1 00:00:00,000 --> 00:00:03,080 Vamos a ver una presentación que se llama La Relatividad. 2 00:00:03,379 --> 00:00:06,000 Como veis pone la última teoría clásica. 3 00:00:06,719 --> 00:00:07,919 Vamos a ver por qué. 4 00:00:08,539 --> 00:00:16,760 Las ecuaciones de Maxwell en 1873 resumen todas las leyes físicas que se conocían hasta ese momento 5 00:00:16,760 --> 00:00:21,600 en términos de fenómenos electromagnéticos y algunos otros. 6 00:00:22,140 --> 00:00:26,300 Son leyes que ya hemos visto y que se resumen de esta manera. 7 00:00:26,300 --> 00:00:34,920 Recordad que hablaba de dos conceptos que eran la circulación y el flujo, tanto del campo eléctrico como del campo magnético 8 00:00:34,920 --> 00:00:38,920 Este, como veis, fue James Clerk Maxwell 9 00:00:38,920 --> 00:00:46,200 Una en la mecánica, la electricidad, el magnetismo y la óptica 10 00:00:46,200 --> 00:00:59,740 Albert Einstein propuso que las leyes de la actrodinámica también deben cumplir el principio de la relatividad 11 00:00:59,740 --> 00:01:06,480 Hay una nueva forma de pensar y esa forma de pensar es la relatividad 12 00:01:06,480 --> 00:01:13,980 Vamos a ver este esquema donde aparecen sucesivamente los conceptos relacionados con la relatividad 13 00:01:13,980 --> 00:01:24,239 En cuanto a mecánica no relativista vemos que el principio de relatividad habla de un sistema de referencia inercial y un tiempo absoluto 14 00:01:24,239 --> 00:01:27,640 Las transformadas de Galileo hablan de suma de velocidades 15 00:01:27,640 --> 00:01:31,599 Eso no es coincidente con que exista una velocidad como la de la luz 16 00:01:31,599 --> 00:01:38,219 En cuanto al electromagnetismo vemos que la teoría de Maxwell habla de una constante universal que es la velocidad de la luz 17 00:01:38,219 --> 00:01:43,120 Aparece la teoría del éter y el experimento de Michelson-Morley se abandonó posteriormente 18 00:01:43,120 --> 00:01:45,980 y una explicación que es la contracción de Lorentz-Fischer. 19 00:01:46,739 --> 00:01:52,120 La mecánica relativista utiliza ese principio de relatividad a partir de esos postulados de Einstein 20 00:01:52,120 --> 00:01:58,540 para tratar la teoría de la relatividad restringida, donde el espacio y tiempo son relativos y aparece el principio de simultaneidad. 21 00:01:59,019 --> 00:02:05,959 Fenómenos relacionados, la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud, que se reflejan en la paradoja de los gemelos. 22 00:02:06,819 --> 00:02:11,120 Él obtuvo unas transformadas de Galileo similares a las de la contracción de Lorentz. 23 00:02:11,120 --> 00:02:20,240 podemos hablar entonces de la cinemática relativista, de la dinámica relativista y un espacio en cuatro dimensiones, tres espaciales y una temporal. 24 00:02:20,819 --> 00:02:24,680 La suma de velocidades es el límite, la velocidad de la luz. 25 00:02:25,180 --> 00:02:35,159 En cuanto a la dinámica relativista, pues podemos hablar de choques relativos, masa inercial, unidad entre la cantidad de movimiento en la energía cinética, equivalencia a masa de energía, 26 00:02:35,360 --> 00:02:39,259 es decir, esa ecuación que conocemos como E es igual a mc cuadrado. 27 00:02:39,259 --> 00:02:51,599 Los postulados de Einstein de la teoría de la relatividad restringida, una vez que los aplicamos a sistemas de referencia no inerciales, aparece lo que se denomina el principio de equivalencia. 28 00:02:51,599 --> 00:03:08,659 Lo veremos también en su momento. Es decir, la ampliación de la relatividad a sistemas que se mueven con aceleración unos respecto a otros. Eso lleva a la teoría de la relatividad general, de la cual hablaremos un poquito solo. 29 00:03:08,659 --> 00:03:30,110 Los sistemas de referencia pueden ser de dos tipos. Sistemas de referencia inerciales, que están en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme unos respecto a otros, donde se cumple la primera ley de Newton, lo que llamamos el principio de inercia, y también se cumple la tercera ley de Newton, la ley de acción y reacción. 