¿Qué es la Relatividad General? Definición y principios (2022)

La historia de la Física y de la ciencia en general está llena de sucesos que, de una forma u otra, cambiaron el transcurso de la misma. Momentos en los que nuestra concepción del Universo cambió para siempre. Y uno de estos acontecimientos más importantes fue, sin duda, la postulación de la Teoría de la Relatividad General.

Entre 1915 y 1916, el célebre físico alemán Albert Einstein publicó una teoría a través de la que se podía comprender la naturaleza de muchos procesos de la naturaleza y del Cosmos en general. Una teoría que permitía comprender desde el movimiento de los planetas hasta la razón de existir de la gravedad.

Con ella, Einstein rompía con las leyes de la física tradicionales (incluidas las leyes del movimiento de Newton) y daba al mundo una nueva visión de las reglas que sigue el Universo. Y, desde entonces, la Relatividad General sigue siendo el pilar del mundo de la Física. Todo (excepto cuando llegamos al mundo cuántico) funciona de acuerdo a ella.

Pero, ¿qué es exactamente la Teoría de la Relatividad General? Si siempre has querido entender los fundamentos de esta complicada teoría, has llegado al lugar adecuado. En el artículo de hoy diseccionaremos esta teoría, viendo en qué se basa la relatividad general y cuáles son sus principios. Vamos allá.

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¿Qué es exactamente la Teoría de la Relatividad General?

La Teoría de la Relatividad General es una teoría del campo gravitatorio publicada por Albert Einstein entre 1915 y 1916. Es decir, es una teoría (que puede desmentirse en un futuro) que describe, entre muchas otras cosas, la naturaleza elemental de la gravedad.

Antes de que se publicara esta teoría, creíamos que la gravedad, de acuerdo a la teoría de Newton, surgía como consecuencia de fuerzas que se transmitían a distancia. Pues bien, Einstein rompe totalmente con esto y dice que la atracción gravitatoria no se debe a fuerzas a distancia, sino a una curvatura del espacio-tiempo. Pero vayamos paso a paso.

Evidentemente, estamos ante una teoría muy compleja que nace de una de las mentes más célebres de la historia de la ciencia, por lo que no podemos abarcar toda su magnitud. Pero sí que daremos las claves para entenderla. Si quieres o necesitas profundizar más, te damos acceso a artículos de física pura donde se describe la teoría con más detalles.

(Video) RELATIVIDAD GENERAL EXPLICADA ¿Qué es la Relatividad General?

La piedra angular de la Relatividad General es la luz. Einstein afirmó que un rayo de luz no puede estar parado. Y si esto nos parece obvio ahora es porque esta teoría ha calado muy hondo en nuestra conciencia, pero antes de Einstein, esto no era ninguna obviedad. El pilar de su teoría es que la luz siempre viaja a la velocidad de la luz: 300.000 kilómetros por segundo.

¿Qué es la Relatividad General? Definición y principios (1)¿Qué es la Relatividad General? Definición y principios (2)

Y es precisamente esta velocidad de la luz lo único constante en el Universo. La luz siempre se mueve (en el vacío) a 300.000 km/s. Esto es innegociable. Todo lo demás es relativo y depende de cómo lo observemos y desde qué perspectiva lo hagamos.

Y aquí entra en juego otra de las claves. Si lo único constante en el Universo es la velocidad de la luz, consecuentemente, el espacio y el tiempo son relativos. Y es precisamente esta la gran (o una de las) revolución de la teoría de la relatividad. Por cierto, ahora ya vamos entendiendo de dónde viene lo de “relatividad”. Todo es relativo menos la velocidad de la luz.

Con esta teoría, Einstein estaba afirmando algo increíble: el tiempo no es absoluto. Siempre habíamos pensado en el tiempo como algo universal. Pero no. Es algo individual que fluye de una manera única para cada uno de nosotros. Realmente, fluye de manera única para cada una de nuestras partículas. Pero quedémonos con que es individual.

