= FISICA MODERNA = TEMAS DE LA FISICA MODERNA ESTRUCTURA ATOMICA TEORIA CUANTICA

= FISICA MODERNA =
TEMAS DE LA FISICA MODERNA
ESTRUCTURA ATOMICA
TEORIA CUANTICA
EFECTO FOTOELECTRICO
MODELO DEL ATOMO DE BOHR
RADIACTIVIDAD
RELATIVIDAD
ESTRUCTURA ATOMICA
LA MODERNA INVESTIGACIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL NÚCLEO ATÓMICO PARECIÓ
ALCANZAR UNA SOLUCIÓN FINAL A PRINCIPIOS DE LA DÉCADA DE LOS 30, CUANDO SE
DISPONÍA DE UNA CONCEPCIÓN EN LA QUE HABÍA LAS CUATRO INTERACCIONES
FUNDAMENTALES MENCIONADAS Y UNAS CUANTAS PARTÍCULAS, A SABER: EL ELECTRÓN,
EL PROTÓN Y EL NEUTRÓN COMO CONSTITUYENTES DE LA MATERIA, Y EL FOTÓN COMO
CONSTITUYENTE DE LA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA, ASÍ COMO MEDIADOR ENTRE
LAS INTERACCIONES.
SIN EMBARGO, EN LOS AÑOS SIGUIENTES LOS PROBLEMAS DEL MODELO REQUIRIERON
QUE SE POSTULASE LA EXISTENCIA DE MUCHAS OTRAS PARTÍCULAS, TALES COMO LAS
ANTIPARTÍCULAS (ES DECIR, PARTÍCULAS QUE TIENEN ALGUNAS PROPIEDADES IGUALES Y
OTRAS OPUESTAS RESPECTO DE LA PARTÍCULA DE LA QUE SON ANTIPARTÍCULA), EL
NEUTRINO, LOS MESONES, ETC., ALCANZANDO ESTE PROCESO SU CULMINACIÓN EN LA
DÉCADA DE LOS CINCUENTA.
EN 1964, M. GELL−MANN Y G. ZWEIG PROPUSIERON, DE FORMA COMPLETAMENTE
INDEPENDIENTE UNO DEL OTRO, LA HIPÓTESIS DE QUE LOS HADRONES (ES DECIR, LAS
PARTÍCULAS QUE EXPERIMENTAN LA INTERACCIÓN FUERTE, O SEA, BARIONES Y MESONES)
NO FUESEN OTRA COSA QUE ESTADOS LIGADOS DE UNAS NUEVAS PARTÍCULAS A LAS QUE
SE DIO EL NOMBRE DE QUARKS. DE ACUERDO CON DICHO MODELO, LOS BARIONES SERÍAN
ESTADOS LIGADOS DE TRES QUARKS, Y LOS MESONES LO SERÍAN DE UN QUARK Y UN
ANTIQUARK, LO QUE IMPONE CIERTAS CARACTERÍSTICAS A LOS QUARKS, COMO SON
TENER CARGA FRACCIONARIA (MÚLTIPLOS DE 1/3 DE LA DEL ELECTRÓN), ETC.
EN AQUELLA ÉPOCA SE POSTULÓ LA EXISTENCIA DE LO QUE EN LA ACTUALIDAD SE
CONOCE COMO QUARKS UP (ARRIBA), DOWN (ABAJO) Y STRANGE (EXTRAÑO). ESTO
VOLVIÓ A CLARIFICAR EL PANORAMA, DEJANDO COMO ÚNICAS PARTÍCULAS SIN
ESTRUCTURA CONOCIDA AL FOTÓN, LOS LEPTONES Y LOS QUARKS. ASIMISMO, IGUAL QUE
J. C. MAXWELL HABÍA UNIFICADO LA TEORÍA DE LA ELECTRICIDAD Y EL MAGNETISMO
MEDIANTE LA FORMULACIÓN DEL ELECTROMAGNETISMO, S. L. GLASHOW, A. SALAM Y S.
WEINBERG UNIFICARON MEDIANTE LA TEORÍA ELECTRODÉBIL LAS INTERACCIONES DÉBIL
Y ELECTROMAGNÉTICA.
