La física clásica opina que cualquier observador, independientemente de su ubicación, recibirá los mismos resultados en sus medidas de tiempo y extensión. El principio de relatividad establece que los observadores pueden obtener resultados diferentes, y tales distorsiones se denominan "efectos relativistas". Al acercarse a la velocidad de la luz, la física newtoniana se hace a un lado.
Velocidad de la luz
El científico A. Michelson, que midió la velocidad de la luz en 1881, se dio cuenta de que estos resultados no dependían de la velocidad a la que se movía la fuente de radiación. Junto con E. V. Morley Michelson en 1887 realizó otro experimento, después del cual quedó claro para todo el mundo: no importa en qué dirección se tome la medida, la velocidad de la luz está en todas partes y siempre es la misma. Los resultados de estos estudios fueron contrarios a las ideas de la física de la época, ya que si la luz se mueve en un determinado medio (éter), y el planeta se mueve en el mismo medio, las medidas en diferentes direcciones no pueden ser iguales.
Más tarde, el matemático, físico y astrónomo francés Jules Henri Poincaré se convirtió en uno de los fundadores de la teoría de la relatividad. Desarrolló la teoría de Lorentz, según la cual losel éter está inmóvil, por lo que la velocidad de la luz relativa a él no depende de la velocidad de la fuente. En marcos de referencia móviles se realizan transformaciones de Lorentz, y no de Galileo (las transformaciones de Galileo aceptadas hasta entonces en la mecánica newtoniana). A partir de ahora, las transformaciones de Galileo se han convertido en un caso especial de las transformaciones de Lorentz, al pasar a otro marco de referencia inercial a una velocidad baja (en comparación con la velocidad de la luz).
Abolición del éter
El efecto relativista de la contracción de la longitud, también llamado contracción de Lorentz, es que para el observador, los objetos que se mueven en relación con él tendrán una longitud más corta.
Albert Einstein hizo una contribución significativa a la teoría de la relatividad. Abolió por completo un término como "éter", que hasta ese momento estaba presente en el razonamiento y los cálculos de todos los físicos, y transfirió todos los conceptos de las propiedades del espacio y el tiempo a la cinemática.
Después de la publicación del trabajo de Einstein, Poincaré no solo dejó de escribir artículos científicos sobre este tema, sino que tampoco mencionó el nombre de su colega en ninguno de sus trabajos, salvo en el único caso de referencia a la teoría de el efecto fotoeléctrico. Poincaré siguió discutiendo las propiedades del éter, negando categóricamente cualquier publicación de Einstein, aunque al mismo tiempo trató con respeto al más grande científico e incluso le dio un brillante testimonio cuando la dirección de la Escuela Politécnica Superior de Zúrich quiso invitar a Einstein. convertirse en profesor en la institución educativa.
Relatividad
Incluso muchos de los que están completamente en desacuerdo con la física y las matemáticas, al menos en términos generales, lo que es la teoría de la relatividad, porque es quizás la más famosa de las teorías científicas. Sus postulados destruyen las ideas ordinarias sobre el tiempo y el espacio, y aunque todos los escolares estudian la teoría de la relatividad, no basta con conocer las fórmulas para entenderla en su totalidad.
El efecto de la dilatación del tiempo se probó en un experimento con un avión supersónico. Los relojes atómicos exactos a bordo comenzaron a retrasarse una fracción de segundo después de regresar. Si hay dos observadores, uno de los cuales está parado y el segundo se mueve a cierta velocidad con respecto al primero, el tiempo para el observador que está parado será más rápido, y para el objeto en movimiento, el minuto durará un poco. más extenso. Sin embargo, si el observador en movimiento decide volver atrás y comprobar la hora, resultará que su reloj muestra un poco menos que el primero. Es decir, habiendo viajado una distancia mucho mayor en la escala del espacio, "vivió" menos tiempo mientras se movía.