30 00:03:30,110 --> 00:03:52,169 En estos sistemas solamente existen fuerzas reales. Los sistemas de referencia no inerciales están acelerados unos respecto a otros y no se cumple la primera ley de Newton y además aparecen unas fuerzas ficticias, lo que llamamos fuerza de inercia, y no se cumple por lo tanto la ley de acción y reacción. 31 00:03:52,169 --> 00:03:57,550 Estos son los que se mueven uno respecto a otro con velocidad constante 32 00:03:57,550 --> 00:04:03,789 y estos los que se mueven uno respecto a otro con velocidad no constante 33 00:04:03,789 --> 00:04:06,550 es decir, acelerados unos respecto a otros 34 00:04:06,550 --> 00:04:14,210 La relatividad en la mecánica clásica viene determinada por las transformaciones de Galileo 35 00:04:14,210 --> 00:04:20,750 donde las coordenadas del movimiento, que serían las coordenadas x, y y z 36 00:04:20,750 --> 00:04:42,230 Si el movimiento tiene lugar en una sola dimensión, en la dirección X, la posición en otro sistema de referencia vendrá dada por la posición que tenía respecto al primero, menos el movimiento que tiene y el tiempo que invierte, es decir, lo que cambia de posición en el sistema de referencia. 37 00:04:42,230 --> 00:04:48,129 En las otras coordenadas espaciales no habrá cambios y en la coordenada temporal tampoco. 38 00:04:48,129 --> 00:05:09,250 Por lo tanto, esta relatividad clásica habla de un tiempo absoluto, un tiempo invariante, lo que llamamos el principio de simultaneidad. Todos los procesos ocurren igual en todos los sitios. No hay un observador diferente de otro. Todos los observadores observan lo mismo. 39 00:05:09,250 --> 00:05:20,910 Y no es posible distinguir entre reposo y movimiento rectilíneo y uniforme. Ambos movimientos, bueno, ambos estados son indistinguibles. 40 00:05:20,910 --> 00:05:39,649 Es posible que en alguna ocasión habéis estado en el tren o en el coche y veáis que hay otro coche o otro vagón de tren que se mueve y penséis que sois vosotros los que os movéis, porque no podemos distinguir si estamos en reposo o movimiento rectilíneo y uniforme. 41 00:05:39,649 --> 00:06:05,740 La distancia entre los dos puntos, la longitud, es invariante. Todos los observadores van a medir la misma longitud. La velocidad no es invariante, la velocidad depende del observador. Dependiendo del observador tendremos una velocidad u otra y las velocidades se suman o se restan, depende de quién sea el observador. Y la aceleración también es un invariante. 42 00:06:05,740 --> 00:06:15,240 El principio de la natividad de Galileo nos dice que las leyes de la mecánica son las mismas para todos los sistemas inerciales 43 00:06:15,240 --> 00:06:24,360 Eso significa, por ejemplo, que si yo viajo en un crucero y quiero echar una partida de tenis con otro contrincante 44 00:06:24,360 --> 00:06:30,160 Pues siempre y cuando el barco vaya con velocidad constante y en línea recta 45 00:06:30,160 --> 00:06:35,259 Yo puedo jugar al tenis en la cancha del barco sin ningún problema 46 00:06:35,259 --> 00:06:54,600 Pero ¿qué ocurre si el barco acelera? Es decir, va cada vez más deprisa. O frena, va cada vez más despacio. O incluso si gira, pues que las leyes de la dinámica no se cumplen y por lo tanto yo no podré jugar al tenis en las mismas condiciones. 47 00:06:54,600 --> 00:07:05,339 Es decir, que yo golpearé a la pelota pensando que va a entrar en la cancha y si el barco ha girado, la pelota no caerá donde yo pensaba que iba a caer. 48 00:07:06,639 --> 00:07:14,959 Las ecuaciones de Maxwell, en ellas la velocidad c, que es la velocidad de la luz, es la velocidad máxima. 