3.4 Relatividad
Especial y General
Con respecto a la Relatividad Especial, en wikipedia se
lee: “La
relatividad especial postula una ecuación para la energía, la cual
inexplicablemente llegó a ser la ecuación más famosa del planeta, E=mc2. A esta
ecuación también se la conoce como la equivalencia entre masa y energía. En la
relatividad, la energía y el momento de una partícula están relacionados
mediante la ecuación: Esta relación de energía-momento formulada en la
relatividad nos permite observar la independencia del observador tanto de la
energía como de la cantidad de momento. Para velocidades no relativistas, la
energía puede ser aproximada mediante una expansión de una serie de Taylor así
encontrando así la
energía cinética de la mecánica de Newton. Lo que nos indica que esa mecánica
no era más que un caso particular de la actual relatividad. El primer término
de esta aproximación es lo que se conoce como la energía en reposo (energía
potencial), ésta es la cantidad de energía que puede medir un observador en
reposo de acuerdo con lo postulado por Einstein. Esta energía en reposo no
causaba conflicto con lo establecido anteriormente por Newton, porque ésta es
constante y además persiste la energía en movimiento”.
Einstein: “Bajo esta
teoría, la masa ya no es una magnitud inalterable pero sí una magnitud
dependiente de (y asimismo, idéntica con) la cantidad de energía.”
Ivan: “Otra de las
implicaciones de la teoría de Einstein es que la materia puede convertirse en
energía, es decir, estos son estados de la materia intercambiables. La masa no
es más que una forma particular de energía, es decir, la masa es energía que se
ha cristalizado o condensado porque ha perdido su velocidad.”
Rodrigo García Colín Carrillo: “Por estas interrelaciones entre los objetos, los eventos que pueden
ser simultáneos en un marco de referencia (por ejemplo dos explosiones
simultáneas en vagones diferentes de un tren) no lo son con respecto a otro
marco de referencia (por ejemplo un receptor de luz que está fijo a las vías
del tren). Esto no quiere decir que en la teoría de la relatividad todo sea
relativo. O que una cosa sea tan buena como la otra y se pueda decir cualquier
barbaridad. Los marcos de referencia
están determinados por los métodos de Lorentz, que tienen entre sus absolutos
la velocidad de la luz y la energía en reposo. Muchos intérpretes han
sacado la conclusión de que la teoría de la relatividad afirma que el tiempo y
el espacio son fenómenos subjetivos (puesto que no hay tiempo ni espacio
absolutos) del hecho de que el tiempo y el espacio dependen del movimiento de
un sistema material; así en las explicaciones vulgares se nos dice que: "Einstein
establece que tiempo y espacio no significan nada fuera de lo que un observador
percibe o mide: cada observador transporta su propio espacio y su propio
tiempo" (Enciclopedia Salvat). De esta manera se nos quiere afirmar que la
teoría de la relatividad postula que el espacio y el tiempo no son fenómenos objetivos
sino proyecciones del sujeto…Es la teoría de Einstein, relacionada con el
famoso efecto Doppler*, la que nos señaló que las estrellas que vemos en el
cielo nocturno son fenómenos que existieron en el pasado, mucho antes de que
hubiera vida y, mucho menos, sujetos con categorías. Es esta teoría la que nos
ha permitido medir escalas de tiempo gigantescas en virtud de la descomposición
radioactiva, testimonio de que la naturaleza material precede a la vida. Es
esta teoría la que fundamenta las hipótesis sobre el nacimiento de soles y
galaxias. No cabe duda que todos estos fenómenos existen independientemente de
la subjetividad humana (a menos que alguien crea que en una supernova pueda
sobrevivir algún hipotético observador que haga posible el fenómeno). El hecho
de que el tiempo y el espacio no sean absolutos, no significa que sean
subjetivos, la relatividad del tiempo y el espacio se refiere al movimiento,
las características y las relaciones de los objetos materiales no a la
subjetividad (disfrazada en las vulgarizaciones como "punto de vista del
observador").