Efectos relativistas en la vida
Muchos creen que los efectos relativistas solo se pueden observar cuando se alcanza la velocidad de la luz o se acerca a ella, y esto es cierto, pero puedes observarlos no solo dispersando tu nave espacial. En las páginas de la revista científica Physical Review Letters, puede leer sobre el trabajo teórico del suecocientíficos. Escribieron que los efectos relativistas están presentes incluso en una simple batería de automóvil. El proceso es posible debido al rápido movimiento de los electrones de los átomos de plomo (por cierto, son la causa de la mayor parte del voltaje en las terminales). Esto también explica por qué, a pesar de las similitudes entre el plomo y el estaño, las baterías a base de estaño no funcionan.
Metales de lujo
La velocidad de rotación de los electrones en los átomos es bastante baja, por lo que la teoría de la relatividad simplemente no funciona, pero hay algunas excepciones. Si avanza más y más a lo largo de la tabla periódica, queda claro que hay bastantes elementos más pesados que el plomo. Una gran masa de núcleos se equilibra aumentando la velocidad de los electrones, e incluso puede acercarse a la velocidad de la luz.
Si consideramos este aspecto desde el lado de la teoría de la relatividad, queda claro que los electrones en este caso deben tener una masa enorme. Esta es la única forma de preservar el momento angular, pero el orbital se encogerá a lo largo del radio, y esto se observa de hecho en los átomos de metales pesados, pero los orbitales de los electrones "lentos" no cambian. Este efecto relativista se observa en los átomos de algunos metales en orbitales s, que tienen una forma regular, esféricamente simétrica. Se cree que es como resultado de la teoría de la relatividad que el mercurio tiene un estado líquido de agregación a temperatura ambiente.
Viaje espacial
Los objetos en el espacio son unos de otrosa grandes distancias, e incluso cuando se mueve a la velocidad de la luz, llevará mucho tiempo superarlos. Por ejemplo, para llegar a Alfa Centauro, la estrella más cercana a nosotros, una nave espacial a la velocidad de la luz tardará cuatro años, y para llegar a nuestra galaxia vecina, la Gran Nube de Magallanes, tardará 160.000 años.
Todavía es posible volar a Alpha Centauri y regresar, porque tomará solo ocho años, y para los habitantes de la nave, que sienten el efecto de la dilatación del tiempo, este período será mucho menor, pero sobre Al regresar de un viaje a una galaxia vecina, los astronautas encontrarán que en su lugar natal han pasado trescientos veinte mil años en el planeta, y la civilización humana puede haber dejado de existir hace mucho tiempo. Así, los efectos relativistas permiten a las personas viajar en el tiempo. Este es considerado uno de los principales problemas de la exploración espacial, porque ¿de qué sirve conquistar el espacio exterior si no hay forma de regresar?
Otras actividades
Además de la famosa dilatación del tiempo, también existe el efecto Doppler relativista, según el cual, si la fuente de las ondas comienza a moverse, el observador percibirá las ondas que se propagan hacia este movimiento como "comprimidas", y hacia la eliminación de la longitud de onda se incrementará.
Este fenómeno es típico de cualquier onda, por lo que se puede observar en el ejemplo del sonido en la vida cotidiana. El oído humano percibe la reducción de una onda sonora como un aumento del tono. Asi que,cuando la señal de un tren o automóvil se escucha desde lejos, es más baja, y si el tren pasa junto al observador, mientras emite un sonido, entonces su altura será mayor en el momento de la aproximación, pero tan pronto como los objetos se igualen y el tren comienza a alejarse, el tono se volverá bruscamente más bajo y continuará en notas más bajas.
Estos efectos relativistas se deben a la analogía clásica del cambio de frecuencia cuando el receptor y la fuente se mueven, así como a la dilatación relativista del tiempo.
Acerca del magnetismo
Entre otras cosas, los físicos modernos están discutiendo cada vez más el campo magnético como un efecto relativista. Según esta interpretación, el campo magnético no es una entidad material física independiente, ni siquiera es una de las manifestaciones del campo electromagnético. El campo magnético desde el punto de vista de la teoría de la relatividad es simplemente un proceso que ocurre en el espacio alrededor de cargas puntuales debido a la transferencia de un campo eléctrico.
Los defensores de esta teoría creen que si C (la velocidad de la luz en el vacío) fuera infinita, entonces la propagación de las interacciones en la velocidad también sería ilimitada y, como resultado, no podrían surgir manifestaciones de magnetismo.