49 00:07:15,259 --> 00:07:20,279 Eso entra en contradicción con las transformadas de Galileo, que nos dice que las velocidades se suman. 50 00:07:20,279 --> 00:07:27,500 Esas ecuaciones solamente son válidas para sistemas en reposo, no para sistemas en movimiento 51 00:07:27,500 --> 00:07:35,579 Es decir, la predicción teórica y la observación, la práctica, no coinciden 52 00:07:35,579 --> 00:07:42,079 Hubo un experimento muy famoso que se llevó a cabo en la segunda mitad del siglo XIX 53 00:07:42,079 --> 00:07:47,259 Hubo varios experimentos llevados a cabo sobre todo por Michelson 54 00:07:47,259 --> 00:07:59,319 Se unió a él, Edward Morley, y realizaron un experimento que se denomina experimento de Michelson-Morley, EMM. 55 00:07:59,959 --> 00:08:05,319 La velocidad en el vacío es un invariante, es la misma para cualquier sistema de referencia. 56 00:08:06,100 --> 00:08:10,120 Ellos con este experimento lo que pretendían era demostrar un poco lo contrario, 57 00:08:10,120 --> 00:08:22,220 pero obtuvieron todos los resultados que justificaban precisamente que la velocidad de la luz no depende de cuál sea el movimiento, sino que es un invariante. 58 00:08:22,560 --> 00:08:32,200 El experimento de Michelson-Morley utiliza un interferómetro que, a partir de una fuente y de un espejo semipermeable, 59 00:08:32,200 --> 00:08:38,320 es decir, que permite que una parte de la luz pase y otra parte se refleje, 60 00:08:38,740 --> 00:08:42,899 y dos espejos donde esos dos haces se vuelven a juntar, 61 00:08:43,580 --> 00:08:51,320 la suma de las dos ondas electromagnéticas, es decir, de la luz procedente de esos dos espejos, 62 00:08:51,799 --> 00:08:53,580 se suman, daría interferencia. 63 00:08:53,799 --> 00:09:00,659 Observando lo que ocurre, mediríamos qué pasa con esta trayectoria y qué pasa con esta trayectoria. 64 00:09:00,659 --> 00:09:17,360 Es decir, habría interferencia constructiva si las distancias que recorren son las mismas o interferencia destructiva o parcialmente destructiva si la distancia que recorre en un sentido y en otro son diferentes. 65 00:09:19,649 --> 00:09:28,970 Las primeras explicaciones a esta aparente contradicción fueron llevadas a cabo por Heinrich Lorenz y George Fitzgerald. 66 00:09:28,970 --> 00:09:34,509 En este caso se hablaba de lo que se llamaba la contracción de la longitud 67 00:09:34,509 --> 00:09:39,450 Hay una disminución de la longitud de un cuerpo que se mueve en el éter 68 00:09:39,450 --> 00:09:42,570 pero solamente se contrae en la dirección del movimiento 69 00:09:42,570 --> 00:09:47,009 Esa contracción de la longitud es función de esta expresión 70 00:09:47,009 --> 00:09:52,629 L, que es la longitud original, por la raíz cuadrada de 1 menos v al cuadrado 71 00:09:52,629 --> 00:09:55,570 que es la velocidad con la que se está moviendo el observador 72 00:09:55,570 --> 00:09:59,610 dividido entre c al cuadrado, que es la velocidad de la luz. 73 00:10:01,470 --> 00:10:07,590 Agui Pancaré, filósofo, escribió un libro y dio varias conferencias 74 00:10:07,590 --> 00:10:12,230 tituladas sobre la dinámica del electrón en 1905, 75 00:10:12,230 --> 00:10:16,129 donde establece los principios matemáticos de la relatividad. 76 00:10:16,629 --> 00:10:22,409 Es decir, que tenemos tres científicos, filósofos, investigadores, 77 00:10:22,409 --> 00:10:26,610 que ponen un poco las bases de lo que es la relatividad. 78 00:10:28,110 --> 00:10:36,250 En 1905, Albert Einstein publica en la revista Anales de Física, en alemán, 79 00:10:36,970 --> 00:10:41,129 un texto que se denomina Sobre la electrodinámica de los cuerpos de movimiento. 80 00:10:41,129 --> 00:10:44,029 En él aparece el siguiente texto. 