Relatividad Especial – Física Tabú

Teoría de la relatividad: el peor nombre para una teoría física

24/07/2023 por Adrián Castelo

Ah, la teoría de la relatividad. Qué teoría tan sencilla, con un nombre tan transparente y esclarecedor. Es tan fácil exponer en pocas palabras su contenido, que no me resisto a ello:

Todo es relativo.

Y es que, otras teorías guardan sus secretos tras nombres rimbombantes y opacos, como Óptica o Termodinámica (¡si es que hace falta saber griego y todo para entender de qué coj… van!). Pero la relatividad no. Te lo dice bien clarito.

Todo es relativo.

Si has escuchado un golpe mientras leías lo anterior, te diría que ha sido la cabeza de Einstein que se está revolviendo en su tumba. Pero no puedo decirte eso porque Einstein no está enterrado, así que ya me entiendes.

Lo que sí puedo decirte es que la teoría de la relatividad no va de que ‘todo es relativo’. Hoy veremos por qué el nombre de ‘Teoría de la relatividad’ se lleva el premio a peor nombre para una teoría física y, de paso, cómo fue que llegó a tener este nombre.

Limitaciones de la física clásica. Mecánica relativista. Postulados de la relatividad especial. Algunas implicaciones de la física clásica

29/04/202324/04/2023 por Adrián Castelo

A finales del siglo XIX la mayoría de físicos creían que la física estaba terminada, constituyéndose como un edificio de cimientos férreos. Solo quedaban dos nubes en el horizonte por despejar (parafraseando a Lord Kelvin quien, de hecho, dio una conferencia titulada: <<nubes decimonónicas sobre la teoría dinámica del calor y la luz>>), siendo la que en este tema nos atañe: ¿cómo puede moverse la tierra a través de un sólido elástico, como es básicamente el éter luminífero?

Y es que, desde que más y más partidarios adoptaron la teoría ondulatoria para la luz (reforzada por el descubrimiento de que la luz era una onda electromagnética de Maxwell), se creía necesario un medio material que le diera soporte: el éter. Es más, Maxwell habló de ondulaciones del mismo medio que es la causa de los fenómenos eléctricos y magnéticos. Pero si las ondas EM son transversales, el éter debía tener propiedades similares a un sólido: en concreto, una rigidez tremenda para que la velocidad de la luz fuera tan grande, pero siendo a su vez sutil y con nula viscosidad para no frenar los planetas. Aunque nadie entendía qué era el éter, ningún físico concebía el mundo sin él.

En esta entrada veremos cómo el desarrollo de estas ideas desembocó en la teoría de la relatividad especial.

Dilatación temporal, contracción longitudinal y las transformaciones de Lorentz

17/10/202219/10/2019 por Adrián Castelo

Ya hemos visto con suficiente detalle el experimento que puso sobre aviso a los físicos de la incompatibilidad entre mecánica y electrodinámica, y la posterior creación de la relatividad especial, desglosando las contribuciones de cada físico implicado. Intentando ahondar en estos problemas, Lorentz llegó a sus famosas transformaciones… pero por la vía errónea. Como Poincaré hizo notar, una conspiración de la naturaleza no podía ser sino una ley física. Y Einstein la encontró.

En este blog, de momento, no queremos hacer entradas con desarrollos teóricos cual libro de texto, aunque no descarto preparar algún minicurso para los interesados en el futuro. Queremos traer entradas interesantes, sobre aspectos de la física en los que quizá no habías reparado o temas que en la divulgación usual se quedan cortos de explicación. Pero me quedaría con la espinita clavada si solo mostramos como manera de llegar a las ecuaciones de Lorentz la intención de arreglar un experimento que no necesitaba arreglo. Así que esta entrada la dedicaremos a obtener las transformaciones de Lorentz partiendo del principio de relatividad y la constancia de la velocidad de la luz para todos los observadores inerciales.

¿Por qué el mérito de la creación de la relatividad especial es de Einstein?

25/12/201906/10/2019 por Adrián Castelo

En la entrada anterior vimos el experimento de Michelson y Morley y el trabajo de Lorentz intentando hacer cuadrar la relatividad galineana con el electromagnetismo de Maxwell. Allí entendimos que el electromagnetismo y la mecánica de Newton son incompatibles. A los físicos les quedaban dos opciones: o modificaban la mecánica o modificaban el electromagnetismo. Aunque algunos empezaban a entender que modificar el electromagnetismo no iba a ser posible, ninguno antes que Einstein supo dar con la tecla adecuada.

En esta entrada veremos cómo se desarrolló la teoría de la relatividad especial. Las contribuciones de Lorentz, Larmor, Voigt y sobretodo Poincaré, quien más cerca estuvo de adelantarse a Einstein en la creación de la relatividad especial. Y con ello entenderemos porqué el trabajo de Einstein fue tan revolucionario y su enfoque tan distinto. En definitiva, veremos porqué la teoría de la relatividad especial es mayormente mérito de Albert Einstein.

El experimento de Michelson-Morley y las transformaciones de Lorentz

04/06/202022/09/2019 por Adrián Castelo

En esta entrada vamos a diseccionar el experimento de Michelson y Morley, diseñado para medir la velocidad absoluta de la Tierra respecto al éter, que se mostraba como un sistema de referencia privilegiado. Para ello, tendremos que comprender primero qué es el éter y por qué era necesario. Entender qué dice el principio de relatividad de Galileo y por qué las ecuaciones de Maxwell no lo cumplían. Qué encontraron Michelson y Morley en su experimento y cómo lo explicaron Lorentz y Fitzgerald. Y veremos además el trabajo de Lorentz, el cual era mucho más extenso y profundo de lo que se suele contar en los libros de divulgación, desembocando finalmente en las famosas transformaciones de Lorentz… aunque por una vía muy distinta a la correcta.