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Comunidad de Divulgación Científica Latinoamericana
La Relatividad
Por Pedro Corona-Romero
2 Orígenes de la Relatividad
A finales del siglo XIX la física tenía cuatro grandes teorías que describían relativamente bien los fenómenos que se conocían: la Mecánica Clásica, la Electrodinámica (mejor conocida como electromagnetismo), la Mecánica Estadística y la Termodinámica. A continuación nos concentraremos en las primeras dos.
Mientras que la Mecánica Clásica es la rama de la física que estudia el movimiento y sus agentes, desde cómo una mosca vuela, cómo se deforman los edificios al temblar la Tierra hasta cómo giran los planetas alrededor del Sol. Por otro lado la Electrodinámica se ocupa de describir los efectos y procesos provenientes de la existencia de cargas eléctricas, sin esta rama de la física no tendríamos focos, ni televisores, prácticamente nada de lo que nos rodea existiría. Tenemos entonces por un lado a la mecánica y gracias a ella sabemos cómo describir el movimiento cuando conocemos sus causas (las fuerzas y/o aceleraciones). Por el otro lado, con la Electrodinámica podemos describir los campos eléctricos y magnéticos, su interacción con las partículas eléctricamente cargadas (fuerzas electromagnéticas). El punto aquí es que la Mecánica, que estudiaba el movimiento incluso de cargas eléctricas, y la Electrodinámica no congeniaban en la forma en que medían las velocidades desde diferentes perspectivas o marcos de referencia; lo cual es un problema muy serio físicamente hablando, el tipo de problemas que llamamos: fundamentales.
El problema era que las ecuaciones de la Electrodinámica predecían que el cambiar de un marco de referencia (perspectiva) era diferente a como la Mecánica lo hacía. En otras palabras, la física que planteaban ambas teorías no concordaba. Esto es grave, muy grave, porque algo que busca la Física es que, sin importar la perspectiva, la “Física” sea la misma y por ende no debería de haber más de una forma de cambiar de marco de referencia. Por una parte se tenían las transformaciones para cambiar de marco de referencia de la Mecánica (transformaciones de Galileo) con las que se había trabajado por cerca de 200 años y que postulaban que el tiempo era universal y único; y del otro extremo se tenían las propias de la Electrodinámica (transformaciones de Lorentz) que requerían la no universalidad del tiempo.
Cuando hablamos de la universalidad del tiempo nos referimos a lo siguiente: Imagínese que tenemos 101 relojes que miden idénticamente el tiempo y que jamás se les acaba la batería, entonces pensemos que a 100 de ellos los esparcimos por todos los rincones del universo y dejamos que pasen miles o millones de años. Después de los cuales empezamos una travesía para visitar cada uno de los 100 relojes y el restante lo llevamos con nosotros. Entonces, si el tiempo es universal, cada uno de los 100 relojes que visitemos, marcará exactamente la misma hora que el reloj que cargamos.
El problema entre la Mecánica Clásica y la Electrodinámica radicaba en que para la Mecánica todos los relojes marcan la misma hora y para la Electrodinámica esto no debía de ocurrir. Hoy en día sabemos que en nuestro universo, ninguno de los 101 relojes marcarían la misma hora...
Contenido:
1. Introducción
2. Orígenes de la Relatividad
3. Relatividad Especial
4. Relatividad General
5. Más Relatividad
6. ¿En realidad son paradojas?
Referencias
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