lunes, 5 de septiembre de 2011

mejia gonzalez david ivan y navarrete lopez gustavo

Einstein, Albert (1879-1955), físico alemán nacionalizado estadounidense, premiado con
un Nobel, famoso por ser el autor de las teorías general y restringida de la relatividad y
por sus hipótesis sobre la naturaleza corpuscular de la luz. Es probablemente el científico
más conocido del siglo XX.
La teoría de la relatividad incluye dos teorías (la de la relatividad especial y la de
la relatividad general) formuladas por Albert Einstein a principios del siglo XX, que
pretendían resolver la incompatibilidad existente entre la mecánica newtoniana y
el electromagnetismo.
Relatividad especial
La teoría de la relatividad especial, también llamada teoría de la relatividad
restringida, publicada por Einstein en 1905, describe la física del movimiento en el
marco de un espacio-tiempo plano, describe correctamente el movimiento de los
cuerpos incluso a grandes velocidades y sus interacciones electromagnéticas y se
usa básicamente para estudiar sistemas de referencia inerciales. Estos conceptos
fueron presentados anteriormente por Poincare y Lorentz, que son considerados
como originadores de la teoría. Si bien la teoría resolvía un buen número de
problemas del electromagnetismo y daba una explicación del experimento de
Michelson-Morley, esta teoría no proporciona una descripción relativista del campo
gravitatorio.
Tras la publicación del artículo de Einstein, la nueva teoría de la relatividad
especial fue aceptada en unos pocos años por la práctica totalidad de los físicos y
los matemáticos, de hecho personas como Poincaré o Lorentz habían estado muy
cerca de llegar al mismo resultado que Einstein. La forma geométrica definitiva de
la teoría se debe a Hermann Minkowsky, antiguo profesor de Einstein en la
Politécnica de Zürich; acuñó el término " espacio-tiempo" (Raumzeit) y le dio la
forma matemática adecuada.4 El espacio-tiempo de Minkowski es
una variedad tetra dimensional en la que se entrelazaban de una manera insoluble
las tres dimensiones espaciales y el tiempo. En este espacio-tiempo de Minkowski,
el movimiento de una partícula se representa mediante su línea de universouna
curva cuyos puntos vienen determinados por cuatro variables distintas: las tres
dimensiones espaciales (x,y,z) y el tiempo (t). El nuevo esquema de Minkowski
obligó a reinterpretar los conceptos de la métrica existentes hasta entonces. El
concepto tridimensional de punto fue sustituido por el de evento. La magnitud
de distancia se reemplaza por la magnitud de intervalo.
Relatividad general
La relatividad general fue publicada por Einstein en 1915, y fue presentada como
conferencia en la Academia de Ciencias Prusiana el 25 de noviembre. La teoría
generaliza el principio de relatividad de Einstein para un observador arbitrario.
Esto implica que las ecuaciones de la teoría deben tener una forma
decovariancia más general que la covariancia de Lorentz usada en la teoría de la
relatividad especial. Además de esto, la teoría de la relatividad general propone
que la propia geometría del espacio-tiempo se ve afectada por la presencia
de materia, de lo cual resulta una teoría relativista del campo gravitatorio. De
hecho la teoría de la relatividad general predice que el espacio-tiempo no será
plano en presencia de materia y que la curvatura del espacio-tiempo será
percibida como un campo gravitatorio.
Debe notarse que el matemático alemán David Hilbert escribió e hizo públicas las
ecuaciones de la covarianza antes que Einstein. Ello resultó en no pocas
acusaciones de plagio contra Einstein, pero probablemente sea más, porque es
una teoría (o perspectiva) geométrica. La misma postula que la presencia de masa
o energía «curva» al espacio-tiempo, y esta curvatura afecta la trayectoria de los
cuerpos móviles e incluso la trayectoria de la luz.
Albert Einstein finalmente encontró una solución al problema de la velocidad de la luz: el
tiempo y el espacio son relativos al observador.
Los objetos, como las personas, que forman parte de la realidad, del espacio que
