Espacio y Tiempo 1 ESPACIO-TIEMPO LA GLOBALIZACIÓN DE LA REALIDAD Temas del Capítulo 8 EL...
28
Espacio y Tiempo Espacio y Tiempo 1 ESPACIO-TIEMPO ESPACIO-TIEMPO LA GLOBALIZACIÓN DE LA LA GLOBALIZACIÓN DE LA REALIDAD REALIDAD Temas del Capítulo 8 Temas del Capítulo 8 EL PRINCIPIO DE RELATIVIDAD RELATIVIDAD ESPECIAL LA RELATIVIDAD GENERAL LAS SOLUCIONES DE LA RELATIVIDAD EL PENSAMIENTO DE EINSTEIN
-
Upload
agustin-rubiano -
Category
Documents
-
view
51 -
download
2
Transcript of Espacio y Tiempo 1 ESPACIO-TIEMPO LA GLOBALIZACIÓN DE LA REALIDAD Temas del Capítulo 8 EL...
Espacio y TiempoEspacio y Tiempo 11
ESPACIO-TIEMPOESPACIO-TIEMPO
LA GLOBALIZACIÓN DE LA LA GLOBALIZACIÓN DE LA REALIDADREALIDAD
Temas del Capítulo 8Temas del Capítulo 8EL PRINCIPIO DE RELATIVIDADRELATIVIDAD ESPECIALLA RELATIVIDAD GENERALLAS SOLUCIONES DE LA RELATIVIDAD EL PENSAMIENTO DE EINSTEIN
22Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
Las propiedades geométricas del Las propiedades geométricas del espacio no son independientes, espacio no son independientes, sino que están condicionadas por sino que están condicionadas por la materia.la materia.
Albert EinsteinAlbert Einstein
33Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
IntroducciónIntroducciónLas leyes de Newton Las leyes de Newton funcionan muy bien con funcionan muy bien con objetos que se mueven a objetos que se mueven a velocidades reducidasvelocidades reducidasPero a velocidades Pero a velocidades cercanas a la de la luz cercanas a la de la luz Cerca de un campo Cerca de un campo gravitatorio muy intensogravitatorio muy intensoHay que usar la teoría de Hay que usar la teoría de la relatividad de Einstein.la relatividad de Einstein.
44Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
EL PRINCIPIO EL PRINCIPIO DE DE
RELATIVIDADRELATIVIDAD
Para ubicar un punto en un Para ubicar un punto en un plano es necesario dos plano es necesario dos coordenadascoordenadas
El principio de relatividad El principio de relatividad comienza a manifestarse comienza a manifestarse cuando descubrimos que la cuando descubrimos que la Tierra no era un disco Tierra no era un disco plano sino una esferaplano sino una esfera
Galileo dice que todo Galileo dice que todo movimiento uniforme es movimiento uniforme es relativo y no se lo puede relativo y no se lo puede detectar si no es con detectar si no es con referencia a un punto referencia a un punto exterior. exterior.
55Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
El ÉterEl Éter
El éter era estáticoEl éter era estático y y debíadebía llevar una existencia fantasmal llevar una existencia fantasmal al margen del resto de la materia, en al margen del resto de la materia, en el sentido de que no parecía ofrecer el sentido de que no parecía ofrecer ninguna resistencia al movimiento de ninguna resistencia al movimiento de los cuerpos.los cuerpos. Einstein Einstein
En 1887 Michelson y Morley, En 1887 Michelson y Morley, realizaron un experimento para realizaron un experimento para medir la velocidad de la luz medir la velocidad de la luz Y comprobaron Y comprobaron experimentalmente que no experimentalmente que no existía este ETERexistía este ETER
66Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
La Transformación La Transformación de Lorenzde LorenzH. A. Lorentz analizó los H. A. Lorentz analizó los
datos de la velocidad de la datos de la velocidad de la luz y descubrió las luz y descubrió las transformaciones transformaciones matemáticas que se matemáticas que se aplican a los cuerpos que aplican a los cuerpos que van a estas velocidadesvan a estas velocidades
Y prueba que un cuerpo Y prueba que un cuerpo que se mueve con que se mueve con velocidades cercanas a la velocidades cercanas a la luz se contrae en dirección luz se contrae en dirección al eje del movimientoal eje del movimiento
77Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
RELATIVIDAD RELATIVIDAD ESPECIALESPECIALEn 1905 Einstein En 1905 Einstein
postuló que:postuló que:
Las leyes de la física son Las leyes de la física son válidas en todos los válidas en todos los marcos de referencia marcos de referencia La luz se propaga en el La luz se propaga en el espacio vacío con una espacio vacío con una velocidad constante velocidad constante cc A este concepto le A este concepto le llama llama principio de principio de relatividadrelatividad
Video
Abrir Einstein en escritorio
Dentro de cada bombilla se coloca una célula fotoeléctrica capaz de detectar la luz. En el instante inicial se enciende y se apaga la bombilla superior; un instante, t, después, un fotón procedente de la bombilla superior llegaría hasta la célula fotoeléctrica de la bombilla inferior y la bombilla inferior se encendería y se apagaría; y un instante, t, después, un fotón procedente de la bombilla inferior llegaría hasta la célula fotoeléctrica de la bombilla superior encendiéndola y, así, se cerraría un ciclo completo.
88Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
RELATIVIDAD RELATIVIDAD ESPECIALESPECIAL
Video
Abrir Viajera en escritorio
El movimiento del farol es diferente dependiendo del observador. Desde el punto de vista (o sistema de referencia)* de la viajera, el farol se mueve verticalmente. Sin embargo, desde el punto de vista del observador en la estación (el jefe de estación), el farol, además de moverse verticalmente, también participa del movimiento horizontal del tren y ambos movimientos se componen formando una trayectoria de diente de sierra.
99Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
Espacio y Espacio y TiempoTiempo
H. Minkowski, decía que: H. Minkowski, decía que: tanto el tiempo como el tanto el tiempo como el espacio por si mismos espacio por si mismos están condenados a están condenados a desaparecer desaparecer
Solo la unión de los dos Solo la unión de los dos preservara una realidad preservara una realidad independienteindependiente
Los conceptos de Newton Los conceptos de Newton del espacio y el tiempo del espacio y el tiempo independientes y independientes y absolutos han llegado a su absolutos han llegado a su fin. fin.
The circles represent an additional spatial dimension that is curled up within every point of our familiar three-dimensional space.
1010Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
El Espacio-El Espacio-Tiempo de Tiempo de
EinsteinEinstein
Si estamos en estado de Si estamos en estado de reposo, solo nos reposo, solo nos desplazamos en el tiempo. desplazamos en el tiempo.
Si nos movemos, parte del Si nos movemos, parte del desplazamiento es en el desplazamiento es en el espacio y la otra parte en el espacio y la otra parte en el tiempotiempo
Einstein: Einstein: si corro detrás de si corro detrás de un rayo de luz con la un rayo de luz con la velocidad de la luz debería velocidad de la luz debería percibir el rayo luminoso percibir el rayo luminoso como un campo como un campo electromagnético quieto electromagnético quieto aunque oscilatorio. aunque oscilatorio.
1111Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
Dilatación del Dilatación del TiempoTiempo
Siempre que viajamos en Siempre que viajamos en el espacio, alteramos la el espacio, alteramos la rapidez con que pasa el rapidez con que pasa el tiempo tiempo
Y este tiende a durar Y este tiende a durar más a las velocidades más a las velocidades cercanas a la de la luzcercanas a la de la luz
Este fenómeno se Este fenómeno se denomina dilatación del denomina dilatación del tiempotiempo
1212Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
La Energía La Energía y la Masay la Masa
Einstein propuso la Einstein propuso la equivalencia de la energía y la equivalencia de la energía y la masa, masa,
En que la energía (E) debía ser En que la energía (E) debía ser igual al trabajo(T) sumado a la igual al trabajo(T) sumado a la masa(m) multiplicada por el masa(m) multiplicada por el cuadrado de la velocidad de la cuadrado de la velocidad de la luz (cluz (c22) )
E = T + m cE = T + m c22
La materia es una forma La materia es una forma especial de la energía, a veces especial de la energía, a veces llamada energía congeladallamada energía congelada
1313Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
LA RELATIVIDAD GENERALLA RELATIVIDAD GENERAL
La teoría especial de la La teoría especial de la relatividad se aplica relatividad se aplica solamente cuando se tienen solamente cuando se tienen movimientos de traslación movimientos de traslación uniformesuniformesLa teoría general es una La teoría general es una extensión en la que las leyes extensión en la que las leyes de la física se aplican a de la física se aplican a cualquier marco de cualquier marco de referenciareferenciaEn cualquier tipo de En cualquier tipo de movimiento,movimiento, incluyendo incluyendo aquellosaquellos movimientos movimientos acelerados como las de los acelerados como las de los campos gravitatorios.campos gravitatorios.
