Que é a teoría da relatividadeL.Landau, Y.Rumer

Sabela Álvarez González

Índice

• Introdución• Autor: Lev Landau• Capítulo I: A relatividade á que estamos acostumados• Capítulo II:• Capítulo III:• Capítulo IV:• Capítulo V:• Capítulo VI:• Opinión persoal

IntroduciónXa tras correron máis de cincuenta anos dende o momento en que Albert Einstein creou a Teoría da Relatividade, esta teoría críase nos seus orixes un xogo paradoxal do pensamento, e converteuse durante moito tempo nunha das pedras angulares da Física.

A Física moderna é imposible de concibir sen esta teoría, son moitos os fenómenos físicos que son imposibles de explicar sen ela, tamén a partir dela créanse aparatos complicados como os aceleradores de partículas …

Lev Landau

Físico e matemático da Unión Soviética. Premio Nobel de Física en 1962.É unha figura crave da física teórica no século XX, destacou polas súas contribucións á mecánica cuántica cos seus estudos sobre o estado mixto, a teoría cuántica do diamagnetismo, a superfluidez, a teoría fenomenolóxica sobre Líquidos de Fermi, a Teoría Ginzburg-Landausobre a supercondutividade, o efecto de Amortecemento de Landausobre a formación de turbulencias en fluídos, o Polo de Landau en electrodinámica cuántica, ou a teoría sobre os neutrinos. Son imprescindibles os seus dez volumes do Curso de Física Teórica.

(Bakú, 22 de xaneiro de 1908 - Moscú, 1 de abril de 1968)

Durante a Gran Purga da década de 1930 na Unión Soviética,Landáu foi un dos científicos considerados sospeitosos e encarcerados en 1938, para ser posteriormente liberado grazas á intervención do seu colega e posteriormente tamén premios Nobelde física Piotr Kapitsa.En 1962 sufriu un accidente automobilístico, ao chocar de fronte cun camión. As secuelas deste accidente co tempo conducírono á morte, en 1968.

CAPÍTULO IA r e l a t i v i d a d e á q u e e s t a m o s a c o s t u m a d o s

Ten sentido calquera afirmación?

A resposta a esta pregunta é non. Mesmo se unimos palabras sensatas acorde coas regras gramaticais podemos obter un completo absurdo, xa que non podemos afirmar que a auga é triangular, que o vento é redondo ou que o lume é cadrado. Moitas veces facemos ou escoitamos afirmacións que nos poden parecer a primeira vista sensatas, pero o analizalas dámonos conta de que non o son, polo que resultan ser un absurdo absoluto.

Dereita e esquerda

Se nos atopamos en un camiño en el hai unha casa, non podemos contestar inmediatamente de que lado está, xa que depende da situación da persoa co respecto ao camiño, posto que para unha persoa pode estar do lado esquerdo e para outra do lado dereito. Deste xeito dereita e esquerda son relativos, é dicir, teñen sentidos despois de sinalar a dirección respecto á cal se se aplica a determinación.

Que é agora, de noite ou de día?

Como ben todos sabemos non en todos os lugares do globo terrestre é a mesma hora, por iso cando nos referimos á hora debemos de especificar no lugar que estamos. Se unha persoa que se atopa en China está mantendo unha conversa con outra de España, non pode falar de maneira xeneralizada respecto a esta cuestión.

Quen é máis grande?

Dependendo do punto no que nos atopemos pódenos parecer unha cousa máis grande ca outra, para unha persoa pódelle parecer un obxecto máis grande ca a outra porque depende da situación do espazo no que se atope.

O relativo parece ser absoluto

En astronomía úsase frecuentemente a medida angular, porque o desprazar o punto de observación a unha distancia pequena, as dimensión angulares cambiarán, e serán pequenas tamén. Se nos desprazamos na Terra para observar as estrelar, desde calquera punto do globo que nos situemos podemos observar que as estrelas se atopan á mesma distancia unhas de outras, polo que se nos pomos a comparar a distancia entre elas resulta que é insignificante,neste caso a distancia angular poder ser admitida como medida absoluta.

O absoluto resultou ser relativo

Estamos acostumados a diferenciar entre arriba e abaixo, na antigüidade considerábanse estes termos absolutos, xa que se consideraba que a Terra era plana. Cando se descubriu que isto non era así, que era esférica, a dirección vertical comeza a depender da posición do punto da superficie e deixase de considerar que esta dirección era idéntica en tódolos puntos.

