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Fundamentos de la Teoria de la Relatividad de A. Einstein




Enviado por Daniel Mandarano



    Prologo

    El presente librito pretende dar una idea lo mas exacta
    posible de la teoria de la relatividad, pensando en aquellos que,
    sin dominar el aparato matematico de la fisica teorica, tienen
    interes en la teoria desde el punto de vista cientifico o
    filosofico general. La lectura exige una formacion de
    bachillerato aproximadamente y —pese a la brevedad del
    librito— no poca paciencia y voluntad por parte del lector.
    El autor ha puesto todo su empen˜o en resaltar con la
    maxima claridad y sencillez las ideas principales, respetando por
    lo general el orden y el contexto en que realmente surgieron. En
    aras de la claridad me parecio inevitable repetirme a menudo, sin
    reparar lo mas minimo en la elegancia expositiva; me atuve
    obstinadamente al precepto del genial teorico L. Boltzmann, de
    dejar la elegancia para los sastres y zapateros. Las dificultades
    que radican en la teoria propiamente dicha creo no haberselas
    ocultado al lector, mientras que las bases fisicas empiricas de
    la teoria las he tratado deliberadamente con cierta negligencia,
    para que al lector alejado de la fisica no le ocurra lo que al
    caminante, a quien los arboles no le dejan ver el bosque. Espero
    que el librito depare a mas de uno algunas horas de alegre
    entretenimiento.

    Diciembre de 1916. A. EINSTEIN

    Sobre la teoria
    de la relatividad especial

    1. El contenido fisico de los teoremas
    geometricos

    Seguro que tambien tu, querido lector, entablaste de
    nin˜o conocimiento con el soberbio edificio de la Geometria
    de Euclides y recuerdas, quiza con mas respeto que amor, la
    imponente construccion por cuyas altas escalinatas te pasearon
    durante horas sin cuento los meticulosos profesores de la asigna-
    tura. Y seguro que, en virtud de ese tu pasado, castigarias con
    el desprecio a cualquiera que declarase falso incluso el mas
    recondito teoremita de esta ciencia. Pero es muy posible que este
    sentimiento de orgullosa seguridad te abandonara de
    inmediato si alguien te preguntara: "¿Que entiendes tu
    al afirmar que estos teoremas son verdaderos?".
    Detengamonos un rato en esta cuestion.

    La Geometria parte de ciertos conceptos basicos, como el
    de plano, pun- to, recta, a los que estamos en condiciones de
    asociar representaciones mas o menos claras, asi como de ciertas
    proposiciones simples (axiomas) que, sobre la base de aquellas
    representaciones, nos inclinamos a dar por "verdaderas". Todos
    los demas teoremas son entonces referidos a aquellos axiomas (es
    decir, son demostrados) sobre la base de un metodo logico cuya
    justificacion nos sentimos obligados a reconocer. Un teorema es
    correcto, o "verdadero", cuan- do se deriva de los axiomas a
    traves de ese metodo reconocido. La cuestion de la "verdad" de
    los distintos teoremas geometricos remite, pues, a la de la
    "verdad" de los axiomas. Sin embargo, se sabe desde hace mucho
    que esta ultima cuestion no solo no es resoluble con los metodos
    de la Geometria, sino que ni siquiera tiene sentido en si. No se
    puede preguntar si es verdad o no que por dos puntos
    solo pasa una recta. U nicamente cabe decir que la
    Geometria euclidea trata de figuras a las que llama
    "rectas" y a las cuales asigna la propiedad de quedar
    univocamente determinadas por dos de sus puntos. El concepto de
    "verdadero" no se aplica a las proposiciones de la Geometria
    pura, porque con la palabra "verdadero" solemos designar siempre,
    en ultima instancia, la coincidencia con un objeto "real"; la
    Geometria, sin embargo, no se ocupa de la relacion de sus
    conceptos con los objetos de la experiencia, sino solo de la
    relacion logica que guardan estos conceptos entre si.

