HOY SÍ que vas a entender la Relatividad General

o la de einstein estos planes está ya completamente la cabeza porque hoy te presento 6 datos fáciles y básicos para que entiendan de una vez por todas qué es esta vaina de la relatividad general listo el 25 de noviembre de 1915 un extenuado albert eisntein presenta ante la academia prusiana de las ciencias lo que hoy se conoce como la teoría general de la relatividad cuatro años más tarde en mayo de 1919 el astrónomo más conocido de su tiempo sir arthur eddington volvía de una expedición en la isla de príncipe con unos datos fundamentales para respaldar

esta teoría el cosmos se comporta de la manera que albert eisntein había predicho la relatividad general era confirmada y su creador ganaría fama mundial había nacido una nueva estrella el digno sucesor de isaac newton su nombre albert eisntein la relatividad general es posiblemente la teoría más bella elegante sutil y potente que jamás se ha escrito con estos pocos símbolos que se ven aquí se describen la armonía del cosmos esa danza rítmica de planetas y estrellas pero también su lado más monstruoso más agitado las estrellas de neutrones los agujeros negros pero no vas la relatividad general

es el andamiaje del cosmos la estructura del espacio-tiempo de hecho es difícil exagerar la importancia y grandiosidad de esta teoría una de las cumbres del pensamiento humano una obra inmortal que verdaderamente no se eleva como especie la relatividad general de albert einstein pues ahora que ya sabes un poco de contexto yo te pregunto quieres entender de una vez por todas qué es esta web y cómo funciona la relatividad general prepara tu cerebro porque va a doler qué es la relatividad general la gente normal el populacho los magos de la ciencia dicen la relatividad blablabla la

relatividad bla bla bla pero un nerd de verdad un seguidor de dante un blog un auténtico ñoño sabe que dentro de la relatividad hay dos teorías son dos tipos todo empieza en 1905 un albert eisntein casi indigente literalmente empieza a reflexionar sobre la dinámica de la luz observando en coherencia en las teorías clásicas sus desarrollos dieron lugar a la relatividad especial una teoría de la materia en movimie el espacio y el tiempo sin gravedad lo cuento en este vídeo todo eso que vemos por ahí de dilatación del tiempo dilatación de las distancias paradoja de los

gemelos y demás es parte de la relatividad especial que no es especial porque sea guay super mega chachi no no no no es especial porque está limitada es un caso particular un mundo sin gravedad pero alberto que era un tipo muy listo sabía que su trabajo estaba incompleto por un lado porque era una teoría que no incluía la gravedad un mundo sin gravedad sin aceleración es sólo una teoría a medias por otro lado había notado que su relatividad especial estaba en conflicto con las leyes de newton en particular con la ley de la gravitación universal

que establece que la fuerza entre dos cuerpos es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia lo que hace que nos preguntemos qué distancia las distancias son relativas entonces cuál de las dos tomamos la que mido yo la que me des tu recuerda que en relatividad especial las distancias se acortan o se expanden en función de en quién las medidas y algo así no podía ocurrir así que se necesitaba una nueva teoría de la gravitación esto que de palabra suena metal y la gravitación mega listo rápido finito en realidad suponía un grandísimo reto sus amigos le

alertaron blank le dijo que podría volverse loco y que aunque diera con la teoría correcta posiblemente nadie le creería aún así si lo consiguiera se pondría a la altura del mismísimo isaac newton hablamos de un esfuerzo hercúleo una obra ésta sí faraónica un reto intelectual de enormes dimensiones y atreverse a ir contra la obra del glorioso newton en un tour de force posiblemente inigualable en la historia de la ciencia durante una década einstein usó todos sus conocimientos de física y matemáticas para conseguir una teoría completa de la gravitación dando con una descripción simple bella y

armónica de la materia el tiempo y el espacio una teoría universal para todo el cosmos es la teoría de la relatividad general una teoría de la materia el movimiento el espacio y el tiempo con gravedad esto fue lo que presentó albert eisntein en noviembre de 1915 en la academia prusiana de las ciencias una extensión de la actividad especial para abarcar cualquier observador en el cosmos por eso podemos entender que la relatividad especial es extendida o generalizada por la relatividad general una teoría más completa de la dinámica del universo técnicamente para el que quiera más caña

