El nombre de “relatividad” es muy desafortunado, ya que da la impresión exacta equivocada de lo que trata la teoría. Einstein hubiera preferido el nombre de “teoría de la invariante”, pero el nombre de la relatividad ya estaba en uso, y el nombre se quedó.
Dejame darte una analogía:
Digamos que tenemos una caja. Las cajas tienen ancho, alto y largo. Un ‘observador’, desde su punto de vista, podría mirar una caja y decir que la caja tiene 2 pies de ancho, 3 pies de alto y 5 pies de largo. Un observador diferente, desde un punto de vista diferente, podría decir que el mismo cuadro es en realidad 3 pies de ancho, 2 pies de alto y 5 pies de largo. Otro podría decir que la caja mide 2 pies de ancho, 5 pies de alto y 3 pies de largo. Esta es la parte ‘relativa’ del nombre relatividad. En la visión newtoniana de esta analogía, había ciertas reglas que se aplicaban para encontrar el punto de vista “correcto” desde el cual se debería observar una caja, y se elaboraban “leyes de cajas” que funcionaban si se elegía el punto de vista apropiado. caja.
A Einstein no le gustó la estética de esta situación. Pensó que todos los puntos de vista deberían ser válidos, y que las “leyes de las cajas” deberían funcionar sin importar de qué lado se llamara ancho, alto o profundidad. así que Einstein buscó propiedades de la caja en las que todos los observadores estarían de acuerdo, y las leyes de las cajas tendrían que escribirse únicamente sobre la base de estas propiedades ‘invariantes’. En el caso de las cajas, las propiedades invariantes, las propiedades en las que todos los observadores estarán de acuerdo, son cosas como el volumen de la caja o el diámetro de la caja. Considere la diagonal de la caja:
[matemáticas] d = \ sqrt {ancho ^ 2 + altura ^ 2 + longitud ^ 2} [/ matemáticas]
No importa de qué lado considere el ancho, la altura o la longitud, todos resultan en la misma diagonal.
Por supuesto, en el mundo de la física, no estamos hablando de observadores en diferentes perspectivas, sino de observadores en diferentes marcos de referencias, es decir, observadores en movimiento relativo entre sí. En un mundo estático, podemos dibujar tres ejes e identificar ‘puntos’ especificando sus ubicaciones en función de un sistema de coordenadas específico. Pero si queremos hablar sobre el movimiento, también debemos considerar el tiempo, por lo que en la visión del mundo que se conoce como relatividad especial tenemos un mundo de 4 dimensiones donde especificamos y sucedemos en términos de las 3 coordenadas espaciales y 1 tiempo coordinado. Entonces, por ejemplo, si ubicamos el ‘evento’ de la Dirección de Gettysburg de Lincoln, no sería suficiente especificar la ubicación de Gettysburg, Pennsylvania, pero también tendríamos que especificar la hora: 1863.
Como resultado, si queremos medir la ‘distancia’ o intervalo entre 2 eventos en el espacio-tiempo, use esta fórmula:
[matemáticas] \ Delta s ^ 2 = – \ Delta t ^ 2c ^ 2 + \ Delta x ^ 2 + \ Delta y ^ 2 + \ Delta z ^ 2 [/ matemáticas]
Debido al hecho de que todos los observadores miden la velocidad de la luz de la misma manera, diferentes observadores medirán diferentes cantidades de tiempo entre dos eventos, pero las mediciones espaciales también serán diferentes, de modo que el intervalo para todos los observadores siempre saldrá igual. Entonces, por ejemplo, si dos observadores en dos naves espaciales diferentes que se mueven entre sí observan que dos estrellas se vuelven supernovas, no estarán de acuerdo sobre cuánto tiempo transcurrió entre las explosiones y la distancia entre las estrellas (esa es la parte relativa de la relatividad) pero todos estarán de acuerdo en el intervalo entre ellos como se definió anteriormente. Entonces el intervalo es la única medida definitiva de la relación entre estos eventos.
Ahora, usted pregunta acerca de la Relatividad General, pero en términos de lo que es “relativo”, en realidad estamos hablando de lo mismo: medidas de espacio y tiempo entre eventos. En el ejemplo de caja con el que comencé, dije que la visión newtoniana especificaba la perspectiva “correcta” desde la cual se debería ver una caja para que las leyes de las cajas tengan sentido. En el mundo de la física, Newton destacó un marco de referencia muy especial, el marco inercial, un marco que no tiene aceleración. Por ejemplo, la ley simple F = ma no funciona en una plataforma giratoria, ya que una bola rodará espontáneamente fuera de la plataforma aunque no haya fuerzas laterales sobre ella. Einstein quería que las leyes de la física funcionaran incluso en un campo gravitacional. Por ejemplo, si imagina una plataforma muy grande (grande en relación con el tamaño de la tierra) que se cierne sobre la tierra, dos bolas colocadas en lados opuestos de la plataforma rodarán espontáneamente hacia el centro porque aunque la plataforma evita que suban y hacia abajo, aún pueden acercarse al centro de la tierra moviéndose hacia el centro de la plataforma. En el esquema newtoniano, esta plataforma no sería inercial, pero Einstein insistió en que las leyes de la física deben ser capaces de manejar una situación como esta sin factores falsos (fuerzas de marea en el caso del newtonianismo). Como consecuencia, las mediciones de tiempo y espacio diferirán entre un observador en el suelo y un observador que vuela muy por encima de la tierra.
