La teora general de la

relatividad

La teora especial de la relatividad era una

teora slo aplicable a sistemas de referencia

inerciales por esto se necesito una forma de

incluirla para un sistema de referencia total-

mente general.

Segn la relatividad especial ninguna infor-

macin puede viajar a mayor velocidad que la

luz, y por lo tanto no puede existir relacin de

causalidad entre dos eventos unidos por un

intervalo espacial por este motivo se deba

encontrar una forma de generalizar la teora,

adems de que este concepto se opona al fun-

damento de la gravedad newtoniana de prin-

cipio de accin a distancia, que supone que las

alteraciones en el campo gravitatorio se trans-

miten de forma instantnea.

Einstein resolvi este problema tomando a los

fenmenos gravitatorios como alteraciones de

la curvatura del espacio-tiempo generadas por

la masa de un objeto o cuerpo. De ello se de-

duce que el campo gravitatorio tiene una enti-

dad fsica independiente.

Folleto por: Alejandro Acosta

Grado: 11B

Exposicin para el rea de fsica

Principios generales

Las caractersticas esenciales de la teora de la rela-

tividad general son las siguientes:

-El principio general de covariancia: las leyes de la

fsica deben tomar la misma forma matemtica en

todos los sistemas de coordenadas.

-El principio de equivalencia o de invariancia local

de Lorentz: las leyes de la relatividad especial se

aplican localmente para todo observador inercial.

-La curvatura del espacio-tiempo es el campo gra-

vitorio que se observa, en presencia de materia la

geometra del espacio-tiempo no es plana sino cur-

va.

-La relatividad general se distingue de otras teoras

alternativas de la gravedad por la simplicidad de

acoplamiento entre materia y curvatura.

Aplicaciones prcticas

Los relojes en los satlites GPS son sincronizados

con los situados en tierra por que que hay que te-

ner en cuenta la teora general de la relatividad y la

teora especial de la relatividad. Si no se tuviese en

cuenta el efecto que sobre el tiempo tiene la veloci-

dad del satlite y su gravedad respecto a un obser-

vador en tierra, se producira un adelanto de 38

microsegundos por da en el reloj del satlite, que a

su vez provocaran errores de varios kilmetros en

la determinacin de la posicin.

La relatividad

general es

una teora del

campo gravi-

tatorio y de

los sistemas

de referencia

generales, publicada por Albert Einstein en

1915 y 1916 que remplaza a la teora de la gra-

vedad newtoniana.

Los principios fundamentales que introduce

esta teora son el Principio de equivalencia,

que describe la aceleracin y la gravedad como

2 aspectos distintos de la misma realidad, la

nocin de la curvatura del espacio-tiempo y el

principio de covariancia generalizado.

Despus de la publicacin de la teora de la

relatividad en 1905 Einstein comenz a pensar

en cmo incorporar la gravedad en su nuevo

marco relativista no fue sino hasta noviembre

de 1915 cuando lo consigui por medio de el

planteamiento de lo que hoy son conocidas

como las ecuaciones no lineales de campo de

Einstein, las cuales especifican cmo la geome-

tra del espacio y el tiempo est influenciado

por la materia presente.

En 1917 Einstein aplic su teora al universo de

forma generalizada, iniciando as el campo de la

cosmologa relativista. Debido a que en ese enton-

ces se asuma que el un universo era esttico,

Einstein aadi una variable adicional a sus ecua-

ciones llamada la constante cosmolgica la cual

fue removida posteriormente debido al descubri-

miento de la expansin del

universo lo cual volva a

esta constante totalmente

innecesaria. La teora de

la relatividad general su-

pero a la de gravedad new-

toniana, gracias a que con

esta se podan dar respues-

ta a varios efectos no expli-

cados por la teora newto-

niana. Siendo tal su utili-

dad que hasta el mismo Einstein en una expedi-

cin de 1919 confirmo la prediccin de la relativi-

dad general para la desviacin de la luz estelar

por el Sol durante un eclipse total de Sol.

Por qu es necesaria la teora de rela-

tividad general?

Antes de la formulacin de la relatividad general

existan dos teoras fsicas incompatibles:

1) La teora especial de la relatividad, de natura-

leza covariante, que integraba adecuadamente el

electromagnetismo, y que descartaba la exis-

tencia de acciones instantneas a distancia.

2) La teora de la gravitacin de Newton, de

naturaleza no-covariante, que explicaba la

gravedad mediante la existencia de acciones

instantneas a distancia.

Surgi entonces la necesidad de buscar una

teora que integrase, ambas teoras en una

sola teora de la gravedad que fuese compati-

ble con los nuevos principios relativistas in-

troducidos por Einstein, y que incluyese ade-

ms a la gravitacin en una teora de formu-

lacin covariante.

Folleto por: Alejandro Acosta

Grado: 11B

Historia y Breve Resumen