La Teoría especial de la Relatividad (J. Acevedo)

A lo largo de 200 años, se creyó que la segunda ecuación de Newton describía todo aquello que pudiese pasar en la naturaleza. Esta ecuación se expresa del siguiente modo: F=d(mv)/dt, en el que la masa es un valor constante. De modo que, la fuerza se halla por medio del producto del diferencial de la masa por la velocidad del cuerpo entre el diferencial del tiempo.  Fue entonces, cuando Einstein encontró un fallo en dicha fórmula y postuló la teoría especial de la relatividad, en la cual la masa de un cuerpo aumenta con la velocidad que lleva dicho cuerpo.

   La teoría especial de la relatividad fue propuesta en 1905 por Albert Einstein y consistía en dos principios aparentemente incompatibles: el primero afirmaba que las leyes de la física no varían según el observador (todos los observadores son igualmente relevantes); el segundo principio establecía que la velocidad de la luz en el vacío es la misma para todos los observadores inerciales. Un observador inercial es aquel sobre el que no actúa ninguna fuerza. De modo que, según la teoría de Einstein, la medida del tiempo no es absoluto y que, dados dos observadores, el tiempo medido entre dos eventos por estos dos observadores, no coincide, sino que la diferencia de tiempos depende del estado de movi miento relativo entre ellos.  Esto significa que,  en la teoría de la relatividad, las medidas de tiempo y espacio son relativas y no absolutas, ya que depende del estado de movimiento del observador.

    De esta teoría nace lo que se conoce como la paradoja de los relojes, en la cual se presenta la siguiente situación:

“Si existen en [el sitio] A dos relojes que marchan de forma síncrona, y uno de ellos se lleva a lo largo de una curva cerrada con velocidad constante hasta que haya vuelto a A, lo que necesita, digamos, t segundos, entonces, a su llegada a A se habrá retrasado cierta distancia con respecto del reloj que no se ha movido.”

Esta paradoja fue más tarde pasada a conocer como la teoría de los gemelos,

experimento en el cual se sustituían los relojes por dos gemelos, uno de los cuales permanece en la tierra mientras que el otro realiza un breve viaje hasta

cierta distancia para acabar volviendo con su hermano. El carácter paradójico surge cuando se indica que ambos gemelos pueden reclamar el derecho

de encontrarse en reposo, razón por la cual los dos habrían visto que el tiempo del otro se ha visto “dilatado”.

Así, al volver el gemelo que viaja, ambos pueden decir que el otro ha “envejecido menos”, lo cual sí es insostenible puesto que implica que cada uno ha visto el tiempo del otro acontecer más lento que el propio.

 

Arriba podéis ver una imagen que refleja la paradoja de los gemelos. Al princio tenemos  a dos gemelos con la misma edad. Una vez se produce ese “viaje” por parte de uno de los gemelos, podemos ver cómo el tiempo ha envejecido menos a uno de los gemelos que al otro.

A Einstein le costó aclarar esta paradoja unos cuantos años, hasta que formuló la relatividad general y demostró que, ciertamente, es el gemelo de la Tierra quien envejece más rápido.

(Javier Acevedo)