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7.-Teoría
de la Relatividad restringida de Einstein.
7.1.-Introducción.
La situación estaba suficientemente madura
como para que alguien diera un paso más en la historia de la física,
incorporando los hechos experimentales conocidos en una teoría más amplia que
las anteriores. Ese paso lo inició A. Einstein en 1905 con la publicación de un
(aparentemente) discreto artículo titulado "Sobre la electrodinámica de los
medios en movimiento". La simplicidad de sus tesis fue extremadamente engañosa,
y la teoría que fue desarrollando a continuación puso en crisis -y obligó a
cambiar- los más (aparentemente) sólidos principios físicos. Los conceptos
primarios de espacio y tiempo, de simultaneidad, de pasado y futuro, de
estabilidad de la masa, relaciones masa/energía/velocidad,... fueron cayendo uno
a uno, y la física clásica dio paso a la física del siglo XX.
En sus propias palabras:
"Se sabe que la
electrodinámica
de Maxwell...cuando se aplica a cuerpos móviles conduce a asimetrías
que no parecen ser inherentes a los fenómenos. Consideremos, por
ejemplo, la acción electrodinámica recíproca entre
un imán y un conductor. El fenómeno observable aquí
depende únicamente del movimiento relativo del conductor y del imán,
mientras que según nuestro modo de ver acostumbrado existe una diferencia
radical entre los dos casos según sea uno u otro el cuerpo en movimiento.
Si el imán está en movimiento y el conductor en reposo, surge
en la vecindad del imán un campo eléctrico con una energía
definida, que produce una corriente en los lugares donde están situadas
las partes del conductor. Pero si el imán es estacionario y el conductor
está en movimiento, no aparece ningún campo eléctrico
en las proximidades del imán. En el conductor, sin embargo, encontramos
una fuerza electromotriz, a la que en sí mismo no corresponde energía,
pero que da lugar -suponiendo la igualdad del movimiento relativo en los
dos casos discutidos- a corrientes eléctricas de la misma trayectoria
e intensidad que los producidos por las fuerzas eléctricas en el
primer caso.
Ejemplos de este tipo, junto con los intentos
fracasados de descubrir cualquier movimiento de la Tierra relativo al <<medio
de la luz>> sugieren que los fenómenos de la electrodinámica,
igual que los fenómenos de la mecánica, no poseen propiedades
que correspondan a la idea del reposo absoluto. Sugieren más bien
que (como ya se ha demostrado hasta el primer orden en magnitudes pequeñas)
las mismas leyes de la Electrodinámica y Óptica serán válidas para todos los sistemas de referencia en los que se mantengan
correctas las ecuaciones de la mecánica. Elevaremos esta conjetura
(cuyo significado, en lo sucesivo, se denominará <<Principio
de la Relatividad>>) a la categoría de un postulado e introduciremos,
además, otro postulado, que es irreconciliable en apariencia únicamente
con el anterior, a saber, que la luz se propaga siempre en el espacio vacío
con una velocidad definida c que es independiente del estado de
movimiento del cuerpo emisor. Estos dos postulados bastan para obtener
una teoría sencilla y consistente de la electrodinámica de
los cuerpos móviles basada en la teoría de Maxwell para cuerpos
estacionarios. Se demostrará que es superflua la introducción
de un <<éter luminífero>> puesto que el cuadro a desarrollar
aquí no requerirá ningún <<espacio absolutamente
estacionario>> provisto de propiedades especiales ni exigirá asignar
un vector velocidad a un punto del espacio vacío en que los procesos
electromagnéticos tengan lugar.
La teoría a desarrollar está
basada -como toda la electrodinámica- en la cinemática
del sólido rígido, puesto que las aseveraciones de cualquier
teoría tienen que apoyarse en las relaciones entre los sólidos rígidos (sistemas de coordenadas), relojes y procesos
electromagnéticos.
La consideración insuficiente de esta circunstancia constituye la
raíz de las dificultades con que se tropieza en el momento actual
en la electrodinámica de los cuerpos móviles."
(De "Sobre la electrodinámica
de los cuerpos móviles", A. Einstein, Anales de Física,
1905; traducción en "Mechanics. Berkeley Physics Course I",
Reverté©, 1968)
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