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Cosmología post newtoniana
Los cosmólogos modernos o científicos que estudian la naturaleza del universo ya no necesariamente están de acuerdo con Newton en lo que respecta a la forma en que ocurren los eventos. En otras palabras, Newton vio el universo como infinito e inmutable, mientras que los científicos modernos lo ven como una evolución, una expansión, un ser y, sin embargo, sus orígenes siguen siendo un misterio para ellos.
En 1894, Albert Michelson pronunció un discurso en la dedicación del Laboratorio Físico de Ryerson en la Universidad de Chicago. En su discurso, declaró:
“Se han descubierto las leyes y hechos fundamentales más importantes de la ciencia física”.
Imagine que incluso en 1894, la comunidad de la física no creía que hubiera muchas novedades sobre el universo.
Sin embargo, fue solo diez años después que otro Albert, esta vez Einstein[1] revolucionó y cambió la forma en que el mundo miraba el universo cuando nos dio la formula E = MC².
La belleza de esta historia es que el avance de Einste in se basó en el trabajo anterior de Michelson.
La teoría de la relatividad de Einstein incluye tanto a la teoría de la relatividad especial como la de relatividad general, formuladas por Albert Einstein a principios del siglo XX, que pretendían resolver la incompatibilidad existente entre la mecánica newtoniana y el electromagnetismo.
La teoría de la relatividad especial, publicada en 1905, trata de la física del movimiento de los cuerpos en ausencia de fuerzas gravitatorias, en el que se hacían compatibles las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo con una reformulación de las leyes del movimiento.
La teoría de la relatividad general, publicada en 1915, es una teoría de la gravedad que reemplaza a la gravedad newtoniana, aunque coincide numéricamente con ella para campos gravitatorios débiles y “pequeñas” velocidades. La teoría general se reduce a la teoría especial en ausencia de campos gravitatorios.
Relatividad especial[2]
La teoría de la relatividad especial, también llamada teoría de la relatividad restringida fue publicada por Albert Einstein en 1905 y describe la física del movimiento en el marco de un espacio-tiempo plano. Esta teoría describe correctamente el movimiento de los cuerpos incluso a grandes velocidades y sus interacciones electromagnéticas, se usa básicamente para estudiar sistemas de referencia inerciales (no es aplicable para problemas astrofísicos donde el campo gravitatorio desempeña un papel importante).
Estos conceptos fueron presentados anteriormente por Poincaré y Lorentz, que son considerados como precursores de la teoría. Si bien la teoría resolvía un buen número de problemas del electromagnetismo y daba una explicación del experimento de Michelson-Morley, no proporciona una descripción relativista adecuada del campo gravitatorio.
Tras la publicación del artículo de Einstein, la nueva teoría de la relatividad especial fue aceptada en unos pocos años por prácticamente la totalidad de los físicos y los matemáticos. De hecho, Poincaré o Lorentz habían estado muy cerca de llegar al mismo resultado que Einstein. La forma geométrica definitiva de la teoría se debe a Hermann Minkowski, antiguo profesor de Einstein en la Politécnica de Zürich; acuñó el término “espacio-tiempo” (Raumzeit) y le dio la forma matemática adecuada. El espacio-tiempo de Minkowski es una variedad tetradimensional en la que se entrelazaban de una manera indisoluble las tres dimensiones espaciales y el tiempo. En este espacio-tiempo de Minkowski, el movimiento de una partícula se representa mediante su línea de universo (Weltlinie), una curva cuyos puntos vienen determinados por cuatro variables distintas: las tres dimensiones espaciales ( x , y , z ) y el tiempo ( t ). El nuevo esquema de Minkowski obligó a reinterpretar los conceptos de la métrica existentes hasta entonces. El concepto tridimensional de punto fue sustituido por el de suceso. La magnitud de distancia se reemplaza por la magnitud de intervalo.