El tiempo es algo relativo que fluye de una manera u otra dependiendo de la velocidad a la que te muevas y a la intensidad del campo gravitatorio al que estás sometido. Este fenómeno, conocido como dilatación temporal, explica que, a más velocidad de movimiento, más lento pasa el tiempo; y que a más atracción gravitatoria que incide sobre nosotros, más lento pasa. Einstein abría así la puerta a los viajes en el tiempo. Hacia el futuro, eso sí. Hacia el pasado es imposible.

  • Para saber más: “¿Sería posible viajar en el tiempo?”

Pero, ¿en qué afecta esta concepción del tiempo como algo relativo a la visión del Universo? En muchísimas cosas. Y una de las más importantes es que no solo es que el espacio y el tiempo sean relativos, sino que forman un único conjunto: el espacio-tiempo.

(Video) Qué es la teoría de la relatividad de Einstein y por qué fue tan revolucionaria

Antes de la formulación de esta teoría, creíamos que vivíamos en un Universo de únicamente tres dimensiones espaciales (profundidad, altura y anchura) en el que el tiempo fluía de forma universal para todos y cada uno de los componentes del Cosmos. Pero, si el tiempo es relativo y nos podemos mover por él de formas diferentes, significa que el tiempo debe ser una dimensión más.

Y aquí llega la gran revolución. No vivimos en un Universo de tres dimensiones. Vivimos en un Universo de cuatro dimensiones: tres espaciales y una temporal. Y estas cuatro dimensiones forman un único tejido: el espacio-tiempo. Espacio y tiempo son relativos, pero forman un único tejido universal.

Y este tejido espacio-tiempo es deformado por los cuerpos con masa. Y es precisamente esta deformación lo que explica la existencia elemental de la gravedad. La curvatura del espacio-tiempo es lo que hace que los cuerpos con masa atraigan gravitatoriamente a otros. Esto explica también que, como consecuencia de la presencia de un campo gravitatorio, el espacio-tiempo se contraiga. Ya hemos dicho que el tiempo pasa más lento cuanto mayor es la gravedad. Y aquí se entiende el porqué.

Paralelamente, la Teoría de la Relatividad plantea también que la masa es energía. Con su célebre fórmula de E=MC² (realmente es una simplificación de una un poco más compleja donde se omiten ciertas variables), está describiendo, de una forma muy elegante y sencilla, la naturaleza de la energía en el Universo. La energía es el resultado del producto entre la masa de un cuerpo y la velocidad de la luz al cuadrado. Punto.

Y de esta fórmula (que revolucionó por completo el mundo de la Física) podemos extraer también una de las conclusiones más importantes de la teoría. No hay nada que pueda viajar más deprisa que la luz. Si la masa de un cuerpo aumenta conforme se incrementa su velocidad, necesitarías una fuerza infinita para alcanzar la velocidad de la luz. Y como es imposible llegar a una fuerza infinita, nunca se puede alcanzar del todo (y mucho menos superar) la velocidad de la luz.

En resumen, la Teoría de la Relatividad General es una teoría que afirma que lo único constante en el Universo es la velocidad de la luz. Todo lo demás es relativo y depende de cómo lo observemos. En este sentido, el espacio y el tiempo no son absolutos, sino que forman un único tejido de 4 dimensiones: el espacio-tiempo. Y es la curvatura de este espacio-tiempo lo que explica la naturaleza de los campos gravitatorios. La Relatividad General marca un punto de inflexión en la historia de la ciencia.

(Video) La teoría general de la relatividad explicada en dos minutos

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¿Qué es la Relatividad General? Definición y principios (3)¿Qué es la Relatividad General? Definición y principios (4)

Las 8 claves de la Relatividad General

Seguro que después de describir la teoría ha quedado mucho más clara. Aun así, recogemos, en forma de claves, los conceptos más importantes de dicha teoría. Veamos los principios más importantes en los que se fundamenta la Teoría de la Relatividad General.

