Qué es la Teoria de la Relatividad de Einstein - Explicación
Summary
TLDREste vídeo explica la teoría de la relatividad de Einstein, destacando cómo la percepción del tiempo y el espacio varía según la velocidad y la gravedad. Se describe la constancia de la velocidad de la luz y cómo afecta el tiempo y el espacio, la dilatación del tiempo y cómo el espacio-tiempo se curva debido a la masa y energía. También se mencionan ejemplos como la aberración de la luz y la importancia de la relatividad en el funcionamiento de los GPS.
Takeaways
- 🌍 El tiempo y el espacio no son absolutos, según descubrió Einstein con su teoría de la relatividad general en 1915.
- 💡 La teoría de la relatividad especial de 1905 sostiene que la velocidad de la luz es constante, independientemente del estado de movimiento del observador.
- 🚂 En un sistema de referencia inercial, las leyes de la física son las mismas, lo que implica que el tiempo y el espacio se modifican según la velocidad.
- ⚡ El concepto de dilatación temporal indica que a grandes velocidades, el tiempo transcurre más lentamente para un objeto en movimiento en comparación con un observador en reposo.
- 🔭 La velocidad de la luz es la máxima en el universo, y ningún objeto con masa puede alcanzarla o superarla, ya que necesitaría energía infinita.
- 🌌 La gravedad, según la relatividad general, es el resultado de la curvatura del espacio-tiempo provocada por la masa y la energía.
- 🚀 La paradoja de los gemelos demuestra cómo uno que viaja a gran velocidad envejece más lentamente que su contraparte en la Tierra.
- ⏳ Los experimentos con relojes atómicos han comprobado la dilatación del tiempo, mostrando retrasos minúsculos en velocidades más altas.
- 📡 Los satélites GPS deben corregir sus cálculos basados en la relatividad para evitar desviaciones en sus medidas debido a la dilatación temporal.
- ⚛️ La teoría de la relatividad abre la puerta a la comprensión del espacio-tiempo como una dimensión maleable, dependiente de la velocidad y la gravedad.
Q & A
¿Qué teoría presentó Albert Einstein en 1915 que cambió nuestra comprensión del tiempo y el espacio?
-Albert Einstein presentó su teoría de la relatividad general en 1915, lo que desafió la idea de que el tiempo y el espacio son absolutos y fijos.
¿Cómo se mide el tiempo según la física clásica de Newton?
-En la física clásica de Newton, el tiempo se mide de manera absoluta y es independiente del observador, la distancia y el tiempo son constantes, sin importar si el cuerpo está en reposo o en movimiento.
¿Qué descubrió James Clerk Maxwell sobre los fenómenos eléctricos y magnéticos?
-James Clerk Maxwell descubrió que cualquier onda en los campos eléctricos y magnéticos debe moverse a la velocidad de la luz, la cual es invariable.
¿Qué conclusión llegó Einstein después de estudiar las ecuaciones de Maxwell?
-Einstein dedujo que la velocidad de la luz debería medirse siempre igual, independientemente de la velocidad del observador que la mida.
¿Qué es un marco de referencia inercial y cómo se relaciona con la teoría de la relatividad?
-Un marco de referencia inercial es un sistema en el que las velocidades son constantes y la física se aplica de manera uniforme. Según la teoría de la relatividad, las leyes de la física son iguales en todos los sistemas de referencia inercial.
¿Cómo se explica la contradicción que surge con la velocidad de la luz según la teoría de la relatividad?
-La contradicción surge porque, a pesar de que la lógica diría que la velocidad de un rayo de luz se suma a la velocidad de una nave que se mueve a casi la velocidad de la luz, la teoría de la relatividad dice que la velocidad de la luz siempre se mide igual, lo que implica que el tiempo y el espacio deben cambiar con el movimiento.
¿Qué es el segundo postulado de la teoría de la relatividad general de Einstein?
-El segundo postulado de la teoría de la relatividad general es que la velocidad de la luz es independiente del estado de movimiento de la fuente o de cualquier observador.
¿Cómo se relaciona la masa y la energía según la teoría de la relatividad?
-Según la teoría de la relatividad, la masa y la energía son intercambiables, lo que se conoce como la famosa ecuación E=mc², lo que significa que ninguna parte con masa puede alcanzar o superar la velocidad de la luz.
