¿Cómo se verificó experimentalmente la teoría de la relatividad?

Espero que se esté refiriendo a la teoría especial de la relatividad , por lo que trataré de desarrollarla.

Desde el artículo seminal de Einstein sobre la teoría especial de la relatividad en 1905, se han llevado a cabo una gran variedad de pruebas para verificar los diferentes aspectos de su teoría. Esto incluye tanto los supuestos en los que se basa su teoría como las predicciones hechas por ella.

Como punto de partida, aquí hay una tabla que clasifica los diversos experimentos de acuerdo con los postulados y supuestos de la teoría especial de la relatividad que ellos ponen a prueba :

De esta extensa lista de experimentos que se llevaron a cabo, intentaré explicar brevemente algunos de ellos:

Experimento de vida de muón : los muones tienen un período de semivida corto de 2.197 us, después del cual se descomponen espontáneamente en un electrón o un positrón y neutrinos. Suponga que los muones en consideración viajan a 0.99 veces la velocidad de la luz. De acuerdo con su vida de descanso, deben recorrer unos 650 m de distancia antes de descomponerse en otras partículas. Contrariamente a esta expectativa, se ha observado que los muones que viajan a esa velocidad se descomponen a una distancia mucho mayor (aproximadamente 7 veces más) que la cifra real esperada. La explicación a esto proviene de la presencia de un factor de dilatación del tiempo que surge como consecuencia de la teoría especial de la relatividad. Los muones atmosféricos nos brindan una excelente manera de observar este fenómeno y Rossi y Hall hicieron un experimento real para confirmarlo.
Experimento de Bailey et al: observó una forma similar de dilatación del tiempo durante un experimento en el CERN, que genera muones a aproximadamente 0.9994c. Se observó que estos muones en el laboratorio tenían 29.3 veces la vida útil de reposo del muón, una cifra consistente con la dilatación del tiempo.
Experimento de Hafele y Keating: realizado en 1971, este experimento describió cómo 4 relojes de haz Cs diferentes desarrollaron una diferencia en los tiempos transcurridos como resultado de ser enviados en aviones comerciales para un viaje global. Las diferencias medidas fueron consistentes con la teoría de la relatividad (ambas, especial y general). Las repeticiones posteriores de este experimento con relojes más precisos solo han servido para confirmar el resultado de este experimento.
Verificaciones [matemáticas] E = mc ^ {2} [/ matemáticas] : las evidencias astrofísicas, incluida la verificación del Modelo Estándar del Sol y la evolución de las estrellas, han servido para determinar esta relación una y otra vez, que surge como resultado de la Teoría especial de la relatividad.

FísicaRelatividadRelatividad general

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Agregaré las pruebas que Albert Einstein presentó en su tesis de Teoría general de la relatividad.

1. Anomalía de precesión de Mercurio:

Las órbitas planetarias generalmente se consideran dos sistemas corporales, siendo la órbita una elipse y el Sol en uno de los focos. Un planeta tendría un punto de periapsis fijo en la elipse si no fuera por la perturbación que precede a la órbita, es decir, hace que la órbita gire.
Gran parte de esta precesión fue explicada por las Leyes de Newton y Kepler, pero la cifra calculada estuvo fuera de la precesión observada por un factor de 43 segundos de arco.
Debido a la proximidad de Mercurio al Sol, experimenta una curvatura más fuerte en el espacio-tiempo que conduce a un cambio en la precesión orbital, lo que se explica por la teoría de Einstein.

2. Desviación de la luz por el sol :
El fenómeno de la lente gravitacional fue rectificado por Einstein utilizando la Teoría general de la relatividad.
Fue verificado por Arthur Eddington en 1919 durante un eclipse solar total para el cúmulo estelar de Hyades. Se suponía que Hyades estaba recortado por el Sol, ¡pero Arthur podía verlo! La desviación fue exactamente como Einstein lo había predicho.
Esta revelación hizo a Einstein famoso de la noche a la mañana.

Otro descubrimiento importante en la lente gravitacional fue la visibilidad de 4 imágenes de cuásar alrededor de una galaxia central conocida como la Cruz de Einstein. ¡La galaxia desvió la luz del cuásar detrás de ella para que apareciera de costado!

3. Desplazamiento rojo gravitacional : según la relatividad general, la longitud de onda de la luz (o cualquier otra forma de radiación electromagnética) que pase a través de un campo gravitacional se desplazará hacia las regiones más rojas del espectro. La teoría de Einstein dice que cuando un fotón lucha para salir de un campo gravitacional, pierde energía y su color se enrojece. La cantidad esperada de desplazamiento al rojo para la luz de la superficie de un objeto masivo que llega a un observador distante es proporcional a la masa del objeto dividida por su radio.

Esto fue verificado por el experimento Pound rebka que utilizó rayos de juegos para ver el desplazamiento hacia el rojo debido a la gravedad de la Tierra cuando se envió un rayo desde la parte inferior del hueco de un ascensor a la parte superior.