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teoria de la relatividad

ayelen
Fisica 140
Escrito por Ayelen Sanchez
el 20/05/2010


Hola a todo, estoy en un apriete, estoy aprendiendo física en un profesorado, y estamos viendo la relatividad, pero a veces pienso que lo entiendo y otras veces me pierdo, y tengo que aprenderlo para poder enseñarlo algún día.

El punto es, que necesito ayuda para entenderlo, y como lo puedo poner a la marcha, es decir como lo puedo enseñar a alguien que no sabe del tema.

Sabemos que en donde nos encontramos jamás vamos a comprobar dicha teoría.


Que opinan ustedes.

Desde ya muchas gracias.

Ruben Tamer
Ingenieria en sistemas digitales uacj/...
Escrito por Ruben Tamer
el 24/05/2010

Entre varios conceptos que relacionamos con el concepto de relatividad, para mi, quizas visto de una forma muy personal, establece la comparacion entre la fuerza de gravedad y la fuerza electromagnetica entre los cuerpos celestes, mencionando que la fuerza electromagnetica es la que mantiene unidos a los astros y no como se pensaba anteriormente que la fuerza de gravedad era la causante de esto; asi mismo, nos proporciona la equivalencia de la energia y la materia con su famosa ecuacion que reza que la fuerza o energia es igual al producto de la masa por la velocidad de la luz elevada al cuadrado. De esta forma comprobamos que con una pequeña cantidad de masa podriamos obtener una cantidad de energia sumamente grande, claro dicho esto en ciertas circunstancias. En la actualidad la aplicamos en conjunto con la mecanica ondulatoria que no es mas que la mecanica cuantica, para explicar de esta forma los nuevos conceptos teoricos presentados por los fisicos, como la teoria de cuerdas, la teoria M, etc.

saludos...

Ayelen Sanchez
Fisica 140
Escrito por Ayelen Sanchez
el 24/05/2010

Esa es la cuestion tengo la fuerza de gravedad, que me explica las cuentiones de los grandes cuerpos, y tengo por otro lado la fuerza electromagnetica para cuestiones de masa mas pequeñas,....

Sobre las teoria de las cuerdas, trata de explicar estas cuestiones, no?

Saludos

Ruben Tamer
Ingenieria en sistemas digitales uacj/...
Escrito por Ruben Tamer
el 24/05/2010

Como dice la definicion de cuerda: "es un modelo fundamental de la física que básicamente asume que las partículas materiales aparentemente puntuales son en realidad "estados vibracionales" de un objeto extendido más básico llamado "cuerda" o "filamento".

De acuerdo con esta propuesta, un electrón no es un "punto" sin estructura interna y de dimensión cero, sino una cuerda minúscula que vibra en un espacio-tiempo de más de cuatro dimensiones. Un punto no puede hacer nada más que moverse en un espacio tridimensional. De acuerdo con esta teoría, a nivel "microscópico" se percibiría que el electrón no es en realidad un punto, sino una cuerda en forma de lazo . Una cuerda puede hacer algo además de moverse, puede oscilar de diferentes maneras. Si oscila de cierta manera, entonces, macroscópicamente veríamos un electrón; pero si oscila de otra manera, entonces veríamos un fotón , o un quark , o cualquier otra partícula del modelo estándar ". Con todo lo anterior nos damos cuenta , que el electron al comportarse de distintas formas, por consecuencia de la manifestacion del movimiento de las cuerdas(segun la oscilacion de las mismas) se desplaza instantaneamente entre una dimension y otra, haciendo cumplir los principios de la teoria de los multiuniversos, que menciona que el electron se encuentra en diferentes lugares instantaneamente. Sabemos que segun el principio de "incertidumbre" de HEISENBERG no se puede conocer instantaneamente la posicion y la velocidad del electron, por lo que asumimos que el electron aparece y desaparece a intervalos no determinados. Si consideramos que la materia esta formada de un numero indeterminado de electrones, los cuales dan la conformacion fisica de la materia, se pudiera considerar que esta porcion de la misma se encuentra presente en un numero infinito de universos, o sea estamos hablando de OMNIPRESCENCIA.

saludos...

Alfonso Alfons0
Madrid, España
Escrito por Alfonso Alfons0
el 26/05/2010

No sé que por qué dices que no podemos comprobar la teoría de la relatividad, está comprobada.

Salvo que aparezcan nuevas evidencias funciona bien, ¿En que te basas para decir eso?