¿Qué fenómeno se produce cuando un objeto se acerca a la velocidad de la luz?
-Cuando un objeto se acerca a la velocidad de la luz, el tiempo se dilata, lo que significa que se mueve más despacio desde el punto de vista de un observador en reposo.
¿Qué es la dilatación del tiempo y cómo se demuestra en la teoría de la relatividad especial?
-La dilatación del tiempo es el fenómeno por el cual el tiempo se mueve más despacio para un objeto en movimiento a alta velocidad en comparación con un observador en reposo. Este fenómeno ha sido comprobado en experimentos que utilizan relojes atómicos en diferentes velocidades.
¿Cómo se explica la idea de que el tiempo no existe para un fotón?
-Dado que un fotón viaja a la velocidad de la luz y no tiene masa, la teoría de la relatividad sugiere que, desde la perspectiva de un fotón, no hay tiempo, ya que es la máxima dilatación temporal posible.
¿Qué papel juega el bosón de Higgs en la creación del tiempo según el script?
-El bosón de Higgs es la única partícula capaz de crear el tiempo, ya que interactúa consigo misma para crear el campo de Higgs y su masa, lo que permitiría que las partículas con masa lleven un 'reloj interno'.
Outlines
🕰️ Teoría de la Relatividad de Einstein
Este párrafo explica cómo la percepción del tiempo ha cambiado desde la introducción de la Teoría de la Relatividad General por Albert Einstein en 1915. Antes, el tiempo se consideraba absoluto y constante, sin importar el observador. Sin embargo, Einstein demostró que el tiempo y el espacio están interconectados. La velocidad de la luz, descrita por James Clerk Maxwell, es constante y no se ve afectada por el movimiento del observador o la fuente, lo que llevó a Einstein a concluir que el tiempo y el espacio deben deformarse para mantener constante la velocidad de la luz. Esto resultó en la segunda postulada de la Relatividad Especial, donde la velocidad de la luz es independiente del movimiento de la fuente o del observador. El vídeo también explora cómo la Relatividad General, publicada en 1915, amplió esta idea para explicar la gravedad como una ilusión causada por la curvatura del espacio-tiempo.
🌌 El Universo como un Espacio-Tiempo
En este párrafo se discute cómo la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein cambió la comprensión del tiempo y el espacio, presentando el concepto de espacio-tiempo. Se explica que el tiempo se ralentiza a altas velocidades y cómo la gravedad afecta la percepción del tiempo. La dilatación del tiempo es un fenómeno donde un objeto en movimiento experimenta el tiempo de manera diferente en comparación con un observador en reposo. Se mencionan ejemplos como los gemelos, los relojes atómicos y los astronautas, así como la necesidad de considerar la relatividad en los sistemas de navegación GPS. También se explora la idea de que, si el tiempo se detiene en la velocidad de la luz, podría existir una dimensión donde el tiempo no tenga sentido.
🌌 La Massa y la Creación del Tiempo
Este párrafo profundiza en la idea de que la masa es fundamental para la existencia del tiempo. Se sugiere que sin masa, el tiempo no tendría sentido y solo el espacio existiría. La interacción de las partículas con masa con el campo de Higgs es crucial para la emergencia del tiempo. Se discute la idea de que cada objeto con masa tiene su propio tiempo, basado en su velocidad y masa. Finalmente, se plantea la posibilidad de que superar la velocidad de la luz llevaría a un tiempo imaginario, lo que estaría fuera de las ecuaciones de la Relatividad y podría significar entrar en una dimensión diferente.
Mindmap
Keywords
💡Relatividad General
💡Espacio-tiempo
💡Velocidad de la luz
💡Dilatación del tiempo
💡Contrapcción de la longitud
💡Gravedad
💡Ecuaciones de Maxwell
💡Bosón de Higgs
💡Relatividad Especial
💡Paradoja de los gemelos
💡GPS
Highlights
La teoría de la relatividad general de Einstein desafía la percepción tradicional del tiempo como una magnitud absoluta.
En la física clásica de Newton, el tiempo y el espacio son absolutos y no cambian con el observador o el movimiento.
James Clerk Maxwell describió los fenómenos eléctricos y magnéticos como un conjunto de ondas que se mueven a una velocidad fija: la de la luz.
Einstein dedujo que la velocidad de la luz debe ser constante, independientemente de la velocidad del observador.
