De forma muy esquemática (porque este tampoco es el foro adecuado para una exposición extensa):
La TRE tiene dos grandes postulados:
1.- La relatividad de todo movimiento respecto a cualquier sistema de referencia inercial (inercial = sin aceleración). Que también se puede enunciar como que las leyes físicas son siempre las mismas en todos los sistemas de referencia inerciales. En realidad, este postulado pertenece a la primera teoría relativista de la historia, la de Galileo. Lo que hizo Einstein fue ampliar este principio a la óptica y al electromagnetismo.
2.- La velocidad de la luz es constante e independiente de cualquier sistema de referencia.
La compatibilidad de ambos postulados, aparentemente incompatibles, tiene consecuencias bastante drásticas: el tiempo deja de ser un valor absoluto y se convierte en una variable que depende del observador (de la velocidad del observador). Es lo que se conoce como dilatación temporal. Algo parecido ocurre con las longitudes, que sufren una contracción en función de la velocidad del observador. Las modificaciones que ambas magnitudes experimentan con la velocidad pueden ser deducidas con la llamada transformaciones de Lorentz.
t = to / √(1 – v²/c²)
Otra de las conclusiones de la TRE es la identidad entre masa y energía como las dos caras de un misma entidad. Es la famosa E = m c². ¿Cómo se deduce esta relación entre masa y energía? Pues, como sabemos por la física clásica sabemos que la energía cinética de un cuerpo depende de su velocidad y como “c” es constante por el segundo postulado de la TRE, entonces se deduce que la masa depende de la velocidad. El valor de esta masa, llamada masa relativista es:
m(v) = mo / √(1 – v²/c²)
Como ves, nuevamente aparece el factor de Lorentz.
Y hasta aquí, de forma resumidísima, la TRE.
Ahora, la TRG. ¿Por qué una nueva teoría? o ¿Por qué una extensión de una teoría que apenas tenía diez años? Pues entre otros muchos motivos (espacio de Minkowski, paradoja de Langevin o de los gemelos...) había uno muy importante. Conciliar la afirmación de la mecánica clásica (la newtoniana) de que la gravedad era una fuerza instantánea (si se volatilizara el Sol, la Tierra se saldría instantáneamente de su órbita, según Newton) con el segundo postulado de la TRE que también dice que nada puede viajar más rápido que la luz, ni siquiera, por supuesto, la gravedad.
Para resolver este conflicto, Einstein empieza por cuestionar la validez de la geometría euclídea para todo el espacio e introduce el concepto de que la gravedad es una consecuencia de la curvatura espacio temporal, las masas deforman el tejido espacio temporal (4D) a su alrededor.
A partir, de ahí, por un proceso bastante complejo – tan complejo que casi tuvo que desarrollar su propio lenguaje matemático, el cálculo tensorial no era nuevo pero se desarrolló enormemente- se llega a la formulación del meollo de la TRG, el primer postulado de la TRG:el Principio de Equivalencia. No te voy a marear con la definición formal (las definiciones) del Principio de Equivalencia, te diré simplemente una definición práctica que a mi me resulta muy intuitiva: “Un observador no puede distinguir entre una aceleración provocada por una fuerza y la gravedad” o “la fuerza que apreciamos en un sistema acelerado es de idéntica naturaleza que la ejercida por la atracción de la gravedad”. No hay forma de distinguir si los objetos de una habitación caen hacia abajo por la gravedad o porque la habitación entera está siendo acelerada verticalmente. Eso llevado al límite quiere decir, como se dice en la wikipedia, que el campo gravitacional que sentimos en la superficie de la tierra es realmente una fuerza ficticia como las otras fuerzas ficticias que se perciben al no estar en un sistema de referencia inercial.
Esta deducción lleva a su vez al segundo postulado de la TRG, que en realidad, es una generalización del primero de la TRE. Donde antes decía que: “las leyes físicas son siempre las mismas en todos los sistemas de referencia inerciales.”, ahora se generaliza a “ las leyes físicas son siempre las mismas en todos los sistemas de referencia. inerciales o no”.
Ya te imaginaras que esta respuesta es sólo un resumen muy personal, como no podía ser de otra forma. Espero que te sea de alguna utilidad.
La relatividad especial no incluye a la gravedad, solo se trata de describir el movimiento de los cuerpos a velocidades altas (fracciones de la velocidad de la luz).
