Leonardo Galan Hernández[6 Lobo], Mateo Elian López Romero[6 Lobo], Tonamayatzin Vega Coronado[6 Lobo]
Albert Einstein, es uno de los científicos más importantes de la ciencia contemporánea; ya que su Teoría de la Relatividad, sentó las bases de la física moderna y revolucionó la forma en que concebimos el Universo. Nuestro interés de dar a conocer lo que es la teoría de la Relatividad, surge a raíz de observar la “película Einstein y la bomba”; ya que nos llamó la atención saber y dar a conocer en que se aplica la teoría de la Relatividad en la vida cotidiana. Para el desarrollo de nuestro proyecto realizamos una investigación documental consultando medios digitales en internet y libros en bibliotecas. Posteriormente utilizamos la investigación de campo aplicando una entrevista a niños y otra más a adultos para conocer qué tanto saben de la teoría de la Relatividad. Observando que la mayoría de la población entrevistada sabe que Einstein fue un científico, pero no conocen la teoría de la Relatividad. Se entrevistó a dos investigadores mexicanos, en UNAM. El Dr. Saúl Rene Ramos Sánchez, y al DR. Miguel Alcubierre Moya, quien además desarrolló el estudio llamado “la métrica de Alcubierre” relacionado con la teoría de Relatividad. Concluyendo que en muchas situaciones de la vida cotidiana estamos conviviendo con la Teoría de la Relatividad; teniendo como ejemplos: el movimiento de un automóvil, el uso del GPS. Además en Cosmología, para entender desde el origen del universo hasta como actualmente continúa expandiéndose.
Albert Einstein is one of the most important scientists in contemporary science, since his Theory of Relativity laid the foundations of modern physics and revolutionized the way we conceive the Universe. Our interest in making known what the theory of Relativity is, arises from observing the “movie Einstein and the bomb”; since it called our attention to know and make known how the theory of Relativity is applied in everyday life. For the development of our project we conducted a documentary research by consulting digital media on the Internet and books in libraries. Subsequently, we used field research applying an interview to children and another one to adults to know how much they know about the theory of Relativity. We observed that most of the interviewed population knows that Einstein was a scientist, but they do not know the theory of Relativity. Two Mexican researchers were interviewed at UNAM. Dr. Saúl Rene Ramos Sánchez, and Dr. Miguel Alcubierre Moya, who also developed the study called “Alcubierre’s metric” related to the theory of Relativity. Concluding that in many situations of daily life we are coexisting with the Theory of Relativity; having as examples: the movement of an automobile, the use of GPS. Also in Cosmology, to understand from the origin of the universe to how it continues to expand.
In projekto inin kuikani titlahtoa nochipa in relatividad, wan in kiykia in yokolhuaya in cenca in tlaltikpak, Ihuan esto, in tlamantli in mictlampa, in tlacua in quetzalcoatl tlamantli, in Doctor Miguel Alcubierre Moya neji Doctor UNAM Saúl Noé Ramos Sánchez.
Tlāzcāyohua in experimentālis īnkāz, in quisehuatl tlahcuilo in electroimán, in cuix itlahuik tlamikilia relativa iuhquin ilhuicatl eik elahuaya.
“Juguemos con el tiempo, Reactivando la Relatividad”; es un tema que surge a raíz de ver la película “Einstein y la bomba”, dicha película llamó nuestra atención por conocer quién es realmente Albert Einstein, ese científico que a menudo observamos en materias de ciencia, incluso su imagen es usada como distintivo en diversos temas que hacen alusión a personas con un coeficiente intelectual muy alto. Pero ¿Quién fue realmente Albert Einstein? Y su teoría tan famosa: La Relatividad, ¿qué es y qué aplicaciones tiene en la vida cotidiana?
Siendo el objetivo principal de este proyecto: Dar a conocer la Teoría de la Relatividad y cómo se aplica en la vida cotidiana. Para el cual primeramente nos dimos a la tarea de realizar la investigación documental en bibliotecas, páginas de internet y libros. Analizando un sin fin de información que existe al respecto nos dimos cuenta de que no es un tema fácil de entender y explicar ya que está relacionado con diversas Teorías como son: La Ley de la Gravitación Universal, de Isaac Newton; las teorías de Maxwell sobre la electricidad y el magnetismo, La inercia, propuesta por Arquímedes, etc. De igual forma, sabemos que las bases de esta teoría fueron sentadas por Galileo Galilei quien fue el primer científico que sustenta que todo movimiento es relativo a un sistema de referencia.
Albert Einstein nació en Alemania, en 1879. de ascendencia judía. Fue un niño tímido, paciente y metódico. Demostró talento para las ciencias naturales, Se graduó como profesor de matematicas y física, y su primera esposa fue la feminista radical Mileva Marić. A comienzos del siglo XX publicó sus primeros ensayos sobre física.
Einstein migro a los Estados Unidos en 1932, junto a su segunda esposa, su prima Eva Loewenthal, escapando de las políticas antisemitas del régimen nazi. Obtuvo la nacionalización y continuó sus estudios. Murió el 18 de abril de 1932.
La teoría de la relatividad de Einstein; establece y explica la relación entre masa, espacio, tiempo y energía, y posiciona la gravedad como una consecuencia inercial causada por la curvatura del espacio-tiempo.
La Relatividad Especial predice que el tiempo y el espacio son relativos y dependen de la velocidad del observador. Cuando un objeto se mueve a velocidades cercanas a la velocidad de la luz, el tiempo se desacelera para ese objeto, y su longitud en la dirección del movimiento se contrae.
La Relatividad General, aborda la influencia de la gravedad en la geometría del espacio-tiempo. En lugar de considerar la gravedad como una fuerza, como lo hacía la teoría de la gravitación de Newton, la Relatividad General describe la gravedad como la curvatura del espacio-tiempo causada por la presencia de masa y energía.
La famosa ecuación de la energía de Einstein, E=mc², es una consecuencia directa de la Teoría de la Relatividad Especial. Esta ecuación relaciona tres conceptos fundamentales: la energía (E), la masa (m) y la velocidad de la luz en el vacío.
Resultó muy interesante saber que tanto niños como adultos han escuchado hablar de Albert Einstein y saben que fue un gran científico muy inteligente, sin embargo, no conocen que su principal legado fue la Teoría de la Relatividad y mucho menos identifican cómo se aplica actualmente a la vida cotidiana. Esta información la pudimos conocer por medio de las entrevistas que se realizaron a niños y adultos respecto al tema.
Lo realmente impresionante y que nos llena de orgullo es que, en México, existen científicos que actualmente realizan estudios acerca de la Teoría de la Relatividad y se tuvo la oportunidad de poder conversar con dos de ellos. El Dr. Saúl Rene Ramos Sánchez, y al DR. Miguel Alcubierre Moya, quien además desarrolló el estudio llamado “la métrica de Alcubierre” relacionado con la teoría de Relatividad. Quienes son investigadores y profesores en la Universidad Autónoma de México.
La Teoría de la Relatividad ha transformado la forma en que entendemos el cosmos y ha impulsado una gran cantidad de avances científicos y tecnológicos. Como son en astrología y cosmología; con los agujeros negros y el efecto Doppler, las ondas gravitacionales. Los sistemas de Posicionamiento Global (gps) y la Energía nuclear. Así como otros avances tecnológicos que permiten seguir estudiando el universo en expansión.
En el presente proyecto, de manera ilustrativa se ejemplifica el funcionamiento del GPS, en una pantalla Alexa, el funcionamiento de un reloj atómico, el movimiento de un automóvil según el observador y un experimento de electromagnetismo; con la finalidad de explicar cómo se aplica la Teoría de la Relatividad en la vida cotidiana.
El interés de investigar este tema surge de la curiosidad después de haber visto la película cinematográfica, llamada “Albert Einstein y la bomba”, ya que dicha película explica los orígenes de la relatividad.
Actualmente la sociedad desconoce en qué consiste la teoría de la relatividad, por lo tanto, no pueden identificar cómo constantemente están en contacto con esta teoría en la vida cotidiana.
Si se conoce que es la relatividad entonces sabremos cómo se presenta en la vida cotidiana.
Dar a conocer que es la relatividad y cómo se presenta en la vida cotidiana.
La física es una ciencia básica que ayuda a comprender la naturaleza y a predecir fenómenos, además de que gracias a ella podemos desarrollar tecnología que satisface las necesidades del ser humano, haciendo que podamos tener una mejor calidad de vida.
Es así como nosotros podemos observar que el Objetivo de Desarrollo Sostenible que se relaciona con nuestro proyecto es:
Educación de Calidad
Se encuentra relacionado con nuestro proyecto de investigación, toda vez que lo que buscamos es que la Teoría de la Relatividad sea vista desde la práctica, pero conociendo y explicando la teoría, es decir, visualizar en qué consiste para que la gente e incluso niños de nuestra edad puedan tener acceso al aprendizaje y conocer nuestros avances tecnológicos al respecto.
Recordemos que la educación es la clave que permitirá alcanzar muchos otros objetivos de desarrollo sostenible (ODS). Cuando las personas pueden obtener una educación de calidad, pueden romper el ciclo de la pobreza. La educación ayuda a reducir las desigualdades y a alcanzar la igualdad de género. También ayuda a las personas de todo el mundo a vivir una vida más saludable y sostenible. La educación también es importante para fomentar la tolerancia entre las personas y contribuir al desarrollo de sociedades más pacíficas.
Industria, innovación e infraestructura
El objetivo se relaciona con la promoción de la industrialización sostenible y fomentar la innovación ya que ante la evolución del panorama económico, social y político a nivel global es necesaria una industrialización accesible para las personas. Es por ello importante invertir en infraestructuras como transporte, regadío, energía y tecnologías de la información y la comunicación para lograr un desarrollo sostenible y empoderar así a las comunidades. Para alcanzar este objetivo en 2030, es esencial invertir en tecnologías avanzadas, reducir las emisiones de carbono y aumentar el acceso a la banda ancha móvil.