La suma de velocidades según la teoría de la relatividad es un concepto clave para entender la física de Einstein.
La constancia de la velocidad de la luz llevó a Einstein a la conclusión de que el tiempo y el espacio deben cambiar con el movimiento.
La segunda postulada de la relatividad establece que la velocidad de la luz es independiente del movimiento de la fuente o del observador.
La relatividad general de Einstein sugiere que la gravedad es una ilusión causada por la curvatura del espacio-tiempo por la masa y la energía.
La masa y la energía son intercambiables, según la famosa ecuación de Einstein E=mc².
La velocidad de la luz es la máxima velocidad en el universo y no puede ser superada por objetos con masa.
La dilatación del tiempo es un fenómeno donde el tiempo se dilata a velocidades cercanas a la de la luz.
La dilatación del tiempo ha sido comprobada experimentalmente con relojes atómicos y astronautas.
Los satélites GPS deben corregir por la relatividad para funcionar correctamente.
La aberración de la luz muestra cómo la percepción de una estrella cambia dependiendo de la velocidad del observador.
La teoría de la relatividad sugiere que si el tiempo se dilata a velocidades cercanas a la de la luz, podría detenerse completamente desde una perspectiva a la velocidad de la luz.
La existencia del tiempo está ligada a la masa y la interacción con el campo de Higgs, según la teoría de Louise Brough Lee.
Cada objeto con masa tiene su propio tiempo, debido a su masa y velocidad, lo que lleva a una percepción única del tiempo por cada individuo.
Si se superara la velocidad de la luz, el tiempo tendría un flujo imaginario y se saldrían de las ecuaciones de la relatividad.
La teoría de la relatividad nos muestra que el tiempo no es absoluto sino una dimensión más que depende de la velocidad y la gravedad.
Transcripts
[Música]
saludos internautas en nuestra vida
cotidiana
vemos el pasar del tiempo como una
magnitud absoluta que no cambia y eso
fue así hasta que albert eisntein en
1915 presentaba su teoría de la
relatividad general incluso hoy día
resulta difícil de entender en la física
clásica de newton medimos el tiempo
exactamente igual sea cual sea el
observador distancia y tiempo son
absolutos independientemente si el
cuerpo está en reposo en movimiento esto
es más fácil de entender para nosotros
pues los relojes no deberían cambiar en
ningún punto del espacio pero ahí están
descubrió que el tiempo y el espacio no
son absolutos ni independientes entre
ellos como lo descubrió
el físico aprendió lo que era un rayo de
luz que consiste en una serie de campos
eléctricos y magnéticos que oscilan
moviéndose por el espacio a
299.792 a 4 kilómetros por segundo james
clerk maxwell fue el pionero en
describir de forma precisa los fenómenos
eléctricos y magnéticos
unificándolos como uno solo sus leyes
eran bastante estrictas cualquier onda
en los campos tiene que moverse a la
velocidad de la luz y es invariable
einstein estudió las ecuaciones de
maxwell y dedujo que deberíamos medir la
velocidad de la luz siempre igual en el
espacio sea cual sea la velocidad y el
observador que la mida pero entonces
surgía una contradicción con las leyes
de la física para entenderlo el mejor
ejemplo es de un tren en movimiento si
nos movemos en un tren a 100 kilómetros
por hora y lanzamos un balón a 20
kilómetros por hora para un observador
en tierra verá que las velocidades se
suman y que el balón va 120 kilómetros
por hora esto es igual en cualquier
punto del espacio las velocidades
siempre se suman al movimiento que
exista es lo que dice el primer
postulado de la teoría de la relatividad
las leyes de la física son las mismas en
todos los sistemas de referencia
inercial es si su velocidad es constante
el tren en movimiento sería un marco de
referencia inercial otro marco de
referencia sería la tierra nuestro
planeta tiene muchos movimientos pero
quedémonos con la velocidad sobre su eje
que se mueve a 1.670 kilómetros por hora
así que si un balón se lance en
dirección al movimiento terrestre
deberíamos sumar los 20 kilómetros por
hora a los 1.670 que tiene la tierra
estos ejemplos son fáciles de entender
las velocidades constantes son marcos de
referencia y nuevos vectores de
movimiento se suman a otras velocidades
de manera que siempre calculamos la
velocidad con respecto a otra cosa pero