81 00:10:44,570 --> 00:10:51,570 El sentido y magnitud de la corriente inducida dependen sólo del movimiento relativo del conductor 82 00:10:51,570 --> 00:11:02,429 y el imán. Recordad que cuando hablamos de la inducción electromagnética dijimos que se puede 83 00:11:02,429 --> 00:11:09,950 generar de corriente eléctrica moviendo un imán acercándolo o alejándolo a una bobina o lo contrario 84 00:11:09,950 --> 00:11:18,549 mover una bobina acercándola y alejándola al imán. Bien, esos dos fenómenos antes de Einstein se 85 00:11:18,549 --> 00:11:24,009 explicaban de forma diferente. Y Einstein lo que vino a decir es, esos dos fenómenos 86 00:11:24,009 --> 00:11:29,389 son iguales, la única diferencia es el sistema de referencia. La única diferencia sería 87 00:11:29,389 --> 00:11:35,929 esa, el sistema de referencia que utilizamos. Estableció dos postulados. Uno, que todas 88 00:11:35,929 --> 00:11:41,110 las leyes de la física son válidas en todos los sistemas de referencia inerciales, es 89 00:11:41,110 --> 00:11:46,629 decir, es una generalización del principio de relatividad de Galileo. Y en segundo lugar 90 00:11:46,629 --> 00:11:50,990 establece que la velocidad de la luz es la misma para todos los sistemas 91 00:11:50,990 --> 00:11:54,889 inerciales y además es la velocidad máxima con la que 92 00:11:54,889 --> 00:11:58,909 se puede mover. Las transformaciones de Lorentz 93 00:11:58,909 --> 00:12:02,789 son estas que tenemos aquí, tanto para el espacio como 94 00:12:02,789 --> 00:12:05,830 para el tiempo. Recuerda que se parecen 95 00:12:05,830 --> 00:12:10,970 en algo a las transformadas de Galileo cuando la velocidad 96 00:12:10,970 --> 00:12:14,129 del sistema de referencia es pequeña relativamente. 97 00:12:14,129 --> 00:12:21,889 Estas serían las transformadas en la coordenada x y z si, como vemos, el movimiento tiene lugar en la coordenada x. 98 00:12:22,090 --> 00:12:25,990 La diferencia es que ahora el tiempo no es un invariable. 99 00:12:26,730 --> 00:12:36,269 Por otro lado aparece esta constante gamma, que es justamente la inversa de la raíz cuadrada de 1 menos v cuadrado partido por c cuadrado. 100 00:12:36,409 --> 00:12:37,370 Constante gamma. 101 00:12:38,690 --> 00:12:42,230 La distancia y el tiempo no son absolutos. 102 00:12:43,169 --> 00:12:54,750 Si v es igual a cero o v es muy pequeña en comparación con la velocidad de la luz, hay similitud entre las ecuaciones de Galileo y las de Lorenz, es decir, gamma valdrá 1. 103 00:12:55,289 --> 00:12:57,990 En caso contrario, pues gamma será mayor que 1. 104 00:12:59,649 --> 00:13:08,970 Estas ecuaciones deducidas por Lorenz en 1895 fueron obtenidas por Albert Einstein en 1905, desechando la existencia del éter. 105 00:13:08,970 --> 00:13:31,549 El éter fue una sustancia que se introdujo a finales del siglo XIX para explicar que las ondas electromagnéticas y por lo tanto la luz se debían mover en un medio. Se comprobó que efectivamente en el experimento de Michelson-Morley no era necesario ningún medio, por lo tanto ese éter luminífero no era necesario que existiera. 106 00:13:31,549 --> 00:13:52,190 En la teoría de la relatividad restringida, lo que llamamos cinemática relativista, que hemos comentado en el esquema del principio, la velocidad no es un invariante. La velocidad con la que se mide va a depender de la velocidad del observador, de la velocidad del sistema y de esta condición. 107 00:13:52,190 --> 00:14:09,750 Por otro lado, se habla de lo que llamamos la dilatación del tiempo. T, es decir, el tiempo que mide un observador en reposo es gamma por T' o lo que es lo mismo. 108 00:14:09,750 --> 00:14:24,370 Como gamma es un factor mayor que 1, el tiempo que mide un observador que está en reposo es mayor que el tiempo propio, es decir, el tiempo del observador que se está moviendo. 109 00:14:25,610 --> 00:14:28,649 Esto nos puede llevar a hablar de la paradoja de los gemelos. 