Descripción
La teoría de la relatividad consta de dos teorías, la teoría general y
la teoría especial. Esta última fue
desarrollada en 1905 por Albert Einstein y otros científicos, la cual se
refiere a mediciones que son realizadas entre sistemas de referencia inerciales
que se mueven a una velocidad v uno respecto al otro. (Tipler & Mosca, 2021).
Los postulados que deducen la teoría de la relatividad especial según
Tipler & Mosca (2021), son:
Postulado 1: No puede detectarse el movimiento absoluto uniforme, pues
no se puede deducir cuál observador se encuentra en movimiento y cuál se
encuentra en reposo.
Postulado 2: La velocidad de la luz es independiente del movimiento de
la fuente emisora, debido a que la velocidad de la luz no es una cantidad
relativa, no cambia aunque el observador o varios observadores se sitúen en
otros sistemas de referencia, su valor es absoluto, todo observador mide el
mismo valor para la velocidad de la luz.
La teoría de la relatividad especial explica tanto la simultaneidad como
el efecto llamado dilatación del tiempo, en donde ambas son relativas, lo que
quiere decir que las mediciones dependen de la percepción de los observadores y
al sistema de referencia inercial, pues los observadores ubicados bajo un
sistema de referencia inercial tienen
una interpretación que puede ser diferente bajo otro sistema de referencia
inercial.
La simultaneidad se podría definir como
la coincidencia en el tiempo - espacio de dos o más sucesos. “Dos
sucesos en un sistema de referencia son simultáneos si las señales luminosas
procedentes de estos sucesos alcanzan en el mismo instante a un observador
situado a mitad de camino entre ellos” (Tipler & Mosca, 2021, p. 1331).
Figura 1. Gfycat. (2017). El Presente
es Relativo.
Con la teoría de la relatividad, Bonder y Okon (2018), expresan que se
abandona la idea de la simultaneidad absoluta, ya que si dos eventos ocurren al
mismo tiempo en algún marco inercial, no son necesariamente simultáneos en otro marco inercial, pues
depende del estado de movimiento del
marco inercial en que se miden y de la percepción del observador. Se probó que
la simultaneidad es un concepto relativo mediante un experimento que realizó
Albert Einstein, en donde se interpreta lo observado por un observador que se
encuentra en un mismo sistema de referencia inercial en donde acontece un suceso y ese observador
se considera a el mismo en reposo y ocurre
dentro de un tren que se mueve a
velocidad v hacia la derecha, mientras otro observador fuera del mismo sistema
de referencia observa lo que sucede y ve que el espacio y tiempo se modifica.
La dilatación temporal es un fenómeno en el que se observa pasar más
lentamente el tiempo. Tipler & Mosca (2021), mencionan lo demostrado en
experimentos con relojes de luz, en donde los relojes que se observan en
movimiento se atrasan respecto a los que se encuentran en reposo. Este retraso
se debe a que los relojes en movimiento se mueven con una velocidad v y
mientras más se acerca a la velocidad de la luz c el tiempo pasa más despacio.
Así pues, si una nave espacial muy rápida
pasa frente a nosotros, observamos que cada uno de los relojes de la nave puede
considerar avanza más lentamente que nuestros propios relojes. Sin embargo la
gente de la nave puede considerarse que son ellos quienes están en reposo y
nosotros quienes nos movemos, y observarían que son nuestros relojes que
avanzan más lentamente que los suyos. (Tipler & Mosca, 2021, p. R.5)
Cada observador ve el reloj del otro ir más lento que el suyo, puesto
que cada uno ve al otro en movimiento, esto es lo expresado en el primer
pos
La fórmula de dilatación del tiempo es:
Donde:
T es
el intervalo de tiempo medido por un observador en reposo.
T0 es
el intervalo de tiempo medido por un observador dentro de la nave.
v es la
velocidad a la que viaja un observador inercial.
c es la
velocidad de la luz.
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