Teoría de relatividad general

1. Que diferencia existe entre el concepto de la gravedad desarrollado por Newton y el desarrollado por Einstein?

Newton reflexionó sobre el hecho de que los cuerpos pesaban en la Tierra y que los astros giraban en torno a otros astros (la Luna en torno a la Tierra, la Tierra y los demás planetas en torno al Sol etc.) y se imaginó que había una fuerza universal que provocaba que los cuerpos se atrajeran. Esta fuerza se debía manifestar tanto en la atracción de un cuerpo por la Tierra - su peso- como en la atracción entre cuerpos del Sistema Solar y de todo el universo, que les hace girar unos en torno a los otros. La llamó "fuerza de gravitación universal" o "gravedad".

Según Newton, la gravedad sería una fuerza instantánea (es decir, cualquier cuerpo notaría inmediatamente si hay otro cuerpo, y estp provocaría su atracción) y actuaría a distancia.

Utilizando todos los conocimientos astronómicos y experimentos que existían hasta la época, Newton dedujo que la atracción gravitatoria entre dos cuerpos tenía que ser proporcional al producto de sus masas dividido por la distancia entre ellos al cuadrado:

F=M1m2/d2

A la constante de proporcionalidad en esta fórmula la llamamos G (por "gravitación"):

F = G M1m2/d2

Dibujo explicativo de la gravedad de Newton

Por su parte, Einstein construyó su nueva teoría de la gravitación a la que llamó teoría general de la relatividad, en la que suponía que la gravedad, que existe en todos los sitios y momentos del universo, está íntimamente unida al espacio y al tiempo, que obviamente están también por todoslos sitios del universo y en todo instante. Propuso que el nexo de unión era la geometría: lo que ocurre, dice Einstein, es que, en presencia de una masa, el espacio-tiempo se "deforma", de modo que cualquier otra masa nota ese espacio deformado, y se ve obligada a seguir trayectorias diferentes a cuando estaba el espacio sin deformar, es decir, que no tiene ninguna masa, lo que significa que el espacio adquiere una geometría diferente de la que estamos habituados (el llamado espacio plano o euclidiano).

La gravedad según Einstein  no es una fuerza sino una deformación del espacio-tiempo. Además, cambió ligeramente la fórmula de la gravitación de Newton, de modo que su teoría explica perfectamente (hasta la precisión a la que somos capaces de medir) todos los experimentos y las observaciones astronómicas.




2. ¿Cómo afecta la Teoría De la Relatividad General al espacio y al tiempo?


Cuando Einstin enunció la teoría de la relatividad general, desaparecieron los conceptos de espacio y tiempo absolutos e inaamovibles, difiniendose a partir de entonces como fenomenos relativos producidos por la deformación del tejido espacio tamporal. Cada sistema pasaba a tener un tiempo y pasaba a ser la referencia para la medida de los demás. Es cierto que esto sólo se puede apreciar en los sistemas que se mueven a velocidades no despreciables respecto a la velocidad de la luz, por lo que cualquier medición que realizemos en nuestra vida cotidiana no se ve afectada por las correcciones relativistas, pero de momento los experimentos realizados confirman lo dicho por Einstein. Si quereis ver uno de los experimentos mentales que se utilizan para demostrar este teorema, ir a:

3. Hoy en día se pretende unificar las cuatro fuerzas fundamentales (Gravedad, Electromagnética, Nuclear Fuerte y Nuclear Débil) para crear una única teoría que explique del mismo la Relatividad General que la Mecánica Cuántica. Busca información sobre la Teoría de Cuerdas (puede ser vídeos que comentes después, presentación power point, redacción...) que describa en qué consiste.

Mediante la teoría de cuerdas se intenta unificar mediante una única teoría la gravedad, el electromagnetismo, la fuerza nuclear fuerte (que mantiene unidos protones y neutrones en el núcleo atómico) y la fuerza nuclear débil (que permite que los neutrones se conviertan el protones, emitiendo una radiación en el proceso). La materia esta formada por átomos, que a su vez constan de protones, neutrones y electrones, cada uno de ellos compuesto por quarks, pero eso no es todo. Estas minúsculas partículas contienen pequeños hilos de energía vibrantes que parecen cuerdas, cuyas dimensiones son ínfimas comparadas con las de un átomo, lo que las hace casi inimaginables. Del mismo modo en que las vibraciones de las cuerdas de un instrumento emiten lo que reconocemos como notas musicales, las cuerdas vibran de distintas maneras, y dotan a las partículas de sus propiedades únicas, como la masa y la carga. La única diferencia entre nuestras partículas y las que transmiten la gravedad y el resto de fuerzas es la forma en la que vibran estas partículas. El mayor problema de esta teoría es que es imposible comprobarla. Si a teoría de cuerdas no consigue aportar pruebas plausibles no debería ser tenida en cuenta, pues se trataría de filosofía, no ciencia y dado al minúsculo tamaño de las cuerdas, es muy probable que no las lleguemos a ver nunca, lo que supone un gran inconveniente para los defensores de esta teoría. Otro de los problemas que surgen con es la existencia de dimensiones adicionales que rodean cada una de las que conocemos, solo diferenciadas unas de otras por la forma, y que se trenzan unas con otras, influyendo así en la vibración que tiene las cuerda. 
A pesar de los avances en este tema, sigue habiendo diversas opiniones, tanto es así, que actualmente existen cinco versiones versiones, y los partidarios de la teoría de cuerdas no coinciden todavía en cual es la válida.