Teoría de la relatividad

Se puede considerar que la teoría de la relatividad es la que más ha influido en la visión que se tiene del mundo físico, y que provocó cambios tan profundos e incluso mayores que los que realizó Newton durante los dos siglos y cuarto en los que sus teorías fueron consideradas como las más potentes del mundo de la física.

Einstein propone una nueva forma de observar el espacio y el tiempo que rompe con todo las investigaciones que alguna vez Newton realizó. Gracias a su teoría hoy en día se sabe:

La curvatura del espacio-tiempo.
La dilatación temporal.
La obtención de enormes cantidades de energía a partir de los átomos.
La existencia de agujeros negros.

En su momento, estas teorías no eran bien vistas por la humanidad ya que se consideraban "raras", pero cabe destacar que hasta la fecha, todas las predicciones que se pueden deducir de acuerdo a esta teoría, se han hecho una realidad y que no se ha encontrado algún hecho experimental que contradiga esta teoría.

Las ideas que Einstein desarrolló las aplicó a un tipo de referencias especiales: aquellos que se mueven uno respecto a otro a velocidad constante. Es por eso que esta teoría recibe el nombre de teoría de la relatividad especial.

Esintein postuló:

El principio del carácter absoluto de la velocidad de la luz: Cualquiera que sea la naturaleza del espacio y del tiempo, la velocidad de la luz es la misma en todas direcciones e independiente del movimiento de la persona que la mide.
El principio de relatividad: Las leyes físicas tienen la misma forma matemática y lógica para dos observadores que se muevan en sistemas de referencia inerciales.

Teoría de la relatividad general

Se postula que la velocidad de la luz es siempre la misma, independientemente del movimiento de la persona que lo mide. La relatividad especial implica que el espacio y el tiempo se entrelazan en un grado nunca antes imaginado. Ej. Si un hombre cae libremente, no siente su peso, solamente está experimentando un peso mental.

Demostró, por ejemplo, cómo su teoría explicaba el movimiento del planeta Mercurio. También predijo que un objeto masivo,como el Sol, debe distorsionar el camino que recorre la luz al pasar cerca de él. La geometría del espacio se comporta entonces como si fuera una lente.

Einstein también sostuvo que la longitud de onda de la luz emitida por una fuente cercana a un objeto masivo se debería estirar, es decir, debería sufrir un corrimiento hacia el rojo, ya que sale del espacio-tiempo curvado cercano al objeto masivo. Estas tres predicciones ahora se llaman las tres pruebas clásicas de la relatividad general.

Agujeros negros en la teoría de la relatividad general

Poco después de que Einstein propusiera su teoría de la relatividad general, un físico alemán llamado Karl Schwarzschild encontró una de las primeras y más importantes soluciones a las ecuaciones de campo de Einstein. Ahora conocida como la solución de Schwarzschild, este resultado describe la geometría del espacio-tiempo alrededor de estrellas muy densas, teniendo algunas características muy extrañas.

Para empezar, justo en el centro de tales organismos, la curvatura del espacio-tiempo se hace infinita, formando una característica llamada singularidad. Una característica aún más extraña es una superficie esférica invisible, alrededor de dicha singularidad. Nada, ni siquiera la luz, puede escapar del horizonte de sucesos. Casi se puede pensar en la singularidad de Schwarzschild como un agujero en el tejido del espacio-tiempo.

Los objetos que las soluciones de Schwarzschild describen lo que se conocen como agujeros negros. Aunque todavía no se ha visto directamente ningún agujero negro, hay pruebas abrumadoras de su existencia. Normalmente se detectan a través de los efectos que tienen en las inmediaciones de cuerpos astrofísicos tales como las estrellas o el gas.