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ASIMISMO, Y COMO RESULTADO DE LA INCORPORACIÓN DEL QUARK A DICHO MODELO, SE
POSTULÓ LA EXISTENCIA DEL CHARN (ENCANTO). DE ESTE MODO, DESDE LA DÉCADA DE
LOS SETENTA SE DISPONE DE UN MODELO QUE INCORPORA TRES FAMILIAS DE
PARTÍCULAS ELEMENTALES: LOS LEPTONES, LOS QUARKS Y LOS MEDIADORES DE LAS
INTERACCIONES.
ENTRE TANTO, SE HA LLEGADO A LA CONCLUSIÓN DE QUE, SI BIEN LA EXISTENCIA DE LOS
QUARKS QUEDA CONFIRMADA INDIRECTAMENTE, TAMBIÉN PARECE SEGURO QUE NO
PODRÁN LLEGAR A VERSE AISLADOS, YA QUE ÉSTOS NO SE PRESENTAN COMO PARTÍCULAS
LIBRES Y ESTÁN SIEMPRE CONFINADOS EN EL INTERIOR DE LOS HADRONES. ÉSTE ES EL
PANORAMA QUE OFRECE LA FÍSICA DE LAS PARTÍCULAS ELEMENTALES DE ACUERDO CON
LAS CONCEPCIONES GENERALMENTE ACEPTADAS EN LA ACTUALIDAD, TRABAJÁNDOSE
POR EL MOMENTO EN LAS LLAMADAS TEORÍAS DE GRAN UNIFICACIÓN Y DE
SUPERSIMETRÍA.
EN CUANTO A LOS MEDIOS EMPLEADOS EN LA PRÁCTICA PARA LA EXPLORACIÓN DE LA
ESTRUCTURA ATÓMICA Y SUBATÓMICA, ÉSTA SE REALIZA MEDIANTE LA COLISIÓN DE
PARTÍCULAS EN LOS ACELERADORES, INSTALACIONES EN LAS QUE, MEDIANTE EL EMPLEO
DE CAMPOS MAGNÉTICOS Y ELÉCTRICOS DISPUESTOS ADECUADAMENTE, ES POSIBLE
ACELERAR LAS PARTÍCULAS HASTA LOGRAR QUE ALCANCEN VELOCIDADES MUY ALTAS
(PRÓXIMAS A LA DE LA LUZ). UNA VEZ ACELERADAS SE HACEN COLISIONAR, CON LO QUE
SE CREAN NUEVAS PARTÍCULAS CUYA MASA ES TANTO MAYOR CUANTO MAYOR ES LA
ENERGÍA DE LA COLISIÓN QUE TIENE LUGAR. LOS ACELERADORES PUEDEN SER
CIRCULARES O LINEALES. ASIMISMO, CON LA INTENCIÓN DE OBTENER COLISIONES A
ENERGÍAS CADA VEZ MÁS ALTAS SE EMPLEAN DIVERSOS SISTEMAS TALES COMO
CHOQUES FRONTALES DE HACES DE PARTÍCULAS O EL EMPLEO DE LOS LLAMADOS
ANILLOS DE ALMACENAMIENTO, EN LOS QUE LOS CAMPOS MAGNÉTICOS Y ELÉCTRICOS,
CONVENIENTEMENTE ACTIVADOS, VAN IMPRIMIENDO ACELERACIONES SUCESIVAS A LAS
PARTÍCULAS HASTA QUE ÉSTAS ALCANZAN LA ENERGÍA DESEADA INYECTÁNDOLAS
DESPUÉS EN EL TRAMO DE LA INSTALACIÓN EN LA QUE TIENE LUGAR LA COLISIÓN CON
LAS PARTÍCULAS EMPLEADAS COMO BLANCO.
