Hola linces, hoy les traigo la apasionante historia de dos mentes brillantes que revolucionaron la visión del mundo, ambos desarrollaron teorías que le dan explicación a la mayoría de los fenómenos que vemos todos los días y algunos que no los vemos muy seguido. Así que sáquense los zapatos, y relajense y disfruten del post.
Einstein vs Newton
Todos sabemos lo apasionante que es la teoría de la relatividad general de Einstein, que ha traído conceptos como agujeros negros, curvatura del espacio-tiempo, expansión del universo, conos de luz, ondas gravitacionales, agujeros de gusanos, viajes al futuro y demás. Tanto que niños, jóvenes y adultos se interesan por estas ideas y siempre están pendientes, preguntando cada vez más sobre el tema.
Por otro lado, la teoría de la gravedad de Newton supo explicar el fenómeno de las mareas, de los equinoccios, el movimiento de los cuerpos celestes, los viajes espaciales, la caída de los objetos a la tierra, el descubrimiento de los planetas Urano, Neptuno y Plutón, y mucho más. ¿Qué tal si repasamos algunos de los puntos clave de cada teoría?
Teoría de la Gravedad de Newton
Es una teoría matemática bella pero sencilla y fácil de manejar. En esencia, según sus postulados, los objetos se atraen de acuerdo a su masa y la distancia entre sus centros: si la distancia aumenta, la fuerza disminuye, y si la masa aumentan, la fuerza es más intensa.
En consecuencia, cuando la teoría de newton predice que la fuerza aumenta con la masa, aunque es una realidad, encuentra su límite de acción en ella misma, pues en objetos súpermasivos la teoría de newton ya no hace predicciones exactas.
Teoría de la gravedad de Einstein
La teoría de la gravedad de Einstein o teoría de la relatividad general, igualmente es una teoría matemática muy complicada, su explicación más sencilla es que la materia y el espacio trabajan en un dúo en el cual el espacio cede el camino por el que debe pasar la materia y la materia dirige ese camino distorsionándo el espacio mediante un campo de fuerza intenso.
Esta teoría predice que el universo nació en un punto infinitesimalmente pequeño que tiene por nombre una singularidad en el Big Bang, solo que a esa escala, esta teoría también encuentra su límite de acción, pues a escalas pequeñísimas la realidad corresponde al dominio de la teoría cuántica. Así lateoría relativista no puede decir que paso antes de la gran explosión o qué pasa en el interior de un agujero negro.
Aunque la teoría de Einstein es fascinante, su complejidad hace que, de momento, sea poco usual para fines tecnológicos, y muchos dicen, que esta teoría destronó a la de la gravedad Newtoniana.
Incluso en documentales se puede escuchar este pensamiento, realmente ridículo, ya que las misiones espaciales y colocación de satélites son realizadas con proyectos cuyos cálculos utilizan la ley de la gravedad de Newton y sus leyes del movimiento.
El trabajo de Einstein no es incorrecto, sino que la teoría de la gravedad de Newton es igualmente correcta, pues todos los viajes espaciales y construcción de las aeronaves, barcos, autos y maquinaria, entre otros, se basan en las teorías de Newton , lo que es un grave error inculcarle esto a los estudiantes sobre que Newton estaba equivocado ya que esta falsedad distorsiona la realidad.
Explicación de la teoría de la relatividad general de Einstein
En 1907 Albert Einstein llegó a la conclusión de que a su teoría de la relatividad especial le faltaba algo que no estaba de acuerdo con la realidad que vivimos. Es por eso que tuvo que ir un poco más allá y realizar una nueva teoría: la teoría de la relatividad general, que analizaremos qué plantea a continuación.
Diferencia entre la relatividad especial y general
La teoria de la relatividad especial, llamada también relatividad particular o restringida, es una teoría que describe bien el movimiento de los cuerpos, pero solo a velocidades constantes, y en un espacio plano, de tres dimensiones espaciales y una temporal.
En el universo la gravedad acelera a todos los cuerpos, poniéndolos en movimiento. Ademas, la gravedad es una fuerza universal, en el sentido de encontrarse en todo lugar. Entonces, dada esta realidad, podemos afirmar que nada está en reposo: todo en el universo se mueve y con aceleración. Einstein se dio cuenta entonces de que era necesario generalizar su teoría.
Interacciones a distancia
La teoría de Newton de la gravedad solo explica que los objetos se atraen con una fuerza proporcional al producto de las masas, e invesamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
Según la ecuación de Newton , la fuerza tenía que actuar instantáneamente. Esto significaba que las ondas o partículas que interactuan entre los cuerpos, viajaban con velocidades infinitas para hacerla correcta, asi, si estos, distaban años luz, la fuerza tenia que arreglárselas para actuar inmediatamente, si uno de los dos o ambos eran alterados.
Pero como la fuerza tenia que adivinar si los objetos habian sido alterados, la teoria de la reltividad especial puso limite a la velocidad en que los cuerpos debian moverse y esta era el valor de c: lavelocidad de la luz.
Equivalencia entre fuerza de contacto y a distancia
Einstein imaginó un cajón moviéndose a velocidad constante en el espacio, alejado de toda influencia gravitacional. Pensó que si en el interior del cajón ubicamos un hombre, este flotaría. Y si aplicamos una fuerza de contacto en cualquier lado del cajón concluyó que el cuerpo de este hombre descansaría en el punto de aplicación de la fuerza de contacto, que se convertiría en el suelo o el piso para el hombre, por la ley de acción y reacción.
Lo que lo llevó a pensar que la fuerza de contacto es equivalente a la fuerza de gravedad.
Ecuación y explicacion
Esta es la ecuación propuesta por Einstein:
Gmv = -kTmv
Aclaremos que en esta ecuación T debe ser mayúscula, G mayúscula, y solo k es minúscula. Las letras m y v son subíndices de G y T.
Gmv : Tensor de curvatura de Riemann
Tmv : Tensor de energía, que tiene que ver tambien con la masa en el universo
k : Es una constante de gravitacion, y k = 8PIK/c2
K = 6,7x10 -8
Esta ecuacion esta simplificada y generalizda, pero explica muy bien cómo se relacionan el espacio y lamateria/energía.
Los objetos masivos se deforman el espacio y una vez deformados se dirijen a los objetos, marcando el camino o trayectoria que deben recorrer. La fuerza de gravedad segun la teoria de la relatividad general, afecta a la cuarta dimension; el tiempo.
En 1919 Sir Arthur Eddington, un astrónomo inglés, demostró durante un eclipse solar cómo la ecuacion de Einstein predijo con gran exactitud cómo se curvan los rayos luminosos al pasar por el sol, debido a su influencia gravitacional. Y con esto, comprobó también que Einstein fue uno de los más grandes científicos que tuvo la humanidad.
La fuerza de gravedad según Einstein
La fuerza de gravedad es una de las mayores incógnitas de todos los tiempos, un primer acercamiento fue planteado por Isaac Newton , quien afirmaba que se trata de una fuerza instantánea, aunque muchas dudas quedaban en el aire. Otra teoría, que se ajustaba mucho más a la realidad, fue la que planteó Albert Einstein. Te propongo que hoy conozcamos algunos detalles interesantes sobre la cuestión.
El primer acercamiento a la fuerza de gravedad
El gran Isaac Newton fue uno de los primeros físicos que buscaron encontrar una explicación absoluta sobre la fuerza de gravedad, por supuesto, mucho después que los primeros acercamientos desde la gloriosa civilización de la Antigua Grecia.
Sin embargo, aunque los esfuerzos de Newton fueron más que notables y aunque permitieron explicar el movimiento de los planetas mediante sus fórmulas, había otros sucesos, como el caso del planeta Mercurio, que no se ajustaban completamente a las predicciones de estos cálculos.
Teoría de la gravedad de Newton y Relatividad de Einstein
Albert Einstein formuló su razonamiento basándose en su teoría de que nada puede viajar más rápido que la luz. Por lo tanto se imaginaba la siguiente escena: el Sol emite su luz y esta nos llega a nosotros unos 8 minutos después, esto por la distancia que nos separa, la cual es de aproximadamente unos 150 millones de kilómetros.
Ahora, supongamos que el Sol repentinamente desaparece. Es curioso saber que si esto ocurriese, en la Tierra todavía tendríamos 8 minutos de luz antes de que los últimos rayos del Sol lleguen a nuestro planeta.
Sin embargo, Isaac Newton afirmaba que la gravedad era una fuerza instantánea, por lo tanto, al momento de desaparecer, la fuerza de gravedad que mantiene a la Tierra girando alrededor del Sol desaparecería, por lo que ésta saldría disparada mucho antes de que la luz pudiera llegar a tocar la Tierra, pero eso estaba en contra de la idea de que nada puede viajar más rápido que la luz.
La nueva teoría de la gravitación universal
Einstein, tras muchas horas de insomnio y cafeína llegó a una genial explicación: la gravedad, cuya presencia estaba presente en todos lados donde existiera un cuerpo, no se trataba de una fuerza en sí, sino de geometría, la presencia de un cuerpo en el espacio deformaba el “espacio-tiempo” y era esta deformación lo que atraía a los cuerpos entre ellos.
Para poder entender un poco más este concepto, imaginemos el siguiente experimento. En un aro en el cual hemos colocada una tela elástica, hacemos rodar una pequeña pelota de una extremo a otro, el cual pasa sin ningún problema en línea recta. Sin embargo, si ahora colocamos un objeto pesado como una bola de metal en el centro de este aro, la tela se deforma alrededor de él, formando una curvatura que es más notoria entre más cerca está de esta bola de metal.
Ahora, si volvemos a hacer rodar la pelotita veremos que esta se desvía de su trayectoria recta debido a la curvatura formada por la bola de metal. Pues esto es lo que dedujo Einstein: el espacio y el tiempo son deformados ante la presencia de una masa, pero ¿hemos dicho también el tiempo? Sí y como recordarás, ya hemos hablado al respecto, cuando nuestro compañero Otto nos brindó una detalladaexplicación de la teoría de la relatividad general de Einstein, ¿recuerdas?
Si te interesa profundizar un poco más, además de releer el artículo de Otto, te recomiendo echarle un vistazo a este breve vídeo al respecto...
Realmente de lo más interesante, ¿no lo crees? ¿Qué opinas tú al respecto?