1. La luz siempre va a la velocidad de la luz

La luz es lo único constante en el Universo. No depende de nada. Si mire desde la perspectiva que se mire, la luz siempre viajará a la velocidad de la luz, que son 300.000 km/s. A partir de aquí, todo lo demás, es relativo.

2. El tiempo es individual, no universal

Antes de la formulación de esta teoría, creíamos que el tiempo era algo universal que fluía de igual manera en cualquier rincón del Universo. La Relatividad General nos dice que no es algo absoluto, sino que es individual. Cada uno de nosotros (en realidad, cada una de nuestras partículas) tiene un “reloj” que fluye a una velocidad única en función de nuestra posición relativa, velocidad y campo gravitatorio al que estamos sometidos.

3. El tiempo puede dilatarse y contraerse

Al ser individual y no absoluto, el tiempo pasa a ser una dimensión más. A las tres dimensiones espaciales debemos añadir una temporal. Y al ser una dimensión, el tiempo pasa a ser algo modificable. Cuanto más rápido nos movamos o más gravedad experimentemos, más lento pasará. Y cuanto más despacio nos movamos o menos gravedad experimentemos, más rápido pasará.

Esto ha sido experimentalmente comprobado infinidad de veces. De hecho, los relojes de los satélites deben ajustarse cada día ya que, debido a que sufren menos atracción gravitatoria (17 veces menos intensa) que los que estamos en la superficie terrestre, sufren estos efectos de dilatación temporal. Para corregirlo, sus relojes tienen que adelantarse 38 microsegundos cada día.

4. Vivimos en un Universo de cuatro dimensiones: el espacio-tiempo

La Relatividad General rompe con la concepción de que vivimos en un Universo con simplemente tres dimensiones espaciales y afirma que, en realidad, vivimos en uno con cuatro dimensiones: tres espaciales (altura, profundidad y anchura) y una temporal (el tiempo). Y no solo vivimos en estas cuatro dimensiones, sino que el espacio y el tiempo forman un único pack: el espacio-tiempo. El espacio y el tiempo no son conceptos inconexos. Forman un único tejido.

(Video) HOY SÍ que vas a entender la Relatividad General

5. La gravedad nace de la curvatura del espacio-tiempo

La Teoría de la Relatividad general rompe con las leyes de la gravedad de Newton y afirma que la gravedad es el resultado de la curvatura del espacio-tiempo. Los cuerpos con masa son capaces de deformar este tejido tetradimensional, lo que explica los fenómenos de atracción gravitatoria.

¿Qué es la Relatividad General? Definición y principios (5)¿Qué es la Relatividad General? Definición y principios (6)

6. Nada puede ir más rápido que la luz

La luz no solo es lo único constante en el Universo, sino también lo más veloz. De las ecuaciones de la relatividad general se desprende que es imposible que un cuerpo material se desplace a más velocidad que la luz ya que para hacerlo necesitaría una energía infinita. Puede acercarse mucho (en los aceleradores de partículas las llevamos al 99,9999991% de la velocidad de la luz), pero nunca superarla. Teóricamente, si se superara (que no se puede), viajaríamos hacia atrás en el tiempo.

7. E=MC²

La fórmula más famosa de la historia nace con la Teoría de la Relatividad General. La energía de un cuerpo en reposo es igual a su masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado. Simple, elegante y útil. La masa es energía. Como hemos dicho, la fórmula real es más compleja pero esta sirve a nivel general.

¿Qué es la Relatividad General? Definición y principios (7)¿Qué es la Relatividad General? Definición y principios (8)

8. No funciona cuando bajamos del nivel atómico

La Teoría de la Relatividad de Einstein funciona perfectamente para explicar la naturaleza del mundo macroscópico. Es decir, todos los niveles de organización de la materia hasta el atómico siguen el comportamiento predicho por la teoría de la relatividad. Pero cuando superamos la frontera del átomo y pasamos al mundo de las partículas subatómicas, nos desplazamos a un nuevo mundo que no sigue las leyes físicas de la relatividad. El mundo cuántico.