DADO QUE EL FIN DE ESTAS OPERACIONES ES ANALIZAR MINUCIOSAMENTE LAS
PARTÍCULAS CREADAS, ES NECESARIO REGISTRARLAS, PARA LO CUAL SE EMPLEA, ENTRE
OTROS SISTEMAS, LA LLAMADA CÁMARA DE BURBUJAS, EN LA QUE EL PASO DE LAS
PARTÍCULAS POR SU INTERIOR HACE QUE APAREZCA UNA TRAZA DE BURBUJAS EN UNA
ATMÓSFERA SATURADA QUE PERMITE REGISTRAR LAS TRAYECTORIAS SEGUIDAS POR
ÉSTAS. EL REGISTRO OBTENIDO SIRVE CON POSTERIORIDAD PARA DEDUCIR, A PARTIR DE
LA FORMA, LONGITUD Y ÁNGULOS RESPECTIVOS, LAS PARTÍCULAS QUE SE HAN
PRODUCIDO DURANTE LA COLISIÓN.
TEORIA CUANTICA
TODAS ESTAS CONSIDERACIONES SON EL RESULTADO AL QUE SE LLEGÓ CUANDO LOS
TRABAJOS POR EXPLICAR LOS ESPECTROS ATÓMICOS CONDUJERON A LA NECESIDAD DE
LA INTRODUCCIÓN DEL CONCEPTO DE CUANTO POR PARTE DE M. PLANCK Y AL INICIO DE
LA LLAMADA TEORÍA CUÁNTICA. DE ACUERDO CON ELLA, LA ENERGÍA NO APARECE DE
FORMA CONTINUA, SINO EN CANTIDADES DISCRETAS (CUANTOS) CUYA EXISTENCIA
PERMITE EXPLICAR LOS ESPECTROS ATÓMICOS COMO EMISIONES DE CANTIDADES
DETERMINADAS DE ENERGÍA POR PARTE DE ELECTRONES QUE PASAN DESDE UN NIVEL A
OTRO. DICHA ENERGÍA SE EMITE A MODO DE CUANTOS DE LUZ (FOTONES) QUE TIENEN
UNA FRECUENCIA F QUE CORRESPONDEN A LA DIFERENCIA DE ENERGÍA ENTRE EL NIVEL
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DE PARTIDA Y EL DE LLEGADA (D E) Y QUE CUMPLE QUE F = D E/H (DONDE H ES LA
CONSTANTE DE PLANCK).
DADO QUE LOS ELECTRONES SÓLO PUEDEN ENCONTRARSE EN ÓRBITAS CUYO MOMENTO
ANGULAR (IW) SEA MÚLTIPLO DE LA CONSTANTE DE PLANCK (H) DIVIDIDA POR 2 P, ES
POSIBLE DETERMINAR LAS ÓRBITAS QUE PUEDEN OCUPAR Y CARACTERIZARLAS POR EL
NÚMERO CUÁNTICO PRINCIPAL N. ESTO PERMITE OBTENER UN MODELO QUE SE AJUSTA
BASTANTE BIEN PARA EL HIDRÓGENO, SI BIEN LA TEORÍA SE COMPLICA PARA LOS DEMÁS
ELEMENTOS.
EFECTO FOTOELECTRICO
EL EFECTO FOTOELÉCTRICO FUE DESCUBIERTO POR HEINRICH HERTZ EN 1887, AL
OBSERVAR QUE EL ARCO QUE SALTA ENTRE DOS ELECTRODOS CONECTADOS A ALTA
TENSIÓN ALCANZA DISTANCIAS MAYORES CUANDO SE ILUMINA CON LUZ ULTRAVIOLETA
QUE CUANDO SE DEJA EN LA OSCURIDAD. UN AÑO DESPUES, HALLWACHS HIZO UNA
IMPORTANTE OBSERVACIÓN DE QUE LA LUZ ULTRAVIOLETA AL INCIDIR SOBRE UN
CUERPO CARGADO NEGATIVAMENTE CAUSABA LA PERDIDA SU CARGA, MIENTRAS QUE NO
AFECTABA A UN CUERPO CON CARGA POSITIVA. DIEZ AÑOS MAS TARDE, J. THOMSON Y P.
LENARD DEMOSTRARON INDEPENDIENTEMENTE, QUE LA ACCIÓN DE AL LUZ ERA LA
CAUSA DE AL EMISIÓN DE CARGAS NEGATIVAS LIBRES POR LA SUPERFICIE DEL METAL.
