Teoría de la Relatividad Especial de Einstein:

Antes que nada les cuento que cuando pensé en este blog la verdad que creí que fuera tan complejo el tratar de simplificar los temas, es una paradoja, pero es así, hacer fácil lo difícil.

Es importante que antes que nada definamos claramente la palabra Paradoja: Según la Real Academia española: “Idea extraña u opuesta a la común opinión y al sentir de las personas. Aserción inverosímil o absurda, que se presenta con apariencias de verdadera. Figura de pensamiento que consiste en emplear expresiones o frases que envuelven contradicción”. Sé que ahora esto no les dice nada pero más adelante le encontrarán sentido. 

También probablemente, si la explicación que daré a continuación la viera algún científico se tiraría de los pelos, pero hay un espacio para todo y este está destinado a personas que no tienen por objeto transformarse en científicos. Es un espacio para personas curiosas.

Comencemos entonces. Allá por los años  1600 Isaac Newton había incursionado en estos asuntos de la relatividad del movimiento, definiendo al Espacio y Tiempo como unidades absolutas, o sea no estaban sujetos a nada, ni nada los haría variar.

Galileo

Unos 200 años más tarde, Galileo Galilei, sumó algunos conceptos al de relatividad y postuló lo que se llamó “Principio de la relatividad de Galileo”, donde afirmaba  que si un objeto se mueve a velocidad constante (no acelerado), no se puede saber si está quieto o en movimiento. Pongamos un ejemplo, la tierra gira a, la altura del Ecuador a una velocidad de 1.670 Km/h, por lo tanto, todo lo que está apoyado en el suelo a la altura del ecuador estará viajando a esa tremenda velocidad, pero sin embargo, ¿alguien siente el viento en la cara?… pues no, porque todo lo que nos rodea, o sea lo que podemos tomar como referencia se mueve a la misma velocidad. Vayamos más lejos, todos sabemos que la tierra está en constante traslación alrededor del sol y la velocidad a la que estamos viajando todos los seres y cosas es una media de ¡¡¡ 107.280 Km/h ¡¡¡, pero es que además el sistema solar también está en movimiento alrededor de la galaxia a la que pertenecemos y esto lo hace a  792.000 Km/h, ¿increíble no?,  ¿pero alguien percibe ese movimiento?, yo por lo menos no. Lo que si veo es que el sol y las estrellas se mueven a mi alrededor, pero en realidad al no tener un punto de referencia como pueden ser los arboles de los laterales de una carretera por donde circulamos con un coche, no se qué es lo que se mueve, si el sol y las estrellas o yo, y no solo eso, sino que tampoco percibo a la velocidad que me muevo. Hasta aquí está todo bastante claro.

Ahora vayamos dilucidando un misterio. Recodemos los ejemplos anteriores e imaginemos a dos personas sin ninguna referencia visible, por ejemplo en el espacio, viajando una hacia la otra a velocidad constante (no acelerado), ¿que pasará?, que cada uno creerá que está quieto y el que se acerca es el otro, ¿cómo podemos saber quien tiene la razón?, o si no la tiene ninguno de los dos. ¿Entonces?

El problema radica en que Galileo no aplicaba este mismo principio de relatividad para las ondas, la luz por ejemplo y esta es la que nos da la respuesta a quien se mueve y quién no. La luz, como todas las ondas electromagnéticas se mueven a 300.000 Km/seg., por lo que el que obtenga esta medición será el que está quieto y el que llegue a un resultado diferente será el que se mueve. Ahora  nos debería asaltar una tremenda duda, ya que las ondas como las que se producen al tirar una piedra en un estanque, necesita de la presencia de agua, o el sonido, del aire, todas necesitan un medio para propagarse, entonces, ¿Por qué medio se propagaba la luz si se supone que en el espacio hay vacío?, pues los científicos lo resolvieron de una manera muy sencilla, lo llamaron Éter, y definieron que este es el elemento de referencia que está quieto y la luz se mueve respecto a esta quietud a 300.000 Km/seg. ¿Simple no?

Pero, como nosotros que somos desconfiados y  nos quedamos con la duda de porque se asume que el Éter es el que está quieto, lo científicos también lo hicieron, y aquí aparecen dos individuos llamados,  Albert Michelson y Edward Morley, que hicieron el un experimento, basándose en la idea de que el movimiento siempre es relativo a algo.

Antes de pasar al experimento les comento un par de ejemplos para que lo que viene  les quede más claro. Tomemos el  ejemplo de un tren, y dos personas, una dentro de un vagón y otra en el andén, ¿Cómo verían una luz dentro de ese vagón?, pues sencillo, el que está dentro estática, fija, y el que está en el andén en movimiento, ¿no?, otro caso, dos coches en la autopista uno persiguiendo al otro. El primero va a 100 km/h y el que lo persigue a 120 km/h, en este caso los ocupantes de ambos coches verían aproximarse el uno al otro solo a 20 km/h (la diferencia de velocidad entre ambos), pero 
una persona al borde de la autopista los vería pasar como bólidos.

