Yuriy Rumer - ¿Qué es la teoría de la relatividad?

«… sigue siendo, no obstante, indudable,

que la mecánica era un calco de los

movimientos lentos, reales, mientras que

la nueva física es un calco de los movimientos

reales que tienen lugar con prodigiosas

velocidades…»

«La mutabilidad de las representaciones

humanas sobre el espacio y el tiempo no

refuta la realidad objetiva de uno u otro, como

la mutabilidad de nuestros conocimientos sobre

la estructura y las formas del movimiento de

la materia tampoco refuta la realidad objetiva

del mundo exterior»

V. L. LENIN

Han transcurrido más de cincuenta años desde el momento en que Albert Einstein creó la Teoría de la Relatividad. Esta teoría, que en cierto tiempo muchos la creían ser un juego paradójico del pensamiento, se convirtió durante el tiempo transcurrido en una de las piedras angulares de la Física. La Física moderna es tan imposible de concebir sin la teoría de la relatividad como lo sería sin la noción actual de los átomos y de las moléculas. Es difícil hasta enumerar los fenómenos físicos que son imposibles de explicar sin la teoría de la relatividad. Basándose en esta teoría se crean aparatos tan complicados como lo son los aceleradores de partículas «elementales», se hace posible el cálculo de las reacciones nucleares, etc.

Sin embargo, desgraciadamente, la teoría de la relatividad es muy poco conocida fuera del círculo estrecho de los especialistas. Y sucede así, porque la citada teoría pertenece al grupo de las teorías de elevado grado de dificultad. Y no se puede exigir de uno que no sea físico el manejo natural del aparato matemático de esta teoría, por cierto, bastante complicado.

A pesar de todo esto, nosotros creemos que las nociones principales y las ideas de la teoría de la relatividad pueden ser expuestas de manera accesible para ser comprendidas por un círculo de lectores bastante amplio.

Abrigamos la esperanza de que al lector que haya leído nuestro libro, ya no le podrá venir a la cabeza la idea de que la teoría de la relatividad se reduce a la afirmación: «en el mundo todo es relativo». Por el contrario, el lector verá que la teoría física correcta, es el estudio de una realidad objetiva, independiente de nuestros deseos y gustos. Rehusando las viejas nociones sobre el espacio, el tiempo y la masa nosotros penetramos más profundamente en el conocimiento de cómo el mundo está verdaderamente construido.

Yuriy Rumer & Lev Landau

ePub r1.4

Banshee 24.08.17

Título original:

Yuriy Rumer & Lev Landau, 1966

Traducción: V. Llanos Mas

Ilustraciones: Jimmy Scott

Editor digital: Banshee

Corrección de erratas: heutorez, Raul321

ePub base r1.2

[1] Más adelante se ampliarán estos razonamientos.

Pues bien, experimentos serios y convincentes nos obligan a reconocer la justeza de la teoría de la relatividad, que descubre propiedades asombrosas del mundo que nos rodea, propiedades que se nos escapan al estudiarlas inicialmente, mejor dicho, superficialmente.

Hemos visto qué cambios tan profundos y radicales introduce la teoría de la relatividad en los conceptos y nociones principales, creados por la humanidad durante siglos y basados en la experiencia de la vida cotidiana.

¿No significa esto una quiebra completa de las nociones habituales?

¿No significa esto que toda la física creada antes de aparecer el principio de la relatividad queda borrada y se la tira como a un zapato viejo que en su tiempo prestó su servicio, pero que ahora ya no lo necesita nadie?

Si la cosa estuviese así planteada sería inútil dedicarse a las investigaciones científicas. Nunca se podrá estar seguro de que en el futuro no aparezca una ciencia nueva que derrumbe completamente a la ciencia vieja.

Supongamos, sin embargo, que al pasajero que viaja en un tren corriente, aunque sea uno rápido, y no en el tren de Einstein, se le ocurriera introducir una corrección conforme a la teoría de la relatividad, temiendo que, de lo contrario, su reloj se retrase respecto al de la estación. A semejante pasajero le pondríamos en ridículo. En efecto, pues, sin hablar ya de que la corrección consiste en una parte infinitamente pequeña de segundo, la influencia sobre el mejor reloj incluso de una sola sacudida del tren, es muchas veces superior.

El ingeniero químico que dude sobre si queda constante la masa del agua al calentarla, es evidente que está mal de la cabeza. Pero, en cambio, el físico, que observa el choque de los núcleos atómicos y no tiene en cuenta el cambio de la masa durante las transformaciones nucleares, debe ser echado del laboratorio por ignorante.

Los constructores proyectan y seguirán proyectando sus motores haciendo uso de las leyes viejas de la física, puesto que la corrección de la teoría de la relatividad ejerce menos influencia sobre sus máquinas que un microbio que, digamos, se posara en el volante de un vehículo. Sin embargo, el físico que observa los electrones rápidos está obligado a tener en cuenta el cambio de la masa de los electrones con la velocidad.

Por lo tanto, la teoría de la relatividad no refuta, sino que profundiza los conceptos y nociones creados por la ciencia vieja y determina las fronteras en cuyos límites los viejos conceptos pueden ser empleados sin conducir a resultados falsos. Todas las leyes de la naturaleza descubiertas por los físicos antes del nacimiento de la teoría de la relatividad, no se anulan, sino que se trazan claramente los límites de su empleo.

La relación entre la Física que tiene en cuenta la teoría de la relatividad, llamada también Física Relativa, y la vieja Física, llamada Clásica, es aproximadamente la misma que existe entre la Geodesia Superior, que toma en consideración la esfericidad de la Tierra, y la Geodesia Primaria, que prescinde de esta esfericidad. La Geodesia Superior debe partir de la relatividad del concepto de la vertical, la Física Relativa debe tener en cuenta la relatividad de las dimensiones del cuerpo y de los intervalos de tiempo entre dos acontecimientos, al contrario de la Física Clásica, para la cual esta relatividad no existe.

Igual que la Geodesia Superior es el desarrollo de la Primaria, la Física Relativa fue el desarrollo y la ampliación de la Física Clásica.

Nosotros podemos realizar el paso de las fórmulas de la Geometría Esférica, geometría en la superficie de un globo, a las fórmulas de la Planimetría, geometría en el plano, si creemos que el radio de la Tierra es infinitamente grande. La Tierra resultará ser entonces, no un globo, sino un plano infinito, la vertical recibirá un significado absoluto, la suma de los ángulos en el triángulo resultará ser exactamente igual a dos ángulos rectos.

Podemos efectuar un paso análogo en la Física Relativa, si creemos que la velocidad de la luz es infinitamente grande, es decir, que la luz se propaga instantáneamente.

En efecto, si la luz se propaga instantáneamente, entonces, como ya vimos, el concepto de simultaneidad se convierte en concepto absoluto. Los intervalos de tiempo entre los acontecimientos y las dimensiones de los cuerpos adquieren sentido absoluto, sin relación con los laboratorios desde los que se observan.