El principio de relatividad (y 4): la versión de Einstein

Montaje experimental para la comprobación del principio de relatividad de Einstein en un hotel.

Al formular su propia teoría de la invariancia [1], Einstein lo que va a hacer es ampliar la invariancia de Galileo afirmando que el principio de relatividad debe aplicar a todas las leyes de la física, como las leyes que rigen la luz y otros efectos del electromagnetismo, no solo a la mecánica. Einstein usó este principio como uno de los dos postulados de su teoría, de la cual luego derivó las consecuencias por deducción.

El principio de relatividad de Einstein podría expresarse de la siguiente manera:

Todas las leyes de la física son exactamente las mismas [2] para cada observador en cada marco de referencia que está en reposo o moviéndose con una velocidad relativa uniforme. Esto significa que no hay ningún experimento que se pueda realizar dentro de un marco de referencia que revele si éste está en reposo o moviéndose a una velocidad uniforme.

Como vemos esto no es más que el principio de relatividad de Galileo en el que se ha sustituido “las leyes de la mecánica” por “todas las leyes de la física”.

Como decir repetidamente “marcos de referencia que están en reposo o en velocidad uniforme en relación con otro marco de referencia” es bastante prolijo, los físicos le dan un nombre a este concepto, marcos de referencia inerciales, ya que la ley de inercia de Newton se cumple en ellos. Los marcos de referencia que se aceleran respecto a otros se denominan marcos de referencia no inerciales.

Los marcos de referencia no inerciales no están incluidos en la parte de la teoría de la invariancia que estamos tratando; debido a esta limitación a esta parte de la teoría se la conoce popularmente como teoría de la relatividad especial. Está restringida pues a marcos de referencia inerciales, aquellos que están en reposo o se mueven con una velocidad uniforme relativa entre sí.

Si nos fijamos, según el principio de relatividad en la versión de Einstein, las leyes del movimiento de Newton y todas las otras leyes de la física siguen siendo las mismas para los fenómenos que ocurren en cualquier marco de referencia inercial. Este principio no dice en absoluto que “todo es relativo”. Por el contrario, demanda que busquemos las relaciones que no cambian cuando pasamos nuestra atención de un marco de referencia en movimiento a otro. Las mediciones físicas, pero no las leyes físicas [2], dependen del marco de referencia del observador.

El principio de relatividad es, como decíamos antes, uno de los dos postulados a partir de los cuales Einstein derivó las consecuencias de la teoría de la invariancia. El otro postulado se refiere a la velocidad de la luz, y es especialmente importante cuando se comparan las observaciones entre dos marcos de referencia inerciales en movimiento relativo, ya que dependemos principalmente de la luz para hacer observaciones. Trataremos de él en nuestra próxima entrega de la serie.

Notas:

[1] Popularmente conocida como teoría de la relatividad.

[2] Por eso Einstein se refería a su teoría como teoría de la invariancia, porque las leyes no varían.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

6 Comentarios

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IñakiIñaki

Trabajos como este me animan a seguir leyendo. Espero con gusto a la proxima entrega.

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VICTOR ARELLANOVICTOR ARELLANO

excelente trabajo, sigamos ampliando la mente para conquistar el espacio

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