110 00:14:29,669 --> 00:14:35,070 La contracción de la longitud está relacionada también con la dilatación del tiempo. 111 00:14:35,070 --> 00:14:40,970 En este caso, un objeto en movimiento parece más corto si se observa desde el reposo. 112 00:14:41,610 --> 00:14:48,850 L' es la longitud propia y L es la longitud que mide el observador que está en reposo. 113 00:14:49,389 --> 00:14:53,710 Si yo estoy en movimiento, mido una longitud L'. 114 00:14:53,710 --> 00:15:00,289 Un observador que está en reposo medirá 1 partido por gamma esa longitud. 115 00:15:00,289 --> 00:15:10,330 Es decir, la longitud para el observador en reposo es más pequeña o parece más pequeña que para el observador en movimiento. 116 00:15:10,809 --> 00:15:13,730 Esto lo podemos observar con la vida media de los muones. 117 00:15:14,590 --> 00:15:20,029 En la dinámica relativista podremos hablar de lo que llamamos masa relativista, 118 00:15:20,529 --> 00:15:27,610 que aumenta al crecer la velocidad hasta hacerse infinita a la velocidad de la luz, como vemos en esta gráfica. 119 00:15:27,610 --> 00:15:42,370 La relación entre la masa y la masa en reposo sería esta que tenemos aquí. Esta sería la masa en reposo y conforme aumenta la velocidad ves que a la mitad de la velocidad de la luz ya la masa es considerablemente mayor. 120 00:15:42,370 --> 00:15:48,370 Cuanto más se acerca a la velocidad de la luz, más aumenta y a la velocidad de la luz sería una masa infinita. 121 00:15:49,090 --> 00:16:00,610 Esta sería una gráfica donde se observa la relación entre M y M0 y la relación V y C. 122 00:16:01,490 --> 00:16:10,509 La cantidad de movimiento relativista, lógicamente, está relacionada con la velocidad del sistema de referencia. 123 00:16:11,490 --> 00:16:13,129 Depende del observador que la mida. 124 00:16:13,350 --> 00:16:17,549 La cantidad de movimiento se conserva si se tienen en cuenta las transformadas de Lorentz. 125 00:16:17,710 --> 00:16:31,549 La cantidad de movimiento en reposo sería m por v y la cantidad de movimiento cuando el objeto se está moviendo a una velocidad del orden de 0,5c o mayor sería esta gráfica. 126 00:16:33,169 --> 00:16:37,129 Por otro lado tenemos lo que llamamos la equivalencia masa y energía. 127 00:16:37,129 --> 00:16:43,870 Es decir, que se puede crear masa a partir de energía y energía a partir de la masa 128 00:16:43,870 --> 00:16:48,950 En otros términos podemos decir que masa y energía son equivalentes 129 00:16:48,950 --> 00:16:56,370 La energía cinética relativista podemos considerar que es esta expresión 130 00:16:56,370 --> 00:17:02,110 La energía cinética será gamma por m sub cero c cuadrado menos m sub cero c cuadrado 131 00:17:02,570 --> 00:17:07,869 Donde E0 es la energía de la masa o la energía en reposo. 132 00:17:08,430 --> 00:17:15,009 La energía cinética, por lo tanto relativista, sería la diferencia entre la masa y la masa en reposo por c al cuadrado. 133 00:17:15,569 --> 00:17:23,329 Si la velocidad es muy pequeña comparada con la velocidad de la luz, su energía cinética será un medio de mv0 al cuadrado. 134 00:17:23,849 --> 00:17:27,869 Si la velocidad es muy grande, la energía cinética tiende a infinito. 135 00:17:27,869 --> 00:17:43,589 Es decir, esta sería la relación entre la energía cinética y la velocidad y en este caso esta sería la relación entre la energía cinética y la velocidad si tenemos un movimiento relativista. 136 00:17:43,589 --> 00:17:51,269 Vamos a hablar ahora de la representación de un espacio en cuatro dimensiones. 137 00:17:51,269 --> 00:18:05,829 Para poder trabajar mejor con las ecuaciones de la relatividad, Hermann Minkowski, matemático, asignó a todo evento una cuarta dimensión perpendicular a las otras tres y cuya componente era imaginaria. 