A finales del siglo XIX se conocía que la luz era una onda electromagnética, que se propagaba a velocidad c (unos 300.000 km / s).

Esto, sin embargo, tenía un tiempo que la cabeza de todo el mundo: hasta ese momento todas las ondas conocidas necesitaban un medio por el que propagar: las olas de un estanque necesitaban el agua, las ondas sísmicas necesitaban la tierra, y el sonido (que ya se conocía que era otra onda) necesitaba el aire para propagarse.

Ahora, si tenemos en cuenta las estrellas que vemos y nosotros no tenemos nada , esto entra en contradicción directa con que veamos la luz que nos llega de las estrellas.
Por Lo Que habia Que Pensar en otra alternativa: en el espacio deberia Existir algo , Medio ONU, Que permite Que se PROPAGE la Luz: al mar Cual se denominó Éter , del Cual no sabiamos En un Principio nada Absolutamente, ni De qué ESTABA “ Formado ".

Ahora, si existiera de verdad, ése, debería poder ser capaz de observar la forma del original, y esto fue lo que propuso, Michelson y Morley, un mensaje para medir dicho éter.

No sé si está de acuerdo con la velocidad que tiene, pero dado que la Tierra gira en torno al Sol en un año de una vuelta, la velocidad del agua se acerca a la Tierra cambiará a lo largo del año, y esto producirá ligeros Cambios en la imagen que nos da la luz.

Para ello, se utilizó un interferómetro de Michelson , el cual divide la luz que emite un foco luminoso (un láser por ejemplo) en dos haces, los cuales rebotan en dos espejos y se vuelven en juntar. Dado que la luz es una onda, siempre que tengamos una fuente que solo emite una longitud de onda, al volver a juntarse, los dos haces interferirán produciendo los máximos y mínimos de intensidad.

Que se forme uno u otro depende de la diferencia de los caminos que se hacen los dos haces, lo que normalmente se puede hacer es que la posición de uno de los espejos es similar a la longitud de la onda de la luz, lo cual lleva un mar de unos cientos de nanómetros: una diez milésima de milímetro). 
Sin embargo, también se puede lograr el mismo efecto si las distancias son permanentes pero la velocidad del medio por el que viaja la luz varía en uno de los brazos.

Así que variando la orientación de los brazos que se vieron en el patrón obtenido. 

Al formular su propia teoría de la invariancia [1], Einstein lo que va a hacer es ampliar la invariancia de Galileo afirmando que el principio de relatividad debe aplicar a todas las leyes de la física, como las leyes que rigen la luz y otros efectos del electromagnetismo, no solo a la mecánica. Einstein usó este principio como uno de los dos postulados de su teoría, de la cual luego derivó las consecuencias por deducción.

El principio de relatividad de Einstein podría expresarse de la siguiente manera:

Como vemos esto no es más que el principio de relatividad de Galileo en el que se ha sustituido “las leyes de la mecánica” por “todas las leyes de la física”.

Como decir repetidamente “marcos de referencia que están en reposo o en velocidad uniforme en relación con otro marco de referencia” es bastante prolijo, los físicos le dan un nombre a este concepto, marcos de referencia inerciales, ya que la ley de inercia de Newton se cumple en ellos. Los marcos de referencia que se aceleran respecto a otros se denominan marcos de referencia no inerciales.

Los marcos de referencia no inerciales no están incluidos en la parte de la teoría de la invariancia que estamos tratando; debido a esta limitación a esta parte de la teoría se la conoce popularmente como teoría de la relatividad especial. Está restringida pues a marcos de referencia inerciales, aquellos que están en reposo o se mueven con una velocidad uniforme relativa entre sí.

Si nos fijamos, según el principio de relatividad en la versión de Einstein, las leyes del movimiento de Newton y todas las otras leyes de la física siguen siendo las mismas para los fenómenos que ocurren en cualquier marco de referencia inercial. Este principio no dice en absoluto que “todo es relativo”. Por el contrario, demanda que busquemos las relaciones que no cambian cuando pasamos nuestra atención de un marco de referencia en movimiento a otro. Las mediciones físicas, pero no las leyes físicas [2], dependen del marco de referencia del observador.

