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21. PRINCIPIO DE EQUIVALENCIA DE LA RELATIVIDAD GENERAL
PROPÓSITO
Que el alumno se familiarice y aplique el Principio de Equivalencia de la Teoría General de
la Relatividad.
INTRODUCCIÓN
Principio de Equivalencia
"Podemos explicar el triunfo de una teoría por referencia
a una teoría mas general (podemos explicar el
triunfo de la teoría de Newton empleando la teoría
general de la relatividad)"
Paul Feyerabend
La teoría de la relatividad general no se desarrolla en un día. De 1907 a 1915 Einstein logra
crear un auténtico monumento científico, pleno de belleza, llamado teoría de la relatividad
general. ¿Qué da origen a dicha teoría?
La teoría de la gravedad de Newton no podía quedar intacta tras el impacto de la relatividad
especial. No era una teoría de campo como la de Maxwell en la que un campo
transmite efectos electromagnéticos con la velocidad de la luz. La gravitación era una fuerza
instantánea que actuaba a distancia. Sin embargo, según la relatividad, ninguna señal puede
desplazarse a mayor velocidad que la luz. Así Einstein busca la forma de hacer relativista la
teoría de la gravitación de Newton. Además Einstein estaba preocupado por un problema
más profundo: ¿Por qué, se preguntaba, tiene que ser algo especial el movimiento uniforme?
Sería mucho más convincente que todo movimiento, uniforme o no, fuera relativo.
La aceleración es absoluta. En un vehículo que se mueve con velocidad constante no notamos
la sensación de movimiento. Pero si el mismo vehículo da un brinco lo notamos
inmediatamente.
¿La aceleración es absoluta? Supongamos que lo es y veamos lo que podemos deducir
de ello. Imaginemos un pequeño laboratorio en el espacio, lejos de otros cuerpos, de tal
manera que las personas que están en el interior no noten ningún peso. Supongamos que
experimenta una aceleración uniforme en una cierta dirección siendo g la magnitud de dicha
aceleración. Todos los objetos libres que hay dentro de él se mueven uniformemente en
línea recta. Esto es lo que nos dice la primera ley del movimiento de Newton. Pero en relación
con el laboratorio acelerado, estos objetos no acelerados darán la impresión de que se
aceleran "hacia abajo" con una aceleración de g. Cualquiera que sea su masa y su composición,
los objetos arrojados tendrán todos la misma aceleración "descendente".
Por otra parte, aquí sobre la superficie terrestre, todos los objetos arrojados, bajo determinadas
condiciones, caen con la misma aceleración, g.
De lo anterior, Einstein, desprende el principio de equivalencia de la relatividad general:
los efectos que tienen lugar en el pequeño laboratorio acelerado en el espacio reproducen
los efectos producidos en un pequeño laboratorio no acelerado de la tierra.
A manera de resumen: "Einstein acaba con los defectos que tenía la teoría de Newton,
sobre todo con la hipótesis de que la atracción gravitacional se trasmite a distancia instantáneamente,
esta suposición era para muchos físicos totalmente inadmisible y también lo
era para Newton, quien en sus "Principia Matemática" afirma que la utiliza porque es una
hipótesis necesaria, es decir, que la relatividad o la teoría de la gravitación einsteiniana llegó
no por una crisis de las observaciones o de experimentos sino por razones fundamentales
de la física teórica". (Carlos Graef Fernández. Teoría de la gravitación de Einstein)
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