138 00:18:05,829 --> 00:18:22,710 El esquema sería parecido a este, donde tenemos una representación en el eje X que corresponde al espacio, cualquiera que sean las dimensiones, en este caso aparecerá la dimensión X, y otra dimensión que es la dimensión temporal. 139 00:18:23,390 --> 00:18:40,769 Fijaos que aquí hay una línea de luz que corresponde a la velocidad de la luz y esta zona es la que se llama el cono de luz, donde están los sucesos que ocurren en el presente. 140 00:18:41,029 --> 00:18:48,609 Este sería el presente y estos serían los sucesos que van a ocurrir. Por debajo de este cono de luz estarían los sucesos pasados. 141 00:18:48,609 --> 00:18:56,690 lo que hacemos con esta representación gráfica es considerar que la velocidad de la luz 142 00:18:56,690 --> 00:19:04,289 corresponderá a un avance en el espacio de un 1 y un tiempo 1 143 00:19:04,289 --> 00:19:06,109 es decir, la unidad en ambos casos 144 00:19:06,109 --> 00:19:11,029 todos los movimientos se representan por líneas 145 00:19:11,029 --> 00:19:14,029 que lógicamente están dentro de este cono de luz 146 00:19:14,029 --> 00:19:20,250 Porque todos los movimientos serían con una velocidad inferior a la velocidad de la luz. 147 00:19:21,609 --> 00:19:26,130 ¿Cuáles son las consecuencias de la teoría de la relatividad restringida? 148 00:19:26,470 --> 00:19:29,089 Pues que las leyes de Newton son válidas. 149 00:19:29,329 --> 00:19:37,710 Son una aproximación cuando la velocidad del sistema de referencia es muy pequeña comparada con la velocidad de la luz. 150 00:19:38,589 --> 00:19:43,029 Otra consecuencia es que hay una realidad espaciotemporal en cuatro dimensiones. 151 00:19:43,029 --> 00:20:01,529 Es decir, el tiempo y el espacio es un continuo y se tiene que hablar de tiempo y espacio. Los sucesos ocurren en un sitio y en un tiempo. En otro sitio y en otro tiempo los sucesos serían diferentes. 152 00:20:01,529 --> 00:20:14,430 Es decir, el principio de simultaneidad indica que sucesos que ocurren en lugares diferentes tienen consideraciones diferentes. 153 00:20:14,950 --> 00:20:20,430 Por otro lado, la velocidad de la luz es la máxima posible y además es independiente del observador. 154 00:20:21,089 --> 00:20:27,190 La energía es equivalente a la masa, la longitud de un cuerpo varía con la velocidad, aparentemente. 155 00:20:27,190 --> 00:20:51,549 No existe el tiempo absoluto, sino que depende del observador. La masa de un cuerpo en movimiento aumenta y estas consecuencias se representaron a principio de siglo de muchas maneras. Por ejemplo, los cuadros de Etzer que representan la relatividad. Como vemos, hay movimientos de subir y bajar escaleras que no se sabe si se sube o se baja, etc. 156 00:20:51,549 --> 00:21:02,509 Por otro lado, en este caso están representados los ángeles y el demonio. En este caso, ángeles y demonios representados en una superficie hiperbólica. 157 00:21:04,369 --> 00:21:22,869 La teoría de la relatividad general sería la ampliación de Einstein a su teoría de la relatividad restringida. Einstein nunca le gustó mucho esto de la teoría de la relatividad porque en realidad lo que pensaba era en los invariantes, en aquello que se mantenía constante, no aquello que cambiaba y que era relativo. 158 00:21:22,990 --> 00:21:28,069 Como veis en el texto, dice 159 00:21:28,069 --> 00:21:34,690 Estaba yo sentado en mi sillón de la oficina de patentes de Berna, la ciudad suiza, cuando de repente tuve una ocurrencia 160 00:21:34,690 --> 00:21:39,549 Si una persona cae libremente, no siente su propio peso 161 00:21:39,549 --> 00:21:40,930 Quedé atónito 162 00:21:40,930 --> 00:21:44,430 Esta idea tan simple me impresionó profundamente 163 00:21:44,430 --> 00:21:47,789 Me impulsó hacia una teoría de la gravitación 164 00:21:48,509 --> 00:21:56,789 De hecho, la teoría de la relatividad general es una nueva teoría de la gravitación, una nueva forma de entender la gravitación. 