Teoría de la relatividad
Teoría de la relatividad
La teoría de la relatividad es un tema muy complejo y difícil de comprender. Aquí solo discutiremos los conceptos básicos de la teoría.La teoría de la relatividad son en realidad dos teorías que Albert Einstein se le ocurrió a principios del siglo XX. Una se llama relatividad 'especial' y la otra se llama relatividad 'general'. Hablaremos principalmente sobre la relatividad especial aquí.
Puede obtener más información sobre dos aspectos muy importantes de la teoría de la relatividad en esta página sobre la velocidad de la luz y dilatación del tiempo .
Relatividad especial
Hay dos ideas principales que conforman la teoría de la relatividad especial de Einstein.
1. El principio de relatividad: las leyes de la física son las mismas para cualquier sistema de referencia inercial.
2. El principio de la velocidad de la luz: La velocidad de la luz en el vacío es la misma para todos los observadores, independientemente de su movimiento relativo o del movimiento de la fuente de luz.
¿Qué significa 'relativo'?
El primer principio mencionado anteriormente es bastante confuso. ¿Qué significa esto? Bueno, antes de Albert Einstein, los científicos pensaban que todo movimiento ocurría contra un punto de referencia llamado 'éter'. Einstein afirmó que el éter no existía. Dijo que todo movimiento era 'relativo'. Esto significaba que la medición del movimiento dependía de la velocidad relativa y la posición del observador.
Un ejemplo relativo
Un ejemplo de relatividad es imaginar a dos personas en un tren jugando al ping-pong. El tren viaja a unos 30 m / s al norte. Cuando la pelota es golpeada de un lado a otro entre los dos jugadores, los jugadores ven que la pelota se mueve hacia el norte a una velocidad de alrededor de 2 m / sy luego hacia el sur a una velocidad de 2 m / s.
Ahora imagina a alguien parado junto a las vías del tren viendo el juego de ping-pong. Cuando la bola se desplaza hacia el norte, parecerá viajar a 32 m / s (30 m / s más 2 m / s). Cuando se golpea la pelota en la otra dirección, todavía parece viajar hacia el norte, pero a una velocidad de 28 m / s (30 m / s menos los 2 m / s). Para el observador al costado del tren, la pelota siempre parece estar viajando hacia el norte.
El resultado es que la velocidad de la pelota depende de la posición 'relativa' del observador. Será diferente para la gente en el tren que para la persona al lado de las vías del tren.
E = mc2
Uno de los resultados de la teoría de la relatividad especial es la famosa ecuación de Einstein E = mc2. En esta fórmula, E es energía, m es masa y c es la velocidad constante de la luz.
Un resultado interesante de esta ecuación es que energía y masa están relacionados. Cualquier cambio en la energía de un objeto también va acompañado de un cambio en la masa. Este concepto se volvió importante en el desarrollo de la energía nuclear y la bomba nuclear.
Contracción de la longitud
Otro resultado interesante de la relatividad especial es la contracción de la longitud. La contracción de la longitud es cuando los objetos parecen más cortos cuanto más rápido se mueven en relación con el observador. Este efecto solo ocurre cuando los objetos alcanzan velocidades muy altas.
Para darle un ejemplo de cómo los objetos que se mueven muy rápido parecen más cortos. Si una nave espacial de 100 pies de largo estuviera volando a su lado a la mitad de la velocidad de la luz, parecería tener 87 pies de largo. Si acelerara hasta .95 la velocidad de la luz, solo parecería tener 31 pies de largo. Por supuesto, todo esto es relativo. Para las personas a bordo de la nave espacial, siempre parecería tener 100 pies de largo.
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