    El que, a pesar de todo, nos sintamos inclinados a
    calificar de "verdaderos" los teoremas de la Geometria tiene
    facil explicacion. Los conceptos geometri- cos se corresponden
    mas o menos exactamente con objetos en la naturaleza, que son,
    sin ningun genero de dudas, la unica causa de su formacion.
    Aunque la Geometria se distancie de esto para dar a su edificio
    el maximo rigor logi- co, lo cierto es que la costumbre, por
    ejemplo, de ver un segmento como dos lugares marcados en un
    cuerpo practicamente rigido esta muy afincada en nuestros habitos
    de pensamiento. Y tambien estamos acostumbrados a per- cibir tres
    lugares como situados sobre una recta cuando, mediante adecuada
    eleccion del punto de observacion, podemos hacer coincidir sus
    imagenes al mirar con un solo ojo.

    Si, dejandonos llevar por los habitos de pensamiento,
    an˜adimos ahora a los teoremas de la Geometria euclidea un
    unico teorema mas, el de que a dos puntos de un cuerpo
    practicamente rigido les corresponde siempre la misma distancia
    (segmento), independientemente de las variaciones de posicion a
    que sometamos el cuerpo, entonces los teoremas de la Geometria
    euclidea se convierten en teoremas referentes a las posibles
    posiciones relativas de cuer- pos practicamente rigidos1. La
    Geometria asi ampliada hay que contemplarla como una rama de la
    fisica. Ahora si cabe preguntarse por la "verdad" de los teoremas
    geometricos asi interpretados, porque es posible preguntar si son
    validos o no para aquellos objetos reales que hemos asignado a
    los conceptos geometricos. Aunque con cierta imprecision, podemos
    decir, pues, que por "verdad" de un teorema geometrico entendemos
    en este sentido su validez en una construccion con regla y
    compas.

    Naturalmente, la conviccion de que los teoremas
    geometricos son "verdaderos" en este sentido descansa
    exclusivamente en experiencias harto in- completas. De entrada
    daremos por supuesta esa verdad de los teoremas geometricos, para
    luego, en la ultima parte de la exposicion (la teoria de la
    relatividad general), ver que esa verdad tiene sus limites y
    precisar cuales son estos.

    2. El sistema de
    coordenadas

    Basandonos en la interpretacion fisica de la distancia
    que acabamos de sen˜alar estamos tambien en condiciones de
    determinar la distancia entre dos puntos de un cuerpo rigido por
    medio de mediciones. Para ello necesitamos un
    segmento (regla S) que podamos utilizar de una vez para
    siempre y que sirva de escala unidad. Si A y B
    son dos puntos de un cuerpo rigido, su recta de union es entonces
    construible segun las leyes de la Geometria; sobre esta recta de
    union, y a partir de A, llevamos el segmento S
    tantas veces como sea necesario para llegar a B. El
    numero de repeticiones de esta operacion es la medida del
    segmento AB. Sobre esto descansa toda medicion de
    longitudes2.

    Cualquier descripcion espacial del lugar de un suceso o
    de un objeto consiste en especificar el punto de un cuerpo rigido
    (cuerpo de referencia) con el cual coincide el suceso, y esto
    vale no solo para la descripcion cientifica, sino tambien para la
    vida cotidiana. Si analizo la especificacion de lugar "en Berlin,
    en la Plaza de Potsdam", veo que significa lo siguiente. El suelo
    terrestre es el cuerpo rigido al que se refiere la especificacion
    de lugar; sobre el, "Plaza de Potsdam en Berlin" es
    un punto marcado, provisto de nombre, con el cual coincide
    espacialmente el suceso 3.

    Este primitivo modo de localizacion solo atiende a
    lugares situados en la superficie de cuerpos rigidos y depende de
    la existencia de puntos distingui- bles sobre aquella. Veamos
    como el ingenio humano se libera de estas dos limitaciones sin
    que la esencia del metodo de localizacion sufra modificacion
    alguna. Si sobre la Plaza de Potsdam flota por ejemplo una nube,
    su posicion, referida a la superficie terrestre, cabra fijarla
    sin mas que erigir en la plaza un mastil vertical que llegue
    hasta la nube. La longitud del mastil medida con la regla unidad,
    junto con la especificacion del lugar que ocupa el pie del
    mastil, constituyen entonces una localizacion completa. El
    ejemplo nos muestra de que manera se fue refinando el concepto de
    lugar:

    a) Se prolonga el cuerpo rigido al que se refiere la
    localizacion, de modo que el cuerpo rigido ampliado llegue hasta
    el objeto a localizar.

    b) Para la caracterizacion del lugar se utilizan
    numeros, y no la nomen- clatura de puntos notables (en
    el caso anterior, la longitud del mastil medida con la
    regla).

    c) Se sigue hablando de la altura de la nube aun cuando
    no se erija un mastil que llegue hasta ella. En nuestro caso, se
    determina —mediante fotografias de la nube desde diversos
    puntos del suelo y teniendo en cuenta las
    propiedades de propagacion de la luz— que longitud habria
    que dar al mastil para llegar a la nube.

