Teoría de la relatividad
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La teoría de la relatividad, o simplemente la relatividad, se refiere específicamente a dos teorías de Albert Einstein : relatividad especial y la relatividad general . Sin embargo, la "relatividad" también puede referirse a La relatividad de Galileo.
El término "teoría de la relatividad" fue acuñado por Max Planck en 1908 para enfatizar lo especial de la relatividad (y más tarde, la relatividad general) utiliza el principio de la relatividad.
La relatividad especial
La relatividad especial es una teoría de la estructura de espacio tiempo. Fue introducido en Albert Einstein papel 's 1905 " . Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento "La relatividad especial se basa en dos postulados que son contradictorias en la mecánica clásica :
- Las leyes de la física son las mismas para todos los observadores en movimiento uniforme respecto a la otra ( Galileo 's principio de la relatividad),
- La velocidad de la luz en una de vacío es la misma para todos los observadores, independientemente de su movimiento relativo o del movimiento de la fuente de la luz .
La teoría resultante tiene muchas consecuencias sorprendentes. Algunos de estos son:
- Tiempo de dilatación: Moving relojes se miden a marcar más lentamente que el reloj "estacionaria" de un observador.
- Longitud de contracción: Los objetos se miden para ser acortado en la dirección que se están moviendo con respecto al observador.
- Relatividad de la simultaneidad: dos eventos que aparecen simultánea a un observador A no ser simultánea a un observador B si B está moviendo con respecto a A.
- La equivalencia masa-energía: E = mc ², la energía y la masa son equivalentes y transmutable.
La característica definitoria de la relatividad especial es la sustitución de la Transformaciones de Galileo de la mecánica clásica de la Transformaciones de Lorentz. (Vea las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo y la introducción a la relatividad especial ).
La relatividad general
La relatividad general es una teoría de la gravitación desarrollada por Einstein en los años 1907-1915. El desarrollo de la relatividad general se inició con la principio de equivalencia, en virtud del cual los estados de movimiento acelerado y estar en reposo en un campo gravitatorio (por ejemplo, cuando se coloca en la superficie de la Tierra) son físicamente idénticos. El resultado de esto es que caída libre es movimiento inercial: En otras palabras un objeto en caída libre está cayendo debido a que es cómo los objetos se mueven cuando no hay fuerza que se ejerce sobre ellos, en lugar de este ser debido a la fuerza de la gravedad como es el caso en la mecánica clásica . Esto es incompatible con la mecánica clásica y la relatividad especial porque en esas teorías por inercia objetos en movimiento no se pueden acelerar con respecto a la otra, pero los objetos en caída libre de hacerlo. Para resolver esta dificultad Einstein propuso por primera vez que el espacio-tiempo es curvo. En 1915, ideó el Ecuaciones de campo de Einstein que relacionan la curvatura del espacio-tiempo con la masa, la energía y el impulso dentro de ella.
Algunas de las consecuencias de la relatividad general son:
- El tiempo pasa más lentamente a potenciales gravitacionales inferiores. Se llama la dilatación del tiempo gravitacional.
- Órbitas precesión de forma inesperada en la teoría de la gravedad de Newton. (Esto se ha observado en la órbita de Mercurio y en púlsares binarios).
- Incluso los rayos de luz (que son sin peso) doblada en presencia de un campo gravitatorio .
- El Universo está en expansión, y las partes lejanas de que se están alejando de nosotros más rápido que la velocidad de la luz . Esto no contradice la teoría de la relatividad especial, ya que es el propio espacio que se está expandiendo.
- Torsión por arrastre, en el que una masa giratoria "arrastra" el tiempo espacio a su alrededor.
Técnicamente, la relatividad general es una teoría métrica de la gravitación cuya característica definitoria es su uso de las ecuaciones de campo de Einstein. Las soluciones de las ecuaciones de campo son tensores métricos que definen la topología de los objetos del espacio-tiempo y cómo se mueven por inercia.