O “sentido común protesta”

Comprender a relatividade de arriba e abaixo para as persoas non foi tarefa doada, se non se recoñece o principio de relatividade da dirección vertical, persoas que se atopan en diferentes puntos do globo térreste considerarían que por exemplo as persoas que viven en Moscú camiñan cabeza abaixo, mentres que os de Nova Zelanda camiñan cabeza arriba.

CAPÍTULO I I

O e s p a z o é r e l a t i v o

Un mesmo sitio ou non?

Acostumamos dicir que dous feitos ocorreron nun mesmo sitio, o facer isto tendemos a atribuír un sentido absoluto. Pero, esta afirmación non é correcta, polo que non vale para nada. O seguinte exemplo serve para afirmar que isto é correcto: dúas persoas, Paula e Lucía, acordaron atoparse cada día nun vagón dun tren, desde este sitio escríbenlle cartas aos seus amigos, Luís e Carlos, os seus amigos non estarán de acordo con que as emisoras das cartas se atopan no mesmo sitio do espazo. A escritura das cartas non vai a producirse no primeiro e no segundo viaxe no mesmo lugar, posto que o tren está en marcha, polo que desde o punto de vista dos seus amigos atópanse separadas por canteares de km, pero para elas si que se produciu no mesmo lugar. Con todo isto, non podemos saber quen ten razón, polo que o concepto da situación no espazo é relativo.

Como se move en realidade un corpo?

O desprazamento dun corpo no espazo é relativo, si un obxecto se desprazou quere dicir que cambiou de posición con respecto a outros corpos. Polo que si observamos o movemento dos corpos desde diferentes puntos de vista, os movementos serán diferentes. Polo que ó observar o movemento dun corpo desde diferentes vistas, obteremos diferentes curvas dun movemento.

Son equivalentes ou non tódolos puntos de observación?

Si ó observar o movemento dun corpo e queremos coñecer a súa traxectoria, tamén debemos ter en conta as leis que rixen o movemento e que obrigan ó corpo a desprazar así e non de outra maneira.

O repouso foi atopado!

As accións externas,as chamadas forzas, influen sobre os corpos. Se estudamos a influencia destas aparece o problema do movemento de diferente maneira. A partir deste momento, aparecerá a nova definición do repouso: o corpo sobre o que non actúan forza externa algunha, se atopa en estado de repouso.

O laboratorio en repouso

Para que se realice o repouso é preciso afastar o noso corpo de todos os demais que poidan actuar sobre el, con todo isto podemos crear un “laboratorio” e falar das propiedades dos movementos que se observan desde este, que posteriormente se chamarán en repouso. Se as propiedades do movemento en calquera outro “laboratorio” se diferencian das propiedades do movemento no laboratorio en repouso, teremos o dereito de afirmar que o primeiro “laboratorio” se move.

O repouso perdeuse definitivamente

Se nos atopamos nun vehículo en marcha en sentido rectilíneo y uniformemente, a simple vista non notaremos ningunha desviación, ningunhas diferenzas en canto ó movemento, o mesmo que ocorre se estamos nun vehículo inmóbil. Polo que ambos se atoparán en repouso, pero cando a velocidade do vehículo en movemento cambie de magnitude ou de dirección, é dicir, de aceleración ou retardación ou de curva, notarase inmediamente no comportamento dos corpos que se atopan nel.

A Lei da Inercia

A lei máis importante da natureza é a do Principio da Relatividade do Movemento: o movemento dos corpos en todos os “laboratorios” que se desprazan uns respecto dos outros de maneira rectilínea uniforme, transcorre de acordo a unhas mesmas leis.Do principio da relatividade do movemento dedúcese que o corpo sobre o que non actúa ningunha forza pode atoparse en estado de repouso ou en estado de m.r.u. Na física este fenómeno se chama LEI DA INERCIA. Esta lei está oculta e non se manifesta na vida normal. Segundo esta lei o corpo que se atopa en estado de m.r.u debe seguir un movemento indefinido, mentres non actúan sobre el forzas externas.

O descubrimento do principio da relatividade do movemento é un dos máis grades, sen el sería imposible o desenvolvemento da física, e este foi atopado por Galileo Galilei, demostrou brillantes experimentos, tales como a causa polas que se paran os corpos en movemento, tamén foi quen se mostrou contrario á teoría de Aristóteles.

