TEORÍA RELATIVIDAD

Cien años (terrestres) de vigencia de la Teoría de la Relatividad General

EFEFUTURO.- Imagínese dos relojes muy precisos y en un principio sincronizados, uno al ras del suelo y otro en un satélite en órbita. Pasado un rato nos daremos cuenta de que el del suelo va más despacio porque la fuerza de la gravedad es aquí mayor: el tiempo se “deforma” en presencia de una gran concentración de masa.

<p>Impresión artística de archivo facilitada por el Observatorio Austral Europeo (ESO) que muestra una galaxia en el universo distante.</p>

Impresión artística de archivo facilitada por el Observatorio Austral Europeo (ESO) que muestra una galaxia en el universo distante.

Esta es una de las reglas que describe la Teoría de la Relatividad General del alemán Albert Einstein, de la que ahora se cumplen cien años, y que cambió, junto a la Teoría de la Relatividad Especial, los principios de la física establecida hasta el momento.

Y es que la Teoría de la Relatividad de Einstein se divide en dos: en la especial (1905), que describe cómo se percibe el espacio y el tiempo en función de un sujeto observador no acelerado, y la general (1915), que incluye la gravedad y la une “íntimamente” al espacio y tiempo.

Con tan solo 26 años y cuando trabajaba en la oficina de patentes de Berna (Suiza), Einstein, que en ese momento dedicaba los ratos libres a la ciencia, publicó varios artículos fundamentales para la física con los que fue armando su Teoría de la Relatividad Especial.

Albert Einstein pronunció un discurso histórico en la cadena de televisión NBC, en Nueva York, contra el empleo de la bomba de hidrógeno o ‘bomba H’. EFE/KEYSTONE. 



En ésta, entre otras cosas, describe la ecuación (E=mc2) más famosa de la historia -plasmada incluso en camisetas-, según la cual la masa es la energía del cuerpo en reposo (base de la bomba atómica) y la velocidad a la que va un objeto aumenta su energía.

Pero lo auténticamente revolucionario fue cuando Einstein entendió como ley fundamental, base de su Teoría de la Relatividad Especial, el hecho de que la velocidad de la luz es constante (casi 300.000 kilómetros por segundo) se mida donde se mida –para observadores no acelerados- y nada en el Universo puede superarla.

Teniendo en cuenta esta premisa, al tiempo y al espacio les pasan cosas diferentes cuando nos acercamos a la velocidad de la luz: el espacio se contrae y el tiempo pasa más despacio; con mayor velocidad se produce una especie de compresión del tiempo.

Si un astronauta hiciese un viaje por el espacio a una velocidad cercana a la de la luz, al regresar a la Tierra descubriría que su reloj -biológico- no coincide con el de sus familiares que le esperan: el tiempo transcurrido para éste sería menor (envejecimiento más lento). Con Einstein, el tiempo y el espacio dejan de ser absolutos (Newton) y pasan a depender del observador.

Para Newton la gravedad era una fuerza instantánea


Pero Einstein continuó. El problema esta vez estaba en la fuerza de gravitación universal de Isaac Newton, para el que la gravedad era una fuerza instantánea, es decir, cualquier cuerpo notaría inmediatamente si hay otro cuerpo y sufriría su atracción.
Para Newton, que explicó cómo se atraían los cuerpos, si el Sol desapareciera instantáneamente, los planetas saldrían disparados de inmediato por la tangente al desaparecer la fuerza central.

Sin embargo, Einstein sabía que la luz del Sol tarda unos ocho minutos en llegar a la Tierra, así que si éste desaparece aún tendríamos ocho minutos de luz. ¿Cómo era posible entonces que los planetas se salieran de su órbita antes de quedar a oscuras?

Buscando respuesta a esa pregunta, construyó un modelo en el que la gravedad no sería instantánea, sino que viajaría exactamente a la velocidad de la luz: nace la Teoría de la Relatividad General (el 25 de noviembre de 1915 la presentó en Berlín).

Según ésta, si el Sol desapareciera de repente, en la Tierra no se percibiría el efecto hasta que las ondas gravitacionales, que viajan a la velocidad de la luz, nos llegasen, en unos ocho minutos.

La Tierra, al igual que el resto de planetas del Sistema Solar, acabarían saliendo disparados, pero ocho minutos después de la desaparición del Sol (ya sin luz y sin fuerza gravitatoria).

Imagen distribuida por la NASA en diciembre de 2007 en la que se muestra la estela del agujero negro de una galaxia que está arrastrando una constelación vecina. 



Para el físico alemán, la gravedad está unida al espacio y al tiempo (unificados en el tejido espacio-tiempo).

Lo que ocurre, según Einstein, es que en presencia de una concentración de masa, el espacio-tiempo se deforma, de modo que cualquier otra masa nota ese espacio deformado y se ve obligada a seguir otras trayectorias a cuando está el espacio sin deformar.

De esta manera, el Sol curva el espacio-tiempo y atrae a los planetas que giran a su alrededor (como en un colchón con dos personas en el que la más corpulenta lo deforma y atrae a la otra).

Y el tiempo también se curva en presencia de masa (gravedad): el reloj del suelo va más despacio que el reloj a gran altura.

La teoría en los GPS


Las teorías de Einstein no echan por tierra las de Newton. Cuando la gravedad es débil sigue siendo válida la mecánica clásica.

¿Y para qué sirven las ecuaciones de Einstein además de para explicar los apasionantes entresijos del Universo? Están en cosas más cercanas de lo que pensamos.

Los móviles y sus GPS: los satélites gracias a los cuales sabemos dónde estamos tienen relojes atómicos que, al estar en menor gravedad, van más rápido que los de la superficie, así que haciendo caso a Einstein hay que corregir ese desfase.

¿Y sobre lo comprobado y la vigencia de la Teoría de la Relatividad? Según el físico teórico de la Universidad Complutense de Madrid Luis J. Garay, ésta está “completamente vigente, no tenemos una teoría que sea mejor que la de la Relatividad General para las cosas que tenemos acceso”.

James Green, de la división de ciencias planetarias de la NASA, resume a Efe: Einstein creó una visión totalmente nueva del Universo y desde entonces lo que hemos hecho son muchos descubrimientos que describen exactamente lo que había imaginado él; la revolución de la física que él inició sigue siendo hoy en día una realidad.

Además de con las explicaciones de J. Garay y Green, esta información se ha realizado con las de Javier Armentia, director del Planetario de Pamplona, e información de la web del Astrofísico de Canarias. EFEfuturo

 
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Publicado en: Astrofísica     Espacio

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