Resumen de la teoría de la relatividad de Einstein

Primera parte

Einstein empieza su obra con una explicación de la aplicación de la geometría a la física, desde Euclides, pasando por la geometría cartesiana, hasta llegar a las definiciones de espacio y tiempo en la mecánica clásica, introduciendo la duda sobre lo que en física puede definirse como “lugar” y como “espacio”. Habla después sobre los sistemas de coordenadas que se pueden emplear como referencia para describir el movimiento de los planetas y estrellas, y a partir de ese punto introduce el concepto de la relatividad restringida en donde afirma que cualquier movimiento cierto para un sistema específico de coordenadas, debería serlo también para otro sistema de coordenadas que efectúe un movimiento de traslación uniforme respecto al primer sistema.

Continúa analizando los problemas de la velocidad de un objeto. Introduce el concepto de tiempo en la física clásica y analiza el movimiento ya no sólo como un fenómeno de desplazamiento en un espacio meramente geométrico, sino también como un acontecimiento en el tiempo, afirma que el concepto de distancia espacial es también relativo con relación en el observador. Demuestra que el comportamiento de una varilla rígida y el de un reloj, ambos en movimiento rectilíneo uniforme, no es idéntico; el reloj camina con más lentitud debido a que está en movimiento. Einstein termina esta sección repasando los fundamentos de su teoría restringida de la relatividad, con su fundamento matemático, y agregando pruebas adicionales obtenidas de la experiencia física y de otros trabajos matemáticos, como la transformación de Lorentz, el experimento de Fizeau sobre la propagación de la luz en un líquido y el espacio cuatridimensional de Minkowski.

Segunda parte

Partiendo de la relatividad restringida, presenta la teoría de la relatividad generalizada que analiza el movimiento no-uniforme. Explica la igualdad de la masa inercial y de la masa gravitatoria como argumento a favor del postulado de la relatividad generalizada que supera el campo de análisis limitado de la mecánica clásica. Realiza su famosa predicción en el sentido de que durante un eclipse de Sol, la masa de la Luna debería desviar ligeramente los rayos de luz. Analiza el movimiento de una varilla y un reloj, pero ahora con relación en un cuerpo que rota; e introduce el concepto de continuo espacio-tiempo, demostrando que no es euclidiano. Formula detalladamente el principio de la relatividad generalizada y lo aplica a problemas de la gravitación.

Albert Einstein en 1925

Tercera parte

Partiendo de un análisis de los problemas que ofrece la teoría cosmológica de Newton para explicar fenómenos como la distribución de las estrellas en un universo infinito, Einstein aplica su principio de la relatividad para explicar la posibilidad de un universo finito pero no limitado, en el cual las propiedades geométricas del espacio están condicionadas por la densidad de la materia. Einstein demuestra que para la existencia de un universo infinito, pero bajo los parámetros de la geometría euclidiana, la densidad de la materia debería ser igual a cero, lo cual no es posible.

El libro termina con cinco apéndices que se ocupan de desarrollar con mayor amplitud la transformación de Lorentz, la teoría del universo de cuatro dimensiones de Minkoswki, el análisis de las pruebas a favor de la teoría de la relatividad generalizada y la aplicación de dicha teoría al análisis de la estructura física del espacio y la gravitación.

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