con la relatividad lo que einstein buscaba eran leyes del movimiento que fueran válidos para todos los observadores con la relatividad especial a este en conciliar leyes que fueran independientes de movimientos inerciales es decir sin aceleración con la relatividad general einstein amplia el rango de validez incluyendo observadores en movimientos no inerciales es decir con aceleración es otra forma más técnica de ver la relatividad la especial para observadores inercial es la general para cualquier observador no inerciales es por esto por lo que a éste no le gustaba nada el nombre de relatividad relatividad relativo a que en

realidad la búsqueda de esta teoría es justamente lo contrario lo absoluto lo invariable claro que absoluto cidad o invariabilidad no tienen tanto punch o no crees la relatividad general es una teoría del movimiento de la materia del espacio y él tiene válida para todos los observadores en el cosmos el principio de equivalencia einstein ya tenía un objetivo tan pronto como hubo liquidado su relatividad especial einstein se centró en ampliar la en generalizar albert era un tipo de intuiciones de golpes de instinto tiene un gran olfato para distinguir las buenas corazonadas de las malas para saber

de qué hilos había que tirar él trabajaba con imágenes físicas él visualizaba un concepto con significancia física y creaba una idea que luego desarrollaban matemáticamente pero la idea era lo central alrededor de lo que giraba el resto la idea era la clave y siempre volvía a ella cuando se perdía con las matemáticas y esa corazonada llegaría en 1917 mientras estaba sentado en su silla en la oficina de patentes de ver albert se dio cuenta de que si se caía de la silla antes de pegarse el hostias o padre mientras estaba en el aire estaría ingrávido

sin fuerzas no sentiría su propio peso esta idea que para cualquiera de nosotros sería un pensamiento superfluo como ver volar una mosca para fue oro puro más tarde la denominaría la idea más feliz de su vida es el principio de equivalencia vamos a intentar entender bien en qué consiste este principio imagina que estás en un coche que acelera al arrancar sentirás que tu espalda se pega contra el asiento cierto hay una fuerza que llamamos fuerza de inés ya que entendemos gracias a la primera ley de newton como una especie de resistencia oposición a los cambios

de movimiento pero para pensar esto un segundo novecientas relación entre esta fuerza de inercia y la gravedad si no lo ves piensa lo siguiente imagina que estás en un ascensor cerrado y sin ventanas podrías distinguir si estás parado en la superficie de la tierra o estás en el espacio viajando a toda leche en este segundo caso si la aceleración del ascensor hacia arriba es precisamente de 9,8 metros por segundo al cuadrado la fuerza de inercia que sientes contra el suelo es exactamente igual que la fuerza de la gravedad ambas situaciones son indistinguibles equivalentes este es

el principio de equivalencia y porque algo así puede ser importante porque es precisamente la conexión entre las leyes que él ya había desarrollado el movimiento en el espacio sin gravedad con las leyes que él quería desarrollar el movimiento en el espacio con gravedad este es el gancho el vínculo entre la relatividad general y su relatividad especial técnicamente agarra el cerebro porque viene zumo de neurona se puede ver de una forma muy sutil pero también muy útil el había encontrado una invariante a entre las leyes si tú te tiras por un acantilado estás en lo que

se llama caída libre realmente no sientes ninguna fuerza que tire de ti piénsalo bien si te pesará la báscula marcaría cero o si sacarás unas canicas de tu bolsillo flotar ian junto a ti estarías en un estado de ingravidez como un astronauta por lo tanto las leyes de la física en el espacio vacío y en un movimiento de caída libre con gravedad tienen que ser las mismas exactamente iguales ahí está el gancho para extender su relatividad especial algo mayor así que podemos ver el movimiento de caída en un entorno con gravedad como un movimiento libre

de fuerzas la gravedad comenzaba a sospechar einstein no sería una fuerza así que stern en 1907 ya tenía por dónde empezar a trabajar alrededor de este principio de equivalencia el principio equivalencia es el nexo entre la relatividad especial y la relatividad general cómo funciona la relatividad general con esta hermosa corazonada einstein estaba listo para dar con el mecanismo detrás de la gravedad la curvatura del espacio-tiempo le acompañaron dos potentes intuiciones en primer lugar sus reflexiones sobre lo que hoy se conoce como la paradoja de eren fest una cuestión que ya ha explicado en este vídeo