La industrialización inclusiva y sostenible, junto con la innovación y la infraestructura, desempeñan un papel clave a la hora de introducir y promover nuevas tecnologías, facilitando el comercio internacional y permitiendo el uso eficiente de los recursos. De esta manera la expansión de nuevas industrias significarán una mejora del nivel de vida para gran parte de la población en conjunto con el medioambiente se verán beneficiados si las industrias aplican prácticas sostenibles, establecen normas e impulsan regulaciones que garanticen que los proyectos e iniciativas de las empresas se gestionen de forma sostenible.
1.1 ¿Quién inventó la Teoría de la Relatividad?
La relatividad fue descubierta por Albert Einstein, aunque el primero que habló de ella fue Galileo Galilei.
¿Quién fue Albert Einstein?
El gran físico Hans Albert Einstein, mejor conocido como Albert Einstein (Antonio Maximo), considerado como uno de los personajes más importantes del siglo XX, nació en 1879, en la ciudad de Ulm, Alemania. Realizó sus primeros estudios en Alemania y posteriormente en Suiza.
Después de graduarse en la escuela Politécnica de Zúrich, Einstein comenzó a trabajar en una oficina pública de Registro de Patentes, en Berna. En este empleo recibía un salario suficiente para mantenerse y, además, disponía de tiempo libre para estudiar y meditar acerca de los diversos problemas de la física, lo cual diera, sin duda, lo más importante para él.
En 1905, a los 26 años, Einstein dio a conocer tres artículos de gran importancia y enorme repercusión. En uno de ellos presentó el estudio teórico del efecto Fotoeléctrico, interpretándose con base en la teoría cuántica. En otro, trataba cuestiones relativas al movimiento y tamaño de las moléculas, elaborando un análisis matemático del “movimiento Browniano”. El tercero, sin duda el que desempeñó el papel más importante en el desarrollo de la física, presentaba las ideas básicas de la teoría de la relatividad, revolucionando los conceptos clásicos de espacio y tiempo.
Después de diez años de arduo trabajo, Einstein consiguió emplear las ideas contenidas en su Teoría de la Relatividad presentada en 1905. Publicó entonces, en 1915, el resultado de sus nuevos estudios, dando a conocer una nueva teoría, denominada: Teoría de la Relatividad Generalizada. Por sus valiosas contribuciones en varios campos de la física, Einstein recibió el premio Nobel en 1921.
En 1933, Adolfo Hitler asumió el poder de Alemania. Como Einstein era de origen judío se vio obligado, para escapar de las persecuciones del gobierno Nazi, a abandonar su país. Al refugiarse en Estados Unidos de América, el gran físico fue recibido en la Universidad de Princeton, convirtiéndose en uno de los miembros más destacados del instituto de estudios avanzados de dicha universidad. En Princeton, donde pasó el resto de su vida, se dedicó principalmente al intento de elaborar una nueva teoría, denominada Teoría del campo Unificado, en la cual trataría de relacionar la gravitación y el electromagnetismo. Pero no pudo terminar con éxito este trabajo, y murió sin haber logrado alcanzar su objetivo. Pero la idea del “Campo Unificado todavía perdura y se sigue investigando en torno de la idea propuesta.
En el inicio de la Segunda Guerra Mundial, Einstein escribió una carta al presidente de Estados Unidos de América, Franklin D. Roosevelt, alertandolo acerca de la amenaza de una nueva arma, “bomba atómica”, que los alemanes estaban perfeccionando. Esta carta hizo que el gobierno estadounidense estructurase un intenso plan de y trabajo, con lo cual lograron fabricar la bomba atómica antes que el gobierno Nazi. El uso de las armas nucleares, contra poblaciones civiles en Japón, abatió profundamente el espíritu bondadoso y humanitario del eminente científico. Después de la guerra, Einstein, dedicó gran parte de su tiempo a trabajar en pro de la paz mundial, tratando de crear un acuerdo internacional para prohibir las bombas atómicas.
En 1955, el 18 de abril, los periódicos de todo el mundo anunciaban la muerte de Albert Einstein, reconocido en su propio tiempo como una de las mayores inteligencias creativas de la historia de la humanidad.
Albert Einstein es quizá el científico mundialmente más conocido por el desarrollo de la teoría de la relatividad que revolucionó la ciencia conocida hasta el siglo XX.
¿Qué es la relatividad?
La relatividad afirma que las leyes de la física no podían depender de la velocidad a la que te movieras; todo lo que podrías medir era la velocidad de un objeto en relación a otro.
Existen 2 teorías de relatividad (la relatividad especial y la relatividad general)
Investigación documental
Para la realización de este proyecto, fue de suma importancia realizar investigación cualitativa, recopilando y seleccionando información de libros especializados que abordan el tema en un lenguaje práctico y entendible para los niños. Por lo que acudimos a Bibliotecas Públicas en busca de libros. De igual forma, se realizó investigación en fuentes digitales de internet, donde tuvimos la oportunidad además de obtener información escrita, de poder observar y escuchar videos donde verbalmente explican más detalladamente y con más claridad e incluso con algunos experimentos, La Teoría de la Relatividad y sus diferentes aplicaciones en la vida cotidiana.
De esa manera acudimos a la Biblioteca de México, ubicada en la Ciudadela 4, Colonia Centro, Centro Cuauhtémoc, Ciudad de México, CDMX. Así mismo a la biblioteca del Instituto de Física de la UNAM, ubicada en Sendero Bicipuma, CU, Coyoacán, ciudad de México, CDMX.
ILUSTRACIÓN 9. Tonameyotzin Vega Coronado en la Biblioteca de CU y en la Biblioteca de la Ciudad de México.
De dicha investigación documental, se analizó y seleccionó información relacionada con nuestro proyecto de investigación.
Teoría de la Relatividad
Es una teoría que propone nuevas formas de medir el tiempo y el espacio afectó a casi todos los campos de la ciencia.
De acuerdo con Hewitt (Hewitt), la teoría “Acerca de la electrodinámica de los cuerpos en movimiento”, mejor conocida como la Teoría de la Relatividad, demostraba que el movimiento relativo de las cargas eléctricas genera fuerzas magnéticas. Esta interrelación entre la electricidad y el magnetismo afirmaba Einstein, era una consecuencia de la interrelación más profunda entre el espacio y el tiempo. Todas las mediciones del espacio y del tiempo dependen del movimiento relativo, demostró que una consecuencia de la interrelación entre el espacio y el tiempo es una interrelación entre la masa y la energía, dada por la famosa ecuación E=mc2.
Siempre que hablamos de movimiento, debemos especificar la posición respecto de la cual este movimiento se está observando y midiendo. Al lugar respecto del cual se observa y se mide el movimiento le damos el nombre marco de referencia. Un objeto puede tener diferentes velocidades respecto de diferentes marcos de referencia.
Con el fin de medir la rapidez de un objeto en primer lugar elegimos un marco de referencia y suponemos que este permanece estacionario. Entonces medimos la rapidez con que el objeto se mueve respecto del marco de referencia.
Antes de la teoría se pensó que un algo misterioso llamado éter llenaba todo el espacio y servía como marco de referencia sujeto al propio espacio.
¿Por qué se llama teoría de la relatividad a la teoría de la relatividad? (Lillo). En realidad, no es porque “Todo es relativo sino por el principio de relatividad”. Galileo Galilei estableció el principio de relatividad. Era un principio de relatividad del movimiento: “Todo movimiento es relativo a un sistema de referencia”. Según esto no podemos determinar si un objeto se mueve o no de modo rectilíneo y uniforme si no tomamos primero un sistema de referencia respecto al cual exista ese movimiento. Se puede resumir en un principio de indeterminación del reposo absoluto, pues si pudiéramos determinar que algo está en reposo absoluto, entonces ya tendríamos un sistema de referencia privilegiado al que referir todos los demás movimientos y el principio de relatividad no sería válido.
Una de las consecuencias que surgen del propio principio de relatividad es la existencia de las ondas gravitatorias, la idea de que la gravedad se transmite a la velocidad de la luz. Esto es así porque si se transmitiera de modo instantáneo podríamos idear una experiencia de sincronización, digamos “Absoluta” (cosa imposible de momento), de relojes y con ello podríamos determinar DÓNDE está el SISTEMA DE REFERENCIA ABSOLUTO (una sincronización perfecta y el hecho de que la velocidad de la luz sea limitada lo permitirá).
Así que si creemos que el principio de relatividad es correcto debemos creer también que ni la gravedad ni ninguna otra cosa se puede transmitir a mayor velocidad que la luz.
Por eso se dice que la velocidad de la luz es la máxima posible del universo; porque si no fuera así el principio de relatividad no sería válido.
De esa forma, las ideas que Einstein propuso en su teoría de la relatividad (Antonio Maximo) son:
De acuerdo con lo anteriormente descrito, la Teoría de la Relatividad Especial tiene tres implicaciones increíbles (Altarriba):
A continuación, veremos los postulados y cómo funcionan estas tres implicaciones.
Postulados de la Teoría Especial de la Relatividad:
El espacio- tiempo
La medición del espacio y del tiempo es diferente para todos los observadores que se están moviendo unos con respecto a otros. Quien quiera que observe acontecimientos particulares, mientras se está moviendo respecto a usted, por ejemplo, mide distancias y tiempos diferentes entre estos sucesos que los que usted obtenga. Quien quiera que se mueva en relación con usted se encuentra en un dominio diferente del tiempo. Las diferencias en las mediciones del espacio y del tiempo son despreciables a las velocidades comunes, pero a medida que el movimiento relativo se aproxima a la rapidez de la luz, las diferencias se hacen apreciables. Decimos que los objetos que se mueven uno con respecto a otro se encuentran en dominios diferentes de espacio-tiempo.