A clave está en que sobre todos os corpos aparecen forzas externas, as de rozamento. E por este motivo non se cumpre a condición necesaria para poder observar esta lei. Se melloramos as condicións do experimento, diminuíndo as forzas de rozamento poderiamos aproximarnos as condicións ideais para observar esta lei.

A velocidade é tamén relativa!

Do principio da relatividade do movemento dedúcese que o falar do movemento rectilíneo e uniforme dun corpo con algunha velocidade, sen indicar o obxecto en repouso respecto ó cal se mediu esa velocidade ten moi pouco sentido.A velocidade resulta ser un concepto relativo, ó determinar a velocidade dun mesmo corpo obteremos resultados diferentes. Pero tamén, calquera tempo da velocidade, ten un sentido absoluto.

CAPÍTULO I I I

A t r a x e d i a d a l u z

A luz non se propaga instantaneamente

Existe un xénero do movemento que a simple vista contradí o principio da relatividade. Este movemento é a propagación da luz. Esta última non se propaga instantenamente, aínda que si con unha velocidade de 300.000 km/s. Isto é difícil de concibilo, xa que de todos os corpos que acostumamos a tratar o máis veloz é a Lúa co seu movemento de traslacción ó redor do Sol.

Pódese cambiar a velocidade da luz?

Aínda que a enorme velocidade con que se propaga a luz é algo sorprendente, éo máis aínda o feito de que esta velocidade se distinga por unha severa uniformidadeO movemento de calquera corpo sempre pode ser diminuído ou acelerado artificialmente. Non obstante, ao saír da placa a luz seguirá propagándose de novo coa velocidade de 300.000 quilómetros por segundo!A propagación da luz no baleiro, a diferenza de todos os demais movementos, posúe a propiedade importante de non poder ser diminuída nin acelerada. Calquera que sexan os cambios que sufra un raio de luz nunha substancia, ao volver ao baleiro propágase coa velocidade anterior.

A luz e o son

O son é o movemento do ambiente en que se propaga, debido a isto a súa velocidade está determinada polas propiedades do ambiente e non polas propiedades do corpo sonoro: a velocidade do son, como a da luz, non pode ser diminuída nin aumentada, mesmo se se fai pasar o son a través dun corpo calquera. O son propágase soamente en ambiente material mentres que a luz pode propagarse tamén no baleiro. Nisto consiste a diferenza esencial entre ambos os dous. a propagación da luz encóntrase en brusca contradición co principio da relatividade do movemento.

“O éter mundial”

 O éter no que a luz se propaga do mesmo xeito que o sonno aire non elimina as contradicións entre o quebranto do principio da relatividade provocado pola luz e o cumprimento deste principio por todos os movementos restantes. A contradición entre a propagación da luz e o principio da relatividade do movemento foi deducida polos razoamentos.

A propagación da luz non contradí o principio da relatividade do movemento, pola contra esta deacordo con este, deste principio dedúcese a relatividade das velocidades: os valores da velocidade deben ser diferentes para diferentes laboratorios que se desprazan uns respecto a outros, a velocidade da luzé idéntica en diferentes laboratorios, por iso esta velocidade non é relativa, senón absoluta.

O principio da relatividade triúnfa

En en 1881 Albert Abraham Michelson, realizou un dos experimentadores máis grandes do século pasado, mediu con grande exactitude a velocidade da luz en diferentes direccións respecto á Terra.

 O experimento liberounos da contradición entre as leis da propagación da luz e o principio da relatividade do movemento. A contradición resultou ser debida ao erróneo dos nosos razoamentos.

O experimento de Michelson confirma o principio da relatividade tanto para o movemento dos corpos normais, corno para o fenómeno de propagación da luz, é dicir, para todos os fenómenos da natureza.

CAPÍTULO IV

O t e m p o r e s u l t a s e r r e l a t i v o

Existe en realidade contradición ou non existe?

A constancia da velocidade da luz en direccións diferentes confirma o principio da relatividade e tamén así sabemos que a velocidade da luz é absoluta. Polo que parece unha contradición, pero en realidade non existe ningunha contradición, xa que os conceptos de arriba e abaixo son relativos.

