La física moderna comienza desde comienzos del siglo XX, cuando el alemán Max Planck, investiga sobre el “cuanto” de energía, Planck decía que eran partículas de energía invisibles, y que éstas no eran continuas como lo decía la física clásica, por ello nace esta nueva rama de la física que estudia las manifestaciones que se producen en los átomos, los comportamientos de las partículas que forman la materia y las fuerzas que las rigen. (También se le llama física cuantica).
En los temas anteriormente tratados, la física clásica no servia para resolver los problemas presentados, ya que estos se basan en certezas y la física moderna en probabilidades, el cual le costo adaptarse a los físicos de la época.
En 1905, Albert Einstein, publicó una serie de trabajos que revolucionaron la física de ese entonces, que trataban de “La dualidad onda-partícula de la luz” y “La teoría de la relatividad” entre otros. Además, años mas tarde se descubre por medio de telescopios la existencia de otras galaxias, así como la superconductividad, el estudio de el núcleo del átomo, y otros; los cuales logran que años mas tarde surjan avances tecnológicos como la invención del televisor, los rayos x, el radar, fibra óptica, el computador etc.
La misión final de la física actual, es comprender la relación que existe entre las fuerzas que rigen la naturaleza: la gravedad, el electromagnetismo, la energía nuclear fuerte y la nuclear débil. Comprender y lograr una teoría de unificación, para así poder entender el universo y sus partículas.
Casi todo lo planteado en el siglo XIX, fue puesto en duda y al final fue remplazado durante el siglo XX, de esta misma manera puede ocurrir ya que existen investigaciones más complejas, y los nuevos conocimientos que se irán adquiriendo durante este nuevo siglo.
Casi todo lo planteado en el siglo XIX fue puesto en duda y al final fue remplazado durante el siglo XX, y de esta misma forma puede ocurrir actualmente, a medida que se produzcan resultados las nuevas investigaciones, y se materialicen los nuevos conocimientos que se irán adquiriendo durante este nuevo siglo.
El trabajo de Einstein comenzó con un acertijo:
Un móvil emite luz hacia adelante y hacia atrás. ¿Cuál de los dos rayos de luz se mueve con mayor velocidad en relación al suelo?
La respuesta correcta es:
La Relatividad Especial toma el hecho de la constancia de la velocidad de la luz como condición básica para la construcción de la teoría.
Además, Einstein introduce otro elemento:
La gravedad es una fuerza de atracción universal que sufren todos los objetos con masa, sea este un electrón o una estrella.
En 1916 Einstein extendió los conceptos de la Relatividad Especial para explicar la atracción gravitacional entre masas.
Según Newton la fuerza de gravedad aparece automáticamente siempre que hayan dos masas.
¿Cuál es el problema con esta teoría?
Para entender las dificultades con la teoría de Newton, que motivaron a Einstein a buscar una solución mejor, considere el siguiente experimento imaginario:
Según la teoría clásica de Newton este tiempo es 0.0 segundos, es decir, la acción de la gravedad se transmite a una velocidad infinita!!!
Esto es imposible! ya sabemos que la máxima velocidad que se da en la naturaleza es la velocidad de la luz, lo cual es justamente el postulado primordial que usó Einstein para su teoría de la relatividad. Este dilema se resuelve con la teoría de la gravedad de Einstein o Teoría de la Relatividad General.
Una forma muy compacta de expresar el punto central de la Teoría de la Relatividad General es diciendo que
Pero, ¿Qué significa todo esto?
Para entenderlo, vamos a tomar un ejemplo en el que tenemos que poner a trabajar nuestra imaginación. Supongamos que vivimos en un mundo de dos dimensiones (en vez de tres), por ejemplo en una hoja de papel (sin profundidad).
La fuerza que siente un planeta hacia el sol, en realidad es simplemente el
efecto producido por su movimiento en el espacio que ha sido deformado por la
masa del Sol.
En los temas anteriormente tratados, la física clásica no servia para resolver los problemas presentados, ya que estos se basan en certezas y la física moderna en probabilidades, el cual le costo adaptarse a los físicos de la época.
En 1905, Albert Einstein, publicó una serie de trabajos que revolucionaron la física de ese entonces, que trataban de “La dualidad onda-partícula de la luz” y “La teoría de la relatividad” entre otros. Además, años mas tarde se descubre por medio de telescopios la existencia de otras galaxias, así como la superconductividad, el estudio de el núcleo del átomo, y otros; los cuales logran que años mas tarde surjan avances tecnológicos como la invención del televisor, los rayos x, el radar, fibra óptica, el computador etc.
La misión final de la física actual, es comprender la relación que existe entre las fuerzas que rigen la naturaleza: la gravedad, el electromagnetismo, la energía nuclear fuerte y la nuclear débil. Comprender y lograr una teoría de unificación, para así poder entender el universo y sus partículas.
Casi todo lo planteado en el siglo XIX, fue puesto en duda y al final fue remplazado durante el siglo XX, de esta misma manera puede ocurrir ya que existen investigaciones más complejas, y los nuevos conocimientos que se irán adquiriendo durante este nuevo siglo.
Se divide
en:
La mecánica
cuántica
La teoría de la relatividad
Casi todo lo planteado en el siglo XIX fue puesto en duda y al final fue remplazado durante el siglo XX, y de esta misma forma puede ocurrir actualmente, a medida que se produzcan resultados las nuevas investigaciones, y se materialicen los nuevos conocimientos que se irán adquiriendo durante este nuevo siglo.
LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD
En
1906 el físico Albert Einstein (1879 - 1955) formuló la Teoría de la
Relatividad Especial
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El trabajo de Einstein comenzó con un acertijo:
Un móvil emite luz hacia adelante y hacia atrás. ¿Cuál de los dos rayos de luz se mueve con mayor velocidad en relación al suelo?
La respuesta correcta es:
- ¿El rayo de luz delantero se
mueve con mayor velocidad? NO
- ¿El rayo de luz trasero se
mueve con mayor velocidad? NO
- ¿Los dos rayos se mueven a
igual velocidad? SI
Según la Mecánica clásica la primera respuesta sería la
correcta, sin embargo un experimento realizado en 1887 por los físicos A.
Michelson y E. Morley encontró que la respuesta correcta es la última.
La velocidad de la luz es constante sin importar
quién ni cómo se emitió
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¿Qué dice la teoría de la Relatividad Especial?
La Relatividad Especial toma el hecho de la constancia de la velocidad de la luz como condición básica para la construcción de la teoría.
Además, Einstein introduce otro elemento:
La coordenada del tiempo se debe tratar
simplemente como una coordenada más del espacio.
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- Un intervalo de tiempo
medido en tierra no es igual al mismo intervalo medido desde un móvil
- Una distancia medida en
tierra no es igual a la misma distancia medida desde un móvil
- La masa y la energía son
conceptos equivalentes. La masa puede convertirse en otras formas de
energía (como, por ejemplo, ondas de luz) y al contrario. De aquí
sale la famosa fórmula
E = mc
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(E = energía, m = masa, c = velocidad de la luz)
Ejemplos
donde se ha comprobado la conversión de masa en energía son la fusión nuclear y la creación y aniquilación de materia.
RELATIVIDAD GENERAL
La gravedad es una fuerza de atracción universal que sufren todos los objetos con masa, sea este un electrón o una estrella.
En 1916 Einstein extendió los conceptos de la Relatividad Especial para explicar la atracción gravitacional entre masas.
La estructura del espacio-tiempo es modificada
por la presencia de un agujero negro.
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Según Newton la fuerza de gravedad aparece automáticamente siempre que hayan dos masas.
¿Cuál es el problema con esta teoría?
Para entender las dificultades con la teoría de Newton, que motivaron a Einstein a buscar una solución mejor, considere el siguiente experimento imaginario:
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Según la teoría clásica de Newton este tiempo es 0.0 segundos, es decir, la acción de la gravedad se transmite a una velocidad infinita!!!
Esto es imposible! ya sabemos que la máxima velocidad que se da en la naturaleza es la velocidad de la luz, lo cual es justamente el postulado primordial que usó Einstein para su teoría de la relatividad. Este dilema se resuelve con la teoría de la gravedad de Einstein o Teoría de la Relatividad General.
¿Qué dice la teoría de la Relatividad General?
- La gravedad (o atracción
entre cuerpos con masa) es consecuencia de la forma del espacio.
- La fuerza que sentimos
cuando nos movemos en un sistema acelerado (por ejemplo cuando la buseta
frena) tiene la misma naturaleza que la fuerza de atracción entre masas
(por ejemplo la fuerza de gravedad que ejerce la Tierra sobre la Luna).
Una forma muy compacta de expresar el punto central de la Teoría de la Relatividad General es diciendo que
La gravedad es equivalente a la curvatura del
espacio.
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Pero, ¿Qué significa todo esto?
Para entenderlo, vamos a tomar un ejemplo en el que tenemos que poner a trabajar nuestra imaginación. Supongamos que vivimos en un mundo de dos dimensiones (en vez de tres), por ejemplo en una hoja de papel (sin profundidad).
Vamos a medir la forma del espacio usando una
rejilla. La distancia entre un nodo y su vecino es el patrón de medida:
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Cuando no existe materia alguna el espacio es
plano. Todas las celdas de la rejilla son del mismo tamaño.
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Coloquemos una estrella en medio de este espacio.
La presencia de la estrella (por su masa) ha deformado el espacio dandole una 'curvatura' en la región
vecina a la estrella. Notar como la distancia patrón se modifica de forma más
pronunciada en cercanías de la estrella:
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¿Qué
ocurre si en vez de la estrella colocamos un agujero negro muy masivo? En este caso la
deformación del espacio es mayor:
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Se han
realizado una gran cantidad de experimentos y observaciones y hasta el día de
hoy (1999) no se han encontrado datos en contradicción con esta teoría. La
mayoría de las predicciones se han podido comprobar y se pueden resumir así:
Predicción
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Confirmación experimental
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La luz se devía al pasar por el Sol
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Fenómeno observado por Arthur Eddington en el
eclipse solar del 29 de mayo de 1919
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Precesión de la órbita de Mercurio
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Conocida antes de que Einstein formulara la
teoría
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Cambio en la rapidez con la que fluye el tiempo
en un campo gravitacional
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Medido experimentalmente por J. C. Hafele y R.
Keating en 1971
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Evidencia indirecta por observaciones del sistema
binario PSR 1913 realizadas por Hulse y Taylor en 1975.
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Varias observaciones de núcleos galácticos
activos
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Observado a diario con potentes telescopios
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Equivalencia entre masa gravitacional y masa
inercial
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Comprobado por Roll, Krotkov y Dicke en 1964
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Corrimiento espectral 'hacia el rojo' de la luz
en un campo gravitacional
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Medido por Pound y Rebka en 1960
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Integrantes:
Rosa Guadalupe Coazozón Villegas
Maritza Espejo Morales
Diana Guadalupe Pitalúa Velázquez
Angélica Tome Campechano
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