Landau L. Lifshitz E "Nos
valdremos de una analogía para explicarlo: supongamos que estudiamos la forma
de un cuerpo examinando la forma que proyecta sobre pantallas planas. Al
dirigir sobre él un haz de luz sobre un lado, en la pantalla vemos un círculo
negro. Cambiamos la posición del cuerpo, lo iluminamos desde otro lado y en la
pantalla vemos un triangulo negro. Así ocurrirá si el cuerpo tiene forma cónica
y la primera vez fue iluminado por un haz de luz perpendicular a la base y la
segunda por un rayo paralelo a la base. Está claro que el cuerpo existe con
independencia del observador. Lo único que depende de éste es la elección de la
perspectiva desde la que examinará el cuerpo. Pero ni la forma del cuerpo, ni
siquiera la forma de las proyecciones del cuerpo sobre la pantalla depende de
la voluntad y la conciencia del sujeto. Una y otra, vienen determinadas
enteramente por la naturaleza del cuerpo mismo y por el carácter de las
relaciones espaciales que existen entre el cuerpo, los haces de luz y las
pantallas".
(Dynnik. Historia de la filosofía, tomo VII, Ed. Grijalbo). “Lo relativo es lo objetivo que existe en un
sistema concreto de relaciones creadas por ese sistema. Lo que en la teoría de
la relatividad es considerado como relativo, depende sólo de las condiciones
materiales. Las longitudes de los cuerpos, su masa, el ritmo de los procesos,
la coordinación de los acontecimientos en el tiempo, la magnitud de las
tensiones de los campos eléctrico y magnético, etc.; no depende, en la teoría
de la relatividad, del punto de vista del observador, ni de la voluntad y la
conciencia o de la elección que él realiza, sino, exclusivamente, del
movimiento material real, de las relaciones materiales reales. En ello consiste
su relatividad física”
La relatividad especial de Einstein representa una negación
de la unificación de Maxwel. Es un regreso al pensamiento dialéctico pero sobre
una base cualitativamente superior. En la famosa ecuación de Einstein, se
comprueba el postulado dialéctico, que la energía y la masa son dos expresiones
del mismo fenómeno; LA MATERIA. Este postulado dialéctico explica que la
materia no necesita de nada externo para moverse, sino que la materia se mueve
por sí sola, gracias a las contradicciones internas de ésta, que en últimas
instancia, se resume a la contradicción más general entre masa (es decir
materia en reposo relativo) y energía (es decir materia en movimiento
relativamente absoluto)
Con respecto a la relatividad General, en wikipedia se lee:
“La teoría de la
relatividad general de (RG): “es una
teoría de la gravitación que fue desarrollada por Albert Einstein entre 1907 y
1915. De acuerdo a la relatividad general, la atracción gravitacional observada
entre masas se debe a una curvatura del espacio-tiempo y por tanto un reflejo
de la geometría del mismo y no a fuerzas a distancia… Antes de la llegada de la teoría de la
relatividad, la ley de la Gravitación Universal de Newton de 1686 había sido
aceptada por más de doscientos años como una descripción válida de la fuerza de
la gravedad. En ese modelo, la gravedad se consideraba el resultado de una
fuerza de atracción inherente entre dos masas, que actuaba a distancia
instantáneamente. Aunque hasta el mismo Newton era consciente de la naturaleza
desconocida de esta fuerza, el esquema resultante fue extremadamente preciso en
la descripción del movimiento, con éxitos tales como la predicción de la
existencia de Neptuno a partir de las variaciones en la órbita de Urano…”
La relatividad general sustituyó a la teoría de la
Gravitación Universal de Newton dando cuenta de muchos efectos que no podían
ser explicados, como las anomalías en la órbita de Mercurio y de otros
planetas; también hace numerosas predicciones - ya confirmadas - sobre los
efectos de la gravedad, como la curvatura de la luz y la disminución del
tiempo. Además la relatividad general predice un nuevo fenómeno conocido como
ondas gravitacionales. A pesar de que la relatividad general no es la única
teoría relativista de la gravedad, es la más simple de ellas consistente con
los datos experimentales.
La teoría ha llegado a ser una herramienta esencial de la
astrofísica moderna. Provee los fundamentos de nuestro actual entendimiento
sobre los agujeros negros, que son regiones del espacio donde la atracción
gravitacional es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de ella. Se
piensa que su inmensa gravedad es la responsable de la intensa radiación
emitida por ciertos tipos de objetos astronómicos (como núcleos galácticos
activos o micro quásares).
