Primero antes de todo hay que saber que lo que viene siendo la teoría de la relatividad incluye tanto a la teoría de la relatividad especial y la teoría de la relatividad general de las cuales se hablaran en este blog.
El conjunto de tanto la relatividad especial y la general fueron propuestas por Albert Einstein que publica la primera de este conjunto que fue la teoría de la relatividad especial publicada en 1905 que fue una versión más sencilla ya que esta no incluía a la gravedad, después publico la teoría de la relatividad general en 1915 que fue más completa que la de la relatividad especial.
Ahora pasemos a conocer estas dos teorías y que nos dicen.
LA TEORIA DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL:
La teoría de la relatividad especial, también llamada teoría de la relatividad restringida es una teoría de la física publicada en 1905 por Albert Einstein. Surge la observación de que la velocidad de la luz en el vació es igual en todos los sistemas de referencias inerciales y de obtener todas las consecuencias del principio de relatividad de Galileo. Según él, cual se desarrolla de manera idéntica en cualquier otro sistema inercial.
La teoría es se conoce como "especial", ya que sólo se aplica en el caso especial donde la curvatura del espacio-tiempo que concierne a la gravedad es despreciable es decir que en esta teoría no se tiene en cuenta la gravedad como variable.
Pero para poder entender un poco más lo que viene siendo esta teoría podemos retomar el mismo ejemplo que dijo Einstein cuando explico esta teoría que fue lo siguiente: "Imaginemos un tren y a dos individuos, uno de ellos está montado en el mismo y otro lo ve pasar a toda velocidad desde el borde de la vía. El tren se mueve a 200 kilómetros por hora. Un momento, ¿se mueve? ¿seguro? Si y no al mismo tiempo. Para la persona que va sentada dentro del tren él no se está moviendo, pero para la persona que está al borde de la vía ve que la persona que va dentro del tren si se está moviendo. Es algo, efectivamente relativo".
Einstein luego también imaginó que alguien tira una pelota a 20 kilómetros por hora hacia adelante dentro del tren. Para la persona que está dentro la pelota se mueve a esa velocidad, pero para la persona que está debajo esa pelota se mueve, sin embargo, a 220 (220+20) kilómetros por hora.
En el siguiente video podrá ver una mejor explicación a lo que es la teoría de la relatividad especial, así como ejemplos de ella.
La Teoría de la relatividad especial cambió las relaciones entre las coordenadas de un par cualquiera de sistemas de referencia inerciales. Dichas relaciones implican fenómenos que chocan con el sentido común, como son la contracción espacial, la dilatación del tiempo, un límite universal a la velocidad, la equivalencia entre masas y energía o la relatividad de la simultaneidad entre otros, siendo la formula E=mc² o la paradoja de los gemelos dos de los ejemplos más conocidos. La relatividad especial tuvo también un impacto en la filosofía, eliminando toda posibilidad de existencia de un tiempo y de un espacio absolutos en el conjunto del Universo, tal como los había concebido Newton.
Ya, en síntesis, podemos decir que la teoría de la relatividad especial es una teoría que describe una relación entre el espacio y el tiempo y este mismo se basa en los dos postulados de Albert Einstein que dice:
1. Las leyes de la física son invariantes es decir que son idénticas en todos los marcos de referencia inerciales que quiere decir marcos de referencia son aceleración.
2. La velocidad de la luz en el vacío es la misma para todos los observadores, independientemente del movimiento de la fuente de luz o del observador.
Y eso sería una pequeña información o resumen de lo que es la relatividad especial ahora pasemos a la teoría de la relatividad general que es un poco más larga que la relatividad especial ya que está aparte de traer lo mismo que la relatividad especial engloba también a la gravedad. Así que ¡comencemos!
LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD GENERAL.
La teoría general de la relatividad o relatividad general es una teoría del campo gravitatorio y de los sistemas de referencia generales, publicada por Albert Einstein en 1915 y 1916.
