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La Teoría de la Relatividad

La teoria de la relatividad explica que el tiempo y la posición de un evento es realitivo al sistema de referencia de un observador. Este prezi simplifica la teoría usando bellos elementos visuales.
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on 4 June 2015

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Transcript of La Teoría de la Relatividad

Newton también.
Explicó ese fenómeno con
Newton pensaba en el espacio como un escenario estático, pasivo y absoluto.
La acción no podía afectar al escenario, y el escenario no podía afectar la acción.
luego
llegó Einstein.
Explicó los mismos fenómenos con otra teoría:
la relatividad general
(incluida la
relatividad especial)

La ley de la
g
n
ó
c
a
t
i
v
a
r
i
Esta teoría explicaba perfectamente los comportamientos físicos en la
Tierra
espacio-tiempo.
que la gravedad entre masas resulta de la deformación del
La gravedad también afecta al tiempo.
Se denomina dilatación temporal gravitacional.
Esto significa que el tiempo fluye con diferente ritmo en regiones con diferente potencial gravitatorio.
por lo que el tiempo es una dimensión independiente, y con las otras 3 dimensiones espaciales forman el espacio-tiempo, el mundo tetradimensional en el que vivimos.
y la única cosa que permanece constante para todos los observadores del universo es la velocidad de la luz
la teoría explica...
La luz recorre 300000 kilómetros/ 186000 millas en sólo 1 segundo. No hay nada más rápido.
A fines de los años 50, un físico llamado Leonard Schiff comenzó a buscar una manera de poner a prueba las ideas de Einstein.
Era un plan..
Consumiendo mas de 4 decadas y 750 millones de dolares, el proyecto fue cancelado por la Nasa..
Los miembros del equipo pensaron originalmente que el proyecto llevaría unos 3 años.
Además, con la teoría de Einstein, los científicos descubrieron los agujeros negros
Pesadas radio estrellas, cuyo campo gravitatorio es tan fuerte que incluso la luz no puede escapar de ellas. Esa es la razón de que sean invisibles
La teoría general de la relatividad predice que una masa suficientemente compacta puede deformar el espacio-tiempo hasta formar un agujero negro.
¿Qué es la relatividad?
imaginemos que estamos con un amigo en un ascensor
vemos que las cosas que nos rodean se mueven
pero desde otro punto de vista, nosotros somos los únicos que nos movemos realmente
Siguiendo esta lógica podemos admitir que todo es relativo.
excepto la velocidad de la luz.
La velocidad de la luz es una constante. La luz esta formada por partículas llamadas fotones de masa.
Es decir algo que nunca cambia.
Nada más pesado que un fotón puede alcanzar la velocidad de la luz.
Einstein se dio cuenta que materia y energía estaban interrelacionadas y escribió la famosa formula que expresa su relación matemática:
E = m x c
2
velocidad de la luz
masa
energía
Interesante conclusión
ahora imaginen a su amigo viajando por el espacio
Y a nosotros mismos observándolo con unos binoculares cuando él está justo a mitad de camino entre dos estrellas gemelas
y de repente las dos estrellas explotan exactamente al mismo tiempo
como sabemos, los dos rayos de luz procedentes de las dos estrellas viajan con la misma velocidad.
y por tanto, los dos rayos de luz nos alcanzan al mismo tiempo
sin embargo lo que él ve desde el interior,
es bastante diferente.
Como viaja hacia la segunda estrella. Alcanza en primer lugar el rayo que procede de ella.
1st
2nd

desde diferentes sistemas de referencia, no se puede estar siempre de acuerdo sobre la simultaneidad de los sucesos.
por lo que para él la segunda estrella explotó antes.
¿Qué es lo correcto?
Einstein nos dice que los dos tienen razón, si tienen en cuenta sus propios sistemas de referencia.
Esto es un resultado fundamental de la relatividad especial:
En abril de 2004, el equipo se reunio para observar el lanzamiento.
Schiff se inspiro en algo en lo que solemos pensar como un juguete de niños: un Giroscopio.
Todos hemos visto alguna vez a las manzanas cayendo del manzano.
Paradoja de los gemelos
El escenario de Newton fue un gran éxito, disfruto de la atención por mas de 200 años, pero...
Así que..
Después de Einstein ya no se puede pensar en el espacio como un escenario estático.
Ahora..
Una cosa es considerar al espacio dinámico, activo y flexible como una tela.

Pero...
Realmente lo es?
En 1959, Schiff se encontró con dos colegas: William Fairbank y Robert Cannon. Estaba emocionado por un anuncio que había visto de un giroscopio de alta tecnología, a pesar de que lucia diferente funcionaba del mismo modo que el juguete.
Los tres pensaban lanzarlo a la orbita alrededor de la tierra. La idea que había detrás del experimento era sencilla: Colocar un giroscopio en orbita alrededor de la tierra, con el eje del giroscopio apuntando hacia alguna estrella distante, para que sirva como punto de referencia fijo. Debido a que esta libre de fuerzas externas, el eje del giroscopio debería continuar apuntando hacia la estrella por siempre. Pero si la tierra realmente esta arrastrando el espacio, la dirección en la que apunta el eje debería cambiar con el paso del tiempo, de modo que podría medirse las torceduras del espacio - tiempo.





BRILLANTEMENTE
Sencillo
Había un problema: la teoría de Einstein dice que la rotación de la Tierra retuerce el espacio en una cantidad pequeña. Una cantidad tan pequeña que seria como intentar medir el diámetro de una moneda desde 100 km de distancia.
Sin embargo..
El equipo paso mas de dos años intentando resolver como realizar una medición así de precisa.
Diseñaron un plan para adjuntar 4 giroscopios que flotaban libremente, a un telescopio que apuntaba a una estrella distante.

