Formulada por Albert Einstein a partir de 1905, la teoría de la relatividad explica el comportamiento de los objetos en el espacio y el tiempo, y puede utilizarse para predecir cosas como la existencia de agujeros negros, la curvatura de la luz debida a la gravedad y el comportamiento de los planetas en sus órbitas.
La teoría es aparentemente sencilla. En primer lugar, no existe un marco de referencia «absoluto». Cada vez que se mide la velocidad de un objeto, su momento o cómo experimenta el tiempo, siempre es en relación con otra cosa. En segundo lugar, la velocidad de la luz es la misma independientemente de quién la mida o de la velocidad a la que vaya la persona que la mide. En tercer lugar, nada puede ir más rápido que la luz.
Las implicaciones de la teoría más famosa de Einstein son profundas. Si la velocidad de la luz es siempre la misma, significa que un astronauta que vaya muy rápido con respecto a la Tierra medirá los segundos más lentamente que un observador en tierra. El tiempo se ralentiza para el astronauta, un fenómeno llamado dilatación del tiempo.
Cualquier objeto en un gran campo gravitatorio se acelera, por lo que también experimenta una dilatación del tiempo. Mientras tanto, la nave espacial del astronauta experimenta una contracción de la longitud, lo que significa que si hicieras una foto de la nave espacial mientras pasa volando, parecería como si estuviera «aplastada» en la dirección del movimiento. Sin embargo, al astronauta a bordo todo le parecería normal. Además, la masa de la nave espacial parecería aumentar desde el punto de vista de la gente en la Tierra.
¿Qué es la relatividad general?
Esencialmente, es una teoría de la gravedad. La idea básica es que, en lugar de ser una fuerza invisible que atrae los objetos entre sí, la gravedad es una curvatura o deformación del espacio. Cuanto más masivo es un objeto, más se deforma el espacio a su alrededor.
Por ejemplo, el Sol tiene la masa suficiente para deformar el espacio a través de nuestro sistema solar, de forma parecida a como una pelota pesada que descansa sobre una lámina de goma la deforma. Como resultado, la Tierra y los demás planetas se mueven en trayectorias curvas (órbitas) a su alrededor.
Esta deformación también afecta a la medición del tiempo. Tendemos a pensar que el tiempo transcurre a un ritmo constante. Pero al igual que la gravedad puede estirar o deformar el espacio, también puede dilatar el tiempo. Si tu amigo sube a la cima de una montaña, verás que su reloj va más deprisa que el tuyo; otro amigo, en el fondo de un valle, tendrá un reloj más lento, debido a la diferencia de fuerza de gravedad en cada lugar. Experimentos posteriores demostraron que esto es así.
¿Qué aspecto tiene la relatividad «bajo el capó»?
En última instancia, la relatividad especial es un conjunto de ecuaciones que relacionan el aspecto de las cosas en un marco de referencia con su aspecto en otro: la dilatación del tiempo y el espacio, y el aumento de la masa. Las ecuaciones no son más complicadas que las matemáticas de secundaria.
La relatividad general es más complicada. Sus «ecuaciones de campo» describen la relación entre la masa y la curvatura del espacio y la dilatación del tiempo, y suelen enseñarse en los cursos universitarios de física.
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