Fisica

FUNDAMENTOS DE FÍSICA

“TEORIA RELATIVISTA”

Fundamentos de Física
“TEORÍA RELATIVISTA”


INDICE

* Introducción a la Teoría Relativista
* Física moderna

* Física Clásica

* La relatividad del tiempo y el espacio

* La relatividad especial y los sistemas inerciales

* Relatividad general y cosmología

* El Principio de Equivalencia

* Principio deEquivalencia (para campos gravitatorios constantes)

* Experimento en un ascensor

* Bibliografía

Introducción
Teoría Relativista
En el presente trabajo presentamos de manera general, “el principio Relativista” y aunque puede resultar sorprendente, históricamente el Principio Relativista es mucho más antiguo que la Teoría de la Relatividad, incluso más antiguo que la mecánicaclásica de Newton. Fue formulado por Galileo Galilei (1564 - 1642) alrededor de 1600, como un argumento en la discusión del heliocentrismo versus el geocentrismo. Los defensores del geocentrismo, que en este momento creían firmemente en la física de Aristóteles (384 A.C. - 322 A.C.) y en la astronomía de Ptolomeo (c. 100 - c. 170), argumentaban que, si era verdad que la Tierra se moviera alrededor delSol y alrededor de su eje, ¿porque ́ no lo notamos? ¿Por qué una bola que dejamos caer desde una torre alta termina al pie de la torre y no a cierta distancia hacia el Oeste? Debido a la supuesta rotación de la Tierra de Oeste a Este.
Aunque en la vida cotidiana estamos muy acostumbrados a notar si nos movemos o no (¿por qué?), hay numerosos ejemplos en los que se aplica claramente el Principiode la Relatividad. Mirando por la ventana de un tren en la estación, no sabemos si empieza a moverse nuestro tren o el de al lado. En un atasco delante de un semáforo pensamos que estamos rodando hacia atrás, si el coche de delante sale. Dos balsas en medio del océano, que se alejan una de otra, no pueden determinar si la primera se aleja de la segunda, o vice versa.
El Principio de laRelatividad, por muy trivial que pueda parecer, es un principio profundísimo y tiene consecuencias muy lejanas, determinando la forma de las leyes de la física y la estructura del espacio y del tiempo. El Principio de la Relatividad, aunque formulado ya alrededor del año 1600, es la base directa de la teoría de la relatividad especial (1905) y su generalización, el Principio de la Equivalencia, la de lateoría de la relatividad general (1916).
Para entender bien su importancia, definimos como sistemas inerciales un conjunto de sistemas de referencia que están en reposo o en movimiento uniforme y rectilíneo con respecto a un sistema previamente elegido como inercial. Ahora, el Principio de la Relatividad es solamente válido dentro de la misma clase de sistemas inerciales (ya que salir de la clase desistemas inerciales implica aceleraciones, que son medibles a través de experimentos). Sin embargo, dentro de una clase de sistemas inerciales, no hay observadores privilegiados: dentro de la misma clase de sistemas inerciales no se puede determinar qué sistema está en “reposo absoluto” y cuál en “movimiento absoluto”. Todos los experimentos dan el mismo resultado para cualquier observador y por lotanto todos los observadores inerciales ven la misma física. Ninguno de ellos tiene un punto de vista privilegiado frente a los otros.
Nadie se había dado cuenta realmente de la importancia de esta formulación hasta el principio del siglo XX, cuando Henri Poincaré (1854-1912) lo tomó como principio básico y sugirió que hacía falta una nueva formulación de la mecánica, basada en este principio.Aunque Poincaré nunca llegó a dudar de la existencia del éter, sí se hacía serias preguntas sobre el significado de simultaneidad de eventos y derivaba la regla relativista de la suma de velocidades. Sin embargo, no llegó a formular una mecánica relativista completa.
Este logro esta ́ a nombre de Albert Einstein (1879-1955). El razonamiento de Einstein era que, si todos los sistemas...