El principio de relatividad es, como decíamos antes, uno de los dos postulados a partir de los cuales Einstein derivó las consecuencias de la teoría de la invariancia. El otro postulado se refiere a la velocidad de la luz, y es especialmente importante cuando se comparan las observaciones entre dos marcos de referencia inerciales en movimiento relativo, ya que dependemos principalmente de la luz para hacer observaciones. Trataremos de él en nuestra próxima entrega de la serie.

Notas:

[1] Popularmente conocida como teoría de la relatividad.

[2] Por eso Einstein se refería a su teoría como teoría de la invariancia, porque las leyes no varían.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance 

cesar mejia Padilla
grupo 3

www.vix.com

La teoría general de la relatividad de Albert Einstein de los logros más imponentes de la física del siglo veinte. Publicada en 1916, explica lo que percibimos como fuerza de gravedad. De hecho, esta fuerza surge de la curvatura del espacio y del tiempo.
Los cuerpos en caída libre (como las naves en órbita) son sistemas inerciales en los que la derivada covariante de su velocidad es nula ({\displaystyle \nabla _{\vec {u}}u^{r}=0}

). Por ello, no experimentan ningún tipo de aceleración inercial provocada por la "fuerza gravitatoria". Sin embargo, un observador externo, como un astrónomo situado en la Tierra, puede observar cómo dicho cuerpo en caída libre se aproxima a la Tierra con una aceleración creciente (de ahí que la derivada ordinaria de la velocidad en este caso sea diferente a cero -{\displaystyle {\frac {dv^{r}}{dt}}\not =0}

-) 

Dicha expresión fue sujeta a ciertas interpretaciones, aunque actualmente las consecuencias para la teoría de partículas de dicha ecuación son totalmente claras, y la expresión está bien demostrada desde un punto de vista experimental . 

Esta fórmula establece que la energía equivale a (E) se puede calcular como la masa (m) multiplicada por la velocidad de la luz (c = aproximadamente 3 × 10 ⁸ m / s) al cuadrado. Similarmente, cualquier cosa que tenga energía exhibe una masa correspondiente a su energía por la velocidad de la luz al cuadrado c². Debido a que la velocidad de la luz es un número muy grande en las unidades cotidianas, la fórmula implica que incluso un objeto cotidiano en reposo con una cantidad modesta de masa tiene una cantidad muy grande de energía intrínseca. 

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Consecuencias de la relatividad especial

1) La velocidad de la luz es máxima : Para que en la transformación de Lorentz γ tenga sentido debe cumplirse que |v| < c

2) Dilatación del tiempo : Si un objeto en movimiento a velocidad v, digamos una nave espacial. Supongamos un observador en la tierra en reposo, dicho observador percibirá que en el intevalo de tiempo t2 - t1, la nave espacial habrá recorrido desde x1=vt1 hasta x2=vt2.
Supongamos ahora un observador en el interior de la nave espacial, él observará que

    t1' = γ(t1 - v2t1/c2)
    t2' = γ(t2 - v2t2/c2)

Por tanto

    γ(t2' - t1') = t2 - t1, con γ > 1

Esto implica que el intervalo de tiempo es mas largo en un reloj en el interior de la nave pues cada segundo hay que multiplicarlo por γ

3) Contracción del espacio : Tomamos el ejemplo del punto anterior, la nave espacial a velocidad v. Ella, tiene extremos x1', x2' para un observador viajando dentro de la nave, mientras que para un observador en reposo en la tierra dichos valores son x1, x2. Por la transformación de Lorentz se tiene

    x1' = γ(x1 - vt)
    x2' = γ(x2 - vt)

Por tanto

    x2' - x1' = γ(x2 - x1), de nuevo con γ > 1

Por tanto el observador que viaja en la nave espacial la ve mas grande.