    De estas consideraciones se echa de ver que para la
    descripcion de lugares es ventajoso independizarse de la
    existencia de puntos notables, provistos de nombres y situados
    sobre el cuerpo rigido al que se refiere la localizacion, y
    utilizar en lugar de ello numeros. La fisica experimental cubre
    este objetivo empleando el sistema de coordenadas
    cartesianas.

    Este sistema consta de tres paredes rigidas, planas,
    perpendiculares entre si y ligadas a un cuerpo rigido. El lugar
    de cualquier suceso, referido al sistema de coordenadas, viene
    descrito (en esencia) por la especificacion de la longitud de las
    tres verticales o coordenadas (x, y, z)(cf. Fig. 2, p. )
    que pueden trazarse desde el suceso hasta esas tres paredes. Las
    longitudes de estas tres perpendiculares pueden determinarse
    mediante una sucesion de manipulaciones con reglas rigidas,
    manipulaciones que vienen prescritas por las leyes y metodos de
    la Geometria euclidiana.

    En las aplicaciones no suelen construirse realmente esas
    paredes rigidas que forman el sistema de coordenadas; y las
    coordenadas tampoco se deter- minan realmente por medio de
    construcciones con reglas rigidas, sino indirec- tamente. Pero el
    sentido fisico de las localizaciones debe buscarse siempre en
    concordancia con las consideraciones anteriores, so pena de que
    los resultados de la fisica y la astronomia se diluyan en la
    falta de claridad4.

    La conclusion es, por tanto, la siguiente: toda
    descripcion espacial de sucesos se sirve de un cuerpo rigido al
    que hay que referirlos espacialmente. Esa referencia presupone
    que los "segmentos" se rigen por las leyes de la Geometria
    euclidea, viniendo representados fisicamente por dos marcas sobre
    un cuerpo rigido.

    3. Espacio y
    tiempo en la Mecanica clasica

    Si formulo el objetivo de la Mecanica diciendo que "la
    Mecanica debe describir como varia con el tiempo la posicion de
    los cuerpos en el espacio", sin an˜adir grandes reservas y
    prolijas explicaciones, cargaria sobre mi con- ciencia algunos
    pecados capitales contra el sagrado espiritu de la claridad.
    Indiquemos antes que nada estos pecados.

    No esta claro que debe entenderse aqui por "posicion" y
    "espacio". Su- pongamos que estoy asomado a la ventanilla de un
    vagon de ferrocarril que lleva una marcha uniforme, y dejo caer
    una piedra a la via, sin darle ningun impulso. Entonces veo
    (prescindiendo de la influencia de la resistencia del
    aire) que la piedra cae en linea recta. Un peaton que
    asista a la fechoria des- de el terraplen observa que la piedra
    cae a tierra segun un arco de parabola. Yo pregunto ahora: las
    "posiciones" que recorre la piedra ¿estan "realmente"
    sobre una recta o sobre una parabola? Por otro lado, ¿que
    significa aqui mo- vimiento en el "espacio"? La respuesta es
    evidente despues de lo dicho en §2.
    Dejemos de momento a un lado la oscura palabra "espacio", que,
    pa- ra ser sinceros, no nos dice absolutamente nada; en lugar de
    ella ponemos "movimiento respecto a un cuerpo de referencia
    practicamente rigido". Las posiciones con relacion al cuerpo de
    referencia (vagon del tren o vias) han sido ya definidas
    explicitamente en el epigrafe anterior. Introduciendo en lu- gar
    de "cuerpo de referencia" el concepto de "sistema de
    coordenadas", que es util para la descripcion
    matematica, podemos decir: la piedra describe, con
    relacion a un sistema de coordenadas rigidamente unido al vagon,
    una recta; con relacion a un sistema de coordenadas rigidamente
    ligado a las vias, una parabola. En este ejemplo se ve claramente
    que en rigor no existe una trayectoria5, sino solo una
    trayectoria con relacion a un cuerpo de referencia
    determinado.

