la Tierra.

Primero veremos algunos datos biográficos de Albert Einstein (1879-1955), físico alemán y Premio Nóbel de 1921, que sirven para refutar cuatro mitos sobre su persona y ciencia (Sección 12.1). Des- pués analizo la teoría especial de la relatividad (Sección 12.2) y la relatividad general (Sección 12.3).

La relatividad general fue confirmada de manera espectacular en 1919, cuando una expedición británica al África occidental observó un pequeño cambio en la posición de las estrellas cerca del Sol durante un eclipse. La luz, como Einstein lo había predicho, fue curvada cuando pasó cerca del Sol.

Esta idea tuvo una influencia inesperada sobre el paso del tiempo. Así como la curvatura del espacio puede modificar el movimiento espacial de un objeto, lo mismo pasa con la trayectoria del tiempo. La matemática de Einstein sugería que los objetos son atraídos hacia los lugares donde el tiempo es más lento.

La teoría de la relatividad general de Einstein predice que los objetos deforman el espacio tiempo a su alrededor, haciendo que cualquier luz que pase cerca sea desviada.

“Todo es relativo” significa que todo depende de otra cosa, o de las cosas que se tomen en consideración, es decir, que todo depende del punto de vista.

Si el pasajero mide una mesa en pleno vuelo, el valor no será el mismo que el obtenido por otra persona que está en tierra al medir el mismo objeto. Eso significa que el espacio que ocupan los objetos (su tamaño), como la posición que estos ocupan (su lugar en el espacio), cambian desde el lugar donde se midan.

El ejemplo más fácil de entender que todo es relativo es el del tren. Imagina que viajas en un tren a 100Km/hora. A tu lado ves un coche que va a la misma velocidad que el tren a 100Km/h. Según tu posición desde el tren el coche no se mueve, siempre este a tu lado, no se desplaza respecto a ti.

La primera vez que este concepto se dio a conocer fue gracias a Albert Einstein, uno de los científicos alemanes más influyentes del siglo XX. A través de su teoría de la relatividad, Einstein determinaba al tiempo y espacio como un espacio temporal en donde todos los eventos físicos del universo tenían lugar.

Durante sus últimos treinta años de vida persiguió un sueño: unificar su teoría de la relatividad con el electromagnetismo en una única teoría que se pudiera aplicar a cualquier objeto, bajo cualquier condición posible.

De acuerdo con las teorías de la relatividad de Einstein, el tiempo no puede estar separado de las tres dimensiones espaciales, sino que al igual que ellas, este depende del estado de movimiento del observador.

La genial idea de Einstein fue suponer que la gravedad (que está por todos los lados y en todo momento en el universo) está íntimamente unida al espacio y al tiempo (que obviamente están también por todos lados del universo y en todo instante).

En resumen, la luz se curva con la gravedad porque el espacio-tiempo se curva con la presencia de materia y energía, y la luz sigue las trayectorias más rectas posibles en ese espacio-tiempo curvo.

Gracias a ella fue posible explicar desde la órbita de los planetas hasta los agujeros negros. Fue una idea tan revolucionaria que es difícil compararla con cualquier otra teoría en la historia del conocimiento científico.

Esta teoría describe correctamente el movimiento de los cuerpos incluso a grandes velocidades y sus interacciones electromagnéticas, se usa básicamente para estudiar sistemas de referencia inerciales (no es aplicable para problemas astrofísicos donde el campo gravitatorio desempeña un papel importante).