AUNQUE NO HAY DIFERENCIA CON LOS DEMÁS ELERCTRONES, SE ACOSTUMBRA AL
DENOMINAR FOTOELECTRONES A ESTAS CARGAS NEGATIVAS.
Heinrich Hertz establece básicamente que electrones de una superficie metálica pueden escapar de ella si
adquieren la energía suficiente suministrada por luz de longitud de onda lo suficientemen te corta. Hallwachs
y Lenard estudiaron también este efecto años después.
Posteriormente Einstein le dio el significado correcto en 1905, en el que dice que un haz de luz se compone de
paquetes de energía llamados cuantos de luz o fotones. Cuando el fotón choca contra un electrón en la
superficie de un metal, el fotón l e puede transmitir energía al electrón, con la cual podría este escapar de la
superficie del metal.
HEINRICH HERTZ ESTABLECE BÁSICAMENTE QUE ELECTRONES DE UNA SUPERFICIE
METÁLICA PUEDEN ESCAPAR DE ELLA SI ADQUIEREN LA ENERGÍA SUFICIENTE
SUMINISTRADA POR LUZ DE LONGITUD DE ONDA LO SUFICIENTEMEN TE CORTA.
HALLWACHS Y LENARD ESTUDIARON TAMBIÉN ESTE EFECTO AÑOS DESPUÉS.
POSTERIORMENTE EINSTEIN LE DIO EL SIGNIFICADO CORRECTO EN 1905, EN EL QUE DICE
QUE UN HAZ DE LUZ SE COMPONE DE PAQUETES DE ENERGÍA LLAMADOS CUANTOS DE LUZ
O FOTONES. CUANDO EL FOTÓN CHOCA CONTRA UN ELECTRÓN EN LA SUPERFICIE DE UN
METAL, EL FOTÓN L E PUEDE TRANSMITIR ENERGÍA AL ELECTRÓN, CON LA CUAL PODRÍA
ESTE ESCAPAR DE LA SUPERFICIE DEL METAL.
MODELO DEL ATOMO DE BOHR
N BOHR ESTABLECIÓ UNA SERIE DE POSTULADOS (BASADOS EN LA TEORÍA DE PLANCK Y
LOS DATOS EXPERIMENTALES DE LOS ESPECTROS) QUE CONSTITUYEN EL MODELO
ATÓMICO DE BOHR:
• ADMITIÓ QUE HAY CIERTAS ÓRBITAS ESTABLES EN LAS CUALES LOS ELECTRONES
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PUEDEN GIRAR ALREDEDOR DEL NÚCLEO SIN RADIAR ENERGÍA. DEDUCE QUE SÓLO
SON POSIBLES AQUELLAS ÓRBITAS EN LAS QUE EL MOMENTO ANGULAR DEL
ELECTRÓN ES MÚLTIPLO ENTERO DE
.
INTRODUCE UN NÚMERO N, LLAMADO NÚMERO CUÁNTICO PRINCIPAL,
QUE DA NOMBRE A LAS DISTINTAS ÓRBITAS DEL ÁTOMO.
• EL ELECTRÓN, CUANDO EMITE ENERGÍA CAE DE UNA ÓRBITA A OTRA MÁS PRÓXIMA
AL NÚCLEO. LO CONTRARIO OCURRE SI CAPTA ENERGÍA.
COMO SEGÚN LA TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA UNA CARGA ACELERADA TIENE QUE
IRRADIAR ENERGÍA, NO PUEDE HABER NINGÚN ORBITAL PERMANENTE. POR ESO, BOHR
ARGUMENTABA QUE NO SE PODÍA PERDER ENERGÍA CONTINUAMENTE, SINO EN CUANTOS
(DE ACUERDO CON LA TEORÍA DE PLANCK) EQUIVALENTES A LA DIFERENCIA DE ENERGÍA
ENTRE LAS ÓRBITAS POSIBLES.