    Ahora bien, la descripcion completa del
    movimiento no se obtiene sino al especificar como varia la
    posicion del cuerpo con el tiempo, o lo que es lo mismo,
    para cada punto de la trayectoria hay que indicar en que momento
    se encuentra alli el cuerpo. Estos datos hay que completarlos con
    una definicion del tiempo en virtud de la cual podamos considerar
    estos valores tempora- les como magnitudes esencialmente
    observables (resultados de mediciones). Nosotros, sobre el suelo
    de la Mecanica clasica, satisfacemos esta condicion
    —con relacion al ejemplo anterior— de la
    siguiente manera. Imaginemos dos relojes exactamente iguales; uno
    de ellos lo tiene el hombre en la ventanilla del vagon de tren;
    el otro, el hombre que esta de pie en el terraplen. Cada uno de
    ellos verifica en que lugar del correspondiente cuerpo de
    referencia se en- cuentra la piedra en cada instante marcado por
    el reloj que tiene en la mano. Nos abstenemos de entrar aqui en
    la imprecision introducida por el caracter finito de la velocidad
    de propagacion de la luz. Sobre este extremo, y sobre una segunda
    dificultad que se presenta aqui, hablaremos detenidamente mas
    adelante.

    4. El sistema de
    coordenadas de Galileo

    Como es sabido, la ley fundamental de la Mecanica de
    Galileo y Newton, conocida por la ley de inercia, dice: un cuerpo
    suficientemente alejado de otros cuerpos persiste en su estado de
    reposo o de movimiento rectilineo uniforme.

    Este principio se pronuncia no solo sobre el movimiento
    de los cuerpos, sino tambien sobre que cuerpos de referencia o
    sistemas de coordenadas son per- misibles en la Mecanica y pueden
    utilizarse en las descripciones mecanicas. Algunos de los cuerpos
    a los que sin duda cabe aplicar con gran aproximacion la ley de
    inercia son las estrellas fijas. Ahora bien, si utilizamos un
    sistema de coordenadas solidario con la Tierra, cada estrella
    fija describe, con relacion a el y a lo largo de un
    dia (astronomico), una circunferencia de radio enorme, en
    contradiccion con el enunciado de la ley de inercia. Asi pues, si
    uno se atiene a esta ley, entonces los movimientos solo cabe
    referirlos a sistemas de coordenadas con relacion a los cuales
    las estrellas fijas no ejecutan mo- vimientos circulares. Un
    sistema de coordenadas cuyo estado de movimiento es tal que con
    relacion a el es valida la ley de inercia lo llamamos "sistema de
    coordenadas de Galileo". Las leyes de la Mecanica de
    Galileo-Newton solo tienen validez para sistemas de coordenadas
    de Galileo.

    5. El principio
    de la relatividad (en sentido restringido)

    Para conseguir la mayor claridad posible, volvamos al
    ejemplo del vagon de tren que lleva una marcha uniforme. Su
    movimiento decimos que es una traslacion uniforme ("uniforme",
    porque es de velocidad y direccion constan- tes; "traslacion",
    porque aunque la posicion del vagon varia con respecto a la via,
    no ejecuta ningun giro). Supongamos que por los aires vuela un
    cuervo en linea recta y uniformemente (respecto a la via). No hay
    duda de que el movimiento del cuervo es —respecto al vagon
    en marcha— un movimiento de distinta velocidad y diferente
    direccion, pero sigue siendo rectilineo y uni- forme. Expresado
    de modo abstracto: si una masa m se mueve en linea recta
    y uniformemente respecto a un sistema de coordenadas K ,
    entonces tambien se mueve en linea recta y uniformemente respecto
    a un segundo sistema de coordenadas K
    1, siempre que este ejecute respecto a
    K un movimiento de traslacion uniforme. Teniendo en
    cuenta lo dicho en el parrafo anterior, se desprende de aqui lo
    siguiente:

    Si K es un sistema de coordenadas de Galileo,
    entonces tambien lo es cualquier otro sistema de coordenadas
    K 1 que respecto a
    K se halle en un estado de traslacion uniforme. Las
    leyes de la Mecanica de Galileo-Newton valen tanto respecto a
    K 1 como respecto a K
    .

