Einstein y la teoría de la relatividad

Albert Einstein fue el creador de la teoría de la relatividad.

 

Ha sido uno de los sabios más notables de todos los tiempos, desde el punto de vista científico y humano.

A pesar de que sus geniales desccubrimientos sobre la relatividad que permitieron la liberación de la energía atómica, fue en todo momento un gran pacifista.

EINSTEIN nació el 14 de marzo de 1879 en Ulm, Alemania, y de niño no mostró grandes signos de precocidad.
Sin embargo, contrariamente a otros estudiantes, dedicaba largas horas a los ejercicios matemáticos. Era un simple empleado en la oficina de patentes de Berna, Suiza, cuando dio a conocer su Teoría de la Relatividad, que le abrió las puertas de la fama.

 

La Teoría de la Relatividad: UNA TEORÍA QUE SON DOS

La Teoría de la Relatividad comprende, en realidad, dos teorías: la de la Relatividad Restringida o Especial, enunciada en 1905, y la Teoría General de la Relatividad, que formuló en 1916.

 

LA VELOCIDAD RELATIVA: EL PRINCIPIO BÁSICO

En nuestro mundo cotidiano, las velocidades relativas tienen una forma de comportarse.

Así, por ejemplo, si un tren se traslada a 100 km/h y un automóvil lo hace en la misma dirección a 50 km/h, la velocidad relativa del primero respecto del segundo será de sólo 50 km/h, que es lo mismo que decir que el tren «ganará» o aventajará al automóvil en 50 kilómetros por cada hora transcurrida.
De tal forma, si un observador que está situado en el automóvil no conoce a qué velocidad está viajando o si en realidad no sabe si está en movimiento o detenido, algo será cierto para él: que la velocidad  relativa que lleva el tren con respecto al automóvil donde él está es de 50 km/h. De ahí que se pueda enunciar que las velocidades relativas de cualquier objeto que se encuentre en movimiento dependen del propio movimiento de quien las mide.

 

 

 

Albert Einstein (1879-1955) representó con su obra la síntesis mayor desde Newton, en el siglo XVIII.
Sus teorías abrieron un nuevo camino hacia la Física del futuro.

Este experimento ideado por Einstein sostiene que una señal luminosa que atraviese un ascensor que se mueve con movimiento uniformemente acelerado hacia arriba, será vista por un 1 observador externo como si se inclinara hacia el suelo, por efecto del desplazamiento que el ascensor sufre en el intervalo de tiempo que la señal luminosa tarda en atravesarlo.

Pero un observador situado en el interior del ascensor, aunque respecto de él el ascensor no se mueve, puede observar el mismo fenómeno como consecuencia de la acción de la gravedad de la Tierra sobre la energía del rayo luminoso.

En la Teoría de la Relatividad General, enunciada en 1916, Einstein sostuvo que los rayos de luz deben desviarse por la acción de las fuerzas gravitatorias del Sol. Ello altera la posición aparente de las estrellas. La posición real de la estrella es 1, y 2 es la posición aparente de la estrella. Un observador de la Tierra creerá que la luz viene de este punto.

Las velocidades relativas de cualquier objeto en movimiento dependen del propio movimiento de quien las mide.

Por ejemplo, si un tren se traslada a 100 kilómetros por hora y un auto avanza en la misma dirección a 80 kilómetros por hora, el tren ga­na 20 kilómetros cada hora; es decir, que la velocidad relativa del primero con respecto a la del segundo es de 20 kilómetros por hora.
La velocidad relativa de dos automóviles que se mueven en sentido contrario es igual a la suma de sus velocidades. Pero esto no es válido cuando la velocidad es próxima a la de la luz, como ocurre en las naves espaciales. La luz de los faros de una locomotora que pudiera avanzar a la velocidad de la luz no sería visible delante de ella.

 

 

LA RELATIVIDAD RESTRINGIDA O ESPECIAL

Fue elaborada por Einstein para solucionar la aparente contradicción surgida en el estudio de la electrodinámica de los cuerpos en movimiento, contradicción que debía sus causas a la imposibilidad de observar de forma experimental cualquier diferencia en la velocidad con que se propagan las ondas electromagnéticas.

Partiendo de los supuestos de que nada se halla en reposo absoluto en el universo y de que la velocidad de la luz es siempre la misma, cualquiera que sea el observador que realice la medición (por ejemplo, la velocidad de la luz será la misma para un observador que esté en la Tierra haciendo la medición de la velocidad de la luz proveniente del Sol, que para otro que viaje en una nave espacial que estuviera alejándose del sistema solar a una velocidad semejante a la luz),

Einstein dedujo que un observador que permanezca estacionario ha de pensar lo siguiente:

