Einstein publicó su Teoría de la Relatividad Especial en 1905 y su Teoría de la Relatividad General en 1915. La primera considera el movimiento uniforme (en línea recta y a velocidad constante) y la segunda, el movimiento acelerado (a velocidad variable, y no necesariamente en línea recta). Ambas conforman la Teoría de la Relatividad.
Esta teoría cambió nuestra visión del tiempo, el espacio, la materia y la energía. La misma ha aprobado todos los experimentos realizados para ponerla a prueba. Ahora sabemos que:
El tiempo es una dimensión más, como las tres dimensiones del espacio (arriba-abajo, adelante-atrás y derecha-izquierda). El tiempo y el espacio no pueden existir separadamente; están indisolublemente unidos en el “tejido espacio-tiempo”.
El tiempo, el espacio y la masa no son absolutos, sino que dependen de las condiciones del observador que los mida. Son afectados por la velocidad y por los campos gravitacionales; estos últimos son causados por la presencia de la materia. La simultaneidad no es absoluta, sino relativa. Dos eventos pueden ocurrir simultáneamente para un observador y en momentos diferentes para otro, estando ambos en lo cierto.
La materia y la energía son equivalentes. La una se puede transformar en la otra. La materia contiene una cantidad enorme de energía.
La gravedad no es una fuerza sino una configuración geométrica del tejido espacio-tiempo. La materia ocasiona hondonadas en dicho tejido, que atraen a otras materias.
Nada material puede viajar a una velocidad mayor que la de la luz. Dicha velocidad es la misma para cualquier observador, sin importar su estado de movimiento.
Muchos ignoran estas realidades. Otros piensan que su conocimiento es inútil. Sin embargo, muchos artilugios tecnológicos modernos no existirían sin la Teoría de la Relatividad.
La utilidad más visible de esta teoría es el sistema de navegación GPS (Sistema de Posicionamiento Global). Éste es utilizado por barcos, aviones, automóviles, topógrafos, etc. Un aparato GPS es barato y liviano y es capaz de ubicar un objeto sobre la superficie terrestre con gran precisión.
El sistema GPS se basa en una red de satélites que orbitan la Tierra a unos 20,000 km de altura y a una velocidad de unos 14,000 km por hora. Estos satélites están distribuidos de tal manera que al menos cuatro de ellos son siempre visibles desde cualquier punto de la Tierra. Cada uno de ellos lleva un reloj atómico de gran precisión. Un aparato receptor GPS determina su posición en el planeta con base en las distancias entre dicho receptor y varios de estos satélites, cuyas posiciones son conocidas en cada momento. En pocos segundos se puede obtener una precisión de hasta cinco metros. En una hora se puede lograr una precisión de milímetros.
El tiempo medido por los relojes de los satélites, a nosotros en la Tierra nos parece que transcurre más lentamente (comparado con el tiempo medido por un reloj idéntico en la superficie), por el efecto de su velocidad, tal como predice la Teoría de la Relatividad Especial. Por esta causa, los relojes de los satélites se “atrasan” unos 7 microsegundos cada día.
Por otra parte, la curvatura del tejido espacio-tiempo es menor en los sitios en donde están los satélites que en la superficie terrestre. Por esta razón, los relojes satelitales se “adelantan” en comparación con los relojes terrestres, como predice la Teoría de la Relatividad General. Por esta causa, los relojes de los satélites se “adelantan” unos 45 microsegundos cada día.
El resultado neto de los dos efectos relativistas (el primero por la velocidad y el segundo por la gravedad) es un adelanto diario de 38 microsegundos en los relojes de los satélites, comparados con los relojes terrestres.
La precisión requerida por el sistema GPS es de nano-segundos (mil millonésimas de segundo). 38 microsegundos significan un error acumulado diariamente de 38,000 nanosegundos. Si no se considerara el efecto de la relatividad, el sistema GPS acumularía un error de unos 10 kilómetros cada día y se volvería inútil.
De igual manera, la Teoría de la Relatividad es esencial para el funcionamiento de los teléfonos celulares, la Internet, las transmisiones globales de radio y televisión, etc.
pedrocuadra56@yahoo.com.mx
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