En qué consiste la teoría de la relatividad de Einstein (explicación fácil en tres pasos)

Tras 200 años siguiendo las teorías físicas de Isaac Newton, a pesar de tener ciertas lagunas, llegó Albert Einstein y las puso patas arriba con tu teoría general de la relatividad. Fue uno de los descubrimientos científicos más importantes de todos los tiempos porque nos permitió incluso llegar a entender el origen del universo. Seguro que has oído hablar de ella pero, ¿sabes en qué consiste la teoría de la relatividad de Einstein? Esta explicación sencilla en tres pasos te aclarará todo lo que debes saber.

Qué es la teoría de la relatividad de Albert Einstein

Si has oído cientos de veces hablar de ella y no llegas a comprenderla o si tu hijo ha de estudiarla para el colegio, te vendrá bien conocer cuál es el origen de la teoría de la relatividad y su explicación: 

Paso 1: entender la ley del movimiento

Isaac Newton fue el primero que estableció con detalle las leyes del movimiento, allá por el año 1680. Este físico e inventor afirmó que dos o más movimientos se suman de acuerdo con las reglas de la aritmética elemental. Veamos qué significa esto con un ejemplo: 

Si viajas en un tren a 20 kilómetros por hora y tiras por la ventanilla una pelota en la dirección de movimiento del tren. Para ti, que viajas a 20 kilómetros por hora en el tren, la lata se mueve a 20 kilómetros por hora. Pero para los demás que no estamos en el tren, el movimiento del tren y la pelota se suman, de modo que, la pelota se moverá a 40 kilómetros por hora.

De esta manera, no se puede hablar de la velocidad de la pelota a secas. Lo que cuenta es la velocidad de la pelota en relación a un objeto determinado. 

Cualquier teoría del movimiento que intente explicar la forma en que la velocidad parece variar según quien sea el observador será... una teoría de la relatividad.

Paso 2: para la luz no aplica las leyes del movimiento

Albert Einstein planteó su teoría de la relatividad basado en una idea similar a la expuesta. Se dio cuenta que la teoría que funciona para pelotas lanzadas desde un tren no funciona para la luz.

Y es que, podríamos lograr que la luz se propagara o a favor del movimiento de la Tierra o en contra de él. Si la propagamos a favor del movimiento terrestre, parecería viajar más rápidamente que en el segundo caso.

Pero, aunque parezca que va más rápido o más despacio, la realidad es que la velocidad de la luz nunca cambia. Sea cual sea el movimiento de aquello que puede emitir luz, desde el faro de un coche a los rayos solares, la velocidad de la luz siempre es la misma. 

Albert Einstein, hombre concienzudo y listo donde los haya, se dio cuenta que cuando se mide la velocidad de la luz en el vacío, siempre resulta un mismo valor: 299.793 kilómetros por segundo. Sea que provenga de donde sea e incluso viajemos en un tren y encendamos una linterna. La velocidad de la luz siempre es constante. Esto puso a Einstein sobre la siguiente verdad: para explicar esta constancia de la luz, hay que aceptar una serie de fenómenos inesperados.

Paso 3: la teoría de la relatividad de Einstein

Einstein descubrió que la masa de los objetos en movimiento aumentaba con la velocidad, que el paso del tiempo en un objeto en movimiento era más lento si la velocidad aumentaba, que los objetos se acortaban en la dirección del movimiento cuanta más fuera su velocidad y que la masa era igual a cierta cantidad de energía y viceversa.

Todo este galimatías se explica con uno de los experimentos de Einstein: si todos los planetas orbitan alrededor del sol atraídos por la fuerza de la gravedad, ¿qué ocurriría si el sol desapareciera de pronto? Newton diría que los planetas dejarían sus órbitas inmediatamente pero Einstein creía que la luz era lo más veloz del universo y tarda 8 minutos en recorrer la distancia entre el sol y la Tierra, por lo tanto, no es posible que en la Tierra dejemos nuestra órbita antes de que dejemos de ver brillar al sol. 

Einstein creía que si el sol desapareciera crearía una ola gravitacional que viajaría hasta los planetas a la velocidad de la luz, por lo tanto, dejaríamos de ver al sol brillar cuando la Tierra perdiera su órbita. Es decir, los planetas no orbitan alrededor del sol por la fuerza de la gravedad, sino por la geometría del espacio-tiempo.

Con todos estos datos y unos cuantos más, elaboró en 1905 la teoría de la relatividad que se refería a cuerpos con una velocidad constante y, en 1915 publicó su teoría general de la relatividad ya que, durante 10 años siguió investigando su teoría y extrajo consecuencias aun más detalladas para objetos con una velocidad variable, que incluía una explicación del comportamiento de los efectos gravitatorios.

Conclusión de la teoría de la relatividad

En 1905, Albert Einstein determinó que la velocidad de la luz en el vacío era independiente del movimiento de todos los observadores. Esta fue la teoría de la relatividad especial. Esta teoría, aunque no muy valorada en ese tiempo, introdujo un nuevo marco para toda la física y propuso un nuevo concepto de espacio-tiempo, una entidad que no era rígida, estaba viva y que podía ser deformada por la gravedad y la velocidad. 

Einstein luego pasó 10 años tratando de incluir la aceleración en la teoría y publicó su teoría de la relatividad general en 1915. En ella, determinó que los objetos masivos causan una distorsión en el espacio-tiempo. 

La combinación de estos dos principios (relatividad especial y relatividad general) ayuda a explicar muchos enigmas del universo, desde el movimiento de los planetas al origen del mismo pasando por la existencia de agujeros negros.

Por qué es tan importante la teoría de la relatividad de Einstein

La forma en la que entendemos el Universo cambió cuando Albert Einstein planteó su teoría general de la relatividad.

Y es que, nos ayudó a explicar el origen del universo o la orbitación de los planetas, por no contar que deberías darle las gracias porque el GPS de tu móvil que te permite llegar al destino tiene su origen en ella.

También ha ayudado a explicar la materia oscura. La energía nuclear, los reactores nucleares y la radioactividad tiene que ver con la teoría de la relatividad de Einstein.

Los campos magnéticos están explicados también por esta teoría.