de una persona en un tiovivo vea cortadas sus distancias en la dirección tangencial y no en su dirección radial una longitud que es menor que 2 y por el radio eso sólo puede ocurrir si el espacio está curvado sólo en un espacio curvo se da la geometría que permite este tipo de distorsión tan particular por otro lado están las fuerzas de marea que se llaman así porque son las que explican las mareas en la tierra la conexión de estas fuerzas de marea con la relatividad general es útil para ello imaginemos que tenemos una persona con

dos piedras en la superficie de la tierra como las dos piedras si las dejo caer a la vez desde la misma altura caerán al suelo en línea recta en paralelo verdad ahora imaginemos que estas piedras están hechas de un material tal que son capaces de atravesar toda la tierra que pasará caerán irán viajando hacia abajo y chocarán en el centro de la tierra que extraño no dos cuerpos en caída libre como vimos antes en una situación de ausencia de fuerzas deberían caer en líneas paralelas en líneas rectas no gustase nunca no pero dos líneas paralelas

se definen precisamente así por ser dos líneas que nunca se cruzan nunca se cortan pero en este caso no ocurre así dos líneas paralelas perfectas están cruzados en un punto el centro de la tierra como puede ser en una geometría curva las líneas paralelas si se cortan por ejemplo en la superficie de la tierra dos líneas perpendiculares al ecuador y por lo tanto paralelas se cortan precisamente en el polo norte estas líneas rectas en un espacio curvo son lo que se llaman técnicamente geológicas y son las líneas de distancia mínima en este espacio curvo y

por lo tanto son las trayectorias de partido en ausencia de fuerza cuando estamos en una geometría curva puedes ver esta parte que es realmente difícil y está el cerebro tantas veces como te sea necesario pues aquí está la clave para conectar el principio de equivalencia con el espacio-tiempo curvo de la relatividad general es aquí cuando albert esencia da cuenta del mecanismo de la gravedad no es una fuerza que tira hacia abajo todo el tiempo la caída libre de la gravedad es un movimiento natural en ausencia de fuerzas en un espacio-tiempo curvo es el espacio-tiempo curvo

el que genera ese movimiento acelerado característico de la gravedad y no un tirón o fuerza hacia abajo lo que nosotros experimentamos como gravedad aquí en la tierra lo que llamamos peso no es más que una desaceleración un frenado una fuerza de inercia que ejerce la tierra para evitar que caigamos hacia su centro en un movimiento que sería el natural en un espacio-tiempo curvo el de caída acelerado un movimiento en ausencia de fuerzas john wheeler que era una mente preclara y que siempre tenía las palabras idóneas para despertar el colectivo de la gente lo describió así

la materia le dice al espacio como curvarse el espacio le dice a la materia cómo moverse y este es precisamente el contenido de esta gran ecuación relacionan la cantidad de materia y energía en un entorno determinado con la curvatura del espacio-tiempo y cómo llegó a albert einstein desde esta idea de la curvatura del espacio-tiempo hasta la solución final esto es prácticamente una historia digna de una película de hollywood y es que einstein desconocía las matemáticas necesarias para realizar este trabajo así que acudió a su amigo matemático marcel grossman norman lo puso en la dirección correcta

las matemáticas desarrolladas unos 50 años antes por el alemán bertran riman unas matemáticas del espacio-tiempo curvo una nueva geometría lo que hoy se conoce como la geometría diferencial cuatro años más tarde de intenso trabajo intentando colocar en orden todas las piezas del rompecabezas entendería con la solución final lo que conocemos como la teoría general de la relatividad es producida por la curvatura del espacio-tiempo que significa que el espacio está curvado voy a insistir un poquito en esto de la curvatura del espacio-tiempo porque de verdad que es fundamental además es particularmente bello cuando uno descubre y

entiende verdaderamente qué significa esto de que el espacio curvo produce cambios en el movimiento se genera una sensación difícil de escribir como que se abren los poros como que uno deja de ser un mago atentos y viajes por el espacio libre de fuerzas vas en línea recta sin la aceleración el espacio-tiempo es plano si viajas por el espacio en el entorno de un cuerpo masivo como una estrella comienzas a acelerarse pero esta vez también libre de fuerzas llevas el movimiento natural de un espacio-tiempo curvo estoy llegando por eso que podemos decir de una forma así

