Jhoan Manuel Martínez Ruiz Universidad Nacional de Colombia

La teoría de la relatividad especial, formulada por Albert Einstein en 1905, constituye uno de los avances científicos más importantes de la historia. Alteró nuestra manera de concebir el espacio, la energía, el tiempo y tuvo incluso repercusiones filosóficas, eliminando la posibilidad de un espacio/tiempo absoluto en el universo.

Primer postulado. Principio especial de relatividad: Las leyes de la física son las mismas en todos los sistemas de referencia inerciales. En otras palabras, no existe un sistema inercial de referencia privilegiado, que se pueda considerar como absoluto.

Segundo postulado. Invariancia de c: La velocidad de la luz en el vacío es una constante universal, c, que es independiente del movimiento de la fuente de luz.

Es un objeto material con respecto al cual se observa o mide el movimiento de un cuerpo.

El experimento de Michelson y Morley es considerado como uno de los más importantes de la historia de la Física. Sus autores intentaban medir la velocidad con que se movía la Tierra con respecto al éter lumífero.

El resultado del experimento fue nulo y dado la pericia y el ingenio de los experimentadores se aceptó e interpretó como que la teoría que sustentaba el resultado que nunca se observó era conceptualmente errónea.

El éter no sólo no existía sino que Michelson y Morley con su resultado negativo suministraron la evidencia experimental para una nueva concepción de las leyes de la Naturaleza que años más tarde se conocería como la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein.

Arreglo experimental

Es el fenómeno por el cual un observador observa que el reloj de otro está marcando el tiempo a un ritmo menor que el que mide su reloj. Esto se suele interpretar normalmente como que el tiempo se ha ralentizado para el otro reloj, pero eso es cierto solamente en el contexto del sistema de referencia del observador. Localmente, el tiempo siempre está pasando al mismo ritmo.

La fórmula para determinar la dilatación del tiempo en la relatividad especial es:

Es un efecto relativista que consiste en la contracción de la longitud de un cuerpo en la dirección del movimiento a medida que su velocidad se acerca a la velocidad de la luz.

La contracción de la longitud viene descrita por la siguiente expresión:

Es un experimento mental que analiza la distinta percepción del tiempo entre dos observadores con diferentes estados de movimiento. Esta paradoja fue propuesta por Einstein al desarrollar su teoría de la relatividad especial.

En la formulación más habitual de la paradoja, se toma como protagonistas a dos gemelos; el primero de ellos hace un largo viaje a una estrella en una nave espacial a velocidades cercanas a la velocidad de la luz; el otro gemelo se queda en la Tierra. A la vuelta, el gemelo viajero es más joven que el gemelo terrestre.

¿Puede una partícula moverse a través de un medio con una velocidad mayor que la de la luz en este medio? Explique. Ningún objeto puede moverse a una velocidad mayor que la de la luz, ya que a medida que la velocidad de un objeto aumenta su masa también lo hace, y para alcanzar la velocidad de la luz se necesitaría una fuente de energía infinita para seguir acelerando al objeto, lo cual es imposible.

La longitud medida de una nave en movimiento es igual a la mitad de su longitud propia. a) ¿Cuál es la velocidad de la nave relativa a un observador en la tierra? b) ¿Cuál es la dilatación de la unidad de tiempo de la nave? a)

b)

 Relatividad especial [en línea]. URL disponible en:  Introducción a la física moderna. Mauricio García Castañeda, Jeannine Ewert De-Geus.