Alfonso Alfons0
Madrid, España
Escrito por Alfonso Alfons0
el 26/05/2010

De hecho lo que no tiene ninguna evidencia experimental a día de hoy es la teoría de cuerdas, no sé por qué está tan de moda.

Por ahora sólo es una teoría bonita

Alfonso Alfons0
Madrid, España
Escrito por Alfonso Alfons0
el 26/05/2010

He leido el resto de comentarios, vaya plum cake.

La relatividad se basa en un hecho observado y una hipótesis fundamental:

- La velocidad de la luz es la misma en todos los sistemas de referencia ( observado, busca algo en la wiki sobre el interferómetro de Michelson-Morley )
- Las leyes de la física son las mismas en todos los sistemas de referencia ( este es realmente el principio de la relatividad, es una hipótesis )

Supón que tienes un tren que tiene medio año luz de ancho y que se mueve a 0,5 veces la velocidad de la luz.

Vas montado en el vagón con una linterna y montas en la pared enfrente de tí una célula fotoeléctrica que se conecta con un explosivo que destruye el vagón y a tí mismo.

Te pones enfrente de la célcula y enciendes la linterna, desde tu punto de vista, el rayo de luz sale a la velocidad de la luz y el explosivo destruye todo

Sin embargo un observador desde el andén ve salir el haz de luz a la velocidad de la luz y no "hereda" nada del movimiento del tren, cuando toca la otra pared la célula se ha movido de sitio y no es iluminada por el rayo, de modo que el tren no explota

¿Cómo estás tú? Vivo o muerto

Según la mecánica clásica, estarías muerto en un sistema y vivo en el otro, esto viola el principio de causalidad y viola el principio de relatividad, si una cosa pasa en un sistema pasa en todos.

La mecánica clásica supone que el tiempo y el espacio son iguales a ambos observadores, es una idea que todos tenemos arraigada desde Descartes, el espacio es una malla por la que nos movemos todos los observadores, pero si nos aferramos a esto tenemos que renunciar al principio de causalidad, tendrías que estar vivo y muerto según quién mirase, esta idea es todavía más desagradable (la física es muy filósofica, ya lo he comentado en otros posts) y además va contra lo observado ( nadie ha hecho el experimento del tren pero existen experimentos similares reales ), la teoría de la relatividad establece que el espacio se deforma cuando nos movemos (en general en presencia de energía) para que estes vivo o muerto en ambos sistemas.

Esto que he contado ilustra la relatividad especial (sin aceleraciones), que finalmente establece que cuando un sistema se mueve respecto de nosotros su tiempo nos parece más lento visto desde fuera (comprobado con diversos sistemas) , sus distancias parecen más cortas en la dirección del movimiento (comprobado con diversos sistemas), y la masa parece aumentar con la velocidad ( también comprobado, por eso los aceleradores de partículas tienen que ser aparatejos tan complicados, porque según comunicas energía a las partículas y empiezan a aproximarse a la velocidad de la luz dejan de acelerar y empiezan a emplear esa energía en aumentar su masa )

Creo que eso es un buen resumen de la teoría especial sin hacer una fórmula, ahora piensa que vas montado en una noria ( este ejemplo es el famoso disco de Einstein ), cuando está en marcha tiende a aplastarte según la dirección que se aleja del centro, pero además si pudieses mover la cabina a lo largo del brazo de la noria, te estarías moviendo más rápido al alejarte que al acercarte al centro, de modo que de acuerdo con la relatividad especial, el tiempo y el espacio se deformarían en función de la posición a lo largo del brazo de la noria

Lo que tiene de especial este ejemplo es que el movimiento es acelerado, cambias la dirección de la velocidad al girar.

Este sistema es prácticamente equivalente a un campo gravitatorio, si sellas las ventanas de la cabina de la noria y dejas que la cabina se mueva líbremente por el brazo de la noria, estás en la misma situación que alguien que cae hacia un planeta ( ojo no como un satélite o una pelota de futbol, sino como cuando el coyote se cae por el precipicio persiguiendo al correcaminos, de repente está completamente estático en el vacío y empieza a caer líbremente hacia el centro de la tierra, esta consideración no es una limitación de la teoría el ejemplo general sería con una noria que pudiese girar en tres direcciones, pero la explicación es más intuitiva pensando en una noria normal y corriente ), de modo que la noria y la gravedad del planeta podrían ser sistemas equivalentes ajustando la velocidad de giro de la noria y/o la posición de la cabina a lo largo del brazo.