El nombre de la teoría se debe a que generaliza la ya mencionada teoría especial de la relatividad y el principio de relatividad para un observador arbitrario. Los principios fundamentales introducidos en esta generalización son el principio de equivalencia, que describe la aceleración y la gravedad como aspectos distintos de la misma realidad, la noción de la curvatura espacio-tiempo y el principio de convergencia generalizado.
Pero bueno ahora te puedes estar preguntando ¿qué es exactamente la teoría de la relatividad general? Y pues bueno esta es una teoría del campo gravitatorio y antes de que Einstein publicara su teoría, creíamos que la gravedad, de acuerdo a la teoría de Newton, surgía como consecuencia de fuerzas que transmitían a distancia. Pues bien, Einstein rompe totalmente con esto y dice que la atracción gravitatoria no se debe a fuerzas a distancia, sino a una curvatura del espacio-tiempo. Pero vayamos paso a paso para poder dejar más claro cómo es esta teoría.
Evidentemente, estamos ante una teoría muy compleja que nace de una de las mentes más célebres de la historia de la ciencia, por lo que no se podrá abarcar toda la magnitud de los que es esta teoría. Pero si se dará las claves para entender esta teoría.
Primero que nada, la piedra angular de la Relatividad General es la luz: Einstein afirmó que un rayo de luz no puede estar parado. Y si esto nos parece obvio ahora es porque esta teoría se ha metido muy en el fondo de nuestra conciencia, pero antes de Einstein, esto no era ninguna obviedad. El pilar de su teoría es que la luz siempre viaja a la velocidad de la luz: 300,000 kilómetros por segundo.
Y es precisamente esta velocidad de la luz lo único constante en el Universo. La luz siempre se mueve (en el vacío) a 300,000 km/s. Esto es innegociable. Todo lo demás es relativo y depende de cómo lo observemos y desde que perspectiva lo hagamos.
Y aquí entra en juego otra de las claves. Si lo único constante en el Universo es la velocidad de la luz, consecuentemente, el espacio y el tiempo son los relativos. Y es precisamente esta la gran (o una de las) revolución de dónde viene lo de "relatividad". Todo es relativo menos la velocidad a la luz.
Con esta teoría, Einstein estaba afirmando algo increíble: el tiempo no es absoluto. Siempre habíamos pensado en el tiempo como algo universal. Pero no es algo individual que fluye de una manera única para cada una de nuestras partículas.
El tiempo es algo relativo que fluye de una manera u otra dependiendo de la velocidad a la que te muevas y la intensidad del campo gravitatorio al que está sometido. Este fenómeno, conocido como dilatación temporal y explica que, a más velocidad de movimiento, más lento pasa el tiempo; y que a más atracción gravitatoria que incide sobre nosotros, más lento pasa.
En resumen, la Teoría de la Relatividad General es una teoría que afirma que lo único constante en el Universo es la velocidad de la luz. Todo lo demás es relativo y depende de cómo lo observemos. En este sentido, el espacio y el tiempo no son absolutos, sino que forman un único tejido de 4 dimensiones: el espacio-tiempo. Y es la curvatura de este espacio-tiempo lo que explica la naturaleza de los campos gravitatorios.
EN EL SIGUIENTE VIDEO PODRA CONOCER UN POCO MÁS QUE ES TEORIA DE LA RELATIVIDAD GENERAL.
Después de haber leído y visto el video la teoría ha quedado mucho más clara. Aun así, recogemos en forma de claves, los conceptos más importantes de dicha teoría. Veamos los principios más importantes en los que se fundamenta la teoría de la relatividad general y así lograr que quede mejor explicada y se pueda comprender mucho mejor.
1- La luz siempre va a la velocidad de la luz.
La luz es lo único constante en el Universo. No dende de nada, se mire desde la perspectiva que se mire, la luz siempre viajará a la velocidad de la luz, que son 300,000 km/s. A partir de aquí, todo lo demás, es relativo.
2- El tiempo es individual, no universal.
