LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD
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El trabajo de Einstein comenzó con un acertijo:
Un móvil emite luz hacia adelante y hacia atrás. ¿Cuál de los dos rayos de luz se mueve con mayor velocidad en relación al suelo?
La respuesta correcta es:
- ¿El rayo de luz delantero se mueve con mayor velocidad? NO
- ¿El rayo de luz trasero se mueve con mayor velocidad? NO
- ¿Los dos rayos se mueven a igual velocidad?
| La velocidad de la luz es constante sin importar quién ni cómo se emitió |
¿Qué dice la teoría de la Relatividad Especial?
La Relatividad Especial toma el hecho de la constancia de la velocidad de la luz como condición básica para la construcción de la teoría.
Además, Einstein introduce otro elemento:
La coordenada del tiempo se debe tratar simplemente como una coordenada más del espacio. |
Las consecuencias de esta teoría son inimaginables:
- Un intervalo de tiempo medido en tierra no es igual al mismo intervalo medido desde un móvil
- Una distancia medida en tierra no es igual a la misma distancia medida desde un móvil
- La masa y la energía son conceptos equivalentes. La masa puede convertirse en otras formas de energía (como, por ejemplo, ondas de luz) y al contrario. De aquí sale la famosa fórmula
E = mc2
(E = energía, m = masa, c = velocidad de la luz)
Ejemplos donde se ha comprobado la conversión de masa en energía son la fisión nuclear, la fusión nuclear y la creación y aniquilación de materia.
RELATIVIDAD GENERAL
La gravedad es una fuerza de atracción universal que sufren todos los objetos con masa, sea este un electrón o una estrella.
En 1916 Einstein extendió los conceptos de la Relatividad Especial para explicar la atracción gravitacional entre masas.
La estructura del espacio-tiempo es modificada por la presencia de un agujero negro |  |
Según Newton la fuerza de gravedad aparece automáticamente siempre que hayan dos masas.
¿Cuál es el problema con esta teoría?
Para entender las dificultades con la teoría de Newton, que motivaron a Einstein a buscar una solución mejor, considere el siguiente experimento imaginario:
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Según la teoría clásica de Newton este tiempo es 0.0 segundos, es decir, la acción de la gravedad se transmite a una velocidad infinita!!!
Esto es imposible! ya sabemos que la máxima velocidad que se da en la naturaleza es la velocidad de la luz, lo cual es justamente el postulado primordial que usó Einstein para su Teoría de la Relatividad Especial. Este dilema se resuelve con la teoría de la gravedad de Einstein o Teoría de la Relatividad General.
¿Qué dice la teoría de la Relatividad General?
- La gravedad (o atracción entre cuerpos con masa) es consecuencia de la forma del espacio.
- La fuerza que sentimos cuando nos movemos en un sistema acelerado (por ejemplo cuando la buseta frena) tiene la misma naturaleza que la fuerza de atracción entre masas (por ejemplo la fuerza de gravedad que ejerce la Tierra sobre la Luna).
RADIOACTIVIDAD
En 1896 el físico frances Henry Becquerel descubrió la radioactividad, que consiste en el proceso mediante el cual los núcleos atómicos emiten espontaneamente diferentes formas de radiación.
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Para entender cómo puede decaer un núcleo considere los siguientes hechos:
- Los protones y los neutrones dentro del núcleo se mantienen pegados por la interacción nuclear fuerte
- Estas partículas se mueven muy rápidamente dentro del núcleo de tal forma que en algunos instantes muy cortos se alejan alguna distancia del núcleo.
- Existe una probabilidad muy pequeña de que dos protones y dos neutrones agrupados se alejen tanto del núcleo que salgan disparados hacia fuera. Esta agrupación de dos protones y dos neutrones es lo que constituye una particulas alfa
- En este proceso se pierde una pequeñísima cantidad de masa, que se convierte en energía de acuerdo con la Teoría de la Relatividad Especial:E=mc2 -- > Energía = Masa
