Teoría especial de la relatividad

El origen de la Teoría de la relatividad se remonta a 1887, año en que Albert Michaelson y Edward Morley llevaron a cabo su famoso experimento de medición de la velocidad de la luz. En aquella época se creía que la luz se propagaba a través de un medio llamado éter, que llenaba incluso el vacío. Las ecuaciones de Maxwell sobre la radiación electromagnética (y la luz no es más que radiación electromagnética) decían que la velocidad a la que dicha radiación se propagaba debía ser fija, pero para ello era necesario tomar un sistema de referencia. Galileo fue el primero en enunciar que dos móviles que se acercan uno a otro suman sus velocidades, de manera que parece como si uno de ellos estuviese parado y el otro se acercase con la suma de ambas velocidades; si ambos móviles se mueven en el mismo sentido, la velocidad relativa de uno con respecto al otro es la diferencia de sus velocidades. Igualmente, si los dos móviles se alejan perpendicularmente uno del otro, sus velocidades son independientes; si consideramos que uno de los móviles está parado, el otro no parecerá alejarse a más velocidad.

Michaelson y Morley intentaban comprobar que la velocidad de la luz era efectivamente dependiente del éter considerado como sistema de referencia, y midieron la velocidad de la luz cuando la Tierra se aproximaba a la fuente luminosa (el Sol) y perpendicularmente a dicho movimiento. Basta con decir que los resultados obtenidos demostraban que la velocidad de la luz era independiente de la dirección en que se medía. Ambos valores eran exactamente iguales, lo que contradecía las observaciones de Galileo y parecía atentar contra el sentido común.

En los años siguientes hubo varios intentos de explicar aquel resultado. Los más importantes fueron debidos al holandés Hendrik Lorentz, que intentó resolver la cuestión en términos de variación de longitudes y tiempos cuando los objetos se movían por el éter. El problema no se resolvió a satisfacción de todos hasta la publicación en 1905 de una nueva teoría por un desconocido empleado de la oficina de patentes suiza llamado Albert Einstein.

El postulado fundamental de la Teoría Especial de la Relatividad (a veces llamada Teoría Restringida), es que la velocidad de la luz es constante , independientemente del sistema de referencia considerado. No importa si un observador está estacionario o se mueve, ni a qué velocidad lo hace ni en qué dirección: el valor de la velocidad de la luz sigue siendo constante para él. Al aplicar este postulado a las ecuaciones cinéticas se obtiene automáticamente que un observador situado en un sistema de referencia que se mueve a velocidades próximas a la de la luz sufre los llamados efectos relativistas. Así, para un observador estacionario parecerá que un objeto que se aproxima a la velocidad de la luz ve su masa incrementada. Además, un reloj en dicho objeto funcionará más despacio. Y para completarlo, el espacio también se ve afectado: una barra de un metro de largo que se mueva a velocidades cercanas a la luz (llamadas desde entonces velocidades relativistas) parecerá medir menos de un metro. El cálculo de la masa, tiempo y longitud que serían medidas por un observador a velocidad relativista se realiza mediante las transformaciones puestas a punto por Lorentz.

La Teoría Especial de la Relatividad terminó con la idea instituida por Newton de un espacio absoluto y un tiempo independiente del observador. Para esta teoría, el espacio y el tiempo son relativos y dependientes del observador, y lo único realmente absoluto es el valor de la velocidad de la luz. Uno de los corolarios más conocidos de la Teoría es sin duda la famosa ecuación E=mĚc2. Dado que la velocidad de la luz es un límite absoluto que no puede ser traspasado, un objeto no puede llegar a alcanzar jamás dicha velocidad. A medida que el objeto gana suficiente energía cinética, su masa se incrementa, y por mucha energía adicional que se le comunique su velocidad no aumentará. En otras palabras, cuanto mayor es la velocidad del objeto, más difícil se hace aumentar su velocidad. Este efecto fue comprobado varias décadas más tarde en los aceleradores de partículas, donde p.e. los electrones acelerados hasta velocidades relativistas engordan notablemente. Las restantes predicciones efectuadas por Einstein en esta Teoría han sido verificadas hasta la saciedad.

© Jacobo Cruces Colado, (722 palabras)