cuando entra en juego la velocidad de la
luz la cosa cambia si una nave se mueve
a casi 300 mil kilómetros por segundo y
disparamos un rayo de luz en dirección
al movimiento de la nave
también a trescientos mil kilómetros por
segundo
en cambio si un observador externo me
diera la velocidad del rayo de luz la
lógica nos dice que debería obtener en
total casi seiscientos mil kilómetros
por segundo eso no podía ser posible si
la velocidad de la luz no es constante
las ecuaciones de maxwell deberían
funcionar diferente dentro y fuera de la
nave esta cuestión tuvo einstein
devanándose los sesos durante años este
problema fue debatido ampliamente con su
mejor amigo michel beso el cual le dio
muchas pistas de cómo podría resolverse
la constancia de la velocidad de la luz
en marcos de referencia inerciales
diferentes es evidente que cuando
eliminas lo imposible lo que queda por
improbable que sea esa es la respuesta
el famoso físico tuvo que utilizar su
imaginación en lugar de las matemáticas
para crear su ecuación de ahí la frase
que dice la imaginación es más
importante que el conocimiento
pero entonces qué pasa si la velocidad
de la luz siempre es constante lo que se
modifique entonces con el movimiento son
el tiempo y el espacio mismos
para que la velocidad de la luz sea
coherente sea cual sea la velocidad
referencial el tiempo debe ser más lento
y aquí es cuando llegamos al segundo
postulado la velocidad de la luz es
independiente del estado de movimiento
de la fuente o de cualquier observador
el universo cambia su estructura según
la velocidad una maquinaria cósmica que
se modifica a sí misma y que el
observador siga viendo el universo
limitado e inalcanzable incluso viajar a
velocidades infinitas nos permite
comprenderlo pero no sus más intrincados
misterios einstein acabó rápidamente su
trabajo y en un estado de euforia
extrema envió sus investigaciones para
que fueran publicadas sobre la
electrodinámica de cuerpos en movimiento
compatibles con las ecuaciones de
maxwell con el principio de la
relatividad a lo que incluye un
agradecimiento mis el beso por sus
grandes aportaciones
esto cambió nuestro concepto del tiempo
y espacio absolutos en la teoría de la
relatividad especial publicada en 1905
nuestro universo está formado por una
estructura matemática llamada
espacio-tiempo donde el tiempo se
ralentiza grandes velocidades en
comparación observadores externos ahí no
acabó la cosa einstein aún eufórico por
la teoría de la relatividad se le
ocurrió una idea adicional la teoría de
la relatividad general publicada en 1915
donde explica que la gravedad es una
ilusión según las ecuaciones para que
todo el sistema fuera coherente los
objetos deben perder siempre energía
cuando van a grandes velocidades y esto
significa que además deben perder algo
de masa esto es equivalente a la
resistencia al movimiento de manera que
la masa y la energía son intercambiables
la energía y la materia tampoco son
entidades separadas sino equivalentes de
manera que ningún objeto con masa puede
alcanzar la velocidad de la luz ni
superarla ya que debería tener masa
infinita
la velocidad de la luz es la máxima en
nuestro universo desde el punto de vista
de los observadores un fotón al carecer
de masa puede alcanzar su máxima
velocidad así según el físico el
espacio-tiempo se puede curvar por la
masa y la energía que contiene la
gravedad sería entonces una consecuencia
de la curvatura del espacio y no una
fuerza como se creía cuando un objeto se
siente atraído hacia una masa mayor
simplemente está cayendo en el
espacio-tiempo curvado qué quiere decir
esto que si el espacio se curva también
lo hace el tiempo
así que todo objeto sometido a un campo
gravitatorio el pasar del tiempo será
más lento que el de un observador
externo en reposo altas velocidades y
gravedad modifican el pasar del tiempo
la velocidad de la luz es absoluta
no importa lo rápido que viaje la luz
siempre encontrará que la oscuridad ha
llegado antes y la está esperando
estamos en condiciones de comparar las
medidas de tiempos hechas por
observadores en dos sistemas de
referencia inercial es el tiempo puede
ser diferente cuando se mide desde
diferentes sistemas de referencia en la
teoría de la relatividad especial el
tiempo siempre se moverá más despacio a
grandes velocidades respecto a otro
marco de referencia inercial esto lo
describe las transformaciones de