    Demos un paso mas en la generalizacion y enunciemos el
    siguiente prin- cipio: Si K 1
    es un sistema de coordenadas que se mueve uniformemente y
    sin rotacion respecto a K , entonces los fenomenos
    naturales transcurren con respecto a K 1
    segun identicas leyes generales que con respecto a
    K . Esta proposicion es lo que llamaremos el "principio
    de relatividad" (en sentido restringido).

    Mientras se mantuvo la creencia de que todos los
    fenomenos naturales se podian representar con ayuda de la
    Mecanica clasica, no se podia dudar de la validez de este
    principio de relatividad. Sin embargo, los recientes adelantos de
    la Electrodinamica y de la O ptica hicieron ver cada vez mas
    claramente que la Mecanica clasica, como base de toda descripcion
    fisica de la natura- leza, no era suficiente. La cuestion de la
    validez del principio de relatividad se torno asi perfectamente
    discutible, sin excluir la posibilidad de que la so- lucion fuese
    en sentido negativo. Existen, con todo, dos hechos generales que
    de entrada hablan muy a favor de la validez del principio de
    relatividad. En efecto, aunque la Mecanica clasica no proporciona
    una base suficientemente ancha para representar teoricamente
    todos los fenomenos fisicos, tiene que poseer un
    contenido de verdad muy importante, pues da con admirable preci-
    sion los movimientos reales de los cuerpos celestes. De ahi que
    en el campo de la Mecanica tenga que ser valido con gran
    exactitud el principio de relativi- dad. Y que un principio de
    generalidad tan grande y que es valido, con tanta exactitud, en
    un determinado campo de fenomenos fracase en otro campo es, a
    priori, poco probable.

    El segundo argumento, sobre el que volveremos mas
    adelante, es el si- guiente. Si el principio de relatividad (en
    sentido restringido) no es valido, entonces los sistemas de
    coordenadas de Galileo K , K
    1, K 11,
    etc., que se mue- ven uniformemente unos respecto a los otros, no
    seran equivalentes para la descripcion de los fenomenos
    naturales. En ese caso no tendriamos mas re- medio que pensar que
    las leyes de la naturaleza solo pueden formularse con especial
    sencillez y naturalidad si de entre todos los sistemas de
    coordena- das de Galileo eligiesemos como cuerpo de referencia
    uno (K0) que tuviera un estado de movimiento
    determinado. A este lo calificariamos, y con razon (por sus
    ventajas para la descripcion de la naturaleza), de "absolutamente
    en reposo", mientras que de los demas sistemas galileanos
    K diriamos que son "moviles". Si la via fuese el sistema
    K0, pongamos por caso, entonces nuestro vagon de ferrocarril
    seria un sistema K respecto al cual regirian le- yes
    menos sencillas que respecto a K0. Esta menor simplicidad habria
    que atribuirla a que el vagon K se mueve respecto a K0
    (es decir, "realmente"). En estas leyes generales de la
    naturaleza formuladas respecto a K tendrian que
    desempen˜ar un papel el modulo y la direccion de la
    velocidad del vagon. Seria de esperar, por ejemplo, que el tono
    de un tubo de organo fuese distinto cuando su eje fuese paralelo
    a la direccion de marcha que cuando estuviese perpendicular.
    Ahora bien, la Tierra, debido a su movimiento orbital alrede- dor
    del Sol, es equiparable a un vagon que viajara a unos 30 km por
    segundo. Por consiguiente, caso de no ser valido el principio de
    relatividad, seria de esperar que la direccion instantanea del
    movimiento terrestre interviniera en las leyes de la naturaleza y
    que, por lo tanto, el comportamiento de los sistemas
    fisicos dependiera de su orientacion espacial respecto a la
    Tierra; porque, como la velocidad del movimiento de rotacion
    terrestre varia de direccion en el transcurso del an˜o, la
    Tierra no puede estar todo el an˜o en reposo res- pecto al
    hipotetico sistema K0. Pese al esmero que se ha puesto en
    detectar una tal anisotropia del espacio fisico terrestre, es
    decir, una no equivalencia de las distintas direcciones, jamas ha
    podido ser observada. Lo cual es un argumento de peso a favor del
    principio de la relatividad.

