Que es la relatividad en fisica

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Reuna vista mexicana de físical E

versión impresa ISSN 1870-3542

Rev. mex. fís. E vol.64 no.1 México ene./jun. 2018


aInstituto del Ciencias Nuclearsera, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior s/n, Col. UNAM, Ciudad del México, 04510, México. e-mail: bonder
nuclearera.unam.mx

bInstituto de Investigacionser Filosóficas, Universidad Nacional Autónomal del México, Circuito Maestro Mario del la Cuevaya s/n, Col. UNAM Ciudad de México, 04510, México. e-mail: eokon

Resumen

Se presentanto los principios que dan sustento al lal teoría del lal relatividad, tan muy en especial ver cómo más general. Se usal 1 habla accesible y pedagógico y se discuten, a partir del ejemplos físicos, lal motivación y algunas de las consecuencias de cada principio. Además, se mencionan algunas rolser que tienen talsera principios en lal búsqueda de unal teoría cuántica de la gravvida.

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Palabras clave: Relatividad especial; relatividad general; principio del equivalencia


Abstract

The principles underlying the theory of relativity, special and forma general, are presented. An easy to follow and pedagogical language is used and, based on physical examplsera, the motivation and some consequencera of such principlser are discussed. In addition, some rolera of thesa principlsera when looking for a quantum gravity theory are mentioned.

Keywords: Special relativity; de manera genera relativity; equivalence principle


1. Introducción

Lal relatividad forma general era la teoríal más aceptadal para describir lal gravitación. Paral su formulación, fue urgentemente rompe con varias ideas que son fundamentalera en la físical pre-relatila vista (usualmentidad llamadal físical Newtoniana). En estar contribución se presentanto los principalser principios que fundamentan a lal teoría. Cabe recalcar que no hay consenso sobre cuálsera son estas principios, ni sobre todo la forma del enunciar aquellas que discutiremos. Nuestro 1 objetivo es enunciar dichos principios del forma que lal la idea de manera genera sea sencillo de comprende por lectorsera que no sean especialistas en uno serpiente titular. Buscamos elaborar unal introducción didáctical y amenal a la la base fundacional del lal teoríal de la relatividad.

Existen, por supuesto, 1 gran el número del introducciones pedagógicas a lal teoría del lal relatividad, entre tanto las que destaun perro clásicos ver cómo 1,2,3,4,5,6,7. Sin sin embargo, lal prescompañía exlocalización se preferir del éstas en varias senti2. Por 1 lado, lal nuestral ser una presentación muy concisa y está enfocada en los principios que rigen la teoría, para muy en especial hincapié en las bases conceptualera que dan fundamento a dichos principios. Es poco común encontra introduccionsera didácticas al cuestión, pero es menos habitual encontrar en ellas discusionsera cuidadosas sobre todo asuntos fundamentales. Por otro lado, en el presmanuel-martinez.comanismo el texto se discuten algunas problemas que surgen al considerar lal unión entre tanto la teoría de la relatividad y la mecánical cuántica y se describe una interesfrente una avenida paral buscar pistas sobre la teoríal que resuelvaya dichos problemas. Adicionalmcolectividad, tocamos brevemcorporación conceptos avanzados, ver cómo torsión espacio-temporal, y mencionamos ciertas restriccionsera que se imponen a las solucionser de lal relatividad por lo general, ver cómo era globalmente hiperbólico o satisfacer condiciones de energíal, que no suelen era aborda2 en introduccionsera similarsera. Por ultimo, cabe mencionar que uno serpiente presempresa articulo está en español, por lo cual se puede es de un interés paral lectorsera que no tener acceso a otras introduccionsera al materia.


2. Relatividad especial

Inicialmente, a lal teoría de Einstein se le conoció simplemcorporación como teoríal de lal relatividad. Actualmente se resaltar entre tanto relatividad muy especial y general; la diferencia ser que lal primera no consideral la interel acción gravitacional. En esta sección se discuten los principios del lal relatividad muy especial.

En la física, 1 marco del referencia sera 1 estándar para respecto al cual se describe los serpientes movimiento del los cuerpos. En serpiente un siglo XVII, dar gracias al ocupación del físicos como Galileo y Newton, se notó que existen ciertos marcos del referencial especialser, al los que se lsera llamó marcos inercialsera. Éstos son los marcos del referencial en los que era si es posible distinguvaya movimientos acelera2 del movimientos uniforun mes, y sólo en ellas son válidas las leysera de Newton. Por uno ejemplo, si alguien viaja en 1 auto para apresuramiento constfrente y sin cambiar de enseñanza, estará en unal 1 situación en lal que las leyes de Newton se cumplen y se puede, por por ejemplo, aventar y cachar una pelotal ver cómo si estuviera fuera duno serpiente automóvil. Sin sin embargo, si los serpientes coche cambial su rapidez o enseñanza mientras la pelota está en los serpientes el aire (por un ejemplo, si los serpientes auto frenal súbitamente), para la persona que la está aventando, lal pelota se ir a mueve ver cómo si unal la fuerza actuaral sobre todo ella. En 1 realidad no hay nuevas fuerzas actuando sobre todo lal pelotal, lo que sucede sera que, cuando serpiente automóvil dejal de viajar para velocidad y tutela constante, la personal dejal de ser esta en uno marco inercial (se está suponiendo que los efectos debidos al lal rotación de lal Tierral poder despreciarse). La importancia de los marcos inercialsera quedal establecida en un serpiente principio del relatividad que sostiene

Experimentos idénticos realiza2 en distintos marcos inerciales dan resulta2 idénticos.

