La teoría de la Relatividad Especial en 500 palabras

La relatividad especial supuso una de las tres grandes revoluciones en la física del siglo pasado y dio lugar a ideas tan profundas como que la velocidad de propagación de la luz en el vacío es una constante universal o la equivalencia entre masa y energía.

Contexto histórico y experimentos

La ciencia del siglo XX comenzaba con la búsqueda del mecanismo por el cual las cargas eléctricas interactúan entre sí. Se trataba de resolver una cuestión fundamental en la teoría más desarrollada hasta ese momento, el electromagnetismo.

El esfuerzo intelectual se centraba en encontrar indicios del medio material por el cual las cargas eléctricas interactuasen: el éter, en analogía con el aire que sirve como medio de propagación para las ondas mecánicas que originan el sonido.

En este contexto se desarrollaron numerosos experimentos para encontrar dicho medio. Una de las configuraciones experimentales destacaba sobre las demás por su sofisticación, el interferómetro de Michelson-Morley. El dispositivo tenía por objetivo estudiar el comportamiento de la luz con el movimiento de la Tierra respecto a este éter. Fruto de este estudio se concluyó que este medio material omnipresente generaba una contracción en la distancia que recorría la luz. Aún faltarían algunos años para que se interpretasen correctamente los resultados del experimento.

Postulados de Einstein

Fue en 1905 cuando un joven Albert Einstein publicaba el artículo titulado “Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento” donde presentaba una interpretación alternativa a los resultados del experimento. El análisis venía a responder una pregunta de su infancia, ¿cómo sería ir montando encima de un rayo de luz? Todo el trabajo se asentaba sobre un postulado.

“La velocidad de la luz en el vacío es la misma para todos los observadores inerciales”

De este postulado sigue la idea de que las leyes de la Naturaleza deben ser las mismas en todos los sistema de referencia inerciales y por tanto no pueden existir observadores o sistema de referencia predilectos. De esta forma se desecha la idea de la existencia del éter.

Consecuencias de los postulados

De las nuevas ideas introducidas por Einstein se desligaban tres consecuencias que generarían un gran impacto.

La primera de ellas es la relatividad de la simultaneidad, dos sucesos que ocurren en el mismo instante para un observador no tienen por qué ser simultáneos para un segundo observador que se mueve con una determinada velocidad relativa.

La segunda y tercera consecuencia están íntimamente ligadas con la interpretación del experimento de Michelson y Morley. Un observador en movimiento uniforme mide un tiempo dilatado, su reloj va más lento, mientras que las longitudes que mide se han visto contraídas, de modo que la velocidad de la luz medida por este tipo de observadores queda como una constante universal.

El porqué estos hechos no son algo cotidiano para los humanos se debe a que nos movemos con velocidades en un rango mucho menor que la velocidad de la luz, de 3*10^8 metros por segundo, cuando estos fenómenos se podrían apreciar.

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