CUANDO A UN ÁTOMO SE LE SUMINISTRA ENERGÍA Y LOS ELECTRONES SALTAN A NIVELES
MÁS ENERGÉTICOS, COMO TODO SISTEMA TIENDE A TENER LA MENOR ENERGÍA POSIBLE,
EL ÁTOMO ES INESTABLE Y LOS ELECTRONES DESPLAZADOS VUELVEN A OCUPAR EN UN
TIEMPO BREVÍSIMO (DEL ORDEN DE 10−8) EL LUGAR QUE DEJASEN VACÍO DE MENOR
ENERGÍA, LLAMADOS NIVELES ENERGÉTICOS FUNDAMENTALES.
RADIACTIVIDAD
RADIACTIVIDAD NATURAL
EXISTEN CIERTOS CRITERIOS QUE NOS PERMITEN DETERMINAR SI UN NÚCLEO ATÓMICO
SERÁ O NO ESTABLE. EN PRIMER LUGAR DEBE EXISTIR EQUILIBRIO ENTRE LA FUERZA
FUERTE Y LA ELECTROSTÁTICA. SI EL NÚCLEO PRESENTA UN EXCESO DE PROTONES O DE
NEUTRONES, NO PUEDE SER ESTABLE DEBIDO A QUE EN ESE CASO PREDOMINA O BIEN LA
FUERZA FUERTE O BIEN LA ELECTROSTÁTICA. PARA ELLO LOS NÚCLEOS INESTABLES
TRATAN DE ALCANZAR LA ESTABILIDAD MEDIANTE LA ELIMINACIÓN DE MATERIA, LO QUE
AUMENTA LA ENERGÍA DE LIGADURA POR ELECTRÓN (ES DECIR, LA ENERGÍA QUE SE
NECESITARÍA SI SE DESEASE EXTRAERLO DEL NÚCLEO). DICHO PROCESO RECIBE EL
NOMBRE DE RADIACTIVIDAD NATURAL Y SE VERIFICA MEDIANTE LA ELIMINACIÓN DE
MATERIA A TRAVÉS DE LA EMISIÓN DE PARTÍCULAS ALFA O BETA (SEGUIDA EN
OCASIONES DE EMISIÓN DE RAYOS GAMMA).
PARA LA DESINTEGRACIÓN BETA LA MASA DEL NÚCLEO NO VARÍA, AUNQUE SÍ LO HACE
EL NÚMERO ATÓMICO, AUMENTANDO O DECRECIENDO EN 1 SEGÚN SE EMITA UN
ELECTRÓN O UN POSITRÓN. CUANTO MAYOR ES EL NÚMERO DE NÚCLEOS RADIACTIVOS
CONTENIDOS EN UNA MUESTRA, TANTO MAYOR ES EL DE LOS QUE EXPERIMENTAN
TRANSFORMACIONES, POR LO QUE SE DEFINE EL CONCEPTO DE VIDA MEDIA, QUE ES LA
MEDIA ARITMÉTICA DE UNA CIERTA ESPECIE NUCLEAR PARA UN DETERMINADO ESTADO.
PERMITE HACERSE UNA IDEA DEL ÚLTIMO CON EL QUE DECRECE LA RADIACTIVIDAD DE
UNA SUSTANCIA, YA QUE CUANTO MENOR ES SU VIDA MEDIA TANTO MÁS RÁPIDO ES EL
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DECRECIMIENTO DE SU RADIACTIVIDAD. ESTÁ RELACIONADA CON EL PERÍODO DE
SEMIDESINTEGRACIÓN (TIEMPO NECESARIO PARA QUE SE DESINTEGREN LA MITAD DE LOS
NÚCLEOS).
ASIMISMO SE HABLA DE SERIE RADIACTIVA, QUE ES UN GRUPO DE NUCLEÍDOS EN EL QUE
CADA UNO DE ELLOS SE FORMA A PARTIR DE LA DESINTEGRACIÓN DEL QUE LE PRECEDE
EN LA SERIE. EL PRIMERO RECIBE EL NOMBRE DE NUCLEÍDO PADRE O CABEZA DE LA
SERIE, Y EL ÚLTIMO ES EL PRODUCTO FINAL DE ÉSTA.