El principio de relatividad establece que las leyes físicas para ambos sistemas son equivalentes.

En el caso de experimentos "mecánicos" parece evidente, si estando dentro de la cabina sujetas un peso y luego lo dejas caer, este por la fuerza centrífuga acelerará hacia el suelo como si hubiese gravedad, (del mismo modo que las naves que giran crean una falsa gravedad en las películas de ciencia ficción, 2001 por ejemplo)

¿Pero que pasa con la electrodinámica?

Si encendieses una linterna en la cabina, lanzando un rayo paralelo al suelo de una pared a otra de la cabina, se movería a 300. 000 km/s en linea recta, mientras que alguien que lo ve desde fuera lo vería moverse en línea recta a 300. 000 km/s, mientras que la cabina se mueve, de modo que alcanzaría la otra pared más cerca del suelo.

Podríamos montar otro experimento como el del tren suicida, de modo que el espacio también se ha de deformar en estas condiciones para cumplir el principio de la relatividad, y como la gravedad del planeta es un sistema equivalente, también ha de pasar lo mismo en sus proximidades.

Esto es lo que se comprobó con el famoso experimento del perihélio de mercurio o con los eclipses de estrellas. El perihelio de mercurio es un retraso del tiempo que tarda en pasar cerca del sol mercurio, como está muy cerca de una masa muy grande su tiempo propio es más lento y nos parece que tarda más en recorrer la distancia de lo que predicen las leyes de Newton.

En los eclipses se comprobó que cuando la luna eclipsa al sol, las estrellas de fondo por las que pasa el conjunto luna-sol durante el eclipse, tardan más tiempo del esperado por las leyes de newton en desaparecer por un lado y aparecer por el otro, la explicación es la misma, los rayos se retrasan al pasar cerca del sol ( se comprueba en un eclipse porque con el sol sólo no se ven las estrellas y la luna sola no tiene masa suficiente para provocar efectos apreciables, tienes que tener un eclipse total de sol, la luna permite ver las estrellas y tienes el sol bien gordo detrás para provocar la deformación del espacio-tiempo)

estos fenómenos se comprobaron en los años 20 del siglo XX y se han obtenido nuevas pruebas ( relojes atómicos en aviones, relojes en satélites, arrastre de tiempo por la rotación de la tierra, etc.)

Espero haberte ayudado, es todo lo que puedo decir sin fórmulas.

Un saludo.

Ayelen Sanchez
Fisica 140
Escrito por Ayelen Sanchez
el 27/05/2010

Gracias me encanto este debate.

Es muy interesantes, estas cuestiones, y me interesa saber mas, ¿Que les parece la idea de los gemelos? , tengo una profesora que dice que tiene una contraccion, ustedes que opinan, luegos le comento cual es la contra o al menos es una suposicion.

Gracias y saludos.


Alfonso Alfons0
Madrid, España
Escrito por Alfonso Alfons0
el 27/05/2010

En realidad es una falsedad y no hay paradoja, un gemelo ve que el reloj del primero atrasa, pero el segundo tambien ve que el del primero atrasa, porque ninguno de los dos gemelos puede decir que es él el que se mueve y el otro no, eso haría que uno de los dos gemelos tuviese un sistema de referencia "privilegiado" que va contra el principio de la relatividad.

Imaginate esa paradoja con los gemelos moviéndose en un círculo con un radio grandísimo, cuando se vuelven a encontrar si partieron con sus relojes en hora, estos volverán a estar en hora.

Es más facil pensar en el ejemplo con una trayectoria circular, porque en el fondo de esta paradoja esta el concepto de relojes sincronizados, esto es más fácil de comprender si los dos gemelos ven los relojes cuando se despiden y cuando se encuentran

Alfonso Alfons0
Madrid, España
Escrito por Alfonso Alfons0
el 28/05/2010

En algunos libros verás que se plantea el problema como que el gemelo se aleja y en un momento dado se vuelve, aplicando la relatividad especial en los dos trozos de la trayectoria si que el gemelo volvería más joven, pero es un caso que implica una singularidad.

Para darse la vuelta así, hace falta una aceleración infinita ( porque el cambio es puntual ) y por lo tanto una energía infinita.

Jesuspaul Madrid Serrano
Administracion hotelera y turistica. 4...
Escrito por Jesuspaul Madrid Serrano
el 04/06/2010

La Teoría general de la relatividad o relatividad general es una teoría del campo gravitatorio y de los sistemas de referencia generales, publicada por Albert Einstein en 1915 y 1916 .

