= 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.

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 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 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 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 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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