A mesma situación ten lugar na cuestión sobre a propagación da

luzNon é lóxico buscar a contradición entre o principio da relatividade do movemento e o absoluto da velocidade da luz.Pero isto ocorreu debido as suposicións realizadas polos homes dende a Idade Media, onde se negaba a esfericidade da Terra, polo que os conceptos de arriba e abaixo eran absolutos. Pero naquel entón viaxábase pouco ou nada e só coñecían algúns sectores da superficie terrestre. Polo que ó igual que eles tomamos algo relativo por algo absoluto.

O “sentido común” queda en ridículo

O chamado sentido común non é nada mais que a simple xeneralización das nosas ideas e costumes formadas na vida cotiá.É un nivel determinado da comprensión que reflicte o nivel dun experimento. O concepto de simultáneo convértese nun concepto relativo, e soamente ten sentido ao indicar como se move o laboratorio onde se observan estes acontecementos, esta vai vinculada ao lugar dende o que se efectúa a observación destes acontecementos.

O tempo ten a mesma sorte co espazo

O descubrimento do feito da relatividade do tempo significa de por si unha revolución profunda nas nas opinións do home respecto á natureza. Esta é unha das vitorias máis grandes do pensamento humano sobre a rutina das ideas formadas durante séculos.

A ciencia triúnfa

O descubrimento da relatividade do tempo foi feito en 1905, polo físico máis grande do século XX, Albert Einstein (1880-1955). Este descubrimento situou o mozo de 25 anos, nas filas dos titáns do pensamento humano.

Na historia situouse xunto a Copérnico e Newton como trazador de novos camiños na ciencia.

A ciencia sobre a relatividade do tempo e as consecuencias que desta se deducen, xeralmente, chámanse Teoría da Relatividade. Esta non debe confundirse co Principio da Relatividade do Movemento.

V. I. Lenin chamou a Albert Einstein un dos "grandes transformadores da ciencia natural".

A velocidade ten límite

A velocidade de transmisión de sinais dun punto doespazo a outro non pode ser infinita, ou non pode superar a magnitude limite denominada velocidade máxima,que é a velocidade da luz.

Esta velocidade máxima coincide coa velocidade da luz

A afirmación de que ningunha velocidade pode superar o limite establecido é tamén unha lei da natureza e por isto a magnitude da velocidade máxima debe ser absolutamente igual nos diferentes laboratorios. O principio da relatividade demostra que a existencia da velocidade máxima derívase da natureza mesma das cousas. A velocidade da luz xoga un papel tan extraordinario na natureza por ser a velocidade máxima de propagación de todo o que sexa.

Antes e despois

O principio da relatividade demostra que as relacións temporais entre os acontecementos poden ser de tres tipos: absolutamente antes, absolutamente despois e nin antes nin despois, mellor dito, antes ou despois, segundo sexa o lugar dende o que se observan estes acontecementos.

CAPÍTULO V

O s r e l o x o s e a s l i ñ a s e s t á n c a p r i c h o s o s

Pódese considerar que un corpo en repouso só é aquel corpo sobre o que non existe un só repouso, senón infinidade de eles, e que dous corpos en repouso poden desprazarse un respecto do outro.

Pero sobre o reloxo do tren de Einstein que corre por o ferrocarril de circunvalación actúa a ciencia certa a

forza centrífuga, en ningún casa se pode crer estar en repouso, neste caso a diferenza entre as indicación do

reloxo do tren de Einsten é absoluta.

Pero grazas a este método da máquina do tempo, non podemos ter esperanzas de que o desenvolvemento da ciencia

permitiranos viaxar ó pasado. Do contrario, teriamos que recoñecer posibles situación máis absurdas, viaxando ó pasado

poderiamos encontrarnos na situación absurda do home, os pais do cal todavía non apareceron na Terra. Polo contario, o

viaxe ó futuro encerra en si, soamente contradiccións aparentes. Así, o tempo deixa de ser un concepto absoluto

para convertirse en relativo.

CAPÍTULO V I

O t r a b a l l o c a m b i a á m a s a

A masa

Para mover un corpo que está en repouso a unha determinada velocidade, é preciso aplicarlle unha forza. Si a este corpo non se lle opón ningunha forza, porase en movemento cunha velocidade crecente. Cando xa pase un tempo suficiente, poderemos facer que o corpo chegue coa súa velocidade ata a magnitude que desexemos.

A masa crece

A masa é unha das propiedades máis importantes que un corpo pode ter,esta non depende da velocidade, isto o podemos afirmar mediante a regra xeral da suma das velocidades, pero esta regra