De hecho, la mayor ambición de la Física es desarrollar una teoría que unifique la relatividad general con la mecánica cuántica. En cuanto lo hagamos, habremos unido dos mundos que, por ahora, están inconexos. Pero deben estar unidos de alguna manera. Por eso vamos en búsqueda de una Teoría del Todo.

  • Para saber más: “¿Qué es la Teoría M? Definición y principios”

FAQs

¿Qué significa la relatividad general? ›

La teoría de la relatividad general de Einstein predice que los objetos deforman el espacio-tiempo a su alrededor, haciendo que la luz que pase cerca sea desviada.

¿Cómo se explica la teoría de la relatividad? ›

La teoría de la relatividad general plantea que la gravedad no es una fuerza (Newton), sino la curvatura del espacio-tiempo. Weehler resumió esta tesis fundamental en la célebre frase «el espacio-tiempo le dice a la materia cómo moverse; la materia le dice al espacio-tiempo cómo curvarse».

¿Qué es la relatividad especial y general de Einstein? ›

La Teoría de la Relatividad Especial fue publicada en 1905. Lo que postula básicamente es que la luz viaja sobre el espacio vacío a 300 mil kilómetros por segundo y que nada es capaz de igualar esa velocidad, menos superarla. Además, el espacio y el tiempo no son absolutos, su percepción es relativa al observador.

¿Qué sucesos estudia la teoría de la relatividad general? ›

La Teoría de la Relatividad general rompe con las leyes de la gravedad de Newton y afirma que la gravedad es el resultado de la curvatura del espacio-tiempo. Los cuerpos con masa son capaces de deformar este tejido tetradimensional, lo que explica los fenómenos de atracción gravitatoria.

¿Qué es la teoría de la relatividad ejemplos? ›

La relatividad del tiempo se entiende a partir de la relatividad de reposo y movimiento de relojes. El sistema de referencia temporal de un observador es un reloj en reposo. Podemos tomar como ejemplo dos relojes A y B. Medimos el intervalo entre el tic-tac del reloj B con el reloj A: mide un segundo.

¿Cuál es la importancia de la teoría de la relatividad? ›

Gracias a ella fue posible explicar desde la órbita de los planetas hasta los agujeros negros. Fue una idea tan revolucionaria que es difícil compararla con cualquier otra teoría en la historia del conocimiento científico.

¿Qué establece el principio de la relatividad de Einstein? ›

Principio de relatividad. Principio en el que se basa la Relatividad Especial, según el cual, todos los observadores que se desplazan a velocidad constante uno de otro (observadores inerciales) son "equivalentes" en el sentido de que experimentan las mismas leyes generales de la naturaleza.

¿Por qué se dice que el tiempo es relativo? ›

El tiempo es relativo

Esto quiere decir, según explica a Teknautas el profesor de Física de la Universidad de Granada Arturo Quirantes, que "la distancia y el tiempo no son absolutos, sino que dependen del observador". La velocidad expresa la distancia recorrida por un objeto por unidad de tiempo.

¿Cómo se aplica la teoría de la relatividad en la vida cotidiana? ›

Navegadores GPS

La teoría de la relatividad, publicada por Einstein en 1915, explica por qué los relojes de los satélites tienen un adelanto de 38.000 nanosegundos respecto a los terrestres. No parece mucho, pero, si no lo tuviéramos en cuenta, los sistemas GPS cometerían errores de varios kilómetros.

¿Cuántos tipos de relatividad existen? ›

Para empezar hay que decir que existen dos teorías de la Relatividad o, más concretamente, que la Teoría de la Relatividad consta de dos partes. La primera se conoce como Teoría de la Relatividad Especial y fue publicada por Albert Einstein en un artículo aparecido en la revista Annalen der Physik en el año 1905.

¿Cuándo nace la teoría de la relatividad? ›

En noviembre de 1915, el físico alemán presentó en Berlín la Teoría General de la Relatividad, que cambió la forma de ver el cosmos. El 25 de noviembre de 1915, Albert Einstein presentó ante la Academia Prusiana de Ciencias, en Berlín, la teoría que acabaría por culminar su mito.