4) Simultaneidad relativa : De nuevo el ejemplo anterior, si para el observador en reposo en la tierra un evento ocurre en el instante t1 y en el punto x1 y otro evento en el instante t2 en el punto x2
Para un observador dentro de la nave dichos fenómenos ocurren respectivamente en x1' y en el instante t1' y x2', t2'. Por la transformación de Lorentz

    t2 - t1 = 0,pero t2' - t1' =γ(t2 - v2x2/c2) - γ(t1 - v2x1/c2) = γv(x1 - x2)/c2 ≠ 0, si x1 ≠ x2

Por tanto, dos sucesos simultaneos en puntos distintos para el observador en reposos no lo son para el observador en movimiento en la nave espacial.

5) Nueva regla de adicción de velocidades : De nuevo el mismo ejemplo, supongamos que el observador en la nave espacial observa un objeto desplazándose a velocidad v2=dx'/dt'.

El observador en reposo en cambio ve este movimiento con velocidad v1=dx/dt. Entonces

    v2 = dx'/dt' = dx'dt/dt'dt = [γ(dx/dt -v)]/[γ(1 - dx/dt v/c2)] = (v1 - v)/(1 - vv1/c2)

Esta es la llamada regla para sumar velocidades en relatividad especial. Obsérvese que v1 = v2 + v para velocidades pequeñas a las que estamos acostumbrados.
Por otro lado si v2=c entonces v1=c, lo cual es coherente con la primera consecuencia: La velocidad de la luz es máxima 

Cuando un cuerpo se mueve hacia delante a la luz, la energía relativista tiende a hacerse infinita. Esto nos lleva a la conclusión de que la masa relativista se hace, entonces, infinita, y que no hay fuerza que pueda oponerse, por lo que la velocidad de la luz es un límite físico insuperable. Tiene su lógica, pues la masa se define como el cociente entre la fuerza y ​​la fuerza, por lo que no es más que una medida de la resistencia de un cuerpo a aumentar su velocidad (si su velocidad aumenta, su masa también lo hace).
Sin embargo, esto nos lleva a un error común: si uno viaja a velocidades cercanas a las de la luz como su aumento. Esto no es cierto: ¡la masa no varía! Puede significar que la relación aumenta con la masa relativista, pero el significado físico que podemos darle no es el mismo que el de la masa en reposo, o masa inercial, con la que estamos acostumbrados a trabajar. ACTUALMENTE, el Muchos libros y Autores Recomiendan no Como utilizar el relativista calificativo, y Hablar de Energía totales y invariante masa , para incidir En que el valor de m ₀ es El Mismo en any Sistema de Referencia, MIENTRAS Que El valor de E Depende del Sistema Elegido .

Además, conviene recordar que la velocidad y la fuerza son magnitudes vectoriales. Eso quiere decir que si aplicamos una fuerza contra un cuerpo que se mueve a velocidades similares a la de la luz, en la misma dirección del movimiento, parece que la masa es la masa relativista ) Pero si aplicamos una fuerza perpendicular al movimiento, el factor de Lorentz es uno que se gana la mano en la dirección de cero), y por tanto, percibimos una masa muy diferente. Es decir, la masa varía dependiendo, no solo de la velocidad, sino de la dirección de la fuerza aplicada. Este pequeño razonamiento descarta definitivamente que la masa relativista puede ser tipo de concepto físico real.

 La magnitud momento lineal de un cuerpo nos mide su capacidad de realizar impulso sobre otro y viene dada clásicamente por: P=m·v donde m es la masa de cuerpo y v su velocidad. En nuestra escena, la velocidad de desintegración de los bloques viene determinada para el sistema propio del vehículo por la velocidad desintegración introducida por el usuario. Para el otro observador la velocidad de cada bloque viene determinada por las reglas de composición de velocidad relativistas.

Si hemos de introducir alguna modificación en el concepto de momento lineal no podrá ser por tanto en el término velocidad, sino en la otra magnitud implicada la masa.

 A partir de ahora supondremos que la masa de un cuerpo no es una constante sino que depende de la velocidad que posea, siendo su valor  m= γ·mo  donde mo es la masa del cuerpo en el sistema en el que el cuerpo se v e en reposo y  γ es el famoso parámetro relativista de valor:

Una advertencia importante:  Si con la nueva noción de masa relativista hayamos el momento total de los dos fragmentos en la escena de la desintegración, observaremos un detalle: para el observador exterior, el momento total tampoco parece conservarse sino que se hace mayor al aumentar la velocidad de desintegración. 