RADIACTIVIDAD ARTIFICIAL
ADEMÁS DE LA RADIACTIVIDAD NATURAL, ES POSIBLE GENERAR RADIACTIVIDAD
ARTIFICIAL MEDIANTE EL BOMBARDEO DE UN NÚCLEO CON NEUTRONES DE ALTA
VELOCIDAD. EL EJEMPLO MÁS CONOCIDO DE ESTE TIPO DE PROCESOS LO CONSTITUYE EL
DEL URANIO, QUE BOMBARDEADO CON NEUTRONES SE FISIONA DANDO DOS MITADES
IGUALES, LIBERANDO DE DOS A TRES NEUTRONES Y PRODUCIENDO EN EL PROCESO GRAN
CANTIDAD DE ENERGÍA.
RELATIVIDAD
LA DESCRIPCIÓN DE LA GRAVEDAD ELABORADA POR I. NEWTON, Y CON LA QUE ESTE
CIENTÍFICO FUE CAPAZ DE UNIFICAR, EN EL SIGLO XVII, LA MECÁNICA CELESTE Y LA
TERRESTRE, PERCATÁNDOSE DEL HECHO DE QUE LA FUERZA QUE OBLIGA A LOS
PLANETAS A DESCRIBIR ÓRBITAS ALREDEDOR DEL SOL ES LA MISMA QUE NOS ATRAE
HACIA LA SUPERFICIE DE LA TIERRA, ES VÁLIDA, COMO YA HEMOS MENCIONADO AL
TRATAR DE LA GRAVITACIÓN, PARA AQUELLAS SITUACIONES EN LAS QUE EL CAMPO
GRAVITATORIO ES DÉBIL.
SIN EMBARGO, CUANDO SE TRATA DE GRANDES MASAS CON ALTÍSIMAS DENSIDADES
DICHA DESCRIPCIÓN FRACASA, POR LO QUE FUE NECESARIO LA FORMULACIÓN DE LA
LLAMADA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD, QUE ES UNA TEORÍA EN LA QUE LOS FENÓMENOS
GRAVITATORIOS SE TRATAN COMO PARTICULARIDADES (CURVATURA) DEL
ESPACIO−TIEMPO. TRATAREMOS AHORA BREVEMENTE DEL CONTENIDO Y
CONSECUENCIAS TANTO DE LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL COMO DE LA
GENERAL. TEORÍA DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL COMO DE LA GENERAL.
RELATIVIDAD ESPECIAL
EN 1887, A. MICHELSON Y E. MORLEY LLEVARON A CABO EL FAMOSO EXPERIMENTO QUE
LLEVA SU NOMBRE. CON SU REALIZACIÓN PRETENDÍAN COMPROBAR LA HIPÓTESIS DEL
ÉTER. EL CONCEPTO DE ÉTER DESIGNABA UN MEDIO ELÁSTICO HIPOTÉTICO CUYAS
OSCILACIONES MECÁNICAS DEBÍAN SER LAS ONDAS DE LUZ Y CUYAS TENSIONES
INTERNAS DEBÍAN CORRESPONDER A LOS CAMPOS MAGNÉTICO Y ELÉCTRICO. PARA ELLO
SE PROPUSIERON MEDIR LA VELOCIDAD DE LA LUZ Y COMPROBAR QUE ÉSTA DEPENDÍA DE
SI LA LUZ VIAJA EN LA DIRECCIÓN DEL MOVIMIENTO DE LA TIERRA O EN UNA DIRECCIÓN
PERPENDICULAR A ELLA.
