Fisica

¡La Teoría de la Relatividad Especial de Einstein de manera relativamente simple!
Por
Christopher P. Benton, PhD
El Joven Einstein
Albert Einstein nació en el año de 1879 y murió en 1955. Él no hablo hasta los tres años, aunque incluso a los nueve años todavía no hablaba muy bien. Todo el mundo pensaba que él era retrasado. Sin embargo consiguió volverse más inteligente.
El Éter
En 1820, ThomasYoung realizó un experimento que indica que la luz está compuesta por ondas. Sin embargo, el sentido común le dijo a los físicos de aquel día, que cada ola necesita algún tipo de medio a través de la onda. Por ejemplo, las olas del mar viajan a través del agua, y las ondas de sonido viajan a través del aire (así como el agua y otros materiales). Por lo tanto, los físicos creían que la luz tambiénnecesitaba algún medio para viajar. Llamaron a este medio el éter. En 1831 dos científicos estadounidenses, Michelson y Morley, hicieron una prueba para detectar el éter. La idea detrás de su experimento era que a medida que la tierra se moviera a través del espacio a veces su movimiento seria con el éter y en otros momentos contra el éter. Supongamos que la tierra se moviera contra el éter. Acontinuación, la situación sería análoga a moverse contra la corriente en un barco. En eso caso, todo lo que tiró abajo se movería lejos de usted más rápido que algo que tiraste aguas arriba. Por lo tanto, los físicos pensaron que como la tierra se movió a través del éter, la velocidad de la luz en una dirección sería diferente de la velocidad de la luz en otra dirección. El experimento de Michelsony Morley fue diseñado para detectar esta diferencia en la velocidad, y por lo tanto, confirmar la existencia del éter. Sin embargo, cuando se realiza, el experimento no detectaron ninguna variación en la velocidad de la luz. Como resultado, los científicos gradualmente fueron descartando la idea del éter (ya que no se pudo detectar), y comenzaron a aceptar la idea que la velocidad de la luz es lamisma en todas las direcciones.
De este modo, Einstein comenzó su teoría de la relatividad especial con dos postulados:
1. El principio de la relatividad: Uno no puede decir por cualquier experimento si se está en reposo o movimiento uniforme (es decir, que se mueve en línea recta con velocidad constante). En otras palabras, no hay tal cosa como el reposo absoluto. Todo movimiento o es sólo enrelación con otro (es decir, puedo considerar que no me muevo con respecto a la tierra, pero al mismo tiempo me estoy moviendo muy rápidamente con respecto al sol).
2. La constancia de la velocidad de la luz: La velocidad de la luz en el vacío tiene el mismo valor “c” con respecto a cualquier observador, ya sea en reposo o que se mueva uniformemente (c = 186,282.397 millas por segundo).
Lo queEinstein descubrió entonces era que para que todos los observadores la velocidad de un haz de luz es la misma, el tiempo deja que "fluya" de forma diferente para distintos observadores.

Experimento 1: La Sra. Einstein está de pie en un campo y el Sr. Einstein está montando en un coche de ferrocarril el cual se mueve con velocidad v., el Sr. Einstein enciende una linterna en la misma dirección delmovimiento.

Pregunta: ¿Qué sucede?

Respuesta: Debido al principio de la constancia de la velocidad de la luz, cada observador hará medir el haz de luz de la linterna a la misma velocidad. Esto puede ir en contra a lo que se esperaba como se podría haber pensado que el observador en el campo habría visto que el haz se mueve a (la velocidad de la luz) + (la velocidad del tren). Sin embargo, esto no eslo observado en la práctica. Lo que realmente ocurre en el mundo real es que nadie ve la luz moverse más rápido o más lento que c ≈ 186.000 millas por segundo (en el vacío).

Experimento 2: La señora Einstein está de pie en un campo. Al lado de ella esta un reloj de luz. Es decir, dos espejos que están reflejando un haz de luz hacia atrás y adelante, de un espejo a otro y viceversa cuenta como...