como de andar por casa que la gravedad no es una fuerza la analogía que mejor funciona para esto aunque es sólo una analogía y por lo tanto no es perfecta es la de la lona la lona representa el espacio-tiempo al poner un cuerpo masivo como una bola este se distorsiona cualquier cuerpo que dejamos caer en la lona ahora se ve afectado por la distorsión de esta esta es una analogía que puede llevar a equívocos hay que tener mucho cuidado con ella aunque la imperfección de esta analogía la voy a contar en otro vídeo vale para

que te enteres atento y por si todo esto no te lo crees toca experimentar y es que hay una forma muy visual muy potente de entender todo esto del principio de equivalencia y la caída libre en ausencia de fuerzas con un ejemplo que hice en uno de los primeros vídeos de date un blog de este canal te acuerdas en ese vídeo probamos el principio de equivalencia de una forma muy visual simplemente pensando te en un ascensor subiendo y bajando en caída libre como puedes imaginar no pensarías nada otra forma de ver la ausencia de peso

en caída libre es con una botella agujereado al caer deja de salir líquido esto es porque no hay peso y por lo tanto no hay presión y esta es la verdadera transformación que inició albert einsten con la relatividad general una nueva concepción del espacio y el tiempo y un nuevo mecanismo para entender la gravedad la materia distorsiona el tiempo y el espacio y esto altera el movimiento libre de fuerzas confirmación cuando ahí están culminó su trabajo tenía una sensación de inevitabilidad con respecto a este de necesidad tenía que ser así si o si no había

otra alternativa todo encajaba perfectamente él estaba convencido de su veracidad por su poder su elegancia y su belleza aún así una de las primeras cosas que hizo al ver con su teoría fue aplicarlo a un problema conocido de la época es el que se conoce como el problema de la precisión de la órbita de mercurio la órbita de este planeta va girando con el tiempo en un movimiento que se conoce como precesión esto era algo que ya había sido predicho por las leyes de newton aunque había una pequeña discrepancia la teoría daba una variación de

531 segundos de arco por siglo mientras que las observaciones indican que era de quinientos setenta y cuatro segundos de arco por siglo einstein tenía la intuición de que esta pequeña discrepancia era significativa era una especie de grito de socorro una voz de alarma de la propia teoría indicando que la gravitación clásica la de newton no era del todo correcta con una nueva gravitación este valor si se podría justificar y así fue el valor obtenido por albert con su relatividad para la precisión encajaba con una precisión tremenda con el balón observar ahí están comentó que cuando

llegó en este resultado estuvo fuera decir durante varios días la verdad es que es difícil imaginar la emoción que pudo sentir al ver en la soledad de su casa cuando vio las cosas como eran en cualquier caso esto es lo que se conoce en ciencia como una pos dicción un pequeño problema un desajuste entre experimento y teoría que motiva la generación de una nueva teoría aún así esto es peligroso puesto que puede generar cierto sesgo si uno conoce lo que quiere obtener está sesgado con respecto al desarrollo de la teoría ya sabes la respuesta de

antemano y esto en ciencia no se suele tomar demasiado en serio es curioso como albert eisntein una persona muy crítica pero es también una persona con una fuerte intuición con fuertes convicciones por la belleza de una teoría él estaba convencido de que su teoría tenía que ser correcta llegó a decir que si el universo no seguía la relatividad general de albert eisntein peor para el universo pero aunque para él esta predicción y su sentido de belleza elegancia e inevitabilidad de la teoría era suficiente síntoma para su veracidad la comunidad científica necesitaba algo más fuerte una

predicción que la teoría sea capaz de indicar algo nuevo de pronosticar un nuevo fenómeno que se pueda medir y confirmarlo experimentalmente ese algo existía y einstein lo sabía como veremos una de las consecuencias de la teoría de la relatividad general de albert einsten es que la luz como fuente de energía con que no tiene masa también pesa por eso un rayo de luz se puede curvar debido a la gravitación al pasar por un cuerpo masivo porque no medir una estrella que esté próxima al sol y medir cómo se curvan los rayos de luz al pasar