Antes de la formulación de esta teoría, creíamos que el tiempo era algo universal que fluía de igual manera en cualquier rincón del Universo. La Relatividad General nos dice que no es algo absoluto, sino que es individual. Cada uno de nosotros (en realidad, cada una de nuestras partículas) tiene un "reloj" que fluye a una velocidad única en función de nuestra posición relativa, velocidad y campo gravitatorio al que estamos sometidos.
3- El tiempo puede dilatarse y contraerse.
Al ser individual y no absoluto, el tiempo pasa a ser una dimensión más. A las tres dimensiones espaciales debemos añadir una temporal. Y al ser una dimensión, el tiempo pasa a ser algo modificable. Cuanto más despacio nos movamos o menos gravedad experimentemos, más rápido pasará.
Esto ha sido experimentalmente comprobado infinidad de veces. De hecho, los relojes de los satélites deben ajustarse cada día ya que, debido a que sufren menos atracción gravitatoria (17 veces menos intensa) que los que estamos en la superficie terrestre, sufren estos efectos de dilatación temporal. Para corregirlo, sus relojes tienen que adelantarse 38 microsegundos cada día.
4- Vivimos en un Universo de cuatro dimensiones: el espacio-tiempo.
La Relatividad General rompe con la concepción de que vivimos en un Universo con simplemente tres dimensiones espaciales y afirma que, en realidad vivimos en uno con cuatro dimensiones: tres espaciales (altura, profundidad y anchura) y una temporal (tiempo). Y no solo vivimos en estas cuatro dimensiones, sino que el espacio y el tiempo forman un único pack: el espacio-tiempo.
5- La gravedad nace de la curvatura del espacio-tiempo.
La Teoría de la Relatividad general rompe con las leyes de la gravedad de Newton y afirma que la gravedad es el resultado de la curvatura del espacio-tiempo. Los cuerpos con masa son capaces de deformar este tejido tetradimensional, lo que explica los fenómenos de atracción gravitatoria.
6- Nada puede ir más rápido que la luz.
La luz no solo es lo único constante en el Universo, sino también lo más veloz. De las ecuaciones de la relatividad general se desprende que es imposible que un cuerpo material se desplace a más velocidad que la luz ya que para hacerlo necesitaría una energía infinita. Puede acercarse mucho (en los aceleradores de partículas las llevamos al 99.9999991% de la velocidad de la luz) pero nunca superarla. Teóricamente, si se superara (que no se puede), viajaríamos hacia atrás en el tiempo.
7- E=mc²
La fórmula más famosa de la historia nace con la Teoría de la Relatividad General. La energía de un cuerpo en reposo es igual a su masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado. Simple, elegante y útil. La masa es energía. Como hemos dicho, la fórmula real es más compleja, pero esta sirve a nivel general.
8- No funciona cuando bajamos del nivel atómico.
La Teoría de la Relatividad de Einstein funciona perfectamente para explicar la naturaleza del mundo macroscópico. Es decir, todos los niveles de organización de la materia hasta el atómico siguen el comportamiento predicho por la teoría de la relatividad. Pero cuando superamos la frontera del átomo y pasamos al mundo de las partículas subatómicas, nos desplazamos a un nuevo mundo que no sigue las leyes físicas de la relatividad. El mundo cuántico.
De hecho, la mayor ambición de la Física es desarrollar una teoría que unifique la relatividad general con la mecánica cuántica. En cuanto lo hagamos, habremos unido dos mundos que, por ahora, están inconexos. Pero deben estar unidos de alguna manera. Por eso vamos en búsqueda de una Teoría del Todo.
Y hasta aquí llegamos con la teoría de la relatividad general y esto a sido solo una pequeña porción de todo lo que comprende esta teoría.
Conclusión
Y para concluir este blog podemos ver como estas teorías, aunque parecidas tienen sus cosas que las hacen únicas a ambas y también a su vez se complementan ambas.
Y si estas dos teorías son largas y tediosas de estudiar o leer, pero si se investigan cada una con tiempo y paciencia se podrá ver lo hermoso y complejo de estas teorías. A continuación, se le dejara uno vínculos y videos donde podrán encontrar más sobre este tema y su investigación no quede a medias.
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