Especial (o restringida) (1905)
Es el estudio del espacio-tiempo deformado por la velocidad.
Postulados
1º - Principio especial de relatividad > Las leyes de la física son las mismas en
todos los sistemas de referencia inerciales. En otras palabras, no existe un sistema
inercial de referencia privilegiado, que se pueda considerar como absoluto.
2º - Invariancia de c > La velocidad de la luz en el vacío es una constante
universal. En otras palabras, c es independiente del movimiento de la fuente de luz.
Consecuencias
Transformación de Lorentz
Como busca formular todas las leyes físicas de forma que tengan validez para todos los
observadores inerciales, por lo tanto tendrá una forma matemática invariante bajo la
denominada Transformación de Lorentz:
k = 1 / [1 - (v / c)2
] 1/2
Dilatación del tiempo y contracción de la longitud
La diferencia de velocidad de un móvil con respecto a otro determinará tiempos
diferentes por la corrección k, siendo más lento para el de mayor velocidad
Composición de velocidades
Si un móvil a velocidad "a" se cruza con otro de velocidad "b", la
velocidad suma entre ambos estará dada por la correción k
(a + b) / [1 + (a.b / c)2
]
Masa, momento y energía relativista
La masa total (relativista) "M" y su momento "p" dependerá de la
velocidad del móvil de masa "m" (intrínseca, de reposo o invariante) con la
corrección k
M = k .m
p = M . v = k .mv
y para velocidades no relativistas (v << c) la energía del móvil se puede
demostrar por Taylor y aproximar
E ~ m.c2 / 2
Imposibilidad de movimientos cercanos o más rápidos que la luz
La ecuación k implica una imposibilidad física para velocidades de un móvil cercanas a
la luz (v ~ c) porque su masa incrementaría enormemente, y ni tampoco superiores a la luz
(v > c) pues se tornaría imaginaria.
General (1915-16)
Es el estudio del espacio-tiempo deformado por campos gravitatorios.
Principios generales
Principio de covariancia
Indica que las leyes físicas tienen la misma forma para todos los sistemas de referencia.
Principio de equivalencia
Dicho principio supone que un sistema que se encuentra en caída libre y otro que se mueve
en una región del espacio-tiempo sin gravedad se encuentran en un estado físico
"equivalente": en ambos casos se trata de sistemas inerciales.
La curvatura del espacio-tiempo
La masa contrae al espacio-tiempo. Siendo un cuerpo puntual, el mismo irá comprimiendo al
espacio con el alejamiento radial desde su centro.
Así, se considera que los efectos gravitatorios no son creados por fuerza alguna sino que
encuentran su causa en la curvatura del espacio-tiempo generada por la presencia de
materia. Es decir, que todo cuerpo sobre el planeta se encuentra en movimiento y
mantendrá su velocidad tangencial que, como la masa planetaria
contrae a su espacio, deberá continuar en línea recta hacia su centro.
Cabe notar que no estará excento del efecto también el fotón por su masa equivalente
que lleva.
La geometría del universo deja de ser euclidiana por la presencia de masas.
|