¿Qué estudia la relatividad y quién la descubrio? ›

La teoría de la relatividad general, publicada en 1915 por Albert Einstein, es una teoría de la gravedad que reemplaza a la gravedad newtoniana para objetos que se mueven a velocidades próximas a la velocidad de la luz.

¿Cuál es el concepto de la interacción gravitatoria Según la teoría general de la relatividad? ›

De acuerdo a la relatividad general, la atracción gravitatoria observada entre masas se debe a una curvatura del espacio-tiempo y por tanto un reflejo de la geometría del mismo y no de fuerzas a distancia como en la teoría newtoniana de la gravedad.

¿Qué pasaría si no existiera la teoría de la relatividad? ›

“En un mundo sin Einstein no existirían ni los móviles ni los ordenadores” La fórmula matemática más célebre del mundo, E=mc2, formulada por Albert Einstein en 1905, permitió entender mejor cómo funciona el universo, la Tierra y nosotros mismos.

¿Qué aplicaciones tiene la teoría general de la relatividad? ›

La Teoría de la Relatividad sirve para explicar todo el universo, la distribución de estrellas y planetas. Es un punto fundamental en la física nuclear, con la famosa ecuación E=mc2, que relaciona la energía que se puede producir teniendo en cuenta la masa.

¿Quién dijo la frase nada es absoluto todo es relativo? ›

El verdadero autor de esta frase fue el filósofo Immanuel Kant, quien la publicó en su obra Crítica de la razón practica (1788).

¿Que se comprobó con la teoría de la relatividad? ›

El 29 de mayo de 1919, un astrónomo británico llamado Arthur Stanley Eddington, que había viajado a la isla Príncipe en la costa oriental de África con el objetivo de fotografiar la luz de las estrellas durante un eclipse y ver si la teoría de Einstein era correcta, lo logró.

¿Qué es tiempo relativo ejemplos? ›

El pretérito pluscuamperfecto (había acostado) y el futuro perfecto (habrá preparado), por ejemplo, son 'tiempos relativos'. En Ya había acostado al niño cuando él llegó, la acción de acostar al niño se presenta como anterior a otra, indicada en el enunciado, la de llegar él.

¿Qué es la relación relativa? ›

1. Que tiene relación con alguien o con algo. Ejemplo de uso: La reunión de la tarde es relativa a las vacaciones de verano.

¿Por qué el tiempo pasa más lento en el espacio? ›

Esto se debe a que la gravedad desciende cada vez más por cuanto más nos alejemos de la Tierra. Además, la velocidad con la que viajan alrededor del centro de la Tierra en el espacio es mayor.

¿Qué es relatividad en una persona? ›

El relativismo es una posición filosófica que niega la existencia de verdades absolutas. En otras palabras, considera al saber como incompleto y sostiene que el conocimiento humano es relativo, subjetivo e incapaz de ser objetivo, ya que está influenciado por la historia y otras ideas preconcebidas.

¿Qué es relatividad de una persona? ›

La relatividad alude a aquello que posee la cualidad de ser relativo, por oposición a lo que es absoluto; o que es lo que es, en relación a una persona, cosa o circunstancia.

¿Por qué la gravedad curva la luz? ›

La idea de que la luz se curva cuando pasa cerca de un cuerpo masivo es vieja, se remonta al menos a Newton y Laplace. En un modelo corpuscular de la luz, tal como el de Newton, es natural que la atracción gravitacional hará que una lı́nea recta de luz se curve como la trayectoria de cualquier cuerpo de materia.

¿Por qué se dice que el tiempo es relativo? ›

El tiempo es relativo

Esto quiere decir, según explica a Teknautas el profesor de Física de la Universidad de Granada Arturo Quirantes, que "la distancia y el tiempo no son absolutos, sino que dependen del observador". La velocidad expresa la distancia recorrida por un objeto por unidad de tiempo.