Dos observadores uno junto al otro, en reposo relativo entre sí, comparten el mismo marco de referencia; los dos concordaron en las mediciones del espacio y el tiempo entre sucesos dados, de manera que podemos decir que comparten el mismo dominio de espacio-tiempo. Sin embargo, si existe movimiento relativo entre ellos, no concordaban en estas mediciones del espacio y el tiempo. A velocidades ordinarias, la diferencia entre sus mediciones es indescriptible, pero a velocidades relativas -es decir, cercanas a la de la luz- las diferencias son apreciables.
Dilatación del tiempo
El tiempo no es absoluto sino relativo al movimiento entre el observador y el suceso que se está observando.
Se podría concluir que con base en la definición de rapidez, expresada en forma sencilla es una razón de la distancia sobre el tiempo. La distancia diagonal más larga debe dividirse en un intervalo de tiempo correspondientemente más largo a fin de obtener un valor invariante para la rapidez de la luz. Desde nuestra posición de reposo relativo medimos un intervalo de tiempo más largo entre los tictacs cuando un reloj está en movimiento que cuando está en reposo.
Los relojes en movimiento funcionan con mayor lentitud. Este alargamiento del tiempo es la dilatación del tiempo.
Nada hay anormal en el reloj en movimiento; sencillamente está haciendo tictac al ritmo de un tiempo diferente. Entre más rápido se mueva un reloj, más lento parece funcionar para un observador que no está en movimiento con él. Si fuera posible que un observador viera pasar un reloj a la rapidez de la luz, le parecería que está detenido.
Todo esto nos parece muy extraño sólo porque no es nuestra experiencia común tratar con mediciones hechas a velocidades relativistas, o con mediciones del tipo de las efectuadas con relojes atómicos a velocidades ordinarias.
En la actualidad, la tecnología no permite realizar viajes a velocidades relativistas. La radiación es el problema más grande. Una nave que viajara a velocidades cercanas a la de la luz encontraría partículas interestelares del mismo modo que si estuviera en la plataforma de lanzamiento y una corriente continua de partículas disparadas por un acelerador atómico estuviere incidiendo sobre ella. En la actualidad no se conoce manera alguna de proteger las naves contra ese intenso bombardeo de partículas durante periodos prolongados; y si se ideara alguna manera de resolver este problema, quedaría el de la energía y el combustible. Las naves espaciales que viajarán a velocidades relativistas requerirían miles de millones de veces la energía utilizada para poner un taxi espacial en órbita. Incluso algún tipo de motor cohete interestelar que aprovechara el hidrógeno que se encuentra en ese espacio, para quemarlo en un reactor de fusión, tendría que vencer el enorme efecto retardador de captar el hidrógeno a altas velocidades. Por ahora, la posibilidad de práctica de esos viajes espaciales es prohibitiva.
Podemos ver hacia el pasado, pero no podemos ir hacia él. Por ejemplo, experimentamos el pasado al mirar los cielos nocturnos. La luz de las estrellas que chocan contra nuestros ojos dejó esas estrellas hace decenas, centenas e incluso millones de años. Lo que vemos es a las estrellas como eran hace mucho tiempo. De este modo, somos testigos presenciales de la historia antigua, y sólo podemos especular acerca de lo que puede haberles sucedido a las estrellas entretanto.
Podemos especular acerca de la posibilidad de que el tiempo pudiera moverse hacia el pasado, así como hacia el futuro.
Podemos ajustar nuestras mentes bastante bien a la relatividad, y aun así aferrarnos inconscientemente a la idea de que existe un tiempo absoluto y comparar con él todos estos efectos relativistas.
Pensamos en el tiempo y, en seguida, pensamos en el universo. Pensamos en el universo y nos preguntamos acerca de lo que fue antes de que el universo se iniciara. El tiempo está en el universo; el universo no está en el tiempo. Sin el universo no hay tiempo; ni antes, ni después. Del mismo modo, el espacio está en el universo, el universo no está en una región del espacio. No hay espacio “afuera” del universo.
Contracción de la longitud
Conforme los objetos se mueven a través del espacio- tiempo, tanto el espacio como el tiempo sufren cambios en su medida.
Equivalencia masa- energía
El aspecto más notable de la relatividad especial es la ley de Einstein de la equivalencia entre la masa y la energía.
Hemos visto que la energía bombeada hacia las partículas nucleares en un acelerador incrementa la masa de esas partículas. Esto se debe al hecho de que la energía y la masa son equivalentes entre sí. Todos sabemos que la energía que acelera las partículas proviene de una planta eléctrica que se encuentra en algún lugar.
La deducción de Einstein de esta equivalencia masa- energía se expresa en lo que podría llamarse la ecuación del siglo XX.
E=mc2
Debido a la gran magnitud de la “c”, la velocidad de la luz, una masa pequeña corresponde a una enorme cantidad de energía. Por ejemplo, la energía equivalente a un solo gramo de cualquier materia es mayor que la utilizada por las poblaciones de nuestras ciudades más grandes.
La ecuación E=mc2 no se restringe a las reacciones químicas y nucleares. Cualquier cambio en energía corresponde a un cambio en la masa. El aumento en la energía cinética de una pelota de golf va a acompañado por un aumento en la masa.
E=mc2 es más que una fórmula por la conversión de masa en energía o viceversa: establece, por todos los fines prácticos que la masa y la energía son idénticas. La masa es sencillamente energía congelada. Si el lector desea saber cuánta energía hay en un sistema, mida su masa.
Principio de correspondencia
La relación de masa- energía de Einstein es válida sólo hasta donde las ecuaciones de transformación para la masa, la longitud y el tiempo. Si las ecuaciones de la relatividad especial son válidas, deben corresponder a las de la mecánica clásica, si se consideran velocidades mucho menores que la de la luz.
La teoría especial de la relatividad se refiere a las relaciones entre el espacio y el tiempo y a la física del movimiento uniforme, de los marcos de referencia que se mueven a velocidades constantes uno con respecto al otro.
En resumen, tenemos según Einstein (Lillo):
Algunos físicos (Matthews) mencionan que lo que Einstein hizo fue tomar el resultado de los experimentos de Albert Michelson y Edward Morley en 1887 y de la descripción de James Clerk Maxwell en la década de 1860, en sus las leyes del electromagnetismo, dichas ideas las empleó para demostrar que la idea newtoniana de que las mediciones del tiempo y del espacio son independientes del observador es incorrecta: el espacio y el tiempo no son conceptos absolutos. En la nueva concepción Einsteiniana del espacio y el tiempo, estos no están separados, sino que son parte de la entidad espacio- tiempo de ámbito más general. Empleando esa concepción, no sólo hay que especificar la posición de un objeto, es necesario también incluir en ella el tiempo, obteniendo así no un punto dentro de las tres dimensiones del espacio, sino un suceso situado dentro de las cuatro dimensiones del espacio-tiempo.
Por lo tanto, los postulados de la relatividad especial nos llevan a la conclusión de que la masa de un objeto en movimiento aumenta en relación con otra igual que no se mueve: a una velocidad “v” y la masa mv es m0/ (1-v2/ c2) -1/2, siendo m0 la masa en reposo. Ese fenómeno nos lleva, a su vez, a una de las más importantes conclusiones de la relatividad especial: ningún cuerpo material puede moverse a velocidades iguales a la de la luz. Sólo entidades con masa en reposo igual a 0 -los fotones, por ejemplo- pueden alcanzar esas velocidades. En todos los demás casos la masa se acerca al infinito al aproximarse a la velocidad de la luz. Según eso, haría falta una cantidad infinita de energía para alcanzar la velocidad de la luz.
Podemos deducir, por último, de esos postulados que incluso cuando una partícula no se mueve posee cierta cantidad de energía, teniendo en cuenta la famosa ecuación E=mc2, siendo “m” la masa en reposo de la partícula, y “c” la velocidad de la luz. La importancia de esta ecuación reside en su implicación de que la materia y la energía son equivalentes. Además, la aparición en la ecuación del cuadro de la velocidad de la luz nos hace esperar que se podría liberar gran cantidad de energía si toda la materia, incluso de un objeto muy pequeño, pudiera transformarse en energía. En teoría la conversión total en energía de solo tres toneladas de materia podría abastecer todas las necesidades de energía del mundo durante un año. Es un hecho, sin embargo, que los convertidores prácticos distan de rendir al cien por ciento. En el sol, por ejemplo, se fusionan átomos de hidrógeno para formar helio, proceso que incluye la conversión directa de materia en energía. Esa conversión rinde sólo un uno por ciento, pero cada segundo se fusionan incontables billones de átomos, por lo que la cantidad total de energía producida es enorme. La producción constante y controlada de una central nuclear y la fuerza destructora de una explosión atómica son también producto de la conversión parcial de masa en energía.
Teoría General de la Relatividad
La teoría especial de la relatividad es “especial” (Hewitt)en el sentido de que trata de la invarianza de las leyes de la naturaleza principalmente para marcos de referencia en movimientos uniforme.
La convicción de Einstein de que las leyes de la naturaleza deben expresarse en forma invariante en todos los marcos de referencia, acelerados, así como no acelerados, fue la primera motivación que lo condujo diez años más tarde a la teoría general de la relatividad: una nueva teoría de la gravitación. Esta se fundamenta en la idea de que los efectos de la gravitación y de la aceleración no pueden distinguirse entre sí.
La relatividad general es más que nada una teoría de la gravitación, la mejor que tenemos. Para llegar a ella Einstein extendió su principio de la relatividad (según el cual, todos los observadores son equivalentes, independientemente de su velocidad) a las aceleraciones. Al incluir las aceleraciones en su contexto, se incluye la gravitación.
Por lo tanto, si la región dada del espacio es pequeña (de modo que la convergencia de las trayectorias trazadas por la caída de los objetos hacia el centro de gravedad del cuerpo gravitatorio sea insignificante), es imposible distinguir un sistema acelerado de otro en reposo, porque, según demuestra nuestra hipotética comparación un sistema acelerado equivale a un sistema en reposo dentro de un campo gravitatorio. Este es el principio de equivalencia, que afirma que las leyes de la física tienen que ser las mismas para todos los observadores, independientemente de su estado de reposo o de movimiento.