cotidianamente conocemos, tienen cierto tamaño, cierto volumen. Así que
cualquier objeto que encontremos en el espacio en que cotidianamente nos
desenvolvemos puede ser descrito como un conjunto de puntos de ese espacio.
Nosotros mismos somos, descriptivamente, conjuntos de puntos de nuestro
espacio de vida cotidiano.
Por otro lado, nuestro espacio de vida cotidiano se dice que es de 3 dimensiones.
Esta convención matemática todavía no está muy bien fundada, pero ser un
espacio de 3 dimensiones básicamente significa que, tomado un punto inicial fijo
de referencia cualquiera del espacio, cualesquiera otros puntos, por ejemplo, los
que forman y describen nuestros cuerpos, podrían ser expresados a base de
obtener sólo 3 mediciones con alguna regla o metro, respecto al punto de
referencia, mediciones tales como alto, ancho y fondo.
Uno de los más importantes y novedosos aspectos que nos aportó, o más bien
terminó de asentar, la teoría de la relatividad, es cambiar este último concepto, de
manera que, en nuestro espacio, el espacio donde nosotros existimos, en realidad
no sólo tienen importancia 3 dimensiones o mediciones, sino 4: la cuarta
dimensión es el tiempo. Para entender este aspecto, tenemos que imaginar un
ejemplo un tanto extraño.
Como hemos dicho, siempre nos ha parecido que las personas y los objetos
existimos dentro de un espacio tridimensional, es decir, formando parte de este
espacio tridimensional como puntos situados en él, de manera que toda la figura o
silueta de nuestros cuerpos se podría expresar a base de coordenadas o
mediciones tridimensionales, o ternarias.
Pero supongamos en este momento que no fuese así. Supongamos en este
momento que las personas y los objetos hoy mismo perteneciésemos sólo a un
espacio de 2 dimensiones, no de 3 dimensiones. ¿Qué implicaría esto? Esto
implicaría: primero, un espacio de 2 dimensiones se presenta como una superficie
delgada y extensa, tal como un plano, o un papel... Este es el ejemplo matemático
típico. En realidad, cualquier superficie delgada y extensa, tipo hoja de papel,
aunque tuviese abolladuras o se curvara en algún sitio, seguiría siendo un espacio
de 2 dimensiones, simplemente por lo siguiente: si se tomara un punto de
referencia fijo perteneciente a este espacio de 2 dimensiones, y a partir de él se
tomaran mediciones en 2 direcciones distintas, precisamente en 2 direcciones, por
ejemplo, norte-sur y este-oeste, entonces, cualquier punto o cualquier punto
perteneciente a cualquier objeto o cuerpo integrado en este espacio bidimensional,
podría ser descrito en cuanto a su posición o distancia respecto al punto de
referencia.
Así que si perteneciésemos en realidad sólo a un espacio de 2 dimensiones,
nosotros podríamos describirnos como conjuntos de puntos pertenecientes a este
espacio de 2 dimensiones, de manera análoga a como, en nuestra realidad
cotidiana, podemos describirnos como conjuntos de puntos de nuestro espacio de
3 dimensiones porque sabemos que, fuera de nuestro ejemplo, en verdad
pertenecemos a un espacio de 3 dimensiones, no de 2. En otras palabras, y
segundo, si nuestra existencia fuese propia de un espacio de 2 dimensiones (no
de un espacio de 3 dimensiones como realmente es), entonces no seríamos seres
voluminosos, sino que seríamos seres "planos y extensos", muy delgados o finos,
y como ocupando alguna región o trozo sólo del espacio de 2 dimensiones. Es
más: en la práctica, fuera del ejemplo, creemos estar realmente en un espacio de
3 dimensiones, y esto es lo que ven nuestros ojos (aunque diferenciemos muy
bien donde quedan el pasado, el presente y el futuro), así que nuestros ojos no
nos dicen nada de la existencia de una 4ª dimensión (aunque sí la podamos
razonar -el tiempo- y cuantificarla o medirla -con el reloj-). Por lo cual, si volvemos
al ejemplo e imaginamos que fuéramos seres propios de un espacio de 2
dimensiones, entonces, además de que seríamos planos y finos, nuestros ojos no
detectarían para nada ninguna 3ª dimensión. No viviríamos incómodos en el
espacio de 2 dimensiones, no nos daríamos cuenta.