¿Que se comprobó con la teoría de la relatividad? ›

El 29 de mayo de 1919, un astrónomo británico llamado Arthur Stanley Eddington, que había viajado a la isla Príncipe en la costa oriental de África con el objetivo de fotografiar la luz de las estrellas durante un eclipse y ver si la teoría de Einstein era correcta, lo logró.

¿Qué es la relatividad diccionario? ›

f. Fís. Teoría que se propone averiguar cómo se transforman las leyes físicas cuando se cambia de sistema de referencia .

¿Qué es tiempo relativo ejemplos? ›

El pretérito pluscuamperfecto (había acostado) y el futuro perfecto (habrá preparado), por ejemplo, son 'tiempos relativos'. En Ya había acostado al niño cuando él llegó, la acción de acostar al niño se presenta como anterior a otra, indicada en el enunciado, la de llegar él.

¿Qué es lo relativo para Einstein? ›

En otras palabras, concluía Einstein, todo movimiento, ya sea de objetos o de haces de luz, es movimiento relativo. Debe definirse con relación a un marco de referencia específico, que puede o no estar en movimiento relativo a otro marco de referencia.

¿Quién dijo que todo es relativo? ›

Todo es relativo

Quizá la frase más atribuida a Einstein, y de forma más equivocada. El creador de las teorías de la relatividad general y especial nunca dijo esta frase, ya que su teoría implica, de hecho, que la velocidad de la luz en el vacío es absoluta.

¿Cuál es el origen de la relatividad? ›

Einstein formuló la teoría de la relatividad espacial, publicada en 1905, con una intuición excepcional. Comprobó que Newton se equivocaba al considerar que el tiempo y el espacio eran constantes mientras que Einstein demostró que cuanto más rápido nos moviésemos, más lento pasaría el tiempo.

¿Cómo se aplica la teoría de la relatividad en la vida cotidiana? ›

Navegadores GPS

La teoría de la relatividad, publicada por Einstein en 1915, explica por qué los relojes de los satélites tienen un adelanto de 38.000 nanosegundos respecto a los terrestres. No parece mucho, pero, si no lo tuviéramos en cuenta, los sistemas GPS cometerían errores de varios kilómetros.

¿Cómo probar la relatividad general? ›

Para probar la teoría, sería necesario fotografiar estrellas cerca del Sol y luego tomarlas en el mismo lugar por la noche. Después, medir su posición en el cielo en cada momento. El escenario ideal para eso es un eclipse total, el momento en que la sombra de la Luna alcanza la Tierra y esconde el Sol.

¿Cuáles son las características del relativismo? ›

Entre estas, destacan las siguientes: No existen las verdades absolutas ni objetivas: La verdad es relativa, depende tanto del sujeto que la interpreta como del contexto. Moldeando así las conclusiones finales. La cultura, religión, principios e ideología constituyen los factores internos.

¿Cuál es el concepto de la interacción gravitatoria Según la teoría general de la relatividad? ›

De acuerdo a la relatividad general, la atracción gravitatoria observada entre masas se debe a una curvatura del espacio-tiempo y por tanto un reflejo de la geometría del mismo y no de fuerzas a distancia como en la teoría newtoniana de la gravedad.

¿Qué es el principio de relatividad en derecho? ›

El principio de relatividad de los contratos, aquel por el que los efectos de lo que se pacta en los mismos solo alcanza a las partes intervinientes, es uno de los axiomas que configuran el armazón de las relaciones comerciales.

Videos

1. Teoría de la Teoria de la Relatividad General de Albert Einstein sencilla explicacion por Carl Sagan
(McorreaT 91)
2. Qué es la Teoria de la Relatividad de Einstein - Explicación
(Astronomiaweb)
3. Relatividad General
(Campos y Cuerdas)
4. Hoy entenderás la RELATIVIDAD General.
(El Evangelio de Einstein M. J. Bruner)
5. HOY SÍ que vas a entender la relatividad especial
(Date Un Vlog)
6. ¿Que significan las Teorías de la Relatividad General y Especial?
(Boche Space)

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Author: Laurine Ryan

Last Updated: 01/09/2023

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