El modo más fácil de visualizar la idea Einsteiniana de la gravitación, no como una fuerza sino como una curvatura de espacio y tiempo es acudir a la analogía de la lámina de goma. Se trata de un peso muy grande (que representa a un cuerpo de gran campo gravitatorio; un planeta o una estrella, por ejemplo), colocado sobre una lámina de goma horizontal (que representa el espacio- tiempo) que se curva bajo su masa (representación de la curvatura del espacio – tiempo originado por los campos gravitatorios). Las masas pequeñas que se mueven cerca de la masa grande describen una trayectoria que se acercan machismo a las líneas rectas de la mínima distancia, las geodésicas, curvadas inevitablemente excepto a distancias muy grandes de la gran masa mencionada.
Einstein procedió entonces a formular una ecuación que muestra el grado de curvatura producido por diversas cantidades de masa. En los casos de campos gravitatorios débiles de masas pequeñas, la curvatura es también pequeña y la ecuación de Einstein se reduce a la ley de la gravitación de Newton. Con campos más fuertes y velocidades comparables a la de la luz, aparecen diferencias significativas (Matthews).
Para examinar una nueva “gravedad” en la nave espacial acelerada, Einstein consideró la consecuencia de dejar caer dos bolas, por ejemplo, una de madera y otra de plomo. Al soltar las bolas, seguirán moviéndose hacia arriba, a la velocidad de la nave en el momento en el que se soltaron. Si la nave se estuviera moviendo con velocidad constante (aceleración 0), las bolas permanecerían suspendidas en el mismo lugar, ya que tanto aquella como estas se moverían lo mismo. Pero como la nave espacial se está acelerando, el piso se mueve hacia arriba más rápido que las bolas, las cuales pronto son interceptadas por el piso.
Las dos interpretaciones de las bolas al caer son igualmente válidas, y Einstein incorporó esta equivalencia, o la imposibilidad de distinguir entre la gravitación y la aceleración, en el fundamento de su teoría general de la relatividad. El principio de equivalencia establece que las observaciones hechas en un marco de referencia acelerado no pueden distinguirse de las que se hagan en un campo gravitacional newtoniano. Esta equivalencia no tendría relativamente importancia si sólo se aplicará a los fenómenos mecánicos, pero Einstein fue más allá y afirmó que el principio se cumple para todos los fenómenos naturales; es válido también para los fenómenos ópticos y electromagnéticos.
Gravedad y tiempo: desplazamiento gravitacional
Conforme a la Teoría General de la Relatividad de Einstein, la gravitación provoca que el tiempo transcurra con lentitud. Mientras más intenso sea el campo gravitacional, el tiempo transcurrirá con mayor lentitud. Podemos comprender este hecho aplicando el principio de equivalencias y la dilatación del tiempo a un marco de referencia acelerado.
Años antes de que completara su teoría general de la relatividad, Einstein sugirió una manera de medir este hecho al formular el principio de equivalencia, en 1907.
Así las mediciones del tiempo no sólo dependen del movimiento relativo, sino también de las intensidades relativas de los campos gravitacionales de las regiones en que se representan y miden los eventos. Así como la dilatación del tiempo en la relatividad especial es relativa a las diferencias en el movimiento entre el marco de referencia observado y el marco desde el cual se están realizando las observaciones, el desplazamiento gravitacional hacia el rojo en la relatividad general es relativo a las diferencias en las intensidades de los campos gravitacionales en la ubicación del suceso y en la del observador de ese suceso.
Gravedad y espacio: movimiento de mercurio
Con base en la teoría especial de la relatividad, sabemos que las mediciones del espacio, así como las del tiempo, experimentan transformaciones al intervenir el movimiento. Del mismo modo con la teoría general: las mediciones del espacio difieren en campos gravitacionales diferentes – por ejemplo, cerca del sol y lejos de este- .
Einstein dirigió su atención a los campos gravitacionales variables experimentados por los planes que se describen sus órbitas en torno al sol, y se descubrió que las órbitas elípticas de esos planetas deben tener un movimiento de precesión, independientemente de la influencia newtoniana de los otros planetas.
Entonces la relatividad general hace necesaria una nueva geometría; una geometría no sólo del espacio curvo sino también del tiempo curvo: una geometría del espacio-tiempo curvo tetradimensional. La esencia es que la gravedad es una manifestación de la geometría del espacio-tiempo, y por lo mismo, una curvatura del espacio-tiempo se revela como masa. En lugar de concebir fuerzas gravitacionales entre masas, abandonamos por completo la noción de fuerza y pensamos en masas que reaccionan en su movimiento a la curvatura o combadura del espacio-tiempo en el que se encuentran. Resulta que las protuberancias, las depresiones y las combinaciones del espacio-tiempo geométrico son los fenómenos de la gravedad.
Ondas gravitacionales
Todo objeto tiene masa y, por tanto, forma una protuberancia o una depresión en el espacio-tiempo que lo rodea. Cuando un objeto se mueve, el alabeo del espacio-tiempo que lo rodea se mueve para reajustarse a la nueva posición. Estos reajustes producen ondas en la geometría global del espacio- tiempo; esto es similar al movimiento de la bola que se encuentra sobre la superficie de la cama de agua una perturbación forma a través de la cama; si se mueve una bola más masiva entonces se tiene una perturbación mayor y la producción de ondas aún más fuertes. Las ondas emanan de las fuentes gravitacionales a la velocidad de la luz y se llaman ondas gravitacionales.
Cualquier objeto en movimiento produce una onda gravitacional. En términos generales mientras más masivo sea el objeto en movimiento y más violento sea este, más intensa será la onda gravitacional resultante. Pero incluso las ondas más intensas producidas por los eventos astronómicos comunes son débiles en extremo – las más débiles conocidas en la naturaleza -. Por ejemplo, agite su mano. Acaba de producir una onda gravitacional; no es muy intensa, pero existe.
Gravitación Newtoniana y Einsteiniana
Basándose en la ley de Newton es posible calcular las órbitas de los cometas y de los asteroides, e incluso predecir la existencia de planetas no descubiertos. Aun en la actualidad, al calcular las trayectorias de las ondas espaciales que se lanzan hacia la luna y los planetas, únicamente se aplica la teoría común newtoniana. Se debe a que el campo gravitacional de estos cuerpos es muy débil y, desde el punto de vista de la relatividad general, el espacio – tiempo que las rodea es esencialmente plano. Pero en regiones de gravitación más intensa, donde el espacio-tiempo es apreciablemente más curvo, la teoría newtoniana no puede explicar de manera adecuada diversos fenómenos, como la precesión de la órbita de mercurio cerca del sol, y en el caso de campos más intensos, el desplazamiento hacia el rojo y otras distorsiones aparentes de las mediciones del espacio y del tiempo. Veremos que estas distorsiones llegan a su limite en el caso de una estrella que se colapsa para formar un hoyo negro, donde el espacio – tiempo se dobla o pliega por completo sobre si mismo. Sólo la gravitación Einsteiniana alcanza este dominio.
De acuerdo con Lillo, Ángel Torregrosa (Lillo) Einstein estudiando y aplicando las Transformadas de Lorenz al cálculo de la energía cinética de un cuerpo y desarrollando en serie obtuvo un sumando que no dependía de la velocidad: mc2
Esta sería la Energía del cuerpo en reposo, ósea la energía propia de la masa y puestos a seguir generalizando: energía y masa son lo mismo, pero con distinto aspecto. Las más espectaculares pruebas de esta fórmula están en la bomba atómica, las centrales nucleares y el mismo sol. Esta es la fórmula más conocida de Einstein por los que no conocen la relatividad, ya que la energía nuclear tiene su base en ella al calcularse por medio de ella la cantidad de energía que se emitirá a causa de la pérdida de materia que se producen en las reacciones nucleares (en cuyo estudio y desarrollo por cierto no participa).
Pero no por ello es la más importante. Tal vez la fórmula de la dilatación temporal lo sea.
En la Teoría de la Relatividad General, podemos concluir que la gravedad no es una fuerza en sí misma, sino que sólo es el resultado visible de una deformación del espacio-tiempo a causa de la presencia de una masa. Esta deformación queda definida por las ecuaciones de campo de Einstein y así la gravedad queda reducida a pura geometría.
Estas tres predicciones fueron publicadas en su Teoría de la Relatividad General. Una de ellas que aun está en estudio es la de los agujeros negros, cuestión que está muy de moda ahora. Tenemos que ahora en la Relatividad General, la velocidad de la luz ya no es la misma para todo observador, en un sistema inercial sino para todo observador en un sistema local inercial. Por ejemplo, la velocidad de la luz sigue siendo la misma para un observador en un campo gravitatorio en las cercanías del observador a pesar de que si observamos el fenómeno desde un lugar lejano veremos y mediremos menor velocidad en ese punto, al menos aparentemente.
El estudio y comprensión de la Relatividad General de Einstein requiere el uso de un aparato matemático verdaderamente complicado, que es el cálculo tensorial.
Habitualmente lo que se usa para tratar la relatividad general en los casos más sencillos no es el principio de equivalencia sino la métrica de Schwarzschild
La relatividad explicada por niños para niños.
Antes de comenzar este apartado, me gustaría mencionar, que, en mi opinión, Einstein, con su modo de trabajar, nos enseñó mucho más que relatividad. Planteaba una hipótesis y a partir de un profundo análisis realizaba predicciones; derivan consecuencias que podían ser comprobadas. Nos enseñó que las teorías deben poseer capacidad predictiva. Fue el maestro de la física teórica.
