TEORÍA DE LA RELATIVIDAD

La teoría general de la relatividad de Albert Einstein es uno de los logros más importantes de la física del siglo XX. Publicada en 1916, explica lo que percibimos como fuerza de gravedad. De hecho, esta fuerza surge de la curvatura del espacio y el tiempo.

Einstein propuso que los objetos como el Sol y la Tierra variaban la geometría del espacio. En presencia de materia y energía, el espacio se puede deformar y estirar, formando cordilleras montañas y valles que causan que los cuerpos se muevan por estas "rutas curvas". Así que aunque la Tierra parezca moverse alrededor del sol a causa de la gravedad, en realidad tal fuerza no existe. Es simplemente la geometría del espacio-tiempo alrededor del Sol la que dice como debe moverse la Tierra.

La teoría de la relatividad general tiene consecuencias de largo alcance. No solo explica el movimiento de los planetas, sino que también puede describir la historia y expansión del Universo, la física de los agujeros negros, la curvatura de la luz de las estrellas y las galaxias distantes. 

En 1905, Einstein propuso su teoría de la relatividad especial. La teoría conciliaba la física de los cuerpos en movimiento desarrollada por Galileo Galilei y Newton, con las leyes de la radiación electromagnética. Se postula que la velocidad es siempre la misma, independientemente de la persona que lo mide. La relatividad especial implica que el espacio y el tiempo se entrelazan en un grado nunca antes imaginado.

A partir de 1907, Einstein comenzó a tratar de ampliar la relatividad especial para incluir la gravedad. Su primer éxito vino cuando estaba trabajando en una oficina de patentes en Berna, Suiza. "De repente un pensamiento me golpeó", recordó, "Si un hombre cae libremente, no sentiría su peso ... Este experimento mental simple ... me llevó a la teoría de la gravedad", Se dio cuenta que existe una profunda relación entre los sistemas afectados por la gravedad y los que están acelerando.

El próximo paso adelante se produjo cuando Einstein introdujo las matemáticas geométricas desarrolladas por los matemáticos alemanes del siglo XIX Carl Friedrich Gauss y Bernhard Riemann. Einstein aplicó su trabajo para escribir las ecuaciones que relacionan la geometría del espacio-tiempo con la energía que contiene. Ahora conocidas como las ecuaciones del campo de Einstein, fueron publicadas en 1916, y sustituyeron a la Ley de Gravitación Universal de Newton. Estas ecuaciones siguen utilizándose hoy en día.

Usando la relatividad general, Einstein formuló una serie de predicciones. Demostró, por ejemplo, como 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 la onda de 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. 

La teoría general de la relatividad de Einstein ha revelado que el Universo es un lugar extremo. Ahora sabemos que era caliente y denso, y que se ha expandido durante los 13,7 mil millones de años. También dedujo la existencia de regiones tan densas que deforman el espacio-tiempo, llamados agujeros negros que atrapan todo lo entra en sus garras.