Vayamos a un ejemplo un poco más complicado pero más cercano a lo que queremos llegar, y cambiemos los coches por ti y una linterna con buenas pilas en tu mano, tomando como premisa lo anterior, supongamos que la encendemos y apuntando hacia un determinado lugar medimos la velocidad de la luz que esta emite, 300.000 km/seg, luego comenzamos a caminar en la dirección que estamos apuntando la linterna, si midiéramos la velocidad nuevamente está resultaría menor, ya que estamos persiguiendo la luz (al igual que los coches), y si camináramos en sentido contrario la velocidad medida sería mayor ya que nos estaríamos alejando, moviéndonos en sentido contrario.

Ahora que tenemos algo mas claro esto pasemos al experimento. Ellos se preguntaron a qué velocidad se mueve la tierra respecto del Éter, e intentaron medirla usando la Luz, (recordemos que el Éter está quieto, persona en el andén y la tierra en movimiento, el tren). Para esto emitieron rayos de luz en direcciones diferentes y se llevaron la gran sorpresa de que en todas direcciones el resultado era el mismo 300.000 Km/seg., de lo que resultaría que la tierra está quieta en el éter, ¿raro no?. Porque lo que no concuerda es que si se asume que la luz siempre viaja a la misma velocidad y podemos usarla para calcular a la velocidad a la que nos movemos, como podemos estar quietos en el Éter si giramos alrededor del sol. Pues eso quedó así sin respuesta por muchos años.

El siguiente personaje que se mete de lleno en este asunto y el más famoso de todos, tal vez conocido físicamente por ser contemporáneo y el mas mediático, aunque en realidad por su genialidad (presente con su pelo despeinado y mostrando la lengua en las camisetas de mucha gente), fue el Sr. Albert Einstein, que se presentó con su Teoría de la Relatividad Especial a romper todos los esquemas establecidos hasta el momento por la física clásica, para dar respuesta a los huecos que habían quedado, con dos postulados que vienen a cambiar todo lo establecido hasta el momento y que son los siguientes:

1er Postulado de Einstein: Es el que ya existía conocido como el principio de la relatividad. Todos los observadores en movimiento constante entre ellos son completamente equivalentes. Todas las leyes físicas de la naturaleza son las mismas en todos los marcos (sistemas) de referencia inerciales donde se las mida. No hay manera de conocer el estado de movimiento de un observador a partir de ningún experimento físico que sea realizado por dicho observador dentro de su sistema de referencia, (si jugamos un partido de fútbol en un barco o en un avión en movimiento uniforme (no acelerado) es igual que si lo jugáramos en la tierra, los jugadores no patean más fuerte en la dirección del movimiento.

      2do Postulado de Einstein: La luz siempre se propaga en el espacio vacío con una velocidad definida llamada “c”, la cual es independiente del estado de movimiento del cuerpo que emite esa luz.

Yo se que ahora estarán pensando, esto es más del mismo cuento que cuando se postuló lo de que el Éter es la referencia de velocidad nula, o dicho en cristiano lo único quieto que existe en este universo, pero no, ya que incorporó varios conceptos nuevos que solo voy a nombrar y dejaremos para la próxima publicación. La idea es que lo visto hoy madure en vuestras mentes, y si es necesario, volver a leerlo, ya que lo que viene es más apasionante. Además nos recordará a muchas películas que hemos visto que se basan en todo esto.

Las apasionantes conclusiones a las que arribó el fabuloso cerebro de Einstein para resolver estas incongruencias solo con una pizarra y una tiza fueron las siguientes:
No se asusten por los nombres ya que haré un gran esfuerzo para dejárselos lo mas didáctico posible.

·         Las mediciones dependen del sistema de referencia dentro del cual se las observe.

·         La constancia de la velocidad de la luz requiere que las nociones de espacio y tiempo cambien.

·         La Simultaneidad

·         La dilatación del tiempo

·         La  contracción de la longitud

·         Las diferencias de masa en reposo y en movimiento.
      

      No vemos en unos días... Mientras tanto les pido que me digan cuan simple o complicado les ha resultado ya que el fin de este blog es que la mayoría de la gente que lo lea lo comprenda tan claramente como yo que lo he escrito.

      Ahhh, lo que les dije en el primer párrafo respecto a la palabra Paradoja, aún no hemos llegado, pero les prometo que pronto sabremos de que se trata...

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