Conceptos:
La teoría de la Relatividad es una teoría física desarrollada principalmente por Albert Einstein a comienzos del siglo XX. Este científico formuló en 1905 la teoría de la relatividad especial, para explicar algunos fenómenos físicos que se podían comprender desde las leyes de la mecánica clásica. Según esta teoría no existe ningún movimiento absoluto, ya que, para explicar el movimiento de un cuerpo, no se puede tomar ningún punto que esté en estado de reposo absoluto en el universo. Así, si consideramos un vehículo que se mueve sobre la tierra, es un movimiento relativo, puesto que la tierra también se mueve a su vez. Para Einstein, el único movimiento absoluto es el de la luz, cuya velocidad es siempre de 300.000 kilómetros sobre segundo, independientemente del sistema de referencia. Además, esta teoría expresa que la materia es una forma concentrada de energía y que el tiempo es una cuarta dimensión que hay que añadir a las tres clásicas (longitud, altura y anchura). Posteriormente, en 1916, Einstein formuló la teoría de la relatividad general, para explicar los fenómenos de la gravedad desde un nuevo punto de vista (Enciclopedia Estudiantil Esencial)
Para explicar a niños de mi edad en qué consiste la teoría de la relatividad de Albert Einstein, de acuerdo con Sheddad Kaid-Salah Ferrón y Eduard Altarriba, (Altarriba) ahora conoceremos unos conceptos básicos previos, mismos que son de suma importancia, ya que son los elementos clave para entender la teoría de la Relatividad de Einstein, a continuación, explico cada uno de ellos:
¿Cómo se mide el tiempo?
Una de las primeras maneras que tuvieron nuestros antepasados de medir el tiempo fue utilizando los días. Un día es el tiempo que transcurre entre dos amaneceres seguidos. Como el sol sale cada día (es decir, es algo que ocurre de forma periódica) es ideal para medir el tiempo.
Así, contando cuántas veces ha salido el sol por la mañana, podemos saber cuántos días han pasado. Hoy sabemos que la tierra gira sobre sí misma, por lo que en realidad un día es el tiempo que tarda en dar una vuelta entera sobre su eje.
Para medir tiempos más pequeños utilizamos las horas, los minutos y los segundos. Si dividimos lo que dura un día en 24 partes iguales tenemos una hora; a su vez al dividir una hora en 60 partes iguales obtenemos un minuto; finalmente, dividiendo un minuto en 60 partes iguales tendremos un segundo. Para medir tiempos grandes utilizamos otro movimiento periódico, el de la tierra alrededor del sol, es lo que llamamos un año (tiempo que tarda la tierra en dar una vuelta completa alrededor del sol: unos 365 días).
Los relojes son artefactos tecnológicos que, de una forma u otra, repiten ciclos que nos permiten medir el tiempo. Así a través del tiempo hemos, de acuerdo a la historia y su avance tecnológico, tenido diversos tipos: reloj de sol, el péndulo, reloj de arena, relojes mecánicos, relojes digitales, relojes atómicos. Estos últimos, se utilizan para medir el tiempo en los satélites, en los laboratorios o en redes de comunicación, están basados en la vibración atómica, mediante oscilaciones repetitivas de los átomos, son tan precisos que sólo se atrasan un segundo en 15. 000 millones de años (más que la edad del universo.).
¿Cómo se mide el espacio?
Lo podríamos describir como el lugar donde se encuentran los objetos y en el que ocurren las cosas, podría decirse que es el escenario de la realidad. Como tal el espacio no se mide, lo que medimos es la distancia, que es la longitud que hay entre dos objetos. Para medir las distancias utilizamos algo rígido, por ejemplo, una vara, un pie, un dedo, etc. Pero estas medidas podrían variar de acuerdo con el objeto rígido que se utilice, es por eso que para evitar problemas se usa un sistema de medidas unificado; de esa forma apareció el metro (unidad de longitud más utilizada por los científicos)
La velocidad
La velocidad de un objeto la medimos como la distancia que ha recorrido ese objeto en un tiempo determinado.
La velocidad de la luz:
Una de las leyes fundamentales del Universo es que la luz viaja a una velocidad constante de 300.000 kilómetros por segundo y nada puede tener una velocidad superior a la de la luz. La luz va tan rápida que en nuestro mundo su propagación nos parece instantánea, pero en las distancias cósmicas es otra cosa. Por ejemplo, la luz del sol tarda unos 8 minutos en recorrer los casi 150 millones de kilómetros que separan la tierra del sol.
Por muy rápido que vaya la luz, siempre tarda un tiempo en ir de un sitio a otro y no vemos las cosas hasta que nos llega su luz.
El movimiento
Un cuerpo está en movimiento cuando tiene velocidad. Decimos que permanece en reposo cuando está quieto, o lo que es lo mismo, cuando su velocidad es cero. El movimiento siempre se define respecto a algo. Es lo que llamamos “sistemas de referencia” (sirven para medir posiciones, distancias y velocidades).
1.5 La importancia de la relatividad y como se puede observar en la vida cotidiana.
ILUSTRACIÓN 10. Mateo Elian realizando investigación en la Biblioteca
Investigación de campo
Con la finalidad de obtener más información que enriquezca y que nos pueda acercar al objetivo planteado; el compañero Tonameyotzin, tuvo oportunidad de realizar dos entrevistas a especialistas dedicados a la investigación, son investigadores en la ciencia: física; ambos con especial interés en el desarrollo e investigación sobre la Teoría de Albert Einstein sobre la Relatividad.
El primero de los especialistas fue: El Dr. Saúl Noé Ramos Sánchez.
ILUSTRACIÓN 11. Dr. Saúl Noé Ramos Sánchez
Es Físico con mención honorífica por la Facultad de Ciencias (FC) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) (2003) y por la Universidad de Bonn, Alemania (2008), donde recibió la distinción magna cum laude. Tras una estancia posdoctoral en el laboratorio Deutsches Elektronen Synchrotron (DESY), en Alemania, y otras estancias cortas en Japón y Estados Unidos, en 2010 se incorporó al Instituto de Física (IF) de la UNAM, donde se desempeña como investigador titular “A” y, desde 2015, como coordinador docente. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) con el nivel II y participa en el Programa de Primas al Desempeño del Personal Académico de Tiempo Completo de la Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA) de la UNAM con el nivel “C”. Un complemento de su actividad docente es la producción de material didáctico, en la que destaca su libro de texto Relatividad para futuros físicos (2018), una obra dirigida a estudiantes de licenciatura de habla castellana que se ha convertido en una referencia del tema en América Latina y cuya segunda edición está por imprimirse. También ha producido notas de todos sus cursos, que son la base de diversos libros de texto en proceso, las cuales se encuentran disponibles en formato electrónico. Ha dirigido un total de diez tesis concluidas: cuatro de maestría en ciencias, dos con mención honorífica y una con el diploma Juan Manuel Lozano Mejía (JMLM); cinco tesis de licenciatura en Física, dos de ellas merecedoras del diploma JMLM; y una de licenciatura en Matemáticas. Además, ha dirigido una estancia posdoctoral, 19 trabajos de servicio social de Física y siete de estancias de verano, tanto de la Academia Mexicana de Ciencias como del programa universitario Jóvenes hacia la Investigación. Actualmente, dirige dos tesis de doctorado en etapa final, cuatro tesis de maestría y dos tesis de licenciatura. Ha sido sinodal en 41 ocasiones, participando en un examen extraordinario, 21 exámenes profesionales y 19 exámenes de posgrado. Ha introducido nuevas estrategias para la formación de especialistas en Gravitación y Altas Energías (GAE). En 2011, con el apoyo de la Sociedad Mexicana de Física (SMF) y del CONACYT, fundó el concurso anual Estancias de Verano Teóricas para estudiantes de todo México, en el que los 15 ganadores de las ocho ediciones han hecho investigación original en GAE en prestigiosas instituciones internacionales. También fundó el “Taller Estudiantil de Física Moderna”, en el que cada año, estudiantes de nivel licenciatura realizan y presentan sus investigaciones en GAE. En 2015, creó en la FC el Programa Teórico de Gravitación y Altas Energías, el cual reúne a profesores de toda la unam para implementar un mapa curricular que ha logrado formar a un creciente número de estudiantes, quienes se han incorporado a distintos grupos de investigación en GAE. Bajo esta iniciativa, se concibió el blog GAE UNAM, en el que ha publicado cientos de artículos técnicos y divulgativos, dirigidos a sus más de 9000 seguidores. Asimismo, fundó en 2015 el Club de Física Matemática, en el que estudiantes sobresalientes de licenciatura se preparan para realizar y presentar investigación de frontera sobre cosmología y partículas. Se ha destacado como comunicador científico, pues ha impartido 109 ponencias: 72 de difusión y 37 de divulgación, en México y en congresos internacionales. Ha publicado 17 artículos de divulgación en periódicos y revistas nacionales, y participado en numerosas entrevistas y cápsulas científicas de medios impresos, radio y televisión. Durante dos años, participó en la “Gira con Ciencia” de la UNAM, dirigida a estudiantes de bachillerato y, desde 2011, es asesor de la Unidad de Comunicación del IF. Ha organizado 28 eventos de difusión y divulgación, entre los que destacan cuatro conferencias científicas internacionales y las últimas cuatro ediciones del “Día de Puertas Abiertas” del IF, evento de divulgación, difusión y docencia que logró un crecimiento muy importante bajo su organización.
Para dicha entrevista utilizamos un guión de diez preguntas, de las cuales se fueron agregando o seleccionando y modificando conforme a la marcha de la entrevista, misma que se llevó a cabo en las instalaciones del Instituto de Física de la Universidad Nacional Autónoma de México UNAM en CU, con domicilio en Circuito de la Investigación Científica de Ciudad Universitaria, CP 04510, en la Ciudad de México.
Las preguntas realizadas fueron:
El segundo científico que se entrevistó fue el Dr. Miguel Alcubierre.