La relatividad general se trata de describir como afecta la gravedad al movimiento de los cuerpos
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De forma muy esquemática (porque este tampoco es el foro adecuado para una exposición extensa):
La TRE tiene dos grandes postulados:
1.- La relatividad de todo movimiento respecto a cualquier sistema de referencia inercial (inercial = sin aceleración). Que también se puede enunciar como que las leyes físicas son siempre las mismas en todos los sistemas de referencia inerciales. En realidad, este postulado pertenece a la primera teoría relativista de la historia, la de Galileo. Lo que hizo Einstein fue ampliar este principio a la óptica y al electromagnetismo.
2.- La velocidad de la luz es constante e independiente de cualquier sistema de referencia.
La compatibilidad de ambos postulados, aparentemente incompatibles, tiene consecuencias bastante drásticas: el tiempo deja de ser un valor absoluto y se convierte en una variable que depende del observador (de la velocidad del observador). Es lo que se conoce como dilatación temporal. Algo parecido ocurre con las longitudes, que sufren una contracción en función de la velocidad del observador. Las modificaciones que ambas magnitudes experimentan con la velocidad pueden ser deducidas con la llamada transformaciones de Lorentz.
t = to / √(1 – v²/c²)
Otra de las conclusiones de la TRE es la identidad entre masa y energía como las dos caras de un misma entidad. Es la famosa E = m c². ¿Cómo se deduce esta relación entre masa y energía? Pues, como sabemos por la física clásica sabemos que la energía cinética de un cuerpo depende de su velocidad y como “c” es constante por el segundo postulado de la TRE, entonces se deduce que la masa depende de la velocidad. El valor de esta masa, llamada masa relativista es:
m(v) = mo / √(1 – v²/c²)
Como ves, nuevamente aparece el factor de Lorentz.
Y hasta aquí, de forma resumidísima, la TRE.
Ahora, la TRG. ¿Por qué una nueva teoría? o ¿Por qué una extensión de una teoría que apenas tenía diez años? Pues entre otros muchos motivos (espacio de Minkowski, paradoja de Langevin o de los gemelos...) había uno muy importante. Conciliar la afirmación de la mecánica clásica (la newtoniana) de que la gravedad era una fuerza instantánea (si se volatilizara el Sol, la Tierra se saldría instantáneamente de su órbita, según Newton) con el segundo postulado de la TRE que también dice que nada puede viajar más rápido que la luz, ni siquiera, por supuesto, la gravedad.
Para resolver este conflicto, Einstein empieza por cuestionar la validez de la geometría euclídea para todo el espacio e introduce el concepto de que la gravedad es una consecuencia de la curvatura espacio temporal, las masas deforman el tejido espacio temporal (4D) a su alrededor.
A partir, de ahí, por un proceso bastante complejo – tan complejo que casi tuvo que desarrollar su propio lenguaje matemático, el cálculo tensorial no era nuevo pero se desarrolló enormemente- se llega a la formulación del meollo de la TRG, el primer postulado de la TRG:el Principio de Equivalencia. No te voy a marear con la definición formal (las definiciones) del Principio de Equivalencia, te diré simplemente una definición práctica que a mi me resulta muy intuitiva: “Un observador no puede distinguir entre una aceleración provocada por una fuerza y la gravedad” o “la fuerza que apreciamos en un sistema acelerado es de idéntica naturaleza que la ejercida por la atracción de la gravedad”. No hay forma de distinguir si los objetos de una habitación caen hacia abajo por la gravedad o porque la habitación entera está siendo acelerada verticalmente. Eso llevado al límite quiere decir, como se dice en la wikipedia, que el campo gravitacional que sentimos en la superficie de la tierra es realmente una fuerza ficticia como las otras fuerzas ficticias que se perciben al no estar en un sistema de referencia inercial.
Esta deducción lleva a su vez al segundo postulado de la TRG, que en realidad, es una generalización del primero de la TRE. Donde antes decía que: “las leyes físicas son siempre las mismas en todos los sistemas de referencia inerciales.”, ahora se generaliza a “ las leyes físicas son siempre las mismas en todos los sistemas de referencia. inerciales o no”.
Ya te imaginaras que esta respuesta es sólo un resumen muy personal, como no podía ser de otra forma. Espero que te sea de alguna utilidad.
Un saludo.
La relatividad especial no incluye a la gravedad, solo se trata de describir el movimiento de los cuerpos a velocidades altas (fracciones de la velocidad de la luz).
La relatividad general se trata de describir como afecta la gravedad al movimiento de los cuerpos