¿Qué es la física relativista?

La física relativista es algo bastante difícil de explicar, ya que no existe consenso científico absoluto respecto a muchos de sus aspectos más importantes e incluso varios de ellos se contradicen entre sí.

Aún así, ahora intentaremos plantear una aproximación a algunos de los conceptos básicos sobre lo que se considera la física relativista.

Sistemas de referencia

Para comenzar, debemos explicar que en la física clásica (que fue la impulsada por Isaac Newton) , el espacio y el tiempo se definen como elementos absolutos.

Esto significa que un observador cualquiera en un sistema de referencia cualquiera, siempre medirá los mismos valores en cualquier otro sistema de referencia, independientemente de su velocidad relativa. Por ejemplo, un objeto de un metro de largo mantendrá su medida para cualquier observador, independientemente de la velocidad relativa entre ellos.

El propio Albert Einstein explicó que en la física de Newton "La distancia entre dos puntos de un sólido no depende del estado de movimiento del sistema de referencia". También afirmó que "El intervalo de tiempo entre dos sucesos no depende del estado de movimiento del sistema de referencia".

En cambio, en la física relativista, el espacio y el tiempo son propios de cada sistema de referencia y, lo que es absoluto, es la velocidad de la luz en el vacío.

Es decir que, para cualquier observador, independientemente de la velocidad relativa de los sistemas de referencia que escoja, al medir la velocidad de la luz en cualquiera de esos sistemas, obtendrá siempre el mismo valor.

Por otra parte, en la física relativista, la luz no se sustenta ni se ve arrastrada por ningún sistema de referencia. Esto nos lleva a concluir que todas las ondas electromagnéticas se mueven en un mismo sistema de referencia.

Hasta lo absoluto es relativo

Este sistema de referencia debería ser considerado por la física clásica como un sistema privilegiado, ya que todos los demás se mueven en relación a él. Sin embargo en la física relativista se lo define como Sistema de Referencia Inexistente (SRI).

Esta definición permite a la física relativista hacer que todos los sistemas de referencia tengan un movimiento relativo nulo respecto al SRI. Así, cualquier observador medirá, en cualquier dirección, el mismo valor para la velocidad de la luz en el vacío ya que, para él, el SRI de las ondas electromagnéticas está anclado a su propio sistema de referencia.

Es decir, el Sistema de Referencia Inexistente en el que se mueven las ondas electromagnéticas, está anclado individualmente a todos los sistemas de referencia inerciales.

Más aún, en la física relativista, podemos expresar la velocidad v de cualquier sistema de referencia, desde cualquier otro, como v = nc, es decir, la velocidad tiene un patrón absoluto que no depende del estado de movimiento del observador.

Sin embargo, esto plantea un problema: se han detectado cuásares (fuente astronómica de energía electromagnética) que presentan un desplazamiento hacia el rojo de las líneas espectrales que indicarían que se alejan de la Tierra a 6 veces la velocidad de la luz.

Si la interpretación del efecto Doppler, o bien, del corrimiento al rojo cosmológico, fuese correcta, el concepto de velocidad definido por la física relativista carecería de sentido, ya que parece improbable poder asociar a un objeto del universo una velocidad v como fracción de la velocidad de la luz mayor que la unidad.

Como lo comenté inicialmente, no es posible responder tajantemente qué es la física relativista ya que dista de ser un campo en el que reine el consenso académico, pero esperamos que estos datos puedan aportar un primer panorama del problema y los asuntos que trata la física relativista.

 

Artículos recomendados