La teoría de la relatividad explica que la velocidad de la luz es constante e independiente del observador, y que el tiempo y el espacio están relacionados. La teoría especial de la relatividad establece que la masa y la energía son equivalentes, mientras que la teoría general de la relatividad explica que la gravedad es el resultado de la curvatura del espacio-tiempo producida por masas.

1. TEORIA DE LA
RELATIVIDAD
POR:
Ing. Jesús Gómez Ávila
10 de Enero de 2012
1

2. CONTENIDO…
 Teoría especial de la relatividad
Postulados de la teoría de la Relatividad Especial
Espacio-tiempo relativista
Masa y Energía
Longitud Relativa
Tiempo Relativo
Teoría de la relatividad general
2

3. TEORÍA ESPECIAL DE LA RELATIVIDAD…
Albert Einstein publicó en 1905 la Teoría especial de la
relatividad, que sostiene que lo único constante en el
universo es la velocidad de la luz en el vacío y todo lo
demás (velocidad, longitud, masa y paso del tiempo)
varía según el marco referencial del observador. La
teoría resolvió muchos de los problemas que habían
preocupado a los científicos hasta entonces. La famosa
ecuación resultante de la teoría
E = mc2
establece que la energía (E ) e s i g u a l a l a m a s a (m )
p o r l a v e l o c i d a d d e l a l u z (c ) a l c u a d r a d o
3

4. Postulados de la teoría de la Relatividad
Especial…
Postulado 1. Las leyes de la física son las mismas en todos los
sistemas de referencia inerciales.
Postulado 2. La velocidad de la luz es independiente del
movimiento de la fuente. Es decir, todo observador mide el
mismo valor c para la velocidad de la luz.
4

5. Postulados de la teoría de la Relatividad
Especial…
5

6. ESPACIO-TIEMPO RELATIVISTA…
Doscientos años antes de que Albert Einstein formulara sus
teorias sobre la relatividad, el matemático inglés Isaac
Newton sugirió que el espacio y el tiempo eran absolutos
(fijos) y que el primero estaba totalmente separado del
segundo.
Según la teoría d e l a r e l a t i v i d a d , s i n e mb a r g o , e
l t i e mp o y l a s t r e s d i me n s i o n e s d e l e s p a c i o (l
o n g i t u d , a l t u r a y p r o f un d i d a d ) c o n s t i t u y e
n u n ma r c o d e c u a t r o d i me n s i o n e sa n t e r q u e
r e c i b e e l n o m b r e S i eg u i e d i o r n t e c o n t i n u u
m e s p a c i o -t e m p o r a l .
6

7. MASA y ENERGIA…
Einstein estableció la ecuación E = mc2 (donde E es
energía; m, masa; y c, la velocidad constante de la luz)
para explicar que masa y energía son equivalentes. Hoy se
sabe que masa y energía son formas distintas de una
misma cosa que recibe el nombre de masa- energía. Si la
energía de un objeto disminuye una cantidad E, su masa
también se reduce una cantidad igual a E/c2. Pero la masa-
energía no desaparece, sino que se libera en forma de la
llamada energía r a d i a n t e .a n t e r Si g u i e i o r n t e
7

8. LONGITUD RELATIVA…
El físico irlandés G e o r g e F i t z g e r a l d sugirió que la
materia se contrae en la dirección de su movimiento. Por
ejemplo, desde el punto de vista de un observador
estático un cohete que viajara casi a la velocidad de la luz
parecería más corto que si estuviera estático, aunque los
ocupantes no notarían diferencia.
Einstein demostró que cualquier objeto que viajara a la
velocidad de la luz se encogería hasta una longitud cero.
8

9. TIEMPO RELATIVO…
La teoría especial de la relatividad sostiene que el tiempo no es
absoluto (fijo). Según Einstein, el tiempo de un objeto visto por
un observador externo pasa más lentamente a medida que
aumenta su movimiento lineal, lo que se ha demostrado con
relojes atómicos sincronizados: mientras uno permanece en la
Tierra, el otro es sometido a un viaje muy rápido (por ejemplo,
en un reactor); al compararlos, el estacionario está algo más
avanzado que el móvil.
Einstein puso de ejemplo la famosa paradoja de los gemelos , e
n la que se ex plica que un hombre viaja al espacio casi a la
velocidad de la luz dejando en la tierra a su hermano gemelo. Al
volver en la tierra han pasado 50 años pero para el viajero solo
han pasado unos 20.
9

10. TEORÍA DE LA RELATIVIDAD
GENERAL
10

11. Relatividad General…
Albert Einstein (1879-1955) formuló su teoría
general de la relatividad. Einstein demostró que el
espacio es finito pero ilimitado, como si se tratara
de un universo bidimensional que tuviera la forma
de la superficie de una esfera: sería finito, pero no
tendría límites..
11

12. Relatividad General…
Todo esto significa que todo objeto con masa produce o
genera gravedad hacia los objetos que le rodean,
generalmente cuanto más grande es la masa, más
gravedad produce. Este hecho se rompe ante la presencia
de un agujero negro o ante una estrella de neutrones
cuyas masas son muy pequeñas, SIN EMBARGO LA
FUERZA DE LA GRAVEDAD ES ENORME
12

13. Relatividad General…
La teoria general de la relatividad sostiene que las
fuerzas gravitatorias son consecuencia de la curvatura
del espacio-tiempo . Al pasar cerca de un objeto
masivo , la luz describe una trayectoria curva al seguir
la curvatura del espacio-tiempo causada por la masa
del objeto.
Los agujeros negros tienen una concentración de
masa tal que la curvatura del espacio-tiempo es tan
grande.
13

14. Referencia…
1. Juan Carlos Cuevas. Fundamentos de Física III. Curso 2010-
2011.
2. http://www.slideshare.net/estefygates/teoria-de-la-
relatividad-8323040
14