ILUSTRACIÓN 12. Dr. Miguel Alcubierre
Cursó la licenciatura y maestría en Física en la Facultad de Ciencias, UNAM (1988 y 1990, respectivamente) y el doctorado en la Universidad de Gales, Reino Unido (1994). Realizó estancias de investigación en Max Planck Institute for Gravitational Physics. Investigador de tiempo completo del Departamento de Gravitación y Teoría Campos desde 2002, y fue Director del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM de 2012 a 2019. Docente a nivel licenciatura y posgrado en la Facultad de Ciencias de la UNAM, en Ciudad Universitaria. Se ha especializado en agujeros negros y cabello clásico, generación de ondas gravitatorias, materia obscura, ondas gravitacionales, relatividad numérica, teoría de gravitación y teorías alternativas de la gravitación. Desarrolló un modelo matemático que permitiría viajar más rápido que la luz sin violar el principio físico que sostiene que nada puede superar la velocidad de la luz. Según cuenta él mismo Alcubierre, la idea se le ocurrió viendo la serie de ciencia ficción Star Trek. Tal modelo matemático se denomina métrica de Alcubierre y se correlaciona con el impulso de deformación (Warp Drive). Además, se ha dedicado a la divulgación científica, impulsando a los estudiantes universitarios y al público en general a interesarse en las ciencias físico-matemáticas, para dedicar su vida a encontrar las respuestas que el universo aún esconde, a través de entrevistas nacionales e internacionales, y de charlas al público, incluyendo una charla TEDx Talk. El Doctor actualmente cuenta con una línea de investigación sobre los Agujeros Negros, el Espacio-Tiempo, La Expansión del Espacio, Agujeros de Gusano o la Propulsión Warp.
Para dicha entrevista se realizó un guión de cinco preguntas, de las cuales se fueron agregando o seleccionando y modificando conforme a la marcha de la entrevista, misma que se llevó a cabo vía plataforma digital por Zoom el día jueves 14 de noviembre del presente año.
Las preguntas fueron:
Continuando con el tema de la Investigación de campo, se realizó un cuestionario dirigido a niños de 6 a 12 años de edad, con el propósito de identificar si los niños conocen la Teoría de la Relatividad y su impacto en la vida cotidiana. El cuestionario de las entrevistas a realizar es el siguiente:
ENTREVISTA 1. Jugando con el tiempo (niños)
Me ayudas a contestar el siguiente cuestionario, el cual tiene como objetivo identificar si conoces la Teoría de la Relatividad y su impacto en la vida cotidiana
ILUSTRACIÓN 13. Leonardo Galán. Formato de Cuestionario aplicado a niños de entre 6 y 12 años.
Para complementar la investigación se realizó una segunda investigación de campo dirigida hacia la población en general con edades entre 30 y 50 años que tienen hijos en edad escolar nivel primaria 6 grado, secundaria y preparatoria, con la finalidad de identificar el dominio sobre el Tema de la Relatividad con respecto a lo teórico y su aplicación en la vida cotidiana así como el apoyo que le brindan a sus hijos para la comprensión del tema lo que con lleve a un mejor aprendizaje para la vida de sus hijos.
ENTREVISTA 2. Jugando con el tiempo (adultos)
1.- ¿Sabes qué significa el término de relativo?
2.- ¿Conoces quien fue el precursor de la Teoría de la Relatividad?
3.- Elige cuales son los dos factores que se consideran para la formulación de la Teoría de la Relatividad.
4.-De acuerdo al siguiente postulado “El tiempo no es absoluto sino relativo al movimiento entre el observador y el suceso que se está observando.” ¿Cuál es tu postura?
5.- ¿Cómo mides el tiempo en tu vida cotidiana?
6.- ¿Crees que este tema puede ser interesante?
7.- ¿Qué tan dispuesto estarías a conocer los aspectos fundamentales de esta Teoría para poder comprender cómo se mide el espacio, tiempo y materia y así poder explicar a tu hijo (a)?
8.- Consideras que este tema aporta conocimientos fundamentales para la formación académica de tu hijo (a)?
9.- Sabías que el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es un ejemplo de cómo se aplica la Teoría de la Relatividad en la vida cotidiana.
10.- Consideras que el abordar ejemplos de la vida cotidiana ayudan a ejemplificar y concretar el dominio del tema sobre la Teoría de la Relatividad
ILUSTRACIÓN 14. Encuesta aplicada por Mateo Elian
De acuerdo a las encuestas aplicadas al contexto general de la población que oscila entre los 30 y 50 años y con una muestra de 26 encuestados, se pudo observar que el 88.5% conoce que es el término relativo además identifica con claridad en un mismo porcentaje que Albert Einstein es el precursor de la Teoría de la relatividad, en este sentido se pudo observar que el 80.8% sabe que los factores de tiempo y espacio son los más importantes para el desarrollo de dicha teoría.
Con relación al postulado que se define de la siguiente manera: “El tiempo no es absoluto sino relativo al movimiento entre el observador y el suceso que se está observando” se observó que las respuestas más cercanas al postulado son: que el tiempo va más rápido o más lento dependiendo de la velocidad y de la dirección del movimiento, el tiempo no es un concepto universal ni absoluto, en cambio, depende del movimiento de los observadores, por ejemplo, un observador en movimiento respecto a un evento experimentará el paso del tiempo de manera diferente a otro que está en reposo relativo al mismo movimiento siendo esta una verdad científica comprobada.
Continuando con el análisis de los resultados se pudo observar como respuestas que coinciden personas mide el tiempo con un reloj (segundos, minutos y horas) calendario (días, meses y años) dispositivos, cronogramas, en este sentido al 100% de las personas le pareció interesante el estudio de este tema por lo que el 88.5% estaría muy dispuesto a aprenderlo para poder brindar acompañamiento a su hijo para la comprensión de este tema, por lo tanto se consolidaba el aprendizaje y cimentará las bases para el futuro desarrollo académico de su hijo en el área de las ciencias.
Finalmente se pudo registrar que aunque las personas tienen referencia del tiempo y espacio y conocen acerca de la Teoría es necesario abordar ejemplos de nuestra vida cotidiana para ejemplificar y concretar el dominio del tema sobre la Teoría de la Relatividad y uno de ellos es el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) el cual aplica la Teoría de la Relatividad y solo el 53.8% lo relaciona como un ejemplo vivencial.
En lo que se refiere al cuestionario aplicado a una población de niños de entre 6 y 12 años y tomando como muestra 12 niños encuestados, se obtuvieron los siguientes resultados:
Como teoría de Albert Einstein formulaciones científicas desarrolladas al inicio del siglo XX por el científico Albert Einstein
Habla de que la gravedad no es una fuerza, sino una curvatura del espacio-tiempo.
No conozco nada sobre el tema
es una teoría o la teoría de ALBERT al conjunto de las formulaciones científicas
Que hay cosas como la gravedad que dependen del tiempo y espacio
plantea que la gravedad no es una fuerza, sino la curvatura del espacio-tiempo
es una curvatura del espacio tiempo
la relatividad viene de relativo indicando que no hay un punto de referencia
Solo sé que tiene que ver con la gravedad
Habla de tiempo y espacio
Nada
Es así que, una vez observadas las respuestas de la muestra de población a la que va dirigida nuestro proyecto de investigación y con la finalidad de brindar información actualizada referente al tema, así como robustecer nuestra investigación documental y comprender aún más nuestro proyecto de investigación, nos dimos a la tarea de realizar una investigación de campo, donde se entrevistó a dos especialistas en el área de la física, quienes están muy de cerca y cuentan con amplio conocimiento sobre la Teoría de la Relatividad y cómo ésta ha venido evolucionando a lo largo del tiempo hasta la vida actual.
Entrevista al Dr. Saúl Noé Ramos Sánchez nos pudimos percatar que el tema sobre la Teoría de la Relatividad es un tema complejo y muy extenso, tanto que hasta la actualidad se sigue investigando y trabajando sobre ella.
ILUSTRACIÓN 15. Entrevista de Tonameyotzin al Dr. Saúl Noé Ramos Sánchez
Primeramente, comenzó por hablarnos sobre Albert Einstein y sus numerosas aportaciones en el campo de la ciencia, de las que destacó tres grandes aportes en el año de 1905:
– “El Tiempo y el espacio son la misma cosa”
– “La energía y la masa son lo mismo”
Así mismo nos contextualiza históricamente sobre los cambios (revolución del modernismo) cambios en literatura en tecnología (máquinas de vapor, invención del automóvil y de aviones), en el campo de la física también hubo un gran cambio paradigmático
– Pasar de la Mecánica Newtoniana al Electromagnetismo (mezcla de la electricidad y el magnetismo)
ILUSTRACIÓN 16. Entrevista de Tonameyotzin al Dr. Saúl Noé Ramos Sánchez
También se hablaba sobre la termodinámica, misma que fue estudiada por Ludwig Eduard Boltzmann, importante para entender lo que está a nuestro alrededor, y era el punto para entender entre el pasado y futuro.
El Doctor explicaba que, de acuerdo con su punto de vista, la Relatividad consiste en dos cosas:
Y para que no suene tan matemático…
– La Relatividad Especial: consiste en comprender cómo ven las personas que se mueven muy rápido, la dinámica de todo, cómo se mueven todas las cosas. Movimientos Superveloces.
ILUSTRACIÓN 17. Entrevista de Tonameyotzin al Dr. Saúl Noé Ramos Sánchez
– La Relatividad General: para que las personas que se encuentran sometidas a un campo gravitacional, como nosotros en el planeta, entiendan cómo se están moviendo todas las cosas. Movimientos Acelerados por campos Gravitacionales.
Un aspecto que me pareció muy importante fue cuando me ejemplifico cómo podríamos acercarnos a esta teoría en la vida cotidiana:
– Por medio de Google Maps o Waze, algún sistema de localización (GPS) Sistema de Posicionamiento Global, el cual funciona por medio de la comunicación entre mi aparato (celular), con antenas, y esas antenas a su vez con satélites; dicha comunicación es posible que sea tan rápida, porque la comunicación viaja con la rapidez de la luz, además de que yo siento la gravitación y el satélite que está fuera de nuestro planeta, viajando tan rápido, no siente la gravedad. Entonces el poder saber ubicaciones específicas, (saber dónde se encuentran las cosas) es gracias a que se ocupa la relatividad.