lawrence aplicadas a la relatividad por
ejemplo una nave que viaja alfa centauri
que está a 43 años luz al 99% de la
velocidad de la luz debería tardar unos
4 55 años en llegar desde el punto de
vista de un observador en reposo sin
embargo en las transformaciones de
lawrence el tiempo y la longitud se
contraen de manera que el tiempo la nave
ha pasado mucho más lento unos 24 meses
este fenómeno se llama la dilatación del
tiempo lo curioso es que el tripulante
de la nave no le parecerá que su reloj
vaya más lento esto da lugar a muchas
paradojas una de ellas es la de los
gemelos un tripulante en la nave
envejecerá más despacio que su amigo en
tierra
la relatividad en la que se aplica la
dilatación del tiempo ha sido comprobada
en multitud de ocasiones los relojes
atómicos han presentado discrepancias de
mil millonésimas de segundo de retraso
en velocidades de varios miles de
kilómetros por hora en comparación con
observadores en reposo lo que quiere
decir que sea cual sea la velocidad
siempre habrá una pequeña dilatación
temporal aunque esto se hace más
evidente a velocidades de más de un 10%
de la velocidad de la luz vemos también
otros ejemplos como la aberración de la
luz una estrella se ve diferente
dependiendo si el observador se acerca o
se aleja de ella
se ha comprobado también en astronautas
girando la tierra durante dos años son
unos milisegundos más jóvenes los gps es
también deben tener en cuenta la
relatividad para que los cálculos sean
correctos si no fuera así los satélites
perderían el rumbo la relatividad sigue
sorprendiéndonos con fenómenos curiosos
si el tiempo se dilata conforme nos
acercamos a la velocidad de la luz
llegará un momento que se detenga desde
el punto de vista de un fotón no tiene
sentido hablar de tiempo ya que es la
máxima dilatación temporal al menos eso
dicen las ecuaciones de einstein el
pasado presente y futuro no existen para
un fotón los fenómenos simultáneos de
partículas objetos sin masa son en un
vacío sin tiempo
pero si le agregamos la masa la cosa
cambia pues deforma el tejido del
espacio y empezamos a percibir el tiempo
si ahora nos convirtiéramos en un ser de
luz sin masa viajaríamos a casi 300.000
kilómetros por segundo y todos los
fenómenos del universo los percibiríamos
a la vez no es descabellado pensar que
la eternidad existe y esta es la luz
la realidad de nuestro universo no es lo
que parece el espacio-tiempo tiene
conexiones como si fuera un gran océano
con pliegues agujeros y perturbaciones
donde las masas hundan la malla y
provoca la ilusión del tiempo un tiempo
que sin masa no existe en un universo
que sólo hubiera fotones no existiría el
tiempo solo el espacio puede existir un
universo con tiempo donde no existan
partículas con masa y todas van a la
velocidad de la luz es necesario
partículas sin masa la interacción con
las de masa solo con las primeras el
tiempo es imposible
durante una billonésima de segundo
después del big bang ninguna partícula
tenía más a salvo el bosón de higgs que
interactuaba consigo mismo para crear el
campo de hicks y su masa así que la
única partícula capaz de crear el tiempo
era el bosón de higgs el tiempo debería
haber emergido del campo de higgs la
idea es que las partículas con masa ya
llevan un reloj interno cuyo tictac
viene de su interacción con el campo de
hicks esto viene de louise brough lee en
su tesis doctoral de 1924
la conclusión a esto es que cada objeto
con más en movimiento tiene su propio
tiempo y como nada esté en reposo
absoluto cada uno de nosotros llevamos
nuestro tiempo único debido a nuestras
diferentes masas y velocidades
dos objetos iguales moviéndose a
velocidades diferentes
experimentarán el pasar del tiempo de
forma diferente en el caso que se
pudiera superar la velocidad de la luz
el tiempo transcurría de forma
imaginaria con un número negativo este
tiempo imaginario se sale de las
ecuaciones de la relatividad y sería el
equivalente a salir del universo en una
dimensión diferente
con la teoría de la relatividad se abrió
una puerta a otra dimensión de la
existencia y la humanidad entendió que
el tiempo no era absoluto sino una
dimensión más que dependía de la
velocidad y la gravedad
atrapados como hormigas pegadas a una
red espacio-temporal de cuatro
dimensiones el tiempo no se detiene ni
espera por nadie
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