Si el espacio se retuerce con el tiempo, los giroscopios ya no apuntarían a la estrella, ya que quedarían atrapados en la espiral del espacio.
Finalmente..




Y en 1962 le pidieron un subsidio a la NASA, solicitando cerca de un millón de dolares, por lo que luego se llamaría:
Gravity Probe B



Optimistas
Eran un poco
Con un equipo cada vez mas grande, Gravity Probe B se convirtió en uno de los experimentos mas largos de la historia, se pasaron década tras década intentando realizar la visión original.
9 veces.
Finalmente
Y en efecto Newton
Los resultados de la Gravity Probe B han dado a los físicos una renovada confianza en que las extrañas predicciones de la teoría de Einstein son, en verdad, correctas, y en que estas predicciones pueden por lo tanto ser aplicadas en otros casos.
después de un año de captura de datos y de casi cinco años de análisis, los investigadores de la GP-B parecen haberlo conseguido.
Finalmente..
tenia razón de nuevo
La paradoja de los gemelos (o paradoja de los relojes) es un experimento mental que analiza la distinta percepción del tiempo entre dos observadores con diferentes estados de movimiento.
Esta paradoja fue propuesta por Einstein al desarrollar lo que hoy se conoce como la relatividad especial
El legado científico de la GP-B no se limita a la relatividad general. El proyecto también tocó la vida de cientos de científicos jóvenes.

Debido a que el proyecto fue dirigido por la universidad de Stanford, muchos estudiantes pudieron participar en el. Durante los 42 años del proyecto, más de 86 tesis doctorales de Stanford y 14 de otras universidades fueron concedidas a estudiantes que trabajaron en el GP-B.
Así, en la teoría de la relatividad, las medidas de tiempo y espacio son relativas, y no absolutas, ya que dependen del estado de movimiento del observador. En ese contexto es en el que se plantea la paradoja.
En la formulación más habitual de la paradoja, se toma como protagonistas a dos gemelos; el primero de ellos hace un largo viaje a una estrella en una nave espacial a velocidades cercanas a la velocidad de la luz; el otro gemelo se queda en la Tierra. A la vuelta, el gemelo viajero es más joven que el gemelo terrestre.
Formulación de la paradoja
De acuerdo con la teoría especial de la relatividad, y la dilatación del tiempo.

El gemelo que se queda en la Tierra envejecerá más que el gemelo que viaja por el espacio a gran velocidad porque el tiempo propio del gemelo de la nave espacial va más lento que el tiempo del que permanece en la Tierra y, por tanto, el de la Tierra envejece más rápido que su hermano.
La gravedad de un agujero negro, provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada, llamada horizonte de sucesos. El horizonte de sucesos separa la región del agujero negro del resto del universo y es la superficie límite del espacio a partir de la cual ninguna partícula puede salir, incluyendo los fotones. Dicha curvatura es estudiada por la relatividad general, la que predijo la existencia de los agujeros negros y fue su primer indicio.
En 1963, Roy Kerr demostró que en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones todos los agujeros negros debían tener una geometría cuasi-esférica determinada por tres parámetros: su masa M, su carga eléctrica total e y su momento angular L.
Y si la teoría de Einstein es cierta...
¿Es posible viajar en el tiempo?
Es inconcebible pensar en viajar en el tiempo. ¿Qué pasa si fuéramos atrás en el tiempo e impedimos que nuestro padre y madre se conozcan? Podríamos evitar nunca haber nacido! Pero si no hubiéramos nacido, no podríamos haber ido atrás en el tiempo para evitar que se encuentren.
El gran científico del siglo 20, Albert Einstein, desarrolló una teoría denominada Relatividad Especial. Las ideas de la Relatividad Especial son muy difíciles de imaginar porque no son cosas que experimentamos en la vida diarias, pero los científicos las han confirmado. Como sabemos esta teoría dice que el espacio y el tiempo son realmente aspectos de la misma cosa: del tiempo espacial.
La Relatividad Especial también dice que ocurre algo interesante al movernos a través del tiempo espacial, especialmente cuando nuestra velocidad relativa a otros objetos es cercana a la velocidad de la luz. El tiempo pasa más lentamente para nosotros que para las personas que hemos dejado atrás. No observaremos este efecto hasta que regresemos con las personas estacionarias.
En realidad, los científicos e ingenieros que planifican y operan algunas misiones espaciales deben tener en cuenta las distorsiones del tiempo que ocurren debido a la Relatividad General y Especial. Estos efectos son demasiado pequeños para que tengan importancia en términos humanos o a lo largo de una vida humana. Sin embargo, las minúsculas fracciones de segundo sí importan para el trabajo preciso necesario para hacer volar las naves espaciales a través del Sistema Solar.
CONCLUSIÓN
¿Cómo una persona puede pensar y desarrollar una teoría a partir de supuestos que en una primera instancia suenan ridículos, o contrarios a lo que llamamos razonable?
"Hay que tomar caminos que no parecen razonables con confianza, si finalmente conducen a algo ese algo será extraordinario porque estaba oculto a los ojos de muchos y solo se revela por primera vez a aquellos que seguramente se encontraron con una felicidad suprema al ver que lo ridículo era cierto. Si no conducen a nada, el solo esfuerzo de transitarlos templa el espíritu para emprendimientos mayores, es en definitiva una escuela de formación del alma.
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