1. Que un metro en movimiento se acortará en la dirección en que se mueve. Si un observador en la Tierra pudiera comparar la longitud de una re­gla medida en la Tierra con otra de la nave móvil que se moviera a una velocidad que fuera la mi­tad de la de la luz, comprobaría que el metro en la nave sólo mediría 85 cm, aunque al hombre situa­do en la nave le siguiera pareciendo un metro. A 7/s de la velocidad de la luz el metro seguiría redu­ciéndose solamente 48 cm, y cuanto más se acercara a la velocidad de la luz, más se reduciría has­ta hacerse tan pequeño como pueda concebirse.  No cabe preguntarse qué ocurriría si la nave si­guiera acelerando y viajara a velocidades superio­res a la de la luz, ya que una de las conclusiones de Einstein fue que jamás objeto alguno podría desplazarse ni siquiera a la velocidad de la luz
   (300.000 kilómetros por segundo).
2. Que un reloj en movimiento (en la nave) marchará más lentamente que el reloj de un ob­servador de la Tierra.  Así, el reloj que en Tierra tarda un segundo en marcar un segundo, el movi­miento en la nave que se desplazara a la mitad de la velocidad de la luz tardaría 1, 15 segundos de la Tierra para marcar 1 segundo de reloj de la nave en movimiento. De esta forma, un hipotético as­tronauta que partiera en la nave para un viaje de 100 años, trasladándose a 9/10 de la velocidad de la luz, emplearía sólo 43 años en el viaje, enveje­ciendo menos rápidamente que un ser humano de la Tierra, porque para cualquier objeto que se mueva a la velocidad cercana a la de la luz, el tiempo transcurre infinitamente lento. Como el tiempo varía con la velocidad, en ese caso sería posible hacer «un viaje en el tiempo».
3. Que la masa de un objeto que esté en movi­miento irá aumentando a medida que vaya aumentando la velocidad, y no permanecerá constante, haciéndose infinitamente grande si alcanza velocidades cercanas a la de la luz.
4. Que ningún objeto puede llegar a desplazar­se a la velocidad de la luz.

Fue a partir de estas ecuaciones como Einstein de­dujo la famosa relación existente entre la masa y la energía, que afirma que la cantidad de energía asocia­da a una masa determinada es igual al producto de di­cha masa por la velocidad de la luz al cuadrado.

Esta relación se expresa: E=mc2 •

Uno de los puntos de partida de la Teoría de la Relatividad es el que afirma que nada está en reposo absoluto.

Un ob­servador desde la Tierra puede pensar que está quieto y que una nave espacial se aleja de él, pero el viajero espa­cial puede creer, con la misma razón, que él permanece en reposo y que la Tierra se aleja de su nave.

Desde el punto de vista científico no existe diferencia entre ambos pensa­mientos, ya que no hay medio de comprobar qué objeto es­tá quieto y cuál está en movimiento. Lo único que puede afirmarse es que uno se traslada con respecto al otro.

 

 

LA TEORÍA GENERAL DE LA RELATIVIDAD

Enunciada en 1916, podría decirse que es la continuación de la Restringida en el sentido de que Einstein no trató en la primera más que un aspecto del problema, simplificándolo al tratar solamente los objetos que estuvieran en reposo o se movieran con velocidad uniforme.

Cuando la velocidad no es constante, es decir, cuando al objeto se le imprimen velocidades ace­leradas positivas o negativas, el problema se com­plica. Esto es lo que trata, específicamente, la Teoría General, cuya idea básica es la gran simili­tud que existe entre las fuerzas gravitatorias y las ocasionadas por las aceleraciones.

Esta teoría es fundamento, a su vez, de nume­rosas y complejas teorías cosmológicas, y la bús­queda de soluciones para las ecuaciones de Eins­tein llevaron a fundamentar distintos modelos del universo: desde los fundamentos de un universo estático -sin principio ni fin- y cerrado desde el punto de vista de la extensión espacial, hasta otros modelos considerados como aceptables, que corresponden a soluciones variables con el

La velocidad de la luz, cualquiera sea el observador que la mida, es siempre la misma.

Pero si el observador sobre la Tierra y el situado en la nave espacial tienen el mismo resultado al medir la velocidad de la luz, quiere decir que emplean distintos sistemas de medida para la longitud y para el tiempo. Con la teoría de Einstein desaparece el concepto del tiempo absoluto y el de la longitud.

No obstante, hasta el presente no ha sido enunciada una teoría cosmológica que pueda considerarse como definitiva y que sea completamente satisfactoria.

 

Albert EINSTEIN: HOMBRE DE SU TIEMPO Y CIUDADANO DEL MUNDO

La mayor parte de las anécdotas que se cuentan de Einstein se refieren a la actitud de abstracción en la que caía cuando meditaba en los problemas de sus teorías.

Quedaba absorto, ajeno a todo, mirando a su interlocutor, pero con los ojos va­cíos. Su pensamiento había «volado».

Le tocó presenciar dos guerras mundiales, y siendo uno de los autores indirectos -por sus descubrimientos-de la fisión nuclear, llegó a la­mentar haber posibilitado con sus estudios las trá­gicas consecuencias que el mundo tuvo que vivir y la tremenda secuela de terror latente, que constitu­ye la proliferación del armamento nuclear.

En Europa fue profesor y académico antes de la Primera Guerra, y era una de las más altas perso­nalidades de la ciencia contemporánea cuando tuvo que abandonar Alemania -debido a las persecuciones del nazismo para instalarse en la pequeña localidad de Princeton, Nueva Jersey, en los Estados Unidos de América, donde le sorprendería la muerte el 18 de abril de 1955.

Había sido galardonado con el Premio Nobel de Física por su teoría del efecto fotoeléctrico en el año 1921.

Pero, además, el mundo le conoció como un gran filósofo, y fue su fe en la naturaleza exterior la que determinó la sabiduría de su ciencia. Y aunque se había dicho ateo, pudo escribir:
«Quien crea que su propia vida y la de sus semejantes está privada de significado, no sólo es infeliz sino que apenas es capaz de vivir».