Los conceptos que formuló Albert Einstein en su teoría de la relatividad, y que suenan complejos y teóricos, podemos verlos en el presente a través de tecnologías y objetos cotidianos.
Ciudad de México, 9 de septiembre (TICBeat/SinEmbargo).- En 1905, Albert Einstein publicó la teoría que le convertiría en el científico más famoso del sigo XX, cuando no de la Historia, y sin embargo, todavía muchos siguen sin entenderla o no perciben sus efectos.
Hablamos, como no, de la teoría de la relatividad especial, un enunciado que publicó Einstein y que diez años después ampliaría con el de la relatividad general.
En la primera de ellas el físico formuló que la percepción del movimiento en un marco de espacio-tiempo plano es flexible y cambiante (o relativa), dependiendo de quien lo observe o mida. Algo que ya ha había adelantado Isaac Newton en el siglo XVIII. Sin embargo, la velocidad de la luz es constante (o absoluta) independientemente de quien la mida.
Para calcular la velocidad dividimos la distancia recorrida entre el tiempo que lleva recorrerla. Una fórmula que la Naturaleza no tiene más remedio que “cuadrar” porque la velocidad de la luz se mantiene inalterable, por lo que hay que cambiar los otros dos elementos (tiempo y espacio). Por eso la física de Einstein dice que son relativos, frente a las teorías estáticas que decían que el tiempo era inmutable.
A la teoría de la relatividad especial le sigue en 1915 la de la relatividad general, donde incorpora un cuarto elemento: la gravedad. Para Einstein también era relativa y no una fuerza instantánea como Newton había predicado, al menos para masas grandes (como los planetas). Él la describe como una curvatura aparente del espacio-tiempo.
Todos estos conceptos, que suenan complejos y teóricos, podemos verlos en el presente a través de tecnologías y objetos cotidianos. Aquí tienes algunos ejemplos donde la teoría de la relatividad de Einstein brilla con todo su esplendor:
ELECTROIMANES
Un electroimán es un tipo de imán hecho de metal dentro del cual corre una corriente eléctrica, que es la que crea el campo magnético. Estos metales electrificados tienen una extraña propiedad: sólo afectan magnéticamente a objetos que se mueven, no a los que están estáticos.
Los electroimanes funcionan también a través de la relatividad. Cuando una corriente directa de carga eléctrica fluye a través de un alambre, los electrones van sin rumbo y se mueven en todas direcciones. La carga no es negativa ni positiva; pero cuando se acerca otro alambre al lado con una corriente continua, los alambres se atraerán o repelerán, dependiendo de la dirección de la corriente.
EL GPS DE TU COCHE O DE GOOLE MAPS
Para que la navegación GPS de tu vehículo funcione con tanta precisión, los satélites tienen que tener en cuenta los efectos relativistas. Esto se debe a que, a pesar de que los satélites no se mueven a la velocidad de la luz, sí lo hacen bastante rápido. Mientras tanto envían señales a las estaciones terrestres y a la unidad GPS en tu coche, que experimentan aceleraciones más altas debido a la gravedad de esos satélites que están en órbita.
Para que el GPS indique exactamente dónde estás, los satélites emplean relojes cuya precisión varías unos pocos miles de millonésimas de segundo (nanoseconds). Dado que cada satélite está a 20 mil 300 kilómetros de la Tierra y se mueve a 10 mil km/h, hay una dilatación del tiempo relativista de aproximadamente unos 4 microsegundos cada día. Si a eso le añades los efectos de la gravedad, la cifra puede aumentar hasta los 7 microsegundos.
Recuerda que la teoría de la relatividad dice que el tiempo es relativo, y por tanto no se puede medir igual en la Tierra que en el espacio (donde están los satélites). Por eso decimos que el tiempo se dilata, porque las velocidades allí se se aproximan más a la de la luz.
EL COLOR DEL ORO
El color característico del oro (el dorado), o al menos que lo veamos así, también es fruto de la relatividad. El oro es un metal pesado, por lo que sus electrones internos se mueven tan rápido que el aumento relativista de la masa es significativo, así como la contracción de la distancia. Como resultado, los electrones que giran alrededor del núcleo se mueven con más ímpetu, llevando energía a los que están en el exterior, haciendo que las ondas absorbidas y reflejadas sean más largas.
Para que un electrón salte a un nivel de energía más alto debe ser capaz de absorber una longitud de onda específica de la luz. En el oro, las longitudes de onda que pueden ser absorbidas están usualmente en el rango ultravioleta, más allá de lo que podemos ver. Pero como los electrones se mueven tan rápidamente y tan juntos nos parece que el oro absorbe una longitud de onda más corta, la azul. De ahí que sólo se reflejen los tonos rojizos, dando como resultado el amarillo dorado.
EL ORO NO SE CORROE
El efecto relativista sobre los electrones de oro explica por qué este metal no se corroe fácilmente ni reacciona con otros matariales. Siendo un metal tan pesado, casi todos sus electrones se mantienen moviéndose cerca del núcleo y sólo algunos se quedan en la “zona exterior”. Si se derrama un líquido sobre él, es improbable que lo haga sobre algún electrón.
EL MERCURIO ES LÍQUIDO
Como le ocurre al oro, el mercurio también es un átomo pesado y sus electrones se mueven cerca del núcleo debido a su velocidad y consecuente aumento de masa. Pero en el mercurio los enlaces entre sus átomos son débiles, por lo que se derrite a temperaturas más bajas, razón por la que solemos verlo en estado líquido.
TU ANTIGUA TELEVISIÓN
Las televisiones de hace 15 años, las aparatosas que ocupaban tanto espacio, tenían pantallas de rayos catódicos. Este dispositivo funcionaba disparando electrones sobre una superficie de fósforo con un imán grande. Al golpear la parte posterior de la pantalla, el electrón proyectaba luz y permitía que la imagen se moviera a un velocidad cercana al 30 por ciento de la velocidad de la luz. Los fabricantes tuvieron en cuenta que la longitud se contrae a la hora de diseñar e implantar los imanes.
LA LUZ
La teoría de relatividad se sustenta en que los cambios en un campo electromagnético se mueven a una velocidad finita. De no ser así, explica el científico Jon Moore, del colegio Pomona de California, esos cambios serían instantáneos en lugar de manifestarse a través de ondas electromagnéticas, y tanto el magnetismo como la luz serían innecesarios.