El nombre de la teoría se debe a que generaliza la llamada teoría especial de la relatividad . Los principios fundamentales introducidos en esta generalización son el Principio de equivalencia , que describe la aceleración y la gravedad como aspectos distintos de la misma realidad, la noción de la curvatura del espacio-tiempo y el principio de covariancia generalizado.

La intuición básica de Einstein fue postular que en un punto concreto no se puede distinguir experimentalmente entre un cuerpo acelerado uniformemente y un campo gravitatorio uniforme. La teoría general de la relatividad permitió también reformular el campo de la cosmología .

Te recomiendo la pagina de google relatividad, a qui te mando esta pequeña ilustracion.

  1. Albert Einstein. La relatividad
    La teoría de la relatividad , desarrollada fundamentalmente por Albert Einstein, pretendía originalmente explicar ciertas anomalías en el concepto de...
    www.biografiasyvidas.com/... /relatividad. Htm - En caché - Similares
  2. Imágenes de relatividad - Informar sobre las imágenes Gracias por tus comentarios. Informar sobre otra imagen Informa sobre la imagen ofensiva. Cancelar Hecho
  3. Vídeos sobre relatividad
    Teoría de la relatividad de Einstein
    10 min - 7 Sep 2008
    www.youtube.com
    Teoria de la Relatividad
    1 min 58 s - 24 Sep 2006
    www.youtube.com
Xioneo 1010101
Ing industrial universidad de guadala...
Escrito por Xioneo 1010101
el 06/06/2010

Hola! Ayelen

Bueno pues difiero un poco de tu opinion jeje de hecho lal primera comprobacion de la teoria de la relatividad la hiso edington en 1919 cuando se observo la deflexion de la luz en un eclipse total que hubo en africa, han existo mas experimentos que comprueban las predicciones de la relatividad como por ejemplo la de los relojes en movimiento, una prueba digamos mas "fisica" de esto pues es el GPS, se necesita relatividad para ver el retraso del tiempo.

Quizas la relatividad aun no forma parte de nuestro sentido comun (ya que todo se mueve lento y no hay camos gravitatorios fuertes) pero se ha ido comprobando con experimentos desde que aparecio, te sugiero que veas algunos documentales explican este tema muy didacticamente.

Cualquier duda sobre este tema puedes preguntar con toda confianza y te ayudare en lo que pueda.

Saludos

Ayelen Sanchez
Fisica 140
Escrito por Ayelen Sanchez
el 06/06/2010

Gracias jesuspaul.

Vi los videos, estan buenisimo.

Gracias xioneo.

No se me paso por la mente los GPS.

Estube viendo en internet, algumos documentales.


Gracias a todos


Estoy ahora con las tranformaciones de lorentz, refirido a la contraccion de la logitud de un cuerpo en movimiento para un observador.

Saludos

Durby Wlver Duque Leal
Licenciatura en matemáticas y física u...
Escrito por Durby Wlver Duque Leal
el 05/07/2010

Que tal amigo, si me ilustras sobre Jhon Stewar Bell,pues escuhe esta a la altura de Albert Einstein. Att. DURBY WLVER

Alfonso Alfons0
Madrid, España
Escrito por Alfonso Alfons0
el 05/07/2010

En mi punto de vista no.

Bell fue un físico teórico preocupado por las bases de la mecánica cuántica (muy en particular sobre lo que implicaba filosóficamente )

Y siempre estuvo preocupado por varias cosas, que todo el mundo daba como asentadas, el colapso de la función de onda y el problema de la medida, la no localidad que pone de manifiesto la supuesta paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen (no es una paradoja) y la discusión sobre variables ocultas que en teoría todo el mundo daba por supuesto que habían resuelto Bohr y Von Neumann.

Sobre el primer tema le disgustaba no comprender el proceso de colapso de función de onda por el que un sistema que está descrito por una combinación lineal de estados posibles, de repente por el hecho de medir opta por uno o por otro, creo que le parecía algo demasiado bizarro y no entendía que había que considerar "medida" de hecho el lo llamó el "infame problema de la medida", su duda se basaba en que proceso debía considerarse medida, por ejemplo si se hace la traza de una partícula alfa en una serie de placas fotográficas apiladas, cuando consideramos que se produce la medida, con cada placa, con la marca de la traza en el conjunto de las placas, cuando se publican los resultados y alguien puede interpretarlos ¿ ? , como no le satisfacía el siempre defendió o al menos divulgó la interpretación de la función de onda como una onda piloto en la que "flotaba" la partícula, haciendo la onda de guía para la particula "ante la pregunta de si la materia son ondas o partículas, la respuesta obvia es onda y partícula", este modelo fue desarrollado por De Broglie y Bohm, pero Bell lo divulgó en cantidad de ocasiones ya que le permitía eliminar el concepto de colapso en la medida.