165 00:21:57,630 --> 00:22:11,089 En 1915, es decir, 10 años después de que publicara su teoría de la relatividad restringida, la teoría de la relatividad general reemplazó la idea newtoniana de la gravedad como atracción entre todos los cuerpos. 166 00:22:11,089 --> 00:22:19,890 Ahora, la gravitación es el efecto de la curvatura del espacio-tiempo producido por la masa y la energía. 167 00:22:22,029 --> 00:22:32,170 El principio de equivalencia nos dice que la masa inercial y la masa gravitacional de cualquier cuerpo son iguales, pero ¿qué son una y otra? 168 00:22:33,289 --> 00:22:36,210 Existen dos maneras de determinar la masa de un cuerpo. 169 00:22:36,750 --> 00:22:40,069 Una es con la que se mide la atracción que ejerce la Tierra. 170 00:22:40,069 --> 00:22:42,750 Esa es la masa gravitacional. 171 00:22:43,509 --> 00:22:56,109 Otra forma es utilizar la segunda ley de Newton, midiendo la inercia que presenta un cuerpo para oponerse a la fuerza que se le aplique, y es lo que se determina como la masa inercial. 172 00:22:57,109 --> 00:23:10,869 Comprobado experimentalmente por Rolcroll de Wittreich en 1964, si G es igual a A, la masa gravitacional y la masa inercial son indistinguibles, son iguales. 173 00:23:13,710 --> 00:23:19,710 Riemann fue un matemático muy importante que ya habló de la curvatura del espacio-tiempo. 174 00:23:19,710 --> 00:23:32,410 De hecho, el 10 de junio de 1854, Riemann dio a conocer una nueva geometría que ampliaba la de Euclides, que durante siglos se había considerado como definitiva. 175 00:23:33,130 --> 00:23:49,410 Durante 60 años, ese trabajo de Riemann y su tensor métrico, que era una forma de expresar esa nueva geometría, permanecieron ignorados por los físicos hasta que Einstein se dio cuenta de que encajaban perfectamente con su principio físico. 176 00:23:49,410 --> 00:24:00,549 De hecho, podemos decir que la reinterpretación física de la conferencia de Riemann del año 1854 recibe hoy el nombre de relatividad general. 177 00:24:00,549 --> 00:24:20,490 Así que vemos que la historia de la física no es sólo de una persona, sino de una serie de científicos, una serie de personas, en este caso incluso matemáticos, que desarrollan ideas que posteriormente se pueden trabajar con ellas, se pueden desarrollar y reinterpretar. 178 00:24:21,369 --> 00:24:25,529 La curvatura del espacio-tiempo sería una idea como esta. 179 00:24:25,990 --> 00:24:35,710 El Sol deforma ese continuo espacio-tiempo e incluso la luz se curva en esa trayectoria espacio-temporal. 180 00:24:36,150 --> 00:24:43,609 De tal manera que en este caso la fuente de una estrella, la luz que procede de una estrella, se curvaría y nos llegaría a nosotros. 181 00:24:44,309 --> 00:24:48,049 Nosotros veríamos la estrella aquí, pero realmente la estrella no está aquí, está aquí. 182 00:24:48,049 --> 00:25:10,440 En la teoría de Einstein el espacio-tiempo es curvo y la gravitación es la manifestación de su curvatura. Esta es una forma de expresar la teoría de la relatividad general. Sabéis que los físicos tienen mucha tendencia a resumir en una sola ecuación todas las características de sus teorías. 183 00:25:10,440 --> 00:25:14,759 En este caso utiliza magnitudes como los tensores, etc. 184 00:25:15,059 --> 00:25:17,359 Básicamente se trata de lo siguiente. 185 00:25:17,700 --> 00:25:22,799 El lado izquierdo, este lado de aquí, describe la geometría del espacio-tiempo. 186 00:25:23,319 --> 00:25:27,779 Es decir, nos está diciendo que las masas deforman el espacio-tiempo. 187 00:25:28,480 --> 00:25:32,819 Y el lado derecho representa la distribución de masa y energía. 188 00:25:32,819 --> 00:25:41,059 Es decir, cómo la masa y la energía se comportan en ese espacio-tiempo curvo. 