    6. El teorema de
    adicion de velocidades segun la Mecanica
    clasica

    Supongamos que nuestro tan traido y llevado vagon de
    ferrocarril viaja con velocidad constante v por la
    linea, e imaginemos que por su interior cami- na un hombre en la
    direccion de marcha con velocidad w. ¿Con que
    velocidad W avanza el hombre respecto a la via al
    caminar? La unica respuesta posible parece desprenderse de la
    siguiente consideracion:

    Si el hombre se quedara parado durante un segundo,
    avanzaria, respecto a la via, un trecho v igual a la
    velocidad del vagon. Pero en ese segundo recorre ademas, respecto
    al vagon, y por tanto tambien respecto a la via, un trecho
    w igual a la velocidad con que camina. Por consiguiente,
    en ese segundo avanza en total el trecho

    W = v +
    w

    respecto a la via. Mas adelante veremos que este
    razonamiento, que expresa el teorema de adicion de velocidades
    segun la Mecanica clasica, es insostenible y que la ley que
    acabamos de escribir no es valida en realidad. Pero entre tanto
    edificaremos sobre su validez.

    7. La aparente
    incompatibilidad de la ley de propagacion de la luz con el
    principio de la relatividad

    Apenas hay en la fisica una ley mas sencilla que la de
    propagacion de la luz en el espacio vacio. Cualquier escolar sabe
    (o cree saber) que esta propagacion se produce en linea recta con
    una velocidad de c = 300,000 km/s. En cualquier
    caso, sabemos con gran exactitud que esta velocidad es la misma
    para todos los colores, porque si no fuera asi, el minimo de
    emision en el eclipse de una estrella fija por su
    compan˜era oscura no se observaria simultaneamente para los
    diversos colores. A traves de un razonamiento si- milar, relativo
    a observaciones de las estrellas dobles, el astronomo holandes De
    Sitter consiguio tambien demostrar que la velocidad de
    propagacion de la luz no puede depender de la velocidad del
    movimiento del cuerpo emisor. La hipotesis de que
    esta velocidad de propagacion depende de la direccion "en el
    espacio" es de suyo improbable.

    Supongamos, en resumen, que el escolar cree
    justificadamente en la sen- cilla ley de la constancia de la
    velocidad de la luz c (en el vacio). ¿Quien diria
    que esta ley tan simple ha sumido a los fisicos mas concienzudos
    en grandisi- mas dificultades conceptuales? Los problemas surgen
    del modo siguiente.

    Como es natural, el proceso de la propagacion de la luz,
    como cualquier otro, hay que referirlo a un cuerpo de referencia
    rigido (sistema de coorde- nadas). Volvemos a elegir como tal las
    vias del tren e imaginamos que el aire que habia por encima de
    ellas lo hemos eliminado por bombeo. Supongamos que a lo largo
    del terraplen se emite un rayo de luz cuyo vertice, segun lo
    anterior, se propaga con la velocidad c respecto a
    aquel. Nuestro vagon de ferrocarril sigue viajando con la
    velocidad v, en la misma direccion en que se propaga el
    rayo de luz, pero naturalmente mucho mas despacio. Lo que nos
    interesa averiguar es la velocidad de propagacion del rayo de luz
    respecto al vagon. Es facil ver que el razonamiento del epigrafe
    anterior tiene aqui apli- cacion, pues el hombre que corre con
    respecto al vagon desempen˜a el papel del rayo de luz. En
    lugar de su velocidad W respecto al terraplen aparece
    aqui la velocidad de la luz respecto a este; la velocidad
    w que buscamos, la de la luz respecto al vagon, es por
    tanto igual a:

    w = c – v

    Asi pues, la velocidad de propagacion del rayo de luz
    respecto al vagon resulta ser menor que c.