El segundo aspecto que es por el que principalmente se conoce a Bell, parte del análisis de la paradoja Einstein-Podolsky-Rosen o problema EPR, este problema consistía en un intento de contraejemplo que propusieron estos autores para intentar demostrar que la mecánica cuántica que no es determinista sino probabilística, sólo podía ser una aproximación a la realidad, del mismo modo que la física estadística es una aproximación a la realidad en la que subyacen las reglas deterministas de la mecánica, pero que existían procesos de detalle que no conocíamos aún a los que llamaron variables ocultas, que hacían que pareciese que el mundo era probabilista, fue la última escaramuza de la batalla entre Einstein y Bohr sobre las bases de la mecánica cuántica.

El problema EPR consiste en generar dos electrones o dos fotones acoplados en estado singlete de spín ( esto es con spín total 0 y ambos con spines opuestos ), en un principo no sabemos la dirección del spín de ninguno de los dos, sólo sabemos que son opuestos, pero si medimos el spin de uno de ellos y determinamos que dirección tiene, el spín del segundo queda automáticamente determinado instantáneamente y es independiente de la distancia que se hallan separado ambos electrones o fotones. Esto no les gustaba a EPR porque indicaba que la realidad no era local y lo que pasaba en un lugar podía afectar a grandísimas distancias ( cosa que en un principio se parece mucho a la acción a distancia que atentaría contra la teoría de la relatividad, no es así pero se han llegado a inscribir patentes basadas en este hecho).

Bohr, se tomó en un principio muy mal este ataque ( a él tampoco le gustaba la conclusión) y rebatió a EPR con argumentos de autoridad no muy bien fundados, pero la gente los dió por buenos, había tenido razón tan a menudo en el pasado y la verdad es que era un científico muy hábil convenciendo a la audiencia sin dar muchos argumentos sólidos, y el tema se olvidó

En paralelo Von Neumann que era uno de los matemáticos más brillantes del siglo XX, publicó un trabajo en el que supuestamente demostraba que los resultados de la mecánica cuántica sólo podían darse si se asumía la naturaleza estadística y se descartaban variables deterministas en la descripción del mundo, esta demostración se basaba en un teorema dado.

Así quedaron las cosas durante mucho tiempo y cualquier intento de analizar las cosas desde otro punto de vista se veía como una pérdida de tiempo.

Entonces Bohm, que era un tipo muy parecido a Bell en su preocupación por las cosas básicas, propuso un modelo de variables ocultas ( se lo inventó ) en el que se repetían las predicciones de la mecánica cuántica pero con bases deterministas, de modo que su trabajo era un violación de lo que predijo Von Neumann, pero nadie le hizo demasiado caso.

Bell, se puso a pensar en por qué Bohm, había sido capaz de saltarse el teorema de Von Neumann tan olímpicamente, y descubrió un error en la demostración de Von Neumann

En relación con el problema de EPR desarrolló lo que hoy se conoce como las desigualdades de Bell, estas desigualdades podían comprobarse en un experimento del tipo EPR y dictaban si era posible o no que existiesen variables ocultas.

Nunca lo dijo abiertamente pero si lees lo que escribió Bell, parece que tenía ganas de que la razón se la llevase Einstein, pero su mérito fue comportarse como un científico, no admitir juicios de autoridad sino racionales, proponer una prueba real y mantenerse neutral hasta que la experiencia demostrase una cosa o la otra, desde este punto de vista Bell es un ejemplo de como se debe hacer ciencia.

El resultado final le dió la razón a Bohr y resultó que por un lado la naturaleza no es local y que parece que no existen variables ocultas en la naturaleza y Bell lo admitió sin problema alguno.

En mi opinión Bell es un ejemplo de por qué no debemos creernos las cosas basadas en el prejuicio de "Este autor sabe mucho" sino en las pruebas y en las demostraciones rigurosas y por otro lado es un ejemplo de humildad científica.

Pero lo que hizo Einstein.... Sólo se me ocurren tres o cuatro nombres a su nivel