Relatividad general[3]
Esquema bidimensional de la curvatura del espacio-tiempo (cuatro dimensiones) generada por una masa esférica.
La relatividad general fue publicada por Einstein en 1915, presentada como conferencia en la Academia de Ciencias Prusiana el 25 de noviembre. La teoría generaliza el principio de relatividad de Einstein para un observador arbitrario. Esto implica que las ecuaciones de la teoría deben tener una forma de covariancia más general que la covariancia de Lorentz usada en la teoría de la relatividad especial. Además de esto, la teoría de la relatividad general propone que la propia geometría del espacio-tiempo se ve afectada por la presencia de materia, de lo cual resulta una teoría relativista del campo gravitatorio. De hecho, la teoría de la relatividad general predice que el espacio-tiempo no será plano en presencia de materia y que la curvatura del espacio-tiempo será percibida como un campo gravitatorio.
Debe notarse que el matemático alemán David Hilbert escribió e hizo públicas las ecuaciones de la covariancia antes que Einstein. Ello resultó en no pocas acusaciones de plagio contra Einstein, pero probablemente sea más, porque es una teoría (o perspectiva) geométrica. La misma postula que la presencia de masa o energía «curva» al espacio-tiempo, y esta curvatura afecta la trayectoria de los cuerpos móviles e incluso la trayectoria de la luz.
Einstein expresó el propósito de la teoría de la relatividad general para aplicar plenamente el programa de Ernst Mach de la relativización de todos los efectos de inercia, incluso añadiendo la llamada constante cosmológica a sus ecuaciones de campo4para este propósito. Este punto de contacto real de la influencia de Ernst Mach fue claramente identificado en 1918, cuando Einstein distingue lo que él bautizó como el principio de Mach (los efectos inerciales se derivan de la interacción de los cuerpos) del principio de la relatividad general, que se interpreta ahora como el principio de covariancia general.
El 7 de marzo de 2010, la Academia Israelí de Ciencias exhibió públicamente los manuscritos originales de Einstein (redactados en 1905). El documento, que contiene 46 páginas de textos y fórmulas matemáticas escritas a mano, fue donado por Einstein a la Universidad Hebrea de Jerusalén en 1925 con motivo de su inauguración.
En 1929, Edwin Hubble, quien lleva el nombre del famoso Telescopio Espacial Hubble de la NASA, descubrió la expansión del universo al mostrar que cuanto más distante es una galaxia de nosotros, más rápido se aleja. También fue el primer soporte observacional para una nueva teoría sobre el origen del universo propuesta por Georges Lemaitre: el Big Bang. Después de todo, un Universo en expansión debe haber sido una vez más pequeño.
Lemaître fue un pionero en la aplicación de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein a la cosmología. En un artículo de 1927, que precedió al artículo histórico de Edwin Hubble por dos años, Lemaître derivó lo que se conoció como la ley del Hubble.
Rab Naftali Espinoza, Rosh Yeshiva Pirjei Shoshanim
Comentario Basado en el Sefer Ciencia de l Kabalah.
[1] Albert Einstein (Alemán: 14 de marzo de 1879-Princeton, Estados Unidos, 18 de abril de 1955) fue un físico alemán de origen judío, nacionalizado después suizo, austriaco y estadounidense. Es considerado el científico más conocido y popular del siglo XX. En 1905, cuando era un joven físico desconocido, empleado en la Oficina de Patentes de Berna, publicó su teoría de la relatividad especial. En ella incorporó, en un marco teórico simple fundamentado en postulados físicos sencillos, conceptos y fenómenos estudiados antes por Henri Poincaré y por Hendrik Lorentz. Como una consecuencia lógica de esta teoría, dedujo la ecuación de la física más conocida a nivel popular: la equivalencia masa-energía, E=mc². Ese año publicó otros trabajos que sentarían algunas de las bases de la física estadística y de la mecánica cuántica. Fuente: Wikipedia.
[2] Referencia wikipedia.
[3] Idem.
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