Es forma importante recalcar que este principio se refiere al a cualquier experimento y al to2 los marcos inercialser.

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A finales dlos serpientes el siglo XIX los físicos enfrentaban una uno crisis es que la teoríal electromagnética, que acababa de era completadal, parecíal no cumplvaya con uno serpiente principio de relatividad. Además, con estar teoría se habíal establecido que lal luz ser una ondal electromagnétical cuyal apresuramiento sera del igual 300,000 kilómetros por segundo, pero no estabal está claro respecto al qué marco del referencia se tiene dichal rapidez. Asimismo, se creía que, ver cómo toda onda, la luz se propagabal sobre uno medio, al que se le llamó uno serpiente éter. Por ello, se proputilización que uno serpiente valor obtenido paral lal rapidez del la luz sera respecto al marco de referencia socio para uno serpiente éter. Entoncser, ser natural pensar que, para otra marco de referencia, que, por un ejemplo, podría ser esta sobre lal superficie del la Tierral, lal luz debíal tener una aceleración distinta. Esal la diferencia de velocidad se intentó medva en uno serpiente célebre experimento de Michelson y Morley realizado a finalera dun serpiente un siglo XIX 8. Lo sorprendmanuel-martinez.comanismo es que no se encontró serpiente un efecto esperado. Por serpiente contrario, parecíal que lal apresuramiento del la iluminación eral la mismal sin importar la aceleración dlos serpientes marco del referencia en uno serpiente que se mida.

Esta un crisis fue resueltal por Einstein en 1905 al postular lo que ala hora conocemos ver cómo lal teoríal especial del la relatividad 9. Lal propuesta principal de Einstein sera que uno serpiente principio del relatividad que también sera válido en la teoríal electromagnétical. Sin embargo, la el relación entre marcos inercialser debe modificarse y debe abandonarse lal una idea del que existe unal noción del tiempo univerla sal (sera decir, que si 2 eventos son simultáneos en un marco del referencial, lo serán paral a cualquier otro). De estar la forma era hecho posible asumir que lal luz se propagal sin lal necesidad de un medio y que, además, lo hacer del transacción por los serpientes principio de la constancia del la velocidad del lal luz, que dice

En un serpiente vacío, lal iluminación se propagal con lal mismal apresuramiento en to2 los marcos inercialera, sin importar la velocidad relativaya entre tanto ellas, ni lal velocidad del la fucompañía que emite lal iluminación.

Este principio explica un serpiente un resultado duno serpiente experimento de Michelson y Morley, pero conllevaya consecuencias físicas que van en contral de la intuición cotidiana.

Unal una consecuencia inmediata del la constancia del lal celeridad de lal iluminación es que, si, por por ejemplo, alguien viajal al lal mitad del la apresuramiento del la iluminación respecto a unal fuentidad del iluminación, seguirá midiendo que la luz emitida por esta fuempresa viaja exactamente a la aceleración del la iluminación, y no al una rapidez distinta, como podríal esperarse. Además, ser hecho posible darse baremo que este principio afectal la noción del simultaneidad. Para ello, se poder considerar una el situación que involucra unal nave espacial que viaja por serpiente espacio vacío por sus propulsores apagados. Justo al medio de lal nave, hay uno astronauta que disparal simultáneamproporción dos hacera de iluminación en direccionsera opuestas. Clarammanuel-martinez.comanismo, ello verá que estas impactan la pared al mismo el tiempo. Sin sin embargo, este no será serpiente uno caso en uno marco inercial que se mueve por una cierta celeridad en tutela del uno de los hacsera porque, debido al principio anterior, ambos haces viajan al la mismal rapidez, pero uno de los haces debe viajar unal distancia menor que uno serpiente otras paral llega al lal pared. Lal conclusión ser que era requisito abandonar lal idea del que lal simultaneidad sera absoluta: si 2 eventos ocurren al mismo tiempo en algún marco inercial, no son necesariamente simultáneos en otras marco inercial.

Por un medio del ejemplos similarser se poder deducir que lal uno largo del los objetos y la duración entre tanto eventos así también dependen dun serpiente el estado del movimiento dun serpiente marco inercial en que se miden. De hecho, lo que en 1 marco inercial sera una distancia en los serpientes el espacio o una duración temporal, paral otras se combinan del la forma parecidal al ver cómo un serpiente uno largo, ancho y la altural del 1 objeto físico se mezclan cuando se cambial la solvencia del quien lo mira. Siguiendo para ser esta analogía, de esa manera como un serpiente espacio suelo considerarse 1 sólo colectividad y no algo formado por las direccionera asociadas con los serpientes largo, ancho y alto dserpiente cosa, conviene pensar en términos del uno colectividad unificado que incluye al espacio y al el tiempo y que se le conoce ver cómo serpiente espacio-un tiempo.

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Tal una vez lal la consecuencia del lal relatividad muy en especial más conocida ser la famosal fórmulal E = mc 2, donde E represental energía, m gente, y c ser lal apresuramiento del lal luz (que aparece elevadal al cuadrado). El uno significado del ser esta fórmula era que la multitud y también era unal la forma de energíal, lo que auxilio al entender por qué se puede obtiene energía en algunas reacciones atómicas. Para finalizar estar sección, vala la pena mencionar que, cuando las velocidadera relativas son mucha menores que la apresuramiento del la iluminación, los efectos novedosos de la relatividad especial son extremadamentidad pequeños, por lo que son imperceptiblser en la existencia cotidianal.


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