En las Ecuaciones de Einstein; La cantidad de curvatura que
hay en cada punto de un espacio (o espacio-tiempo) determina la curvatura del
espacio. Más precisamente, la función métrica y la rapidez con que cambia de un
punto a otro se puede utilizar para definir una cantidad geométrica llamada
Tensor de curvatura de Riemann, que describe exactamente la forma en que el
espacio (o espacio-tiempo) es curva en cada punto. En la relatividad general,
la métrica y el tensor de curvatura son las cantidades definidas en cada punto
en espacio-tiempo. Además, el contenido de materia del espacio, como se ha
indicado, define otra cantidad, el tensor energía-impulso T, y el principio de
que "el espacio-tiempo le dice a la materia cómo moverse, y la materia le
dice al espacio-tiempo cómo curvarse", significa que estas cantidades
deben estar relacionadas de alguna manera. Einstein formuló esta relación
usando el tensor de curvatura y la métrica para definir otra cantidad
geométrica G, que ahora se conoce como el tensor de Einstein, que describe
algunos aspectos de la forma en la que el espacio-tiempo se curva. La ecuación
de Einstein entonces se establece que
G= (8πG / C^4 ) T
Es decir, hasta un constante múltiple, la cantidad G (que mide
la curvatura) se equipara con la cantidad T (que mide el contenido de materia).
Las constantes que participan en esta ecuación reflejan las diferentes teorías
que se usaron para deducirlas: G es la Constante de gravitación universal que
ya está presente en la gravedad de Newton; +c es la velocidad de la luz, la
clave constante de la relatividad especial, y π es una de las constantes
básicas de la geometría. La aparición de π en la ecuación se asocia con la zona
(4 π) de la unidad de materia, mientras que las constantes c y G se necesitan
para convertir la cantidad T (que tiene unidades físicas) en unidades puramente
geométricas”. [1]
Nos dice el mismo Einstein: "De suerte que no podemos sacar conclusiones acerca de la
estructura geométrica del cosmos, sino fundando nuestras consideraciones en el
estado de la materia como algo que conocemos".
Stephen Hawking: “Einstein
hizo la sugerencia revolucionaria de que la gravedad no es una fuerza como las
otras, sino que es una consecuencia de que el espacio-tiempo no sea plano, como
previamente se había supuesto: el espacio-tiempo está curvado, o «deformado»,
por la distribución de masa y energía en él presente. Los cuerpos como la
Tierra no están forzados a moverse en órbitas curvas por una fuerza llamada gravedad;
en vez de esto, ellos siguen la trayectoria más parecida a una línea recta en
un espacio curvo, es decir, lo que se conoce como una geodésico. Una geodésico
es el camino más corto (o más largo) entre dos puntos cercanos. Por ejemplo, la
superficie de la Tierra es un espacio curvo bidimensional. Las geodésicas en la
Tierra se llaman círculos máximos, y son el camino más corto entre dos puntos. Como
la geodésica es el camino más corto entre dos aeropuertos cualesquiera, el
navegante de líneas aéreas le dirá al piloto que vuele a lo largo de ella. En
relatividad general, los cuerpos siguen siempre líneas rectas en el
espacio-tiempo cuatridimensional; sin embargo, nos parece que se mueven a lo largo
de trayectorias curvadas en nuestro espacio tridimensional. (Esto es como ver a
un avión volando sobre un terreno montañoso. Aunque sigue una línea recta en el
espacio tridimensional, su sombra seguirá un camino curvo en el suelo bidimensional.)”
La comprensión del comportamiento de la gravedad, no es más
que la evolución de la física teórica, de la cuál Einstein es únicamente un
exponente. Aunque la gravedad fue por
mucho tiempo un fenómeno apenas descrito en algunas ecuaciones matemáticas, Einstein
hace una descripción elegante de la misma.
Así que a principios del siglo XX ya se tenía una
descripción más o menos correcta de tres elementos del cosmos (Gravedad, Dialéctica
y Electromagnetismo). El problema es que
la Dialéctica no figuraba en los cánones de estudio de las universidades
occidentales, por considerarse “conocimiento prohibido”. Así que los físicos y
pensadores occidentales, contaban únicamente con la teoría de la Gravedad
Newtoniana reformada por Einstein, El Electromagnetismo y después de Einstein
con la relatividad especial y general.
Einstein estaba seguro que si pudiera encontrar una ecuación
que unificara la Gravedad con el Electromagnetismo, encontraría “La Teoría del
Todo” (aquí llamada la teoría unificadora del cosmos).
¿Se puede superar a Einstein?
