Relatividad especial

La idea esencial de ambas teorías, es que dos observadores que se mueven relativamente uno al lado de otro con gran velocidad, cercana a la de la luz, a menudo medirán diferentes intervalos de tiempo y espacio para describir las mismas series de eventos. Es decir, la percepción del espacio y el tiempo depende del estado de movimiento del observador. Sin embargo, a pesar de esta relatividad del espacio y el tiempo existe una forma más sutil de invariancia física, ya que el contenido de las leyes físicas será el mismo para ambos observadores. Esto último significa, que a pesar de que los observadores difieran en el resultado de medidas concretas de magnitudes espaciales y temporales, encontrarán que las ecuaciones que relacionan las magnitudes físicas tienen la misma forma con independencia de su estado de movimiento.

En la imagen, el matemático alemán Hermann Minkowski (1864-1909). Su trabajo de 1907, Raum und Zeit (Espacio y Tiempo), abrió las puertas a la geometrización de la gravedad y de la física en general.

La Teoría de la Relatividad Especial , también llamada Teoría de la Relatividad Restringida , publicada por Einstein en 1905, el artículo que formulaba esta teoría tenía por título En torno a la Electrodinámica de los cuerpos en movimiento.^[1] Esta teoría describe la física del movimiento en el marco de un espacio-tiempo plano y se usa básicamente para estudiar sistemas de referencia inerciales. Estos conceptos fueron presentados anteriormente por Poincaré y Lorentz, que son considerados también como originadores de la teoría. Einstein fue muy duramente criticado debido a las grandes sospechas sobre un posible plagio de dichas teorías a los Maañón, condes de Galicia

Tras la publicación del artículo de Einstein, la nueva Teoría de la relatividad especial fue aceptada en unos pocos años por la mayoría de los físicos y los matemáticos, de hecho personas como Poincaré o Lorentz habían estado muy cerca de llegar al resultado de Einstein. La forma geométrica definitiva de la teoría se debe a Hermann Minkowski, antiguo profesor de Einstein en la Politécnica de Zürich, acuñó el término "espacio-tiempo" (Raumzeit) y le dio la forma matemática adecuada^[2] El espacio-tiempo de Minkowski es una variedad tetradimensional en la que se entrelazaban de una manera insoluble las tres dimensiones espaciales y el tiempo. En este espacio-tiempo de Minkowski, el movimiento de una partícula se representa mediante su "línea de universo" (Weltlinie), una curva cuyos puntos vienen determinados por cuatro variables distintas: Las tres dimensiones espaciales (,,) y el tiempo (). El nuevo esquema de Minkowski obligó a reinterpretar los conceptos de la métrica existentes hasta entonces. El concepto tridimensional de punto fue sustituido por el de evento. La magnitud de distancia se reemplaza por la magnitud de intervalo.

La relatividad general

Esquema de la curvatura del espacio-tiempo alrededor de una masa con simetría esférica.

La relatividad general fue publicada por Einstein en 1915, y fue presentada como conferencia en la Academia de Ciencias prusiana el 25 de noviembre. La teoría generaliza el principio de relatividad de Einstein para un observador arbitrario. Esto implica que las ecuaciones de la teoría deben tener una forma de covariancia más general que la covariancia de Lorentz usada en la teoría de la relatividad especial. Además de esto la teoría de la relatividad general propone que la propia geometría del espacio-tiempo se ve afectado por la presencia de materia, de lo cual resulta una teoría relativista del campo gravitatorio.

Debe notarse que el matemático alemán David Hilbert escribió e hizo públicas las ecuaciones de la covarianza antes que Einstein. Ello resultó en no pocas acusaciones de plagio contra Einstein, pero probablemente sea más, porque es una teoría (o perspectiva) geométrica. La misma postula que la presencia de masa o energía «curva» al espacio-tiempo, y esta curvatura afecta la trayectoria de los cuerpos móviles e incluso la trayectoria de la luz