1414Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
Con la teoría de la relatividad general redefinió lo que es la Con la teoría de la relatividad general redefinió lo que es la gravedadgravedadAnticipó lo que sería la era de la energía nuclear, los vuelos Anticipó lo que sería la era de la energía nuclear, los vuelos espaciales, el radar, los relojes atómicos y los agujeros negros. espaciales, el radar, los relojes atómicos y los agujeros negros. La teoría general de la relatividad incluye a la teoría especial, La teoría general de la relatividad incluye a la teoría especial, pero además redefine lo que es la gravedad, el espacio y el pero además redefine lo que es la gravedad, el espacio y el tiempotiempo
Si en el universo siempre hay gravedad, dado que hay muchas masas y la fuerza gravitatoria tiene un radio de acción infinito, entonces todas las trayectorias en el espacio-tiempo han de ser líneas curvas.
La Revolución de La Revolución de EinsteinEinstein
1515Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
El Espacio El Espacio CurvoCurvo
Einstein se imaginó que: un Einstein se imaginó que: un observador estaba dentro de un observador estaba dentro de un amplio cajón de la forma de una amplio cajón de la forma de una habitación en el vacío del cosmoshabitación en el vacío del cosmosPara este observador no existe Para este observador no existe gravedad alguna…gravedad alguna…Supongamos que se empieza a Supongamos que se empieza a tirar con fuerza constante del tirar con fuerza constante del cajón…cajón…
El hombre llegará a concluir que se El hombre llegará a concluir que se halla en un campo gravitatorio…halla en un campo gravitatorio…Por esto extendió el principio de la Por esto extendió el principio de la relatividad a cuerpos acelerados.relatividad a cuerpos acelerados.
1616Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
Consecuencias de la Teoría GeneralConsecuencias de la Teoría General
Otra de las predicciones de la relatividad es la Otra de las predicciones de la relatividad es la formación de agujeros negros formación de agujeros negros La luz de un agujero negro no puede salir ya que La luz de un agujero negro no puede salir ya que pierde toda su energía debido a la enorme pierde toda su energía debido a la enorme gravitación del agujero. gravitación del agujero. Objetos muy masivos y que se mueven deben Objetos muy masivos y que se mueven deben producir vibraciones en el espacio-tiempo, producir vibraciones en el espacio-tiempo, llamadas ondas gravitacionales. llamadas ondas gravitacionales. Estas ondas no se mueven por el espacio-tiempo Estas ondas no se mueven por el espacio-tiempo sino que son oscilaciones del espacio-tiempo sino que son oscilaciones del espacio-tiempo Ciertas estrellas gemelas llamadas pulsares, están Ciertas estrellas gemelas llamadas pulsares, están emitiendo todo el tiempo ondas gravitacionales.emitiendo todo el tiempo ondas gravitacionales.
1717Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
Pruebas de la Pruebas de la RelatividadRelatividad
La órbita de Mercurio, en La órbita de Mercurio, en que el perihelio se mueve que el perihelio se mueve en cada órbita de lugar, en en cada órbita de lugar, en un siglo avanza 43 un siglo avanza 43 segundos de arcosegundos de arcoLas ecuaciones de la Las ecuaciones de la relatividad indican que un relatividad indican que un planeta cerca de una planeta cerca de una estrella tendría este estrella tendría este movimientomovimientoSi luz pasa cerca del Sol se Si luz pasa cerca del Sol se desviaría 1.7 segundo de desviaría 1.7 segundo de arco debido a la curvatura arco debido a la curvatura del espacio que producen del espacio que producen las grandes masas como el las grandes masas como el Sol. Sol.
1818Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
LAS LAS SOLUCIONES SOLUCIONES
DE LA DE LA RELATIVIDADRELATIVIDAD
La Solución de SchwarzschildLa Solución de Schwarzschild
Encontró que las órbitas de Encontró que las órbitas de los planetas son geodésicas los planetas son geodésicas
La Solución de FriedmannLa Solución de Friedmann
Encontró, que el Universo Encontró, que el Universo debía ser inestable y con la debía ser inestable y con la menor perturbación se menor perturbación se expandía o se contraía, pero expandía o se contraía, pero que no podía estar estático.que no podía estar estático.
1919Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
Tres posibles escenarios:Tres posibles escenarios:Densidad de masa del Universo mayor que el valor críticoDensidad de masa del Universo mayor que el valor crítico. . crece hasta un punto en que la gravedad lo detiene y luego crece hasta un punto en que la gravedad lo detiene y luego se contrae hasta volver al punto inicial llamado el Big se contrae hasta volver al punto inicial llamado el Big Crunch, Crunch,
Densidad de masa del Universo igual que el valor crítico. Densidad de masa del Universo igual que el valor crítico. llega un punto en que la aceleración de la expansión llega un punto en que la aceleración de la expansión disminuye pero sigue creciendo eternamente.disminuye pero sigue creciendo eternamente.