La unificación del
Electromagnetismo y la gravedad es un ejemplo de que en el plano formal, Einstein
ya fue Superado. El quería unificar su teoría de la gravedad con la del
electromagnetismo. En ese momento histórico, él no sabía que a esa ecuación, le
faltaban dos fuerzas más; la energía nuclear débil y la energía nuclear fuerte.
Así que su ecuación de “el todo” nunca pudo haberse terminado, porque carecía
de las otras dos fuerzas. El Electromagnetismo y la Gravedad son dos fuerzas
que operan a nivel “general”. La Energía Nuclear Débil y la Energía Nuclear
Fuerte, son dos fuerzas que funcionan a nivel “específico” (subatómico), así
que en este sentido Einstein no tenía completos los elementos para poder hacer
una ecuación completa.
En el plano “formal” (Matemático y Físico), Einstein ya fue
superado por las nuevas generaciones de Físicos y matemáticos. De hecho la
teoría de la “Relatividad General” que él propuso, se las vio en serios
aprietos cuando se desarrollo la teoría de “la mecánica cuántica”, que él mismo
desvalorizo en vida (a pesar que él mismo
descubrió las semillas de dicha teoría, en sus experimentos con fotones).
Lo que sucede es que se ha creado un mito, alrededor de la figura del célebre
físico, que le ha mitificado hasta el grado de casi volverle un santo. Su
figura es el icono de la física, aunque muchos de sus contemporáneos le
consideraban como un físico estancado y obsesionado con la teoría de “el todo”,
dicha obsesión según sus contemporáneos no le permitió continuar su trabajo con
las partículas de fotones, lo que le hubiera significado descubrir las nuevas
ramas de la física que florecieron hacia la mecánica cuántica.
Hoy en día, la unificación de la gravedad con las fuerzas
electronucleares, es la meta de la Física Teórica. Hay numerosas propuestas
(entre ellas la teoría de cuerdas), pero todas son hipótesis. Hasta ahora no
hay ninguna teoría unificadora que pueda comprobarse, lo cual supone un
problema, pues la Física es una ciencia experimental.
Einstein en este sentido, era mecanicista. Engels escribió sobre el
mecanicismo:
Engels: "El
mecanicismo se revela por sí mismo como una tendencia a la totalidad por el
hecho de que trata de concebir la naturaleza de por sí como un todo cuyo
concepto no necesita de otro alguno, totalidad que no se halla en el fin ni en
el entendimiento exterior al mundo y entroncado con él.”
Woods: “A pesar de sus
Éxitos, todavía existe la posibilidad que la teoría general de la relatividad
sea incorrecta. A diferencia de la teoría de la relatividad especial, no se han
hecho muchas pruebas experimentales. No existen pruebas concluyentes, a pesar
de que hasta el momento no ha entrado en contradicción con los hechos
observados. Incluso no está descartado que en el futuro se demuestre que la
afirmación de la relatividad especial de que nada puede viajar más rápido que
la velocidad de la luz, sea falsa. Se han planteado teorías alternativas a la
de la relatividad, por ejemplo la de Robert Dicke. La teoría de Dicke predice
una deflexión de la órbita de la luna de varios metros hacia el sol. Utilizando
tecnología láser bastante avanzada, el observatorio McDonald en Tejas no
encontró ningún rastro de este desplazamiento. Pero no hay razón para pensar
que ya se ha dicho la última palabra. Hasta ahora las teorías de Einstein han
sido demostradas por diferentes experimentos. Pero la prueba constante de
condiciones extremas más pronto o más tarde revelará un conjunto de condiciones
no cubiertas por las ecuaciones, preparando el camino para nuevos
descubrimientos que marquen una nueva época. La teoría de la relatividad no
puede ser el final de la línea, como no lo fueron la mecánica newtoniana, la
teoría del electromagnetismo de Maxwell, ni ninguna teoría anterior”.
Stephen Hawking: “Debido
a que las teorías están siendo modificadas continuamente para explicar nuevas
observaciones, nunca son digeridas debidamente o simplificadas de manera que la
gente común pueda entenderlas. Es necesario ser un especialista, e incluso
entonces sólo se puede tener la esperanza de dominar correctamente una pequeña
parte de las teorías científicas. Además, el ritmo de progreso es tan rápido
que lo que se aprende en la escuela o en la universidad está siempre algo
desfasado. Sólo unas pocas personas pueden ir al paso del rápido avance de la
frontera del conocimiento, y tienen que dedicar todo su tiempo a ello y
especializarse e un área reducida.”
