La relatividad es una de las teorías más exitosas que Albert Einstein desarrolló. Sacudió el mundo mediante la alteración de la forma en que pensamos en el espacio y el tiempo.
Uno de los efectos que surgen de la teoría de la relatividad es que diferentes observadores, que viajan a diferentes velocidades, pueden tomar completamente diferentes mediciones del mismo evento. Sin embargo, todas las mediciones son técnicamente correctas. Todo es relativo. Por ejemplo, un período de tiempo para que alguien en la Tierra que dura cientos de años pueden ser sólo un par de horas para alguien que viaje en un cohete cerca de la velocidad de la luz. Una persona puede medir un coche estacionario y ser uno largo, pero cuando ese mismo coche comienza carreras a lo largo de una pista, su longitud aparece más corta a una persona inmóvil. Estos dos efectos se conocen como la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud.
Usted puede ser consciente de los efectos de la relatividad a velocidades increíblemente rápidas: cerca de la velocidad de la luz. Puede que te sorprenda oír, entonces, que la relatividad es algo que experimentamos todos los días. Se encuentra en el más técnico de los lugares, y en algunos lugares que pueden nunca han ocurrido a usted como estar fuera de lo común. Ya que es de 100 años desde que Einstein publicó su artículo sobre la relatividad general, parece que la ocasión perfecta para descubrir cómo la relatividad nos afecta día a día.
GPS
Casi cualquier persona que tenga un teléfono inteligente tiene acceso a un sistema de posicionamiento global o GPS. Cada vez que intenta planear una ruta de «mi ubicación actual,» el teléfono tiene que conectarse a un satélite a fin de averiguar exactamente donde «su ubicación actual» es. Los Satélites zumban alrededor de la Tierra a una velocidad bastante saludable: alrededor de 10.000 kilómetros por hora (aproximadamente 6213 millas por hora).Esto puede sonar rápido, pero es sólo alrededor de una milésima de la velocidad de la luz, por lo que podría no pensar que es lo suficientemente rápido para efectos relativistas que se llevan a cabo. Pero, aunque a una velocidad mucho más lenta que la velocidad de la luz, el satélite todavía experimenta dilatación del tiempo: Se pone «más viejo» por aproximadamente 4 microsegundos cada día.
El satélite experimenta el paso del tiempo más rápido que las personas en la Tierra. Incluya los efectos de la gravedad (que también provoca la dilatación del tiempo) y esta cifra sube a cerca de 7 microsegundos.
El color del oro
El oro tiene un color característico, suave, amarillo. Su brillo hermoso parece aún más exótico cuando te das cuenta de que en realidad es debido a los efectos relativistas. ¿Le permite calcular la frecuencia (color) de la luz que emite el oro sin tomar en cuenta la relatividad, que le predecirlo tener un brillo plateado. Sin embargo, el color dorado en realidad se inclina más hacia el extremo rojo del espectro.
Esta discrepancia puede explicarse al examinar cómo los electrones en los átomos de oro se mueven en sus conchas. Hay un total de 79 electrones girando alrededor de un átomo de oro, y 79 protones en el núcleo. En el orbital más cercano al núcleo (conocido de otra manera como el orbital 1s), los electrones tienen que moverse a una velocidad sorprendentemente rápida. Se mueven en aproximadamente la mitad de la velocidad de la luz para evitar ser arrastrados por la poderosa carga positiva de los protones en el núcleo, y que hace que muchos de los efectos relativistas ocurran.
Debido a que los electrones se mueven tan rápido, las capas de electrones separados parecen estar más cerca de lo que realmente son. Para que un electrón salte a un nivel de energía más alto tiene que absorber una longitud de onda específica de la luz. En oro, las longitudes de onda que pueden ser absorbidas son por lo general en el rango ultravioleta – más allá de lo que podemos ver. Sin embargo, cuando contamos los efectos relativistas que parecen apretar las conchas más cerca, nos encontramos con que el oro realmente comienza a absorber la luz con una frecuencia más pequeña: la luz azul.
La luz azul es absorbida y sólo los colores rojos se reflejan en nuestros ojos. Por lo tanto, el oro tiene un brillo amarillento glamoroso.
Electroimanes
Sólo algunos metales son naturalmente magnéticos, como el hierro, por ejemplo. Dicho esto, es posible crear un imán de cualquier metal al convertirlo en una bobina de alambre y corriendo una corriente eléctrica a través de él. Estos metales electrificados tienen una extraña propiedad: sólo magnéticamente afectar a los objetos que se mueven y no tienen ningún efecto sobre los objetos estacionarios. Se trata de un electroimán, y es gracias a la relatividad especial que este fenómeno es posible.
La corriente eléctrica es el flujo de electrones se mueven libremente a través de un metal, rodeado por una rejilla de protones estacionarias. Si un objeto cargado se encuentra todavía al lado de un electroimán, entonces no pasa nada a ella. A pesar de que los electrones fluyen, que ocupan una cantidad similar de espacio para los protones de manera que sobre todo el metal electrificada no tiene ningún efecto sobre ella.
Sin embargo, si este objeto cargado se mueve junto con el cable, luego empieza a sentir los efectos de la contracción de la longitud de los electrones que se mueven. Esto significa que la densidad de protones estacionarios se hace mayor que los electrones que fluyen y el metal presenta una carga positiva, haciendo que el objeto sea atraído o repelido.
Televisores Viejos
Los televisores viejos podrían estar desapareciendo, sin embargo el equipo dentro de ellos está todavía en uso común hoy en día. El TV antiguo, antes de la invención de las pantallas de plasma, estaba equipado con un instrumento llamado un tubo de rayos catódicos. Este dispositivo acelera electrones y les dispara detrás de una pantalla que tiene un revestimiento que da la luz cuando son golpeados por electrones. El resultado es que te puedes sentar y disfrutar de una emisión de televisión. Sin embargo, no es tan simple como el disparo de un par de electrones a una pantalla. Los electrones cargados negativamente se dirigen al punto correcto en la pantalla utilizando la carga positiva de los imanes para que los espectadores pudieran ver una imagen perfecta.
Estos electrones se mueven a más o menos un tercio de la velocidad de la luz. Esto significa que los ingenieros tuvieron que dar cuenta de contracción de la longitud en el diseño de los imanes que dirigen los electrones para formar una imagen en la pantalla. Sin tener en cuenta estos efectos, el objetivo del haz de electrones sería apagado y crear imágenes ininteligibles.