– Otro ejemplo, de la Relatividad Especial fue una aplicación desastrosa que se dio al aplicar la fórmula: E= MC2 (masa por rapidez de la luz al cuadrado), donde si nosotros tenemos una cierta cantidad de materia, material fisionable (Uranio 235, Plutonio 238), si nosotros tenemos ese tipo de material que se desbarata fácilmente, que si se le sopla empieza a desbaratarse, y se tiene en un área suficientemente restringida, imaginemos que tenemos ½ kilo de Uranio ¿Qué puede pasar?, ese ½ kilo se puede transformar en ½ kilo por rapidez de la luz al cuadrado en energía, justo lo que se ocupa para hacer estallar cosas (lo que fue ocupado en 1945 al final de la Segunda Guerra Mundial).
ILUSTRACIÓN 18. Entrevista de Tonameyotzin al Dr. Saúl Noé Ramos Sánchez
-También esta teoría nos ha ayudado para generar lo que algunos científicos mencionan como energía limpia, donde el Sol (una máquina nuclear, de energía), es una gran masa llena de gases, principalmente de hidrógeno, pensemos que es 1 kilo de hidrógeno, este kilo si lo aplastamos, podríamos hacerlo “estallar”, pero no es precisamente para que se deshaga la cosa, sino que si tomáramos dos pedazos de hidrógeno y los aplastaremos tanto se unen y aplastamos se convierten en luz, en calor, es lo que vemos y sentimos cuando hace mucho calor, que ilumina hasta Plutón y si tuviéramos eso (estas masas de hidrógeno) y supiéramos comprimirlos de manera correcto en nuestro planeta, haríamos de manera correcta, máquinas productoras de energía de luz, totalmente limpia (explosiones útiles). En Alemania, Inglaterra, hay esfuerzo europeo, donde se está trabajando en hacer una máquina similar a esto; lo malo es que para poderla hacer fusionar la conectan a la electricidad y le meten más energía a la máquina que hace fusionar a estos dos hidrógenos, y le meten más energía de la que pudiera sacar esta fusión y esto no es lo ideal, sino que sería bueno que sea pura de manera limpia directa.
– Otra gran aplicación que me dio es cuando nosotros desde épocas muy antiguas en el México Prehispánico (los mayas), hasta la actualidad los seres humanos nos hemos impactado y maravillado en observar en la noche las estrellas, los astros. Para entender esto, se requiere entender un poco de la Relatividad, porque para poder descifrar matemáticamente como están viajando estos astros, esas estrellas, estas galaxias; se requiere de entender el Efecto Doppler, donde dependiendo la frecuencia y rapidez en la que va la estrella (se ve más roja cuando se está alejando y se ve más azul cuando se está acercando) entonces si las miramos con el telescopio tenemos que saber con qué velocidad va, si es azul o roja, para saber si se está acercando a nosotros o alejando y eso nos sirve para poder entender y describir más nuestro universo.
ILUSTRACIÓN 19. Entrevista de Tonameyotzin al Dr. Saúl Noé Ramos Sánchez
-Por último, tenemos otro gran ejemplo, con las Ondas Gravitacionales, Einstein en la Teoría de la Relatividad General (en 1915), había predicho la existencia de ondas, donde cualquier vibración o movimiento se envían mensajes con la rapidez de la luz hasta Alfa Centauri (es un sistema estelar que se encuentra a unos 4.3 años luz de distancia del Sol) y más lejos, en el espacio, y estas vibraciones son capaces de deformar el espacio y de deformar el tiempo, estas deformaciones son como son oscilaciones que se mueven por todo el espacio y lo hacen vibrar desde aquí hasta allá (todo el universo), y cualquier tipo de perturbación en el espacio, producen las ondas gravitacionales que viajan muy lejos. Cuando son golpes muy pequeños no son lo suficiente como para deformar muchísimo el espacio – tiempo, en cambio si colisionan dos agujeros negros gigantescos 30 veces el peso de nuestro sol, allí sí que se perturbaría nuestro espacio de maneras impresionantes, donde se generarían ondas – olas, que se desplazarían y se llevarían todo a su lado; si esos choques ocurren aquí nos destrozan por completo, pero si esos choques ocurren a miles de millones años luz, cuando llegan a nosotros llegarían más ligeramente. Para nosotros a lo mejor no es tan interesante como para los que se dedican a estudiar lo que ocurre afuera de nuestro planeta es super interesante, porque actualmente (desde hace como siete años) hay más estudios sobre vibraciones del cosmos, con lentes gravitacionales (otra de las aplicaciones) donde a veces se forman unos “Anillos de Einstein” en el cosmos, si se miran con telescopios super poderosos vamos a ver esos anillos de luz, los que se forman porque la luz se siente atraída por algún objeto con campo gravitacional, porque de acuerdo con la teoría de la relatividad la luz también se siente atraída, porque pensamos que la luz se desplaza de forma lineal hacia el objeto (con campo gravitacional) no nos imaginamos que viene curva, y la luz va siendo deformada y se ve alrededor del objeto masivo (forma un anillo alrededor del objeto masivo) y entonces ahora sabemos que no existen círculos de luz que vienen de los aliens, sino que es la super luz de alguna estrella o galaxia que se siente atraída por un campo gravitacional y así la podemos observar en nuestro planeta.
– Además de lo antes mencionado, gracias a la Teoría de la Relatividad de Einstein podemos comprender lo que hoy en día conocemos como Cosmología ¿De dónde venimos?, esta ciencia nos permite saber de dónde venimos, nos envía a la etapa de creación desde el inicio de la aparición del universo, gracias al contenido de la Relatividad General podemos comprender cómo fue este proceso, con la gran explosión, desde dentro de nuestro universo, y gracias a la Teoría de la Relatividad Especial nos ayuda a comprender cómo las cosas que se encontraban dentro comenzaban a crearse por efecto de la relatividad especial la Energía convirtiéndose en Materia E=mc2, energía convirtiéndose en partículas, convirtiéndose en estrellas, convirtiéndose en galaxias.
ILUSTRACIÓN 20. Entrevista de Tonameyotzin al Dr. Saúl Noé Ramos Sánchez
Esta entrevista ha dejado un gran aprendizaje, ya que al comprender cómo se van formando las cosas, podemos vislumbrar como actualmente se tienen tantos avances tecnológicos y que aún hace falta mucho por comprender y descubrir en este campo de la física.
En la actualidad la Teoría de la Relatividad ha ido evolucionando para cubrir nuestras necesidades, sin embargo, el Doctor Saúl, impresiona, al momento en que comenta que a pesar de que hasta el momento la Teoría de la Relatividad es la única y mejor aceptada en el campo, está pareciera que es un producto inacabado, ya que nuestro
ILUSTRACIÓN 21. Entrevista de Tonameyotzin al Dr. Saúl Noé Ramos Sánchez
Universo se sigue expandiendo más rápido y además los planetas, estrellas y galaxias no se desprenden a pesar de la fuerza y velocidad en la que van, esto nos lleva a deducir que siguen existiendo incógnitas como el actual de los campos gravitacionales al momento en que el universo, los planetas, las estrellas se mueven tan rápido (aceleración del universo) y no se salen del campo, actualmente se les dice que se da gracias a la energía oscura y materia oscura (pero hasta el día de hoy no se ha comprobado científicamente). Entonces se necesita seguir descubriendo porque hay más cosas que requieren explicaciones, por ello actualmente hay científicos que han combinado la física cuántica (desarrollada por el físico alemán Max Planck en 1900) y la Relatividad de Einstein; pero hay algunas otras personas que dicen que se requiere crear una nueva Relatividad, con base en nuevos aportes actuales.
Otro cambio donde ha evolucionado la Teoría de la Relatividad Especial (cosas que se mueven rápido, o la perspectiva de alguien que se mueve muy rápido) se mezcló con la Física cuántica y en el 2012 se descubrió la Física de Partículas, con la partícula de Higgs, donde el bosón de Higgs es un tipo de partícula elemental que explicaría cómo se origina la masa de todas las partículas del Universo.
Es así como la Fotografía del agujero negro y su confirmación, de que nuestro universo se está expandiendo, de que existe cierta radiación en el cosmos, nos dice que la Teoría de la Relatividad esta bien, pero que aun hay más por descubrir.
Por otro lado, resulta indispensable conocer bien los elementos esenciales de la Teoría de la Relatividad – ESPACIO y TIEMPO – , y los mismos dan origen a la fórmula E=mc2 y a más fórmulas que producen nuevos cambios y nuevas teorías.
Definitivamente, podemos coincidir en lo que el Doctor menciona: “la Teoría de la Relatividad no es para aprenderse en 90 minutos ni es fácil de comprender, pero sin embargo es muy interesante aprender de ella, y resulta fascinante para quienes les interesa este campo de la física, sobre todo porque hemos visto que en nuestra vida cotidiana se siguen descubriendo cosas nuevas y aún faltan por explicar otras más.
ILUSTRACIÓN 22. Entrevista de Tonameyotzin al Dr. Miguel Alcubierre Moya.
Por lo que se refiere a la entrevista realizada al Doctor Miguel Alcubierre Moya, tenemos los siguientes resultados:
Primeramente, nos aportó información biográfica del personaje principal de nuestro proyecto de investigación, Albert Einstein, quien era de origen alemán, pacifista, no creció en Alemania por problemas económicos con su familia, por lo que se fue a Suiza y se nacionalizo como suizo, posteriormente en sus primeros años como científico, se mudó a Alemania (Berlín), pero la Teoría de la Relatividad Especial (1905), si la realizo en Suiza, cuando trabajaba en una oficina de patentes y debido a su trabajo le ofrecieron trabajo en la Universidad de Zúrich y posteriormente se fue a la Universidad de Berlín (1910-1933) hasta que emigro a Estados Unidos, cuando Hitler toma el poder en Alemania y se imponían las primeras leyes en Alemania contra los visionarios y judíos como él; al darse cuenta de ello que la situación sería muy complicada para el por lo que de Estados Unidos ya no regreso; por otro lado nos comentó, que Albert Einstein como tal no participo en El Proyecto Manhattan (fue un proyecto de investigación y desarrollo que condujo a la creación de la primera bomba atómica. Se llevó a cabo durante la Segunda Guerra Mundial con el apoyo de Estados Unidos, Reino Unido y Canadá con la bomba atómica, porque era una persona pacifista. Posteriormente le ofrecieron tomar la presidencia en el Estado de Israel, pero la rechazó, ya que no le interesaba mucho saber de política.