LA SOLUCIÓN VINO DE LA MANO DE LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL
FORMULADA LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL FORMULADA POR A. EINSTEIN EN
1905. DE ACUERDO CON LA CONCEPCIÓN EINSTEINIANA, LA MEDICIÓN DEL TIEMPO Y DEL
ESPACIO NO SON INDEPENDIENTES DEL OBSERVADOR (COMO AFIRMA LA TEORÍA
NEWTONIANA), POR LO QUE NI EL ESPACIO NI EL TIEMPO PUEDEN CONSIDERARSE COMO
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CONCEPTOS ABSOLUTOS NI MARCOS DE REFERENCIA ASIMISMO ABSOLUTOS. EN LA
TEORÍA EINSTEINIANA EL ESPACIO Y EL TIEMPO, LEJOS DE SER INDEPENDIENTES UNO DEL
OTRO, ESTÁN INTEGRADOS EN EL LLAMADO ESPACIO−TIEMPO CUATRIDIMENSIONAL, EN
EL QUE LAS DIMENSIONES ESPACIALES SON EQUIVALENTES ENTRE SÍ Y CON LA
TEMPORAL. ASÍ LA ESPECIFICACIÓN DE LAS COORDENADAS DE UN SUCESO YA NO PUEDE
REALIZARSE ÚNICAMENTE MEDIANTE LA INDICACIÓN DE SUS COORDENADAS ESPACIALES,
SINO QUE A ÉSTAS HAY QUE AÑADIR LA COORDENADA TEMPORAL, ES DECIR, EL SUCESO
SE ESPECIFICA MEDIANTE UN CONJUNTO DE CUATRO COORDENADAS (TRES ESPACIALES Y
UNA TEMPORAL).
RELATIVIDAD GENERAL
UNA VEZ FORMULADA LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL, EINSTEIN CONTINUÓ SU
TRABAJO HASTA ALUMBRAR, EN 1915, LA LLAMADA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD
GENERAL. EN LA QUE ADEMÁS DE CONSIDERAR LOS EFECTOS DE LAS VELOCIDADES
RELATIVAS UNIFORMES ENTRE LOS SISTEMAS DE REFERENCIA INCORPORÓ TAMBIÉN LOS
DE LAS ACELERACIONES, SI BIEN EL ALCANCE DE LA RELATIVIDAD GENERAL NO ACABA
AQUÍ, YA QUE LO QUE EN REALIDAD PLANTEA ES UN NUEVO CONCEPTO DE LA
GRAVITACIÓN. SU FORMULACIÓN, MATEMÁTICAMENTE MUCHO MÁS COMPLEJA, QUE
INCLUYE EL EMPLEO DE CONCEPTOS COMO LOS DE TENSOR, ETC., TIENE IMPORTANTES
IMPLICACIONES PARA CIERTOS FENÓMENOS FÍSICOS Y HA INFLUIDO PODEROSAMENTE
INCLUSO EN LAS TEORÍAS DEL ORIGEN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO. LA TEORÍA DE LA
RELATIVIDAD GENERAL ES EN LA ACTUALIDAD LA TEORÍA QUE MEJOR JUSTIFICA LOS
FENÓMENOS GRAVITATORIOS QUE OBSERVAMOS.
SU ORIGEN SE BASA ESENCIALMENTE EN LA EXTENSIÓN DEL LLAMADO PRINCIPIO DE
RELATIVIDAD (QUE EN LA TEORÍA ESPECIAL SE REFIERE SÓLO A LAS VELOCIDADES)
TAMBIÉN A LAS ACELERACIONES, CON LO QUE SE INCLUYE LA GRAVITACIÓN. DE
ACUERDO CON DICHO PRINCIPIO TODOS LOS OBSERVADORES SON EQUIVALENTES
INDEPENDIENTEMENTE DE SUS VELOCIDADES (ACELERACIONES).
SEGÚN LA FORMULACIÓN EINSTEINIANA, ES IMPOSIBLE DISTINGUIR, BAJO CIERTAS
CONDICIONES, SI LOS SISTEMAS ESTÁN ACELERADOS O NO, YA QUE UN SISTEMA
ACELERADO EQUIVALE A OTRO QUE SE ENCUENTRE EN REPOSO PERO SOMETIDO A LOS
EFECTOS DE UN CAMPO GRAVITATORIO CON EL MISMO VALOR PARA LA ACELERACIÓN.
ESTA FORMULACIÓN RECIBE EL NOMBRE DE PRINCIPIO DE EQUIVALENCIA. DICHO
PRINCIPIO AFIRMA QUE LAS LEYES DE LA FÍSICA DEBEN SER LAS MISMAS PARA TODOS LOS
OBSERVADORES, TANTO SI ESTÁN EN REPOSO O SE ENCUENTRAN EN MOVIMIENTO.
F¶SI©Å MdRN@
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