La teoría de la relatividad especial de Albert Einstein (simplificada)

Muy buenas ladies and gentlemen, hoy les traigo un artículo bastante interesante a la par que educativo sobre la teoría de la relatividad especial de Albert Einstein de la que hablaré de manera muy simplificada, ya que la teoría completa es bastante más compleja y no muchas personas la verían tan interesante.

"Lo más incomprensible del universo es que se puede comprender"

En primer lugar voy comenzar hablando de los dos postulados que propone Einstein en esta teoría:

  • Principio de relatividad. "Las leyes que describen los cambios de  los sistemas físicos no resultan afectadas si estos cambios de estado están referidos a uno u otro de dos sistemas de coordenadas en traslación con movimiento uniforme". Los distintos puntos de referencia.

  • Principio de la constante de la velocidad de la luz. "Cualquier rayo de luz se mueve en el sistema estacionario con velocidad c (constante), tanto si el rayo es emitido por un cuerpo en reposo o en movimiento".

En segundo lugar, pongamos en práctica el principio de la relatividad con algunos ejemplos:

Un individuo A se encuentra en una estación de tren, el tren pasa por la estación a 250 km/h. Para el individuo A el tren se mueve a 250 km/h, pero para un individuo B que se encuentra en el interior del tren, este está detenido ya que ambos se mueven juntos.

Ahora el individuo B comienza a correr en el interior del tren a 10 km/h en el mismo sentido que este. Para el individuo A, que observa desde la estación, el individuo B se mueve a 260 km/h y el tren a 250 km/h. Como tienen el mismo sentido de desplazamiento sus velocidades se suman 250+10=260.

Imaginemos que el pasajero B, en vez de correr, saca una linterna en el interior del tren y la enciende en la misma dirección de desplazamiento, para el individuo B, la velocidad de la luz sera de 300.000 km/s y para el individuo A sera de 300.000 km/s, en este caso en concreto no se suman las velocidades, ya que Einstein en uno de sus postulados (principio de la constante de la velocidad de la luz) enuncia que la velocidad de la luz es una constante y que no se puede ir mas rápido que ella.


Por lo que si nos fuera posible movernos a la velocidad de la luz, podríamos viajar de forma paralela a una onda luminosa, de forma que la luz estaría permanentemente a nuestro lado y la veríamos en reposo.

Tren viajando a la velocidad de la luz, a su izquierda, una representación
gráfica de una onda de luz

Por otra parte Einstein dice que el tiempo depende del observador y la velocidad a la que este se mueva. Una de las explicaciones de la teoría, es la del reloj de luz. Un reloj de luz consta de dos espejos, uno situado al frente del otro, y un fotón (partícula de luz) se mueve de un espejo a otro a la velocidad de la luz, cuando el fotón choca con un espejo recibe un impulso, que es el que nos permite medir el tiempo.

Dos relojes de luz, uno situado paralelamente al otro

Pero si movemos uno de los relojes de luz a velocidad constante, el fotón a los ojos de un observador estático deberá recorrer una diagonal para chocar con el espejo contrario. Como el recorrido es mas largo, el fotón ya no puede alcanzar la velocidad de la luz y choca mas tarde con el espejo. Lo que indica que ambos relojes mandan tiempos distintos. Para un observador estático el reloj en movimiento va más despacio.


En los años setenta se probó esta teoría con un experimento que consistía, en dos relojes atómicos programados exactamente a la misma hora, uno de estos relojes se introdujo en un vuelo regular, mientras que el otro se quedó en tierra. Al final del experimento se compararon los dos, y el reloj que fue en el avión se atrasó. Einstein denominó a este fenómeno dilatación del tiempo.

De todo esto, Einstein sacó su famosa fórmula E=mc^2, que es la formula de energía en reposo. En la que: E= energía; m= masa; c= velocidad de la luz

"Todo cuerpo posee energía en reposo en función de su masa, esta energía es calculada
como la masa del cuerpo por la velocidad de la luz al cuadrado"

Bueno pues hasta aquí todo sobre el tema, espero que les haya gustado el artículo y les haya sido de alguna utilidad, por último les recomiendo que vean la película Interestlar, ya que uno de sus temas es la relatividad del tiempo entre otros, en su mayoría relacionados con teorías del universo.



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