En resumen: Newton unificó el cielo y la tierra con la Ley
de la Gravitación Universal. Hegel y Marx unificaron dialécticamente la energía
con la masa. Maxwell Unificó la Electricidad y el Magnetismo. Einstein
enriqueció y corrigió la Ley de la Gravedad y la unificación de la energía y la
masa. Así que Einstein pensó que la gravedad de alguna forma se podía igualar
al electromagnetismo, formando una teoría unificadora. Como dice Amanda Peet:
Amanda Peet: “Sin duda
estaba motivado, puede que en parte por estética, por un intento de simplificar
las cosas… de sintetizar. También es posible que le atrajera, el hecho físico
que la velocidad gravitacional es igual a la de la luz, así que si ambas tienen
la misma velocidad, puede que haya una especie de simetría subyacente”[2].
Sin embargo cuanto más se analizaba, más se descubría que
las diferencias entre el electromagnetismo y la gravedad, superaban a sus
similitudes. La diferencia principal consiste en que el electromagnetismo, es
mucho más fuerte que la gravedad.
De hecho, a nivel sub atómico, el efecto gravitatorio, es
prácticamente imperceptible. El electromagnetismo es lo que impide que
traspasemos las paredes. Todo lo que percibimos está hecho de átomos, la capa
externa de un átomo contiene una carga eléctrica negativa, de modo que cuando
nuestros átomos colisionan contra los átomos de la pared, las cargas eléctricas
se repelen con tal fuerza que una pared o un área de suelo, son suficientes
para anular toda la gravedad de la tierra, y evitar que traspasemos la pared o
el suelo. De hecho, la fuerza electromagnética, es millones de veces superior a
la de la gravedad. Unificar dos
fenómenos tan diferentes, hubiera significado una ardua tarea para Einstein,
principalmente cuando en ese momento histórico la física como ciencia le dejaba
obsoleto.
Steven Weinberg: “Einstein
había alcanzado metas tan altas hasta 1920, que esperaba poder seguir jugando
con la teoría y obtener resultados parecidos pero no pudo. Durante los años
veinte y treinta la naturaleza mostró otra cara muy diferente, los trucos y
herramientas que habían sido útiles para Einstein, resultaban inservibles”.[3]
Rodrigo García Colín Carrillo: “Las nuevas ideas como la teoría del caos parecen señalar que estamos
al borde de una verdadera revolución científica. Como diría Tomas Khunn, parece
que el período de ciencia normal está al borde de una nueva era que abrirá
nuevos paradigmas y someterá a los antiguos, sobre todo al viejo método
metafísico de pensar (el cacareado positivismo), a una negación dialéctica. La
teoría de Einstein de la relatividad, la física cuántica, la nueva versión de
la teoría de la evolución de Darwin, desarrollada por el recientemente
desaparecido Jay Gould, conocida como equilibrio puntuado, la teoría del caos y
la complejidad desarrollada por Benoit Mandelbrot, Lorenz, y otros; los
recientes descubrimientos sobre el genoma humano, entre muchos otros, son muy llamativos
por su similitud con la filosofía dialéctica. También llama la atención el que, a excepción de Jay Gould, quien reconoció
abiertamente la similitud de su teoría con el Materialismo Dialéctico, todos
estos descubrimientos y teorías, que apoyan conclusiones dialécticas, se hayan
desarrollado al margen de la filosofía dialéctica. Lo cual, en nuestra
opinión, es una muestra de que la concepción dialéctica es algo más que una
mera especulación y de que la dialéctica objetiva (la dialéctica de la
naturaleza y la sociedad) es la mejor prueba de su expresión teórica
desarrollada (dialéctica subjetiva), sistematizada por primera vez por Hegel y
aplicada científicamente por Marx.”
Así que Einstein proponía que El Cosmos es ordenado y
predecible, pero la mecánica cuántica dice que en lo que se refiere a átomos y
partículas sub atómicas, el mundo es un juego al azar y que solamente se puede
“cuantificar” la probabilidad ante un desenlace u otro.
Interesante. Sugiero incorporar la trilogía Relatividad-Evolucion-Dialectica tomando la vision ontologica conjunta de Einstein-Darwing-Hegel. De esta forma el movimiento ontologico del universo (materia-vida-conciencia) sería: Vibrar hasta producirse - producirse hasta reproducirse - reproducirse hasta transmitirse - transmitirse hasta liberarse
ResponderBorrarExcelente comentario. Saludos cordiales.
Borrar