Relatividad general:
Publicada en 1915. La relatividad especial poseía ciertas limitaciones, por ejemplo la contradicción con la ley de gravitación universal de Newton. Tomando como razón dicho problema, Einstein formuló la teoría de la relatividad general para adaptar una nueva explicación de la gravitación al modelo que proponía con la teoría de la relatividad. Los lineamientos considerados básicos en dicha teoría son:
La consolidación del espacio y el tiempo y la existencia de una curvatura espacio-tiempo. La consolidación se debe a que el movimiento de los cuerpos es percibido en 4 dimensiones (3 espaciales y 1 temporal) y la curvatura es originada por un campo gravitatorio intenso y comparada como una “cama elástica” o un “tejido espacial-temporal”. Sin embargo, la ley de gravitación universal tomaba un camino distinto.
Newton afirmaba que el Sol ejercía una fuerza gravitatoria sobre los planetas, lo que provocaba que estos giraran alrededor en trayectorias orbitales. Por ello al ocurrir dicha catástrofe, la Tierra no se encontraría influenciada por dicha fuerza y saldría de órbita hacia un rumbo desconocido.
La controversia se fundamenta en este problema: Si se afirma que la velocidad de la luz es absoluta y superior a cualquier otra, al ocurrir dicha catástrofe, los habitantes de la Tierra deberían sentir la ausencia de luz antes de que el planeta salga de órbita por la falta de una fuerza gravitatoria.
Así es como Einstein afirma que dicha catástrofe provocaría la creación de ondas gravitacionales, tal y como sucede con la creación de ondas en el agua al tirar una piedra en ella. Dicho estos, las ondas solo se propagarían si hubiese una curvatura espacio-temporal, y de manera consiguiente se puede afirmar que dichas ondas viajarían a la velocidad de la luz y una vez estas alcancen el punto de ubicación de la Tierra, esta recién se saldría de órbita.
Este lineamiento es utilizado para la construcción de los sistemas GPS o para explicar la trayectoria orbital de los planetas alrededor del Sol, al igual que el movimiento de los satélites alrededor de la Tierra.
El principio de equivalencia entre masa inercial y gravitacional. Indica que la gravedad y la aceleración son iguales debido a que en ciertas circunstancias es imposible distinguir entre los efectos que ambas ocasionan en distancias pequeñas y en sistemas no inerciales acelerados.
Un ejemplo para entender dicho principio es el de una persona en un elevador y en un cohete en el espacio. Si el elevador comienza a caer, la persona que está dentro empezaría a flotar debido a que no se ejerce peso en ella y además la persona y el ascensor se encuentran cayendo en la misma proporción. Este efecto es similar al que ocurre cuando una persona se encuentra dentro de un cohete sin campo gravitacional influyente. En el caso del cohete, si este empieza a moverse con una aceleración constante, la persona sentirá que hay una fuerza que lo atrae al suelo del cohete, pese a no haber gravedad, siendo el mismo efecto que se origina en una persona dentro de un elevador en ascenso.
Finalmente, Einstein concluyó que si la aceleración y la gravedad originan el mismo efecto, es porque son lo mismo.
Principio de covariancia o principio general de relatividad. Este es la generalización de la teoría de la relatividad especial. Afirma que las leyes de la física son iguales para todo sistema de referencia (también llamado sistema de coordenadas), tanto inercial como acelerado, estos deben ser indistinguibles, es decir, desde el punto de vista físico deben ser equivalentes. En conclusión, la descripción del fenómeno físico no depende del sistema de coordenadas elegido.
Las leyes deben ser “tensoriales” y las magnitudes medidas deben ser relacionables. Einstein también sostuvo que había posibilidad en formular una teoría cuyas ecuaciones fuesen elaboradas de tal manera que su forma sea útil en todo sistema de referencia. Un ejemplo claro es la formula relativista de la segunda ley de Newton.
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