¡Seguro! Aunque si desea una explicación detallada, le aconsejaría que primero aprenda la relatividad galileana (si desea hacer una relatividad especial) y luego algo de geometría diferencial (para la relatividad general). Ambos son importantes para obtener una explicación detallada de la relatividad de Einstein.
En primer lugar, relativitas est omnis divisa in partes duo : la relatividad se divide en relatividad especial y relatividad general.
La relatividad especial se ocupa de cosas que van muy rápido, muy cerca de la velocidad de la luz en el vacío, [matemáticas] c [/ matemáticas]. La primera suposición que necesitamos es que la velocidad de la luz es la misma, sin importar quién la esté mirando. En la física no relativista, cuando, por ejemplo, dos autos se encuentran a 100 km / h, en cualquiera de sus marcos de referencia parecerá que ellos mismos están parados y que el otro automóvil viaja a 200 km / h. En la relatividad especial, suponemos (y observamos) que no podemos hacer este tipo de adición ingenua de velocidades, ya que no importa qué tan rápido viaje con respecto a un haz de luz, el haz de luz siempre parecerá viajar exactamente [ matemáticas] c [/ matemáticas]. Nuestra segunda suposición es que las “leyes” de la física son las mismas en su propio marco de referencia, no importa cuán rápido o lento vaya.
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Estos dos postulados juntos dan lugar a algunos efectos extraños: si vas muy, muy rápido, otros pueden mirar los relojes de tu vehículo y descubrir que el tiempo pasa muy, muy lentamente para ti (en comparación con ellos), y tu masa lo hará. Parece aumentar mucho. Para usted, sin embargo, el tiempo pasará bien y su masa parecerá exactamente la misma. Desde su perspectiva, las distancias también se reducirán, lo que significa que puede llegar a la estrella más cercana (4.3 años luz) en menos de un minuto, si se acerca mucho a la velocidad de la luz, ya que esa distancia se reducirá en consecuencia. Cuanto más te acerques a [matemáticas] c [/ matemáticas], otras personas verán que tu masa aumentará más y más y que tu tiempo disminuirá más y más. Todos estos efectos han sido documentados, y si no se implementaran en satélites, nuestros sistemas GPS tendrían errores del orden de cientos de kilómetros.
La relatividad especial también da lugar a la cosa llamada equivalencia masa-energía – [matemática] E = mc ^ 2 [/ matemática]. Esto significa que la energía y la masa realmente son “dos caras de la misma moneda”, y dado que [matemáticas] c [/ matemáticas] es un número masivo, obtenemos que una pequeña masa da mucha energía, la base de la energía nuclear y armas nucleares.
Como pequeña nota al margen, la relatividad especial no era una idea única: muchas otras, como Lorentz y Riemann, habían trabajado en trenes de pensamientos similares a los de Einstein, y Einstein “solo” finalizó el trabajo.
La relatividad general es completamente diferente a este respecto. Si Einstein no lo hubiera desarrollado, es posible que hubiera permanecido sin descubrir durante décadas, así de importante era. La relatividad general se ocupa de la aceleración y la gravedad, y de cómo son realmente lo mismo. Uno de los postulados de la relatividad general es que no es posible discernir entre un marco de referencia acelerado y uno que está bajo el efecto de la gravedad, si está acelerando (con los ojos vendados) en una nave espacial a [matemáticas] 9.82 ms ^ {- 2} [/ math], entonces no puedes saber si realmente estás parado en la superficie de la Tierra y afectado por su gravedad o si estás en una nave espacial. Esto lleva a muchos argumentos matemáticos, y son muy, muy complicados para resumir aquí, pero esencialmente encontramos que todos los objetos que están siendo acelerados por la gravedad ¡en realidad no lo son! Cualquier objeto que esté influenciado por la gravedad simplemente se está moviendo hacia adelante en el espacio-tiempo, pero este espacio-tiempo ha sido curvado por la gravedad, lo que significa que “hacia adelante” en realidad parece, por ejemplo, una órbita. Estas “líneas rectas” en el espacio-tiempo curvo se denominan geodésicas, y todos los objetos viajan en geodésicas. También encontramos que para curvar el espacio-tiempo, necesitamos masa / energía.
¿Qué significa esto? ¡Bueno, significa que la gravedad no es una fuerza! Simplemente ponga un poco de masa en algún lugar del espacio, y curvará el espacio-tiempo, lo que significa que los objetos a su alrededor tendrán diferentes geodésicas para viajar. Luego parecerá (desde una perspectiva newtoniana) que estos objetos están siendo afectados por una fuerza, ¡pero para ellos simplemente están viajando hacia adelante!
Esa es la parte simple. Luego viene la infinitud de las matemáticas que es inevitable. Afortunadamente, en el espíritu de Alan Bustany, he encontrado una prueba realmente maravillosa e increíblemente corta de todas las ecuaciones de la relatividad general, pero esta respuesta se está haciendo un poco larga.