    Ahora bien, este resultado atenta contra el principio de
    la relatividad expuesto en §5, porque, segun este
    principio, la ley de propagacion de la luz en el vacio, como
    cualquier otra ley general de la naturaleza, deberia ser la misma
    si tomamos el vagon como cuerpo de referencia que si elegimos las
    vias, lo cual parece imposible segun nuestro razonamiento. Si
    cualquier rayo de luz se propaga respecto al terraplen con la
    velocidad c, la ley de propagacion respecto al vagon
    parece que tiene que ser, por eso mismo, otra distinta. . . en
    contradiccion con el principio de relatividad.

    A la vista del dilema parece ineludible abandonar, o
    bien el principio de relatividad, o bien la sencilla ley de la
    propagacion de la luz en el vacio. El lector que haya seguido
    atentamente las consideraciones anteriores espe- rara seguramente
    que sea el principio de relatividad —que por su naturalidad
    y sencillez se impone a la mente como algo casi ineludible—
    el que se man- tenga en pie, sustituyendo en cambio la ley de la
    propagacion de la luz en el vacio por una ley mas complicada y
    compatible con el principio de relativi- dad. Sin embargo, la
    evolucion de la fisica teorica demostro que este camino
    era impracticable. Las innovadoras investigaciones teoricas
    de H. A. Lorentz sobre los procesos electrodinamicos y opticos en
    cuerpos moviles demostra- ron que las experiencias en estos
    campos conducen con necesidad imperiosa a una teoria de los
    procesos electromagneticos que tiene como consecuencia
    irrefutable la ley de la constancia de la luz en el vacio. Por
    eso, los teoricos de vanguardia se inclinaron mas bien por
    prescindir del principio de relatividad, pese a no poder hallar
    ni un solo hecho experimental que lo contradijera.

    Aqui es donde entro la teoria de la relatividad.
    Mediante un analisis de los conceptos de espacio y tiempo se vio
    que en realidad no existia ninguna incompatibilidad entre el
    principio de la relatividad y la ley de propagacion de la
    luz,
    sino que, ateniendose uno sistematicamente a estas dos
    leyes, se llegaba a una teoria logicamente impecable. Esta
    teoria, que para diferenciarla de su ampliacion (comentada mas
    adelante) llamamos "teoria de la relatividad especial", es la que
    expondremos a continuacion en sus ideas fundamentales.

    8. Sobre el
    concepto de tiempo en la Fisica

    Un rayo ha caido en dos lugares muy distantes A
    y B de la via. Yo an˜ado la afirmacion de que
    ambos impactos han ocurrido simultaneamente. Si ahora te
    pregunto, querido lector, si esta afirmacion tiene o no sentido,
    me contestaras con un "si" contundente. Pero si luego te
    importuno con el ruego de que me expliques con mas precision ese
    sentido, advertiras tras cierta reflexion que la respuesta no es
    tan sencilla como parece a primera vista.

    Al cabo de algun tiempo quiza te acuda a la mente la
    siguiente respuesta: "El significado de la afirmacion es claro de
    por si y no necesita de ninguna aclaracion; sin embargo, tendria
    que reflexionar un poco si se me exige de- terminar, mediante
    observaciones, si en un caso concreto los dos sucesos son o no
    simultaneos". Pero con esta respuesta no puedo darme por
    satisfecho, por la siguiente razon. Suponiendo que un experto
    meteorologo hubiese ha- llado, mediante agudisimos razonamientos,
    que el rayo tiene que caer siempre simultaneamente en los lugares
    A y B, se plantearia el problema de compro- bar
    si ese resultado teorico se corresponde o no con la realidad.
    Algo analogo ocurre en todas las proposiciones fisicas en las que
    interviene el concepto de "simultaneo". Para el fisico no existe
    el concepto mientras no se brinde la posibilidad de averiguar en
    un caso concreto si es verdadero o no. Hace falta, por tanto, una
    definicion de simultaneidad que proporcione el metodo para
    decidir experimentalmente en el caso presente si los dos rayos
    han caido simultaneamente o no. Mientras no se cumpla este
    requisito, me estare en- tregando como fisico (¡y tambien
    como no fisico!) a la ilusion de creer que puedo dar sentido a
    esa afirmacion de la simultaneidad. (No sigas leyendo, querido
    lector, hasta concederme esto plenamente convencido.)

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