lunes, 8 de junio de 2009

¿NEWTON O EINSTEIN...? TODO ES RELATIVO

Entre principios del siglo XVI y principios del XVIII se produjo uno de los acontecimientos más trascendentes de la historia y que dio lugar al mundo moderno tal y como hoy lo entendemos. Se trata de la Revolución Científica, que se inaugura con Copérnico y su teoría heliocéntrica del sistema solar y finaliza con el que es considerado como el científico más grande de todos los tiempos: Newton.
Isaac Newton nació en Inglaterra y su gran aportación la hizo en el campo de la física, estableciendo las bases de la mecánica clásica mediante las leyes que llevan su nombre y el descubrimiento de la ley de gravitación universal. En 1.687 publicó una obra científica donde exponía sus descubrimientos, que aún es considerada la más importante jamás publicada y que sigue teniendo una vigencia incuestionable en sistemas macroscópicos y que se mueven a velocidades alejadas de la de la luz. Y es que, si hay un científico que trescientos años después ha conseguido hacer sombra a la genialidad de Newton ese ha sido Albert Einstein y fue precisamente su Teoría de la Relatividad la que demostró que la física de Newton carecía de valor cuando el cuerpo estudiado se mueve con velocidad próxima a la de la luz.
Para la mecánica clásica, si un observador parado en el andén de una estación de ferrocarril ve pasar un tren a cien kilómetros por hora y dentro de uno de sus vagones un pasajero lanzara una pelota hacia delante a cincuenta kilómetros por hora, este observador vería que la pelota se desplaza a ciento cincuenta kilómetros por hora. Es decir, para calcular la velocidad total de la pelota, basta con sumar las velocidades de ésta con respecto al vagón y del tren con respecto al observador. Hasta principios del siglo XX esto era así siempre, pero la aparición de la Teoría de la Relatividad desmontó una de las ideas más firmemente asentadas en física.
Supongamos ahora que ese tren se moviera a cien mil kilómetros por segundo y que el pasajero imaginario, en vez de lanzar una pelota hacia delante, enciende una linterna que emite un haz de luz, que se mueve a trescientos mil kilómetros por segundo. Según la mecánica clásica, la luz se desplazaría con respecto al observador del andén a cuatrocientos mil kilómetros por segundo, pero no es así, y es que la luz se propaga siempre a la misma velocidad, independientemente de cuál sea el sistema de referencias que usemos para medirla. Es decir, el haz de luz estará viajando a trescientos mil kilómetros por segundo, tanto para el viajero como para el observador del andén.
Esta idea puede llegar a resultar chocante y es que, si la luz viaja a la misma velocidad para los dos, en un tiempo determinado ésta debe recorrer un mismo espacio, y podríamos pensar que esto no es así ya que “vemos” que en ese tiempo la luz recorre más espacio cuando viaja dentro del tren. Lo que en realidad está pasando, y ésta es la gran aportación de la Teoría de Einstein, es que la percepción del espacio y del tiempo es diferente para cada uno de los observadores. Es decir, la medida del espacio y del tiempo es relativa al observador.
Una de las consecuencias más importantes de esta teoría es que el tiempo se hace cada vez más lento para un objeto que viaja a una velocidad próxima a la de la luz. Otra consecuencia es que la geometría del espacio-tiempo se ve afectada por la presencia de materia. Supongamos que viviéramos en un universo plano, en un folio. Y que este folio estuviera divido en cuadrículas iguales. Supongamos también que nos movemos a una velocidad constante y que llegar desde una cuadrícula a otra nos llevara un minuto. Ahora imaginemos que ponemos un objeto en ese folio y que éste cede como la red que recibe a un trapecista. Como el folio cuadriculado que hemos supuesto es elástico, se deformará tanto más cuanto más cerca se encuentre del lugar donde hemos colocado el objeto, de manera que para seguir tardando un minuto en llegar desde una cuadrícula a otra, ahora deberíamos movernos más rápido y esta velocidad estará más acelerada cuanto más cerca estemos del objeto. Pues bien, eso es exactamente la gravedad para la Teoría de la Relatividad, una fuerza ficticia que se origina por una simple deformación del espacio tiempo debido a la presencia de materia.
A pesar de todo lo anterior, la aparición de la Teoría de la Relatividad no vino a desmontar a la Mecánica Clásica. Lo único que Einstein hizo fue elaborar una descripción de la naturaleza que resultaba, en determinadas condiciones, más precisa que la de Newton. Es probable que en unos años aparezca un nuevo científico que halle una mejor. Aún así, la naturaleza seguirá comportándose igual y cada nueva teoría simplemente conseguirá acercarnos a su infinita complejidad.

