Relatividad y Física Moderna

Se conoce como Teoría de la Relatividad, al conjunto de las formulaciones científicas desarrolladas a inicios del siglo XX por el físico Albert Einsteins.

Su objetivo era resolver la incompatibilidad teórica que existe entre los dos primordiales campos de la física: la mecánica newtoniana y el electromagnetismo.

Estas formulaciones se publicaron como dos teorías científicas distintas:

Teoría de la relatividad espacial: Un tratado de física del movimiento de los cuerpos en ausencia de fuerzas gravitatorias o de gravedad, donde se compatibilizaban las ecuaciones de Maxwell referentes al electromagnetismo, con las de Newton referentes al movimiento.

Teoría de la relatividad general: Una aproximación teórica de la gravedad y de los sistemas de referencia tanto inerciales como no inerciales. Generaliza la teoría de la relatividad especial y reemplaza la gravedad newtoniana en los casos en los que los campos gravitatorios son muy intensos.

Los fundamentos básicos de la Teoría de la relatividad pueden resumirse en que la localización en el espacio y tiempo de un fenómeno determinado, dependerá siempre de la velocidad a la que se mueva el observador.

O dicho en términos más sencillos: que las cosas pueden percibirse de manera muy distinta dependiendo del punto de vista del observador, incluso en lo referido a dimensiones que hasta el momento se pensaban absolutas, como el tiempo o el espacio.

Esto, que en apariencia luce como algo sencillo, permitió replantear el modo en que la física contemporánea comprendía el tiempo y el espacio. Además, abrió la puerta a toda una serie de nuevas ecuaciones en torno a fenómenos que, inicialmente, parecen contrariar el sentido común.

Entre esos fenómenos se destacan la contracción espacial, la dilatación del tiempo, el límite universal de la velocidad (equivalente a la velocidad de la luz).

Por otro lado, Einstein descubrió la equivalencia entre masa y energía, que expresó en la célebre fórmula E = m.c^2 (energía es igual a masa por velocidad al cuadrado).

Importancia de la teoria de la relatividad

Las Teorías de Einstein refundaron la física moderna. Fueron adoptadas rápidamente por todos los grandes centros de pensamiento y estudio de la física en el mundo.

Tuvieron además un importante impacto en la filosofía, ya que entre otras cosas negaban la existencia de un tiempo absoluto y permitían pensar, en términos serios, asuntos que otrora eran exclusivos de la fantasía y la ensoñación, como la manipulación del tiempo o los viajes espaciales a alta velocidad.

A pesar de que su explicación concreta puede resultar tediosa o complicada, conviene resaltar que la Teoría de la relatividad ha sido comprobada. De hecho, ha sido puesta en práctica en asuntos tan complejos como la energía atómica.

Además, se tiene constancia de las leves pero innegables diferencias en el envejecimiento y el transcurso del tiempo que se dan entre astronautas y habitantes de la Tierra, dado que estos últimos, al estar más sometidos a la gravedad del planeta, viven el tiempo más aprisa.

Las teorías de Einstein permitieron el surgimiento de la cosmología, que es una rama de la física dedicada a la determinación de las condiciones de origen del universo. Sus observaciones sobre la curvatura de la luz fueron comprobadas públicamente en 1919, en el marco de un eclipse solar

Actividad. Responde las siguientes preguntas.

Recuerda revisar las respuestas de las preguntas abiertas al final de está página.

1. ¿Qué buscaba resolver la Teoría de la Relatividad?

a. El orígen de la materia

b. La formación de los planetas

c. La incompatibilidad entre la mecánica newtoniana y el electromagnetismo

d. El movimiento de los fluidos

2. ¿Cómo se llama la teoría que estudia el movimiento de los cuerpos en ausencia de gravedad?

a. Teoría cuántica

b. Relatividad especial

c. Relatividad general

d. Mecánica clásica

3. La Relatividad General trata principalmente sobre:

a. El movimiento de los cuerpos en ausencia de gravedad

b. El magnetismo de la Tierra

c. El estudio de la luz

d. Los sistemas de referencia con gravedad

4. ¿Cuál es el límite universal de velocidad?

a. El de la luz

b. El del viento

c. El del sonido

d. El de los electrones

5. ¿Qué fenómeno comprobó la Relatividad General durante un eclipse solar en 1919?

a. La contracción de la materia

b. La dilatación temporal

c. La expansión del universo

d. La curvatura de la luz

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6. ¿Qué fórmula expresa la equivalencia entre masa y energía?

7. ¿Cómo afecta la gravedad de la Tierra al envejecimiento de los astronautas?

8. ¿Por qué la Relatividad tuvo impacto en la filosofía?

9. ¿Qué es la cosmología y cómo se relaciona con la Relatividad?

10. ¿En qué se pueden resumir los fundamentos básicos de la Teoría de la relatividad?

¿Sigues teniendo dudas?

Te recomendamos visitar el siguiente material para mayor conocimiento o entendimiento sobre el tema:

1. La Teoría de la Relatividad de Einstein explicada en 5 puntos clave

2. La teoría de la relatividad y su impacto en la ciencia moderna

3. Teoría general de la relatividad

Respuestas de las preguntas abiertas:

6. E = m.c^2

7. El tiempo en la Tierra es más aprisa, porque experimentan menor gravedad.

8. Porque negó la existencia de un tiempo absoluto y abrió la posibilidad de pensar en viajes espaciales y manipulación del tiempo, antes considerados solo fantasía.

9. Es la rama de la física que estudia el origen y evolución del universo, posible gracias a las leyes de la Relatividad General.

10. En que la localización en el espacio y tiempo de un fenómeno determinado, dependerá siempre de la velocidad a la que se mueva el observador.




Referencias:

1. Leskow, E. C. (2025, 20 mayo). Teoría de la Relatividad - Concepto, utilización e importancia. Concepto. https://concepto.de/teoria-de-la-relatividad/ https://concepto.de/teoria-de-la-relatividad/

2. Freire, N. (2024, 25 septiembre). La Teoría de la Relatividad de Einstein explicada en 5 puntos clave. National Geographic España. https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/claves-para-entender-teoria-relatividad_19971 https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/claves-para-entender-teoria-relatividad_19971

3. Morones Ibarra, J. R. & Facultad de ciencias fisico-matematicas [UANL]. (s. f.). La teoría dela relatividad y su impacto en la ciencia moderna. http://eprints.uanl.mx/10326/1/32_la_teoria.pdf http://eprints.uanl.mx/10326/1/32_la_teoria.pdf

4. Teoría general de la relatividad – Física Linda, el lugar para aprender física! (s. f.). https://www.fisicalinda.com/courses/capitulo-8-fisica-moderna-b/lessons/teoria-general-de-la-relatividad/ https://www.fisicalinda.com/courses/capitulo-8-fisica-moderna-b/lessons/teoria-general-de-la-relatividad/

5. Astronomiaweb. (2021, 24 octubre). Qué es la Teoria de la Relatividad de Einstein - Explicación [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=4j-0fqunJFg https://www.youtube.com/watch?v=4j-0fqunJFg

6. Date un Vlog. (2019, 12 mayo). HOY SÍ que vas a entender la Relatividad General [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=RTlixJv7gWo https://www.youtube.com/watch?v=RTlixJv7gWo

7. BBC News Mundo. (2019, 24 mayo). Qué es la teoría de la relatividad de Einstein y por qué fue tan revolucionaria [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=oFbgfkh4cj8 https://www.youtube.com/watch?v=oFbgfkh4cj8