¿Cuáles son las teorías de la relatividad general y especial y sus efectos, como la dilatación del tiempo, en términos simples?

Mira este experimento ideado por Einstein. Aquí un haz de luz rebota de dos espejos colocados uno frente al otro en el techo y el piso de un vagón de ferrocarril. Cuando se enciende una luz en el medio del espejo en el piso, la luz se reflejará desde el espejo en el techo. Viajará en línea recta hacia arriba y hacia abajo.

Cuando el carro se está moviendo, para una persona dentro del carro, el haz de luz seguirá pareciendo ir hacia arriba y hacia abajo. Sin embargo, para una persona en la plataforma, la luz parece estar viajando una distancia más larga. El problema muy real con este experimento es que el vagón de ferrocarril es sólido y la luz es una ola. Entonces, mientras el carro y todo lo que contiene adquiere la velocidad con la que se mueve el tren, la luz, que es una onda que viaja en un campo electromagnético, tiene una velocidad constante que no tiene nada que ver con la velocidad del tren ni nada más. Por lo tanto, la luz que rebota hacia arriba y hacia abajo entre los espejos no se vería afectada por la velocidad del carro y continuaría rebotando con la misma velocidad que antes. El enigma o el enigma aquí es tratar de imaginar que el haz de luz es estacionario, no lo es. Para visualizar esto, piense en un automóvil que está parado con una sirena encendida; entonces está en movimiento con la sirena encendida, el sonido se mueve con el automóvil, aunque las dos velocidades, la del automóvil y el sonido de la sirena, permanecen diferentes y no se ven afectadas entre sí. Ahora disminuya la velocidad, imagínese que el haz de luz se mueve a unos pocos kilómetros por segundo más rápido que el propio carro. Lo que pasa ? Descubrimos que la luz está cubriendo una distancia más larga y que, sujeto a su velocidad constante, el rayo de luz tarda más en cubrir la distancia cuando el carro se mueve. Por lo tanto, la velocidad de la luz es constante, pero las distancias que cubre y el tiempo que lleva hacerlo no es el mismo en los dos casos. No es necesario que espero explicar sobre la relatividad general dado lo anterior.

¡Si! Galileo pensó en la relatividad. De hecho, a Galileo se le ocurrió la primera teoría de la relatividad. La relatividad galileana. La relatividad galileana nos permite transformar entre diferentes marcos de referencia, pero supone que cada medida mide al mismo tiempo. Esta teoría no puede, o más bien, no puede tener en cuenta efectos como la dilatación del tiempo porque los supuestos subyacentes de las teorías son diferentes.

De lo que tratan las teorías de la relatividad es de saber lo que observan diferentes personas. Si está parado en la parte superior de un automóvil en movimiento a 20 mph y lanza una pelota de béisbol a 15 mph, lo observará moviéndose exactamente a 15 mph. Sin embargo, un observador estacionario en relación con su automóvil que lo observa en su automóvil observará que el béisbol se mueve a 20 mph + 15 mph.

En relatividad especial, esto cambia cerca de la velocidad de la luz. En la relatividad especial, el espacio y el tiempo son interdependientes. Esto también da como resultado una fórmula de adición de velocidad diferente. En la relatividad galileana, el espacio y el tiempo no tienen la misma interdependencia.

La diferencia entre la teoría especial de la relatividad y la relatividad galileana es que la teoría de Einstein supone que las leyes de la física no cambian y que todos están de acuerdo con la velocidad de la luz (en marcos inerciales). Este último es parcialmente el resultado del electromagnetismo.

Solo a partir de estos supuestos simples, se puede derivar la teoría especial de la relatividad. Dilatación del tiempo, contracción de la longitud y todo lo que se deduce naturalmente de esos supuestos. Estos fenómenos solo se vuelven relevantes a una fracción significativa de la velocidad de la luz. De lo contrario, la relatividad especial se reduce efectivamente a la relatividad galileana, por lo que no notamos efectos relativistas.

El factor Lorentz, que es el factor por el cual ocurre la dilatación del tiempo, la contracción de la longitud y el aumento de masa para los cuerpos en movimiento, fue creado antes de la teoría de la relatividad especial de Einstein. A Lorentz se le ocurrió explicar los resultados nulos del experimento de Michelson Morley, pensando que los resultados se debían a una contracción en el éter, lo que significa que el éter aún podría existir.

Otras personas ya han explicado la relatividad especial y general.

Seguro. Maxwell había escrito las ecuaciones para el electromagnetismo y demostró que predecían las ondas a la velocidad de la luz, y la misma velocidad sin importar cómo se moviera el instrumento de medición. Lorentz ya había demostrado que esto podría explicarse suponiendo que todos los cuerpos se contraen mientras se mueven a través del éter. Poincare consideró que Lorentz había inventado la relatividad antes que Einstein porque había derivado la contracción de las ecuaciones de Maxwell, mientras que Einstein lo había postulado como una característica fundamental del espacio-tiempo. David Hilbert derivó las ecuaciones de la relatividad general casi al mismo tiempo que Einstein. Sin embargo, Einstein había resuelto más consecuencias.

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