cerca de ésta sino redes de luz de una estrella pasan cerca del sol este debería desviar los para un observador desde la tierra parece que la estrella está en otro lugar estos se pueden medir claramente hay un problema como ver estrellas cerca del sol y por lo tanto de día en saint tenía una propuesta porque no esperar a un eclipse de sol esto fue lo que se hizo precisamente en mayo de 1919 es decir hace 100 años arthur eddington como en todos dos expediciones unas obras en brasil y otra en la isla del príncipe en

el golfo de guinea el mismo sir arthur eddington el astrónomo más famoso de su época participó en esta última aunque la suerte no parecía estar de su lado nubes y lluvia en ambos lugares sin embargo consiguieron durante un espacio pequeño de tiempo ver alguna estrella en el año 1920 los resultados fueron publicados apoyando la teoría general de la relatividad einstein era elevado al olimpo de los dioses de la física digno sucesor del grandísimo isaac newton esto desató una lluvia mediática einstein y la relatividad se hicieron mundialmente famosos convirtiéndose de la noche a la mañana en

una auténtica celebridad aunque como algunos relatan nadie entendiera lo que él había hecho hay una anécdota muy graciosa ya que se comenta que un periodista un día le dijo a eddington que que se sentía al ser una de las tres personas únicas en el mundo que entendía esta teoría entonces quedó pensativo por lo que el periodista le dijo venga entón no seas tan modesto a lo que él respondió no no precisamente al contrario estoy pensando quién puede ser esa tercera persona hoy las pruebas experimentales en favor a esta teoría son abrumadoras y muy firmes no

se ha encontrado ni una sola fisura con esto entramos en una nueva era de la humanidad la era de la relatividad son múltiples y rotundas las evidencias científicas en favor de la teoría de la relatividad consecuencias si es importante la relatividad general no es solamente porque sea una forma útil y potente de describir el cosmos en el que vivimos también es por las consecuencias que ha tenido en la forma en que entendemos ciertas magnitudes físicas y en nuevas áreas de la física que se ha creado por ejemplo modifican nuestra concepción del tiempo que ahora ya

no solamente se dilata por la posición relativa de un observador con respecto a otro también se dilata debido a la presencia de un campo gravitatorio esto es precisamente lo que ocurre en la película interestelar en ese planeta donde una hora equivalen a siete años en la tierra esto la presencia del campo gravitatorio de ese gran agujero negro algo que fue probado experimentalmente en el año 1959 un experimento que midió la diferencia de tiempo entre el suelo y el alto de una torre gracias a la relatividad también sabemos que aunque la luz no tiene masa también

pesa debido a que tiene energía cualquier cosa con energía también gravita algo también confirmado experimentalmente más aún esto implica que cuando la luz abandona un cuerpo muy masivo estatus pierde energía y por lo tanto se convierte en una onda de menor frecuencia esto lo que se conoce como un desplazamiento al rojo o reds y algo que también ha sido medido experimentalmente más cosas si la gravedad producida por la distorsión del espacio tiempo que se curva ante la presencia de una masa esté entre el espacio-tiempo es flexible por lo que puede conducir ondas son las ondas

de gravedad las ondas gravitacionales estas son ondas que se producen en el tejido del espacio-tiempo y que se propagan a la velocidad de la luz ondas que fueron detectadas en el año 2015 por el experimento life y seguimos además de la energía que como vimos antes también es una fuente de gravitación y de la masa obviamente la presión también pesa lo cual genera efectos muy curiosos y es que la presión al contrario de la energía y de la masa puede tener dos sentidos positivo y negativo es decir se puede crear presión gravitatoria repulsiva así que

aquí tenemos un mecanismo para generar una gravedad que se pare de repulsión imaginas la importancia que puede tener esto tensión a algún fenómeno de la historia del cosmos esta repulsión de esta gravedad negativa pues si has adivinado la expansión del universo y por supuesto la relatividad general también nos abrió los ojos a nuevos fenómenos del cosmos nuevos objetos por ejemplo los agujeros negros sí sí los agujeros negros son una consecuencia de la relatividad general toda la dinámica de estos lo sabemos gracias a esta bella teoría cómo son cómo se generan cómo se comportan todo es