En cuanto a la Teoría de la Relatividad Especial (por la que Einstein comienza en 1905 en la Ciudad de Berna en Suiza), el Doctor me comento que en realidad trataba de reconciliar la teoría electromagnética, la teoría que describe los fenómenos eléctricos y magnéticos (desarrollada en el siglo XIX, por James Clerk Maxwell) y estos fenómenos parecía que violaba en aquel entonces el principio de la relatividad (Siglo XVII, de Galileo Galilei) “Las leyes de la física no pueden depender de la velocidad a la que se mueve un observador, deben ser independientes”, es decir, las velocidades en general son relativas, no hay velocidades absolutas, y como tal la velocidad no se puede medir, no se siente, se requiere algo, un marco de referencia, lo que en realidad se siente no es la velocidad como tal sino una aceleración, pero cuando se mueve algo a velocidad constante no se siente. Entonces, al estudiar esto, Einstein estudia estas cosas, por lo que emite dos postulados:
ILUSTRACIÓN 23. Entrevista de Tonameyotzin al Dr. Miguel Alcubierre Moya.
Lo que de allí nos obliga a cambiar lo que se tenía como conceptos del espacio y el tiempo, luego sale de que el tiempo es relativo, que el flujo del tiempo depende de cómo te muevas (Paradoja de los Gemelos), además sale que la longitud de los objetos es relativa, si un objeto se mueve muy rápido respecto a ti se aplana, se acorta la dirección movimiento, y sale la famosa ecuación E=mc2 que energía y masa son equivalentes (ecuación que Einstein la deriva y la demuestra). Lo que me llamó la atención es que en realidad la Teoría de la relatividad, Einstein la llamaba “Teoría de los Absolutos”, porque decía que las leyes de la física son absolutas y la velocidad de la luz es absoluta, en realidad se popularizó, pero a Einstein no le gustaba.
Ahora bien, en cuanto a la Teoría de la Relatividad Especial (1905), el Doctor nos comenta que, esta nos habla sobre la velocidad de las cosas y que no dependen del observador, la velocidad de luz es absoluta, sale E=mc2, etc. Además de que nada puede, ningún objeto, ninguna interacción física, nada puede viajar más rápido que la luz.
ILUSTRACIÓN 24. Entrevista de Tonameyotzin al Dr. Miguel Alcubierre Moya.
Por otro lado, en ese momento (siglo XVII) en 1687 ya se tenía una Teoría de la Gravedad, por Isaac Newton, “Teoría de la Gravitación Universal”, que nos explica la fuerza de la gravedad, porque los planetas le dan vueltas al sol, nos explica los movimientos de los planetas y todo lo que tiene que ver con la fuerza de gravedad. Pero Einstein demuestra, con la Relatividad Especial, que esta ley se tenía que corregir por uno de sus postulados que es que, nada puede viajar más rápido que la luz, ni siquiera la gravedad. De allí que surja la Teoría de la Relatividad General (1915) nueva teoría, teoría moderna de la gravedad, donde demuestra que la fuerza de gravedad que sentimos no es una fuerza como tal sino es una curvatura del espacio y el tiempo, y entonces los planetas acaban por dar vueltas alrededor del sol. Nos explica la expansión del Universo, la existencia de los agujeros negros, el Big Bang, etc.
Por otro lado, el Doctor Alcubierre nos habla sobre La Métrica de Alcubierre, donde explica que utiliza la teoría de la relatividad para hacer su propuesta, donde propone utilizar el espacio que se puede deformar, que las concentraciones de masa pueden curvar el espacio, por tanto, se puede deformar la geometría del espacio, una manera de ello, es la expansión del universo y entonces de manera general se pudiera deducir que se pudiera ir más rápido que la luz por la contracción o deformación del espacio. artículo que escribió en 1994, sobre cómo quizá viajar más rápido que la luz, expandiendo el espacio, detrás de una nave comprimiendo enfrente.
ILUSTRACIÓN 25. Entrevista de Tonameyotzin al Dr. Miguel Alcubierre Moya.
Finalmente, el doctor nos recomendó que para que otros niños se interesen en el maravilloso mundo de la ciencia se deben dirigir a la lectura de libros de divulgación (Carl Sagan “Cosmos”; de Isaac Asimov, etc). Y si les interesa aún más ver programas de ciencia o videos científicos. Nos recomendó que son importante las matemáticas para que puedan dirigirse hacia la física, estas son indispensables para poder entender y desarrollarse dentro de esta área.
De acuerdo con la entrevista realizada a los especialistas, concluyó que nos ha dejado un gran aprendizaje, no sólo para conocer más sobre el tema, ya que el Dr. Saúl Noé Ramos Sánchez, ha dejado una gran huella al mencionar que probablemente no todo el mundo se dedique a la ciencia o a la física, sin embargo el poder entenderla y adentrarse más en ella, llegar a pensar científicamente, es una de las mejores maneras de poder trazar nuestra vida de manera objetiva; entender la lógica que conduce a las conclusiones de la Relatividad, de la cuántica, de la mecánica de Newton, de la Química, la biología, nos permite poder trazar con más cuidado causas y consecuencias en nuestra vida, cuando se tiene la capacidad en cómo pensar para llegar a comprender las reglas que rigen el universo, se está entrenado para ver las cosas de otra manera, para ver diferente las cosas cotidianas y ello te lleva a planear tu vida; la virtud de tener una perspectiva más profunda del por qué de las cosas; además de ello el tener un pensamiento científico te permite tener conocimiento y que no sea tan fácil que se te engañen en cosas de la vida cotidiana (piedritas cuánticas o piedritas relativistas), y por supuesto tener una perspectiva diferente de la tecnología y con ello poder tener la capacidad de querer aportar y descubrir cosas nuevas. Y entonces nos permite admirar lo que tenemos desde una visión científica. Así también es importante mencionar que el Doctor nos inspira a seguir en un aprendizaje continuo, desarrollando nuestra capacidad de imaginar, de sorprendernos, de preguntar, de cuestionar a todo y por todo para seguir haciendo ciencia e inventar respuestas locas, las mismas que pueden tener sentido o no, pero que indiscutiblemente no se debe de perder esa habilidad y esa capacidad, desde que somos niños, adolescentes o adultos, de seguir cuestionando y descubriendo para seguir haciendo ciencia.
Durante el desarrollo de este proyecto, nos pudimos dar cuenta de que la mayoría de los niños e incluso adultos tienen una vaga idea de quién es Albert Einstein; generalmente lo identifican como un científico con un coeficiente intelectual muy alto e incluso algo loco. Sin embargo, pocos saben que el principal legado de Einstein, es la Teoría de la Relatividad. La cual continúa siendo una de las piedras angulares de la física moderna. La teoría de la Relatividad, no sólo transformó la ciencia, sino nuestra concepción del espacio, el tiempo, la energía y la gravedad.
La relatividad, en realidad no la propuso por primera vez, Einstein; es importante mencionar que las bases de esta teoría fueron sentadas por Galileo Galilei quien fue el primer científico que sustenta que todo movimiento es relativo a un sistema de referencia, de tal manera que este precedente sirve para entender porque la tierra gira alrededor del sol. Arquímedes también hablaba de la inercia y por supuesto Isaac Newton, con su teoría de la gravedad.
Einstein en el desarrollo de sus estudios acerca de la Relatividad, utilizó mucho más su imaginación que complicadas fórmulas matemáticas. La teoría de la relatividad de Einstein; establece y explica la relación entre masa, espacio, tiempo y energía, y posiciona la gravedad como una consecuencia inercial causada por la curvatura del espacio-tiempo.
En conclusión; la Teoría de la Relatividad Especial y la General, han revolucionado la forma en que concebimos al universo y han permitido avances tecnológicos útiles en la vida cotidiana como lo es el sistema GPS, usado en distintas aplicaciones para localizar ubicaciones exactas. Por otra parte, gracias a nuestra investigación nos pudimos percatar que existen hoy en día otros avances que se siguen investigando, como: en cosmología para entender desde el origen del universo hasta como actualmente continúa expandiéndose; los agujeros negros, las ondas gravitacionales el efecto DOPLER, que permiten conocer y estudiar el universo y también la Teoría de la Relatividad, sentó las bases para crear la Bomba atómica aun cuando esa nunca fue la intención de Einstein.
Es así que por medio de nuestro proyecto podemos mostrar ejemplos de la vida cotidiana donde podemos observar un poco de cómo actúa la teoría de la relatividad:
1.- Anatomía de una pantalla inteligente Alexa.
2.- Reloj atómico
3.-Representación del movimiento de un auto a velocidad luz
4.- Experimento de electroimán
Bibliografía
Ruiz de E. (2003) Gigantes de la ciencia Albert Einstein Editorial. Ltda Primera edición en Panamericana (Publicado en tercera impresión 2002)
Victoria Munilla Gimenez. (30 de abril 2024) Geoenciclopedia “Teoria de la Relatividad de Einstein”.https://www.geoenciclopedia.com/teoria-de-la-relatividad-de-einstein-910.html
Juanjo Muñoz. (2021). ¿Qué es la Teoría de la Relatividad de Einstein?. YouTube. https://mx.video.search.yahoo.com/search/video?fr=mcafee&p=teoria+de+la+relatividad+de+Einstein&type=E210MX0G91821#id=1&vid
Fuente de traducción:
https://es-mx.mr-dialect.com/traductor-de-dialectos-mexicanos/traductor-espanol-nahuatl/
Webgrafía
