El espacio: De Euclídes a Einstein Roy McWeeny

Antes de nada, supongamos que nuestros relojes y reglas de medir son perfectos.
Esto significa que si dos longitudes son iguales, entonces se mantendrán
iguales en cualquier instante (éste es el motivo por el decimos “perfecto”,
ya que una regla real puede doblarse o romperse). Igualmente, cuando dos
relojes perfectos muestran tiempos iguales estando en el origen de un sistema
de referencia, también lo harán si se encuentran en otro sistema de referencia
diferente. Esto es lo único que necesitamos siempre que hablemos en términos
cinemáticos (es decir, cuando no tenemos en cuenta objetos reales, los cuales
poseen masa y están afectados por la ‘gravedad’, que veremos en el libro 4).
Supongamos que estamos en un tren, esperando en una estación a que unos
pasajeros entren y otros se bajen, y que otro tren pasa. Cada tren es un
sistema de referencia, como los de la Fig. 25. Desde la ventana vemos a la
gente del otro tren que hace las cosas habituales (leer el periódico, caminar
a lo largo del vagón, beber té, etc.). Tal vez, por un momento, uno puede
preguntarse: ¿qué tren está moviéndose? El otro tren se mueve con una velocidad
v relativa al nuestro, pero todo permanece como si no se estuviese
moviendo. De hecho, todo movimiento es relativo. Nuestro tren puede no estar
moviéndose en relación a la estación —aunque sí que lo está haciendo
(junto con la estación entera, la ciudad o la propia Tierra) en relación al sol
y las estrellas. Únicamente sentimos el movimiento relativo cuando éste cambia.
Si el tren para de forma repentina, seguro que lo sentiremos (si estamos
de pie lo más seguro es que nos caigamos). Por otra parte, la gente que va en
el otro tren no notará que se están moviendo a una velocidad v en relación
a nosotros a menos que v cambie. Si les vemos caer o verter su té, sabremos
que el maquinista ha frenado y el tren está parando. Por tanto, hay algo
importante relacionado con la velocidad relativa cuando ésta es constante:
observadores de dos sistemas de referencia, que se mueven con una velocidad
relativa constante, ven que las cosas suceden exactamente de la misma
forma. Albert Einstein (1879-1955) fue el primero que se dio cuenta de la
gran importancia de este hecho (para la Física, en general), llevándolo a la
categoría de axioma con el siguiente enunciado:
Las leyes de la física son exactamente las mismas en dos sistemas
de referencia en movimiento relativo uniforme (lo que significa
moverse en relación al otro a una velocidad constante sobre una
línea recta).
Denominaremos este enunciado principio de la relatividad especial de Einstein
—“especial” en el sentido de que los objetos con una masa y sujetos
a la acción de la gravedad (la fuerza que hace que las cosas se caigan al
suelo) no se incluyen dentro de esta teoría. Las ideas de relatividad gene-
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