¿Qué es, en pocas palabras, la teoría de la relatividad de Einstein?
Según las leyes del movimiento establecidas por primera
vez con detalle por Isaac Newton hacia 1680-89, dos o más
movimientos se suman de acuerdo con las reglas de la aritmética
elemental. Supongamos que un tren pasa a nuestro lado a 20 kilómetros
por hora y que un niño tira desde el tren una pelota a 20 kilómetros
por hora en la dirección del movimiento del tren. Para el niño, que
se mueve junto con el tren, la pelota se mueve a 20 kilómetros por
hora. Pero para nosotros, el movimiento del tren y el de la pelota se
suman, de modo que la pelota se moverá a la velocidad de 40
kilómetros por hora.
Como veis, no se puede hablar de la
velocidad de la pelota a secas. Lo que cuenta es su velocidad con
respecto a un
observador particular. Cualquier teoría del movimiento que intente
explicar la manera en que las velocidades (y fenómenos afines)
parecen variar de un observador a otro sería una «teoría de la
relatividad».
La teoría de la relatividad de Einstein nació del
siguiente hecho: lo que funciona para pelotas tiradas desde un tren
no funciona para la luz. En principio podría hacerse que la luz se
propagara, o bien a favor del movimiento terrestre, o bien en contra
de él. En el primer caso parecería viajar más rápido que en el
segundo (de la misma manera que un avión viaja más aprisa, en
relación con el suelo, cuando lleva viento de cola que cuando lo
lleva de cara). Sin embargo, medidas muy cuidadosas demostraron que
la velocidad de la luz nunca variaba, fuese cual fuese la naturaleza
del movimiento de la fuente que emitía la luz.
Einstein dijo entonces: supongamos que cuando se mide la
velocidad de la luz en el vacío, siempre resulta el mismo valor
(unos 299.793 kilómetros por segundo), en cualesquiera
circunstancias. ¿Cómo podemos disponer las leyes del universo para
explicar esto?
Einstein encontró que para explicar la constancia de la
velocidad de la luz había que aceptar una serie de fenómenos
inesperados.
Halló que los objetos tenían que acortarse en la
dirección del movimiento, tanto más cuanto mayor fuese su
velocidad, hasta llegar finalmente a una longitud nula en el límite
de la velocidad de la luz; que la masa de los objetos en movimiento
tenía que aumentar con la velocidad, hasta hacerse infinita en el
límite de la velocidad de la luz; que el paso del tiempo en un
objeto en movimiento era cada vez más lento a medida que aumentaba
la velocidad, hasta llegar a pararse en dicho límite; que la masa
era equivalente a una cierta cantidad de energía y viceversa.
Todo esto lo elaboró en 1905 en la forma de la «teoría
especial de la relatividad», que se ocupaba de cuerpos con velocidad
constante. En 1915 extrajo consecuencias aún más sutiles para
objetos con velocidad variable, incluyendo una descripción del
comportamiento de los efectos gravitatorios. Era la «teoría general
de la relatividad».
Los cambios predichos por Einstein sólo son notables a
grandes velocidades. Tales velocidades han sido observadas entre las
partículas subatómicas, viéndose que los cambios predichos por
Einstein se daban realmente, y con gran exactitud. Es más, sí la
teoría de la relatividad de Einstein fuese incorrecta, los
aceleradores de partículas no podrían funcionar, las bombas
atómicas no explotarían y habría ciertas observaciones
astronómicas imposibles de hacer.
Pero a las velocidades corrientes, los cambios predichos
son tan pequeños que pueden ignorarse. En estas circunstancias rige
la aritmética elemental de las leyes de Newton; y como estamos
acostumbrados al funcionamiento de estas leyes, nos parecen ya de
«sentido común», mientras que la ley de Einstein se nos antoja
«extraña».
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