5 comentarios:

Mª del Mar dijo...

Muy buenas. Me parece muy buena tu apreciación, pero al final no te has mojado, jajaja. ¿Con cuál te quedas?

José Antonio Garrido dijo...

Hola, MMar.

Muchas gracias por pasear por aquí. En cuanto a lo que dices, no es cuestión de mojarse -que por el calor que hace, ganas no creas que faltan-; las dos son teorías fisicas más que aceptadas. Lo que pasa es que una de ellas -la descrita por Newton- se puede decir que es más "vasta" o más "grosera" que la otra -la propuesta por Einstein- y por eso falla en determinadas circunstancias -en sistemas microscópicos y en sistemas que se mueven a velocidades próximas a la de la luz-. Pero para estos casos tenemos a la física cuántica por un lado y a la teoría de la relatividad, por el otro.

Así que si tengo que quedarme con una, me quedo con la mecánica newtoniana en sistemas macroscópicos inerciales, y con la teoría de la relatividad con los no inerciales.

Un beso.

Fabian dijo...

Sinceramente lo felicito por su desarrollo, espero que aumente la cantidad de individuos que se interesen por conocimientos cientificos como el que usted expone.
Como ex docente de fisica siento sierta inclinacion hacia la rama Newtoniana pero la comprension del universo que se logro gracias a la relatividad es veramente admirable.
Es un gusto para mi exponer mi humilde comentario en su sitio y como hombre de ciencia lo felicito y lo saludo atentamente

Anónimo dijo...

YO ME QUEEDO CON EL JEFE DE JEFES EINSTEIN, YA QUE ISSAC NEWTON SE QUEDO EN SU EPOCA, CON MECANICAS SENCILLAS Y SIN TOMAR EN CUENTA EL ORIGEN DE LA FUERZA, SOLO EXPLICO COMO MEDIR UNA FUERZA, ES COMO SI ME DIJERAS COMO MEDIR EL VOLTAJE EN UN CIRCUITO SIN TOMAR EN CUANTA LA CORRIENTE, Y MI PONDERADISIMO EINSTEIN, EL MAS GRANDE CIENTIFICO DE TODOS LOS TIEMPOS LO HIZO, AL HACERNOS VER QUE TODO ES RELATIVO Y LO QUE NOS HA FALTADO VER EN ESTA SITUACION ES QUE ONDAS ELECTROMAGNETICAS COMO LA LUZ TAMBIEN POSEEN MASA (FOTONES) QUE HACEN QUE NOS "PEGUEMOS" A LA TIERRA AL PASAR A UN LADO DE ELLA, EMPUJANDO A LAS PARTICULAS NUESTRAS, CREANDO ASI LA FUERZA GRAVITACIONAL QUE SE PUEDE MEDIR SIN EMBARGO NO SE PUEDE CONCILIAR CON FUERZAS DE MECANICA COMUN AL NO SABER LA PROCEDENCIA DE ESTA, Y ASI AL DEFORMARSE ESTE ESPACIO TIEMPO NOS MANTENEMOS UNIDOA A LA TIERRA Y AL SISTEMA SOLAR Y A NUESTRA GALAXIA, POR QUE VAMOS EN UN TREN MUY VELOZ, Y EL MOTOR BIG BANG, NOS ARROJO A LA VELOCIDAD DE LA LUZ, ENTONCES NO PUEDES VER AL UNIVERSO EN UNA SOLA DIMENSION COMO ISSAC NEWTON, SABES TU A QUE VELOCIDAD VAMOS EN EL UNIVERSO DISPARADOS DESDE EL CENTRO DE ESTE?, ENTONCES SI NO LO SABES ERES UN OBSERVADOR QUE VA EN EL TREN, NADIE ESTA EN UN ANDEN, ASI QUE TU MISMO ACEPTAS QUE CREES EN EINSTEIN.

Anónimo dijo...

HAY MACROSCOPICO NO INERCIAL? HAY NO MAMEN, ES PEOR QUE DECIR QUE HAY MICROCOPICO NO INERCIAL, Y ESO QUE SON PROFESORES, NO HAY QUE DEJARSE LLEVAR POR COSAS OBVIAS, O HABER DIGANME QUE OBJETO EN EL UNIVERSO NO SE MUEVE Y SEA GRANDE, EL QUE ME LO DIGA, A LO MEJOR PIENSE QUE LA TIERRA ES PLANA Y EXISTE SANTA CLAUS, JEJEJE