Densidad de masa del Universo menor que el valor crítico. Densidad de masa del Universo menor que el valor crítico. En este escenario el Universo no se detiene en su En este escenario el Universo no se detiene en su crecimiento, al contrario se aceleracrecimiento, al contrario se acelera
2020Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
El Huevo El Huevo Cósmico de Cósmico de LemaitreLemaitre
Creó el modelo del Big Bang Creó el modelo del Big Bang
llamado llamado átomo átomo primordial o huevo primordial o huevo cósmicocósmico. .
Este modelo coincidió con los Este modelo coincidió con los descubrimientos de Hubble de las descubrimientos de Hubble de las galaxias que se alejan y del galaxias que se alejan y del Universo que se expandeUniverso que se expande
El átomo primordial debía haber El átomo primordial debía haber dejado una radiación remanente dejado una radiación remanente que luego fue descubierta y que luego fue descubierta y verificada, verificada, la radiación de la radiación de fondo.fondo.
2121Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
Oppenheimer Oppenheimer y el Colapso y el Colapso GravitatorioGravitatorio
Las estrellas terminan sus Las estrellas terminan sus vidas cuando han consumido vidas cuando han consumido su combustible nuclear y la su combustible nuclear y la
estrella se estrella se implosionaimplosionaSe produce una catástrofe Se produce una catástrofe que produce una que produce una
singularidadsingularidadUna deformación del espacio Una deformación del espacio tan grande que se convierte tan grande que se convierte
en un en un agujero agujero negronegro,, es decir que el es decir que el espacio se rompe .espacio se rompe .
2222Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
EL PENSAMIENTO DE EINSTEINEL PENSAMIENTO DE EINSTEINEs necesario que encontremos nuestros Es necesario que encontremos nuestros valores, porque nuestra sociedad tiene valores, porque nuestra sociedad tiene de todo menos sentido común.de todo menos sentido común.Pocas personas son capaces de expresar Pocas personas son capaces de expresar con ecuanimidad opiniones que difieren con ecuanimidad opiniones que difieren de los prejuicios de su entorno social.de los prejuicios de su entorno social.El hombre intenta hacerse una imagen El hombre intenta hacerse una imagen simplificada e inteligente del mundo en simplificada e inteligente del mundo en la forma que mejor le conviene; luego la forma que mejor le conviene; luego intenta sustituir este cosmos propio por intenta sustituir este cosmos propio por el mundo de la experiencia y así lo el mundo de la experiencia y así lo superasupera..
2323Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
EL PENSAMIENTO DE EINSTEINEL PENSAMIENTO DE EINSTEINNo hay signo más claro de locura que repetir lo mismo una y No hay signo más claro de locura que repetir lo mismo una y otra vez esperando resultados distintosotra vez esperando resultados distintos
Las implicaciones de la relatividad son tan importantes en el Las implicaciones de la relatividad son tan importantes en el pensamiento moderno que buena parte de ellas se han pensamiento moderno que buena parte de ellas se han imbricado en nuestra vida cotidiana. imbricado en nuestra vida cotidiana.
La nueva visión del Universo como la mecánica cuántica La nueva visión del Universo como la mecánica cuántica requiere borrón y cuenta nueva, o mejor, requiere un requiere borrón y cuenta nueva, o mejor, requiere un cambio de paisajecambio de paisaje
El espacio y el tiempo que conocemos desaparecen como El espacio y el tiempo que conocemos desaparecen como por encanto y en su lugar encontramos el espacio-tiempopor encanto y en su lugar encontramos el espacio-tiempo
La desaparición del concepto de fuerza, en la gravedad. La desaparición del concepto de fuerza, en la gravedad. Ahora nos movemos por líneas suavemente curvadas a lo Ahora nos movemos por líneas suavemente curvadas a lo largo del espacio-tiempo, pero nadie nos arrastra, ni caemos, largo del espacio-tiempo, pero nadie nos arrastra, ni caemos, sólo nos movemos siguiendo las curvas naturales. sólo nos movemos siguiendo las curvas naturales.
2424Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
PARADOJAS PARADOJAS
2525Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
Ondas GravitatoriasOndas Gravitatorias
Simulando ondas gravitatorias
2626Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
La Realidad VirtualLa Realidad Virtual
2727Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
La Mente y la ConcienciaLa Mente y la Conciencia
2828Espacio y TiempoEspacio y Tiempo
La Relatividad HumanaLa Relatividad Humana. .
Gracias