189 00:25:41,819 --> 00:25:51,819 La literatura se hizo eco de estas ideas con obras como Alicia a través del espejo, de Carroll, La máquina del tiempo, de Orson Welles y Ulises, de James Joyce. 190 00:25:52,700 --> 00:25:58,380 La revista Time declaró a Albert Einstein el personaje del siglo. 191 00:25:58,380 --> 00:26:14,700 El espacio-tiempo, el espacio-tiempo, el continuo espacio-tiempo le dice a la materia cómo se tiene que mover y la materia le dice al espacio-tiempo cómo se tiene que curvar. Esta es la definición de Wheeler de lo que es la gravitación. 192 00:26:14,700 --> 00:26:24,799 Einstein, la teoría de Einstein de la relatividad, tuvo muchísimo éxito porque predijo bastantes cosas que con el tiempo se fueron cumpliendo 193 00:26:24,799 --> 00:26:31,980 Por ejemplo, la curvatura de la luz hacía que podíamos tener lentes gravitacionales 194 00:26:31,980 --> 00:26:43,599 Una lente gravitacional es que una galaxia pueda actuar exactamente como una lente concentrando la luz procedente de otras zonas más alejadas 195 00:26:43,599 --> 00:26:50,799 observado por Eddington en el eclipse solar del 29 de mayo de 1919 196 00:26:50,799 --> 00:26:55,259 supuso la aceptación de la teoría de Einstein 197 00:26:55,259 --> 00:27:01,660 ya que su predicción coincidía exactamente con las mediciones realizadas durante ese eclipse 198 00:27:01,660 --> 00:27:06,900 por otro lado, conocido antes de que Einstein formara la teoría 199 00:27:06,900 --> 00:27:10,500 era el avance del perihelio de Mercurio 200 00:27:10,500 --> 00:27:17,799 De tal manera que Mercurio tiene una órbita alrededor del Sol que no es siempre en el mismo plano, sino que va avanzando. 201 00:27:18,180 --> 00:27:20,720 Bueno, pues también supo explicar esto. 202 00:27:21,799 --> 00:27:31,019 También el corrimiento gravitacional al rojo, que es consecuencia de la expansión, en este caso de la expansión en el universo, 203 00:27:31,140 --> 00:27:35,880 y que la luz se va alejando cada vez más, medido por Pony Repla en 1960. 204 00:27:35,880 --> 00:27:56,779 Y los agujeros negros y las ondas gravitacionales. De los agujeros negros hay evidencia indirecta desde 1975 y de las ondas gravitacionales desde hace 2 o 3 años, desde 2018 o 2017, ya tenemos evidencias experimentales de las ondas gravitacionales con el sistema LIGO. 205 00:27:56,779 --> 00:28:03,019 Vamos a ver ahora algo de ampliación, que no me voy a detener mucho en ello. 206 00:28:03,160 --> 00:28:12,400 Solamente comentar qué son los agujeros negros, cómo se describen, qué es el radius bad side y qué ocurre al cruzar ese radius del bad side. 207 00:28:13,480 --> 00:28:20,720 Hay distintos tipos de agujeros negros, qué características tienen, cuál es ese radio y en qué condiciones. 208 00:28:20,920 --> 00:28:23,599 Ya os digo que esto no vamos a tratarlo más. 209 00:28:23,599 --> 00:28:31,119 La dilatación gravitacional del tiempo nos dice que el tiempo fluye más lentamente en los campos gravitatorios 210 00:28:31,119 --> 00:28:34,279 Y tanto más, cuanto más intensos sean 211 00:28:34,279 --> 00:28:38,599 Es decir que los relojes en los campos gravitatorios intensos van más despacio 212 00:28:38,599 --> 00:28:41,380 Bien, tampoco vamos a hablar mucho más de esto 213 00:28:41,380 --> 00:28:46,819 Y de la dilatación gravitacional del tiempo y lo que llamamos la pesantén de la luz 214 00:28:46,819 --> 00:28:49,779 Que es el desplazamiento del azul debido a la gravedad 215 00:28:49,779 --> 00:28:52,960 Ya que la frecuencia aumenta y disminuye la longitud de onda 216 00:28:52,960 --> 00:29:04,259 Bueno, conforme más nos acercamos a un sistema donde la gravedad es mayor, la frecuencia aumentaría y disminuiría la longitud de onda. 217 00:29:04,819 --> 00:29:07,059 Es lo que llamamos el desplazamiento al azul.