gracias a la relatividad general e incluso los hipotéticos agujeros de gusano estos también son productos nuevamente de estas ecuaciones sublimes pero más importante por encima de esta nueva concepción de magnitudes de la física la relatividad general creó una nueva área de la física en lo que conocemos como la cosmología antes de albert eisntein todo lo que se conocía sobre el universo es que un lugar reducido la vía láctea formado por unos puntos brillantes en el cielo las estrellas un universo pequeño manso y apacible un universo eterno la relatividad general cambió completamente esta visión y se

convirtió en una potentísima arma para estudiar el universo en el que vivimos el big band es una consecuencia directa de las leyes de einstein el universo ya no es eterno tuvo un inicio la expansión del universo la inflación del fondo cósmico de microondas incluso las nuevas teorías de brand as multiverso teoría de cuerdas todas ellas beben directamente de la relatividad general el universo es un lugar completamente diferente desde que lo miramos con las gafas de la relatividad general la relatividad general ha modificado completamente nuestra forma de ver el mundo ya nosotros mismos nuestra relación con

el cosmos normalmente se dice que albert einsten desbancó derrocó a isaac newton y su teoría de la gravitación creo que es muchísimo más sano y más fiel verla de una forma diferente que albert einstein se subió a hombros de gigantes ambos precisamente de este gran genio de la gravedad aisha newton desde ahí vio un nuevo mundo un nuevo cosmos el cosmos según la general la transformación que provocó el desarrollo de la relatividad tiene las dimensiones de revolución ahora quizás después de esta breve introducción ya eres capaz de apreciar la belleza sublime de esta gran obra

una que yo considero que es la cumbre del pensamiento humano de verdad si tenemos que elevar por encima de la humanidad las grandes obras de nuestra especie como representativas del género humano yo junto a los conciertos de mozart las sinfonías de beethoven las pinturas y esculturas de miguelángel o las obras de shakespeare pondría este trabajo de aquí esta bella ecuación la teoría de la relatividad general de albert einstein es un auténtico patrimonio de la humanidad es representativo de lo más bello y grande que es capaz de hacer el género humano creo que ya estás en

situación de entender porque albert eistein es sino el más grande de toda la historia si una de las mentes más brillantes de todos los tiempos y que queda por delante pues mucho aplicar las leyes de la relatividad general a procesos cósmicos que aún no entendemos completamente encontrar quizás una forma de incluir las leyes cuánticas dentro de la gravitación y encontrar por ejemplo el gravitón o incluso expandir esta ley de la agradeción universal quizás a una teoría más completa nadie sabe lo que sí está claro es que aún queda muchísimo camino por recorrer y quizás seas

tú el próximo baldera este piensa pues esto ha sido todo compañeros espero que les haya gustado muchísimo este vídeo me despido sin más recomendado en libros que más se dio de inspiración para crear este vídeo como este que tengo aquí agujero negro y tiempo curvo de kip thorne o el libro de micho cactus sobre la vida de einstein también muy bueno para entender un poquito más sobre la relatividad general también denunciando que estar en chile con motivo del eclipse muestra una semana si estás interesado que haga alguna actividad en tu pueblo en tu ciudad en

tu universidad mándame un mail a contratación a rebaja de centralidad punto es y vemos las condiciones para ver si es posible hay en chile donde estaré presenciando este eclipse total no será quizás un momento idóneo para repetir el experimento que hizo arthur eddington sala podremos hacer todos juntos también estar en guatemala con motivo de la feria del libro la filgua así que de nuevo esto será en julio se está interesado en cada una actividad en guatemala ponte en contacto conmigo contratación a trabajar en santolaya punto es y hemos si es posible cuadrar algo estar ahí

guatemala si yo también estaría en madrid haciendo dos actividades súper interesantes una de ellas será palacio de hielo donde hablaré de la película interestelar toda la física de esta película pásate por mi instagram a santo alaya para ver todos los detalles la segunda estaré con el premio nobel en física del año pasado hablando los temas de láser que estuve investigando también esto será para la alianza francesa pásate por ahí y nos conocemos y también te dejo por aquí el último capítulo de science track que seguramente te va a gustar fue con un biólogo wild y

guillermo del canal de wind y pues esto sí que sí ha sido todo darle mucho el coco y estudia que quizá seas tú el próximo albert eistein tomemos como siempre en el próximo vídeo pirata [Música] [Música]