Sobre la relatividad

Fuente: Wikimedia

Hola a todos tras tanto tiempo. Hoy me siento adivino, así que voy a contaros una situación que creo que os ha pasado a todos. Quizá hablando de gente inteligente, de gente excéntrica o quizá sólo por curiosidad, aparece en una conversación el nombre de Albert Einstein. Una cosa lleva a la otra y alguien pregunta:

-¿Pero tú sabes lo que es la relatividad?

a lo que otro responde:

-¡Pues que todo es relativo!

¿Os ha pasado? ¿No? Pues me da igual, lo pienso utilizar como excusa😛

Hace tiempo que quiero hablar un poco sobre física (que es más interesante de lo que suele parecer) y aprovechando esta pequeña historia (que por lo menos a mí me pasa bastante) voy a intentar explicar a nivel muy básico en qué consiste esta teoría (al menos su parte restringida), por tanto, es posible que si algún matemático o físico lee esto se eche las manos a la cabeza.

Lo que la gente corriente suele saber es que la teoría de la relatividad fue creada por Albert Einstein y ya. En realidad, la relatividad se suele separar en dos partes: la relatividad especial o restringida, que es la teoría que trata sobre sistemas de referencia en movimiento relativo y la relatividad general, que trata el campo gravitatorio. Si bien ambas son “fáciles” de entender, las matemáticas asociadas a ellas son muy complejas, en especial las de la relatividad general. Empecemos por la relatividad especial.

Relatividad especial

A finales del siglo XIX, los físicos empiezan a detectar problemas al tratar con observadores que se mueven en una ecuación del electromagnetismo al aplicar las transformaciones de Galileo, violando el principio de relatividad de Galileo. Simplificadamente, el principio de relatividad de Galileo dice que las leyes de la física son las mismas para cualquier observador en reposo o en movimiento uniforme. Las transformaciones de Galileo son algo muy sencillo de entender: supongamos 3 personas en una carretera (A,B y C) y que dos de ellas van en coches a 120 y 100 Km/h respectivamente. Esta transformación consiste simplemente en sumar o restar velocidades según sentido. A va a 120 km/h, B va a 100 km/h (en el mismo sentido que A y por detrás de él) y C está quieto en el arcén. Según el principio de relatividad de Galileo, los tres se pueden considerar en reposo por tanto: A puede decir que B se aleja de él a 20 km/h y C se aleja a 120 km/h, B puede decir que A se aleja a 20 km/h y C se aleja a 100 km/h y también C puede decir que A y B se alejan a 120 y 100 km/h respectivamente. Como podéis apreciar, las transformaciones de Galileo consisten en restar o sumar velocidades y concuerda con la experiencia cotidiana.

Sin embargo, en el electromagnetismo esto parecía no funcionar y Maxwell propuso la existencia de un material (el éter) en el cual la luz se propagaba y violaba el principio de relatividad de Galileo. Los físicos Albert Michelson y Edward Morley idearon un experimento para medir cambios en la velocidad de la luz, lo que supondría un punto a favor de la teoría del éter de Maxwell. Sin embargo, lo que hallaron ambos fue que la velocidad de la luz no cambiaba. Entonces vino Albert Einstein, diciendo que la idea del éter es innecesaria siempre y cuando nos deshiciéramos de nuestra idea de tiempo.

La relatividad especial se basa en dos postulados muy sencillos:

  • Reafirmación del principio de relatividad de Galileo, es decir, el principio de relatividad de Galileo es correcto.
  • La velocidad de la luz (c) es una constante universal e independiente del movimiento de la fuente emisora de la luz.

Este segundo postulado ya nos da información importante, es decir, si la velocidad de la luz es constante e independiente del movimiento de la fuente emisora, eso quiere decir que la transformación de Galileo es errónea.

A partir de aquí, empiezan a surgir los fenómenos curiosos: algunos sucesos parecen cambiar de orden, el tiempo parece ir más lento e incluso las longitudes se acortan entre distintos observadores. Para ver algunos de estos efectos, os dejo este vídeo muy ilustrativo. Como le falta un trozo os pongo en situación: en pantalla aparecen Hendrik Lorentz (arriba) y Albert Einstein (abajo), ambos en movimiento relativo. Cuando ambos están en el mismo punto, surge un destello de luz (la circunferencia blanca) que llega a unos detectores (extremos del vagón). Si os parece raro lo que pasa, recordad que según el experimento de Michelson-Morley la velocidad de la luz es constante e igual para observadores en sistemas inerciales.


Y ahora algo que tenía pendiente para cierta persona. Explicación con un gif animado de por qué el tiempo medido por dos observadores es distinto. Atención porque vais a ver el gif más cutre que os hayan puesto delante:

 

Si os interesa verlo mejor, también podéis ver estas animaciones en flash. La mayoría están en inglés pero se entienden y reflejan perfectamente los principios. La que nos corresponde es esta.

Espero se haya entendido todo medianamente bien. La parte de relatividad general… quizá para otro día jejejeje

A propósito, el vídeo que he enlazado es de la serie El universo mecánico, que tiene 52 capítulos y explica de manera sencilla muchísimos aspectos de la física actual. Os recomiendo que la tengáis en vuestra colección pues merecen la pena.

Si alguien tiene alguna duda, sugerencia, insulto, corrección y demás que lo diga en un comentario.

Saludos

Enlaces interesantes:

Historia de la relatividad especial

Teoría de la relatividad

Acerca de Alejandro

Usuario de linux y estudiante de Física. Jugador/entrenador de baloncesto, aprecio cualquier cosa científica/tecnológica interesante.

Publicado el 26 octubre , 2010 en Miscelánea. Añade a favoritos el enlace permanente. 10 comentarios.

  1. Te ha faltado comentar la paradoja de los gemelos, la gente flipa con ella jejeje😉

  2. Es que tampoco quería un artículo infinitamente largo. Yo me conformo con que se pille la idea principal de la teoría.

  3. Sigo sin entender esta frase:
    “…ambos en movimiento relativo….”
    Gracias por la expliación.
    Saludos.

  4. Que rallante es dios mio,XD

  5. @Eduardo
    Significa que hay movimiento de uno con respecto al otro. Recordemos que ambos tienen derecho a considerarse en reposo. Lo único que importa es que haya movimiento (no acelerado) entre ellos.

  6. ¡¡Muchas gracias por el gif!! Creía que lo habías dicho de coña, pero ya veo que eres un tipo de palabra, bravo😀

    La física siempre me ha parecido algo fascinante. Lo digo en serio, incluso la puse entre mis opciones cuando pedí carrera, aunque me finalmente dieron matemáticas.

    ¿Sabes qué? Este artículo me ha dado nuevas energías, nuevas curiosidades… para empezar, me pienso bajar la serie que has mencionado, “El universo mecánico”, y la echaré un vistazo cuando no me vea la contraria (que luego me llama friki y eso no me acaba de convencer).

    Lo dicho, gracias por el gif.

    P.D.- Me gustan los artículos que no tienen nada que ver con linux. Somos personas, tenemos muchas inquietudes, está bien que las expresemos ¿no? Un saludo.

  7. Has dado con una de mis pasiones: la física. Aunque no llegué a estudiar en la universidad, me encantan estos temas.

    Volveré para leer detenidamente esta entrada🙂

  1. Pingback: Tweets that mention Sobre la relatividad « Sin Windows -- Topsy.com

  2. Pingback: Sobre la relatividad | Blotic

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s

A %d blogueros les gusta esto: