Física para niños

Teoría de la relatividad

La teoría de la relatividad son en realidad dos teorías que Albert Einstein elaboró a principios del siglo XX. Una se denomina relatividad "especial" y la otra relatividad "general". Aquí hablaremos sobre todo de la relatividad especial.

En esta página puede obtener más información sobre dos aspectos muy importantes de la teoría de la relatividad: la velocidad de la luz y la dilatación del tiempo.

Relatividad especial

Hay dos ideas principales que componen la teoría de la relatividad especial de Einstein.

1. El principio de relatividad: las leyes de la física son las mismas para cualquier sistema de referencia inercial.

2. El principio de la velocidad de la luz: la velocidad de la luz en el vacío es la misma para todos los observadores, independientemente de su movimiento relativo o del movimiento de la fuente de luz.

¿Qué significa "relativo"?

El primer principio mencionado es bastante confuso. ¿Qué significa? Bueno, antes de Albert Einstein, los científicos pensaban que todo movimiento se producía con respecto a un punto de referencia llamado "éter". Einstein afirmaba que el éter no existía. Decía que todo movimiento era "relativo", lo que significaba que la medición del movimiento dependía de la velocidad relativa y de la posición del observador.

Un ejemplo relativo

Un ejemplo de relatividad es imaginar a dos personas en un tren jugando al ping-pong. El tren viaja a unos 30 m/s hacia el norte. Cuando la pelota es golpeada de un lado a otro entre los dos jugadores, a éstos les parece que la pelota se mueve hacia el norte a una velocidad de unos 2 m/s y luego hacia el sur a la velocidad de 2 m/s.

Cuando la pelota se desplaza hacia el norte, parece que lo hace a 32 m/s (30 m/s más 2 m/s). Cuando se golpea la pelota en la otra dirección, sigue pareciendo que se desplaza hacia el norte, pero a una velocidad de 28 m/s (30 m/s menos 2 m/s).

El resultado es que la velocidad de la bola depende de la posición "relativa" del observador: será diferente para las personas que van en el tren que para las que están al lado de las vías del tren.

E = mc2

Uno de los resultados de la teoría de la relatividad especial es la famosa ecuación de Einstein E = mc2. En esta fórmula E es la energía, m es la masa y c es la velocidad constante de la luz.

Un resultado interesante de esta ecuación es que la energía y la masa están relacionadas. Cualquier cambio en la energía de un objeto va acompañado también de un cambio en la masa. Este concepto adquirió importancia en el desarrollo de la energía nuclear y la bomba atómica.

Contracción de longitud

Otro resultado interesante de la relatividad especial es la contracción de la longitud. La contracción de la longitud se produce cuando los objetos parecen más cortos cuanto más rápido se mueven en relación con el observador. Este efecto sólo se produce cuando los objetos alcanzan velocidades muy altas.

Por poner un ejemplo, los objetos que se mueven muy deprisa parecen más cortos. Si una nave espacial de 30 metros de largo pasara volando a 1/2 de la velocidad de la luz, parecería tener 30 metros de largo. Si acelerara hasta 0,95 de la velocidad de la luz, sólo parecería tener 31 metros de largo. Por supuesto, todo esto es relativo. Para las personas a bordo de la nave espacial, siempre parecería tener 30 metros de largo.

Más información sobre Albert Einstein y la teoría de la relatividad general.

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