Antes de la relatividad existían corrientes de pensamiento que aseguraban que existía una verdad absoluta y un único modo de enfocar determinados aspectos de la vida. Pero si Einstein aseguraba que el paso del tiempo y otros fenómenos que se consideraban irrebatibles dependían en realidad de ciertos parámetros del observador, lo mismo podía ocurrir con conceptos como la verdad, del bien o del mal, por ejemplo, que dejarían de ser absolutos para depender del punto de vista de cada individuo.

Curiosidades en la vida diaria, que se explican con la teoria de la relatividad.

1)Un satelite experimenta dilatacion del tiempo.
 

Los satélites dan vueltas a la tierra a una velocidad de 10 mil kilómetros por hora, una milésima de la velocidad de la luz. Aunque es una velocidad muchísimo más lenta que la velocidad de la luz, el satélite experimenta dilatación del tiempo.

¿Cómo? Experimenta el paso del tiempo 4 microsegundos más rápido que la tierra, por lo que envejecerá antes que tú. Ahora, si incluyes los efectos de la fuerza de la gravedad (la que también les afecta), esta cifra sube a 7 microsegundos.

2)El oro no es del color que aparenta.
l oro tiene un característico color amarillo suave que, aunque no lo creas, se debe a la relatividad. De hecho, sino tomamos en cuenta la relatividad, el color del oro se acercaría más al brillo plateado. 
 

Todo se debe a la forma en que lo átomos de oro se mueven. Los electrones que están junto al núcleo del átomo de oro, deben moverse a una velocidad sorprendentemente alta (la mitad de la velocidad de la luz) para evitar ser arrastrados por éste. Al moverse tan rápido, pareciera que los electrones que están separados estuvieran más cerca.

Yoselin Larissa Ordoñez Canales                                                                                                                                                                                                                                                                                          
 Lista # 17

 

1). Un tren de 200 m de longitud parte de una estación a una velocidad constante de 5 m/s

 –Determina, aplicando la transformación de Galileo, la velocidad y la posición de la persona respecto a la estación

 

La velocidad de la persona respecto al muelle es v = 5 – 2 = 3 m/s–1, que no varía con el tiempo.

Respecto a un sistema de referencia fijo en la estación,S, la persona está inicialmente en 

 x= 200 m. 
Al cabo de 8 s, su posición es: x = x+vt = 200 + 3 · 8 = 224 m.

 

2). Vega es una estrella de la constelación de la Lira que se encuentra a 27 años luz de la Tierra.

 

+Si Vega experimentara una explosión de tipo supernova, indica cómo observarían este fenómeno

R/Un observador cercano a la estrella vería el acontecimiento inmediatamente. Un observador en la Tierra

tardaría 27 años en verlo 

 

3). Una nave espacial viaja a una velocidad constante de 0,8c. Al pasar cerca de la Tierra, mide el diámetro

 

K=1-V^2 / 2C^2

ENERGÍA Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO 

Al igual que hemos visto en las anteriores magnitudes, la cantidad de movimiento de un cuerpo se define, en términos relativistas, como:  

La cantidad de movimiento se relaciona con la energía mediante la siguiente ecuación:  

Una de las implicaciones de esta expresión y que puede generar dudas, que nos permite justificar la energía de partículas sin masa , como los fotones , para las cuales el segundo término se anula, pero no el primero, de manera que su energía es E = pc . 

Debido a que las leyes de la física deben ser invariables frente a las transformaciones de Lorentz, se deben generalizar las leyes de Newton y las Definiciones de energía y el momento en que son compatibles con el principio de la relatividad. Además estas definiciones generalizadas deben reducirse a las Definiciones nuevas en el límite de bajas velocidades. (

3.85 *10^26 W 
dm/dt =  

3.85 *10^26 W /c^2 
dm/dt = 4.28*10^9 kg/s