100 años de Relatividad General

Hace 100 años, un jueves 25 de noviembre de 1915, Albert Einstein presentaba para su publicación ante la Academia Prusiana de Ciencias un nuevo artículo fundacional sobre la Teoría General de la Relatividad, donde desarrollaba las célebres Ecuaciones del Campo Gravitatorio. Este era el último artículo de una serie sobre relatividad general con el cual Einstein, (según sus propias palabras en el párrafo final) había "completado la estructura lógica de la teoría general de la relatividad."




Entre muchas predicciones, la Relatividad General explica el comportamiento de la luz bajo la influencia gravitatoria. Uno de los motivos por los cuales este 2015 se celebra el Año Internacional de la Luz. La primera evidencia de la relatividad general fue precisamente el desplazamiento de la luz de las estrellas al pasar cerca del Sol, tal como lo observara Eddington en el eclipse solar de 1921. Desde entonces el así llamado efecto de "lente gravitatoria" ha sido observado en diversas galaxias y cúmulos que deforman la imagen de galaxias muy distantes.

La relatividad general también es fundamental en otras áreas de la astronomía. Explica el movimiento anómalo del perihelio de Mercurio. Predice que en condiciones extremas el tejido del espacio-tiempo puede llegar a colapsar en la forma de un agujero negro o abrirse como un túnel espacio-temporal en un agujero de gusano. Finalmente nuestra visión actual de la cosmología, con un universo en expansión desde el Big-Bang solo ha sido posible en el marco de la relatividad general.

Desde el punto de vista teórico fundamental, la relatividad general es una de las dos grandes teorías revolucionarias del siglo XX. La otra es la mecánica cuántica. De la unificación de la relatividad especial y la mecánica cuántica surgieron las teorías cuánticas de campos, como la electrodinámica cuántica. Por otra parte el intento de unificar la relatividad general y la mecánica cuántica ha inspirado diversas teorías de gravitación cuántica, como la teoría de cuerdas, la gravitación cuántica de bucles, etc., ninguna de las cuales ha conseguido éxito definitivo hasta el momento.

En la vida cotidiana y en la tecnología moderna, la relatividad general también está presente. Esta teoría dice que el tiempo "corre más lento" allí donde más intenso sea un campo gravitatorio, y que es "más rápido" en ausencia del mismo. Sin este conocimiento el sistema de posicionamiento global GPS sería inútil, pues los relojes de los satélites corren a ritmos distintos con respecto a los relojes ubicados en Tierra. Esto se debe al hecho de estar en movimiento y de viajar lejos de la superficie terrestre. Sin los cálculos correctos que aporta la relatividad general al GPS, en nuestros dispositivos móviles tendríamos posiciones erradas por varios kilómetros.

Una predicción notable que resta aún por ser observada es la existencia de ondas gravitatorias, pequeñas distorsiones en el espacio-tiempo producidas por grandes perturbaciones gravitatorias como estrellas binarias o supernovas.

Finalmente la relatividad general es una teoría enormemente exitosa, que cambió el paradigma newtoniano de fuerza gravitatoria y acción a distancia por una geometría maleable. Según las ecuaciones del campo gravitatorio, la materia y la energía deforman el espacio-tiempo y la curvatura del espacio-tiempo modifica el comportamiento de la materia y la energía. En palabras del gran físico John Wheeler:

"Matter tells space how to curve. Space tells matter how to move."
"La materia le dice al espacio cómo curvarse. El espacio le dice a la materia cómo moverse; "




Artículo original:


Artículo traducido al inglés:




.: Más sobre 100 años de Relatividad General :.

Edición especial de la revista Investigación y Ciencia con artículos de físicos destacados como Brian Greene, Lawrence Krauss y Juan Maldacena, entre otros.
http://www.investigacionyciencia.es/revistas/investigacion-y-ciencia/numero/470

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