“EINSTEIN Y LA RELATIVIDAD”

Teoría especial de la relatividad.
-Albert Einstein publicó en 1905 la Teoría especial de la relatividad, que sostiene que lo único constante en el universo es la velocidad de la luz en el vacío y todo lo demás (velocidad, longitud, masa y paso del tiempo) varía según el marco referencial del observador. La teoría resolvió muchos de los problemas que habían preocupado a los científicos hasta entonces. La famosa ecuación resultante de la teoría E = mc2 establece que la energía (E) es igual a la masa (m) por la velocidad de la luz (c) al cuadrado.

-Masa y energía
Einstein estableció la ecuación E = mc2 (donde E es energía; m, masa; y c, la velocidad constante de la luz) para explicar que masa y energía son equivalentes. Hoy se sabe que masa y energía son formas distintas de una misma cosa que recibe el nombre de masa-energía. Si la energía de un objeto disminuye una cantidad E, su masa también se reduce una cantidad igual a E/c2. Pero la masa-energía no desaparece, sino que se libera en forma de la llamada energía radiante.

-Espacio-tiempo
Doscientos años antes de que Albert Einstein formulara sus teorías sobre la relatividad, el matemático inglés Isaac Newton sugirió que el espacio y el tiempo eran absolutos (fijos) y que el primero estaba totalmente separado del segundo. Según la teoría de la relatividad, sin embargo, el tiempo y las tres dimensiones del espacio (longitud, altura y profundidad) constituyen un marco de cuatro dimensiones que recibe el nombre de continuum espacio-temporal.

-Longitud relativa
El físico irlandés George Fitzgerald sugirió que la materia se contrae en la dirección de su movimiento. Por ejemplo, desde el punto de vista de un observador estático un cohete que viajara casi a la velocidad de la luz parecería más corto que si estuviera estático, aunque los ocupantes no notarían diferencia. Einstein demostró que cualquier objeto que viajara a la velocidad de la luz se encogería hasta una longitud cero.

-Tiempo relativo
La teoría especial de la relatividad sostiene que el tiempo no es absoluto (fijo). Según Einstein, el tiempo de un objeto visto por un observador externo pasa más lentamente a medida que aumenta su movimiento lineal, lo que se ha demostrado con relojes atómicos sincronizados: mientras uno permanece en la Tierra, el otro es sometido a un viaje muy rápido (por ejemplo, en un reactor); al compararlos, el estacionario está algo más avanzado que el móvil. Einstein puso de ejemplo la famosa paradoja de los gemelos, en la que se explica que un hombre viaja al espacio casi a la velocidad de la luz dejando en la tierra a su hermano gemelo. Al volver en la tierra han pasado 50 años pero para el viajero solo han pasado unos 20.

Teoría de la Relatividad General.
Albert Einstein (1879-1955) formuló su teoría general de la relatividad. Einstein demostró que el espacio es finito pero ilimitado, como si se tratara de un universo bidimensional que tuviera la forma de la superficie de una esfera: sería finito, pero no tendría límites. Ese universo finito pero ilimitado descrito por Einstein era, en principio, estático aunque de hecho podía ser objeto de un movimiento de expansión o contracción. Esta teoría explicaba tambien que los efectos de la gravedad y la aceleración son indistinguibles y por lo tanto equivalentes. También explicaba que las fuerzas gravitatorias están vinculadas a la curvatura del espacio-tiempo. Mediante un modelo matemático, Einstein demostró que cualquier objeto flexiona el espacio-tiempo que lo rodea. Si tiene una masa relativamente grande, como una estrella, la curvatura que produce puede cambiar la trayectoria de todo lo que pase cerca, incluso de la luz.
Todo esto significa que todo objeto con masa produce o genera gravedad hacia los objetos que le rodean, generalmente cuanto más grande es la masa, más gravedad produce. Este hecho se rompe ante la presencia de un agujero negro o ante una estrella de neutrones cuyas masas son muy pequeñas sin embargo la fuerza de la gravedad es enorme.

La teoría general de la relatividad sostiene que las fuerzas gravitatorias son consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo. Al pasar cerca de un objeto masivo, la luz describe una trayectoria curva al seguir la curvatura del espacio-tiempo causada por la masa del objeto. Los agujeros negros tienen una concentración de masa tal que la curvatura del espacio-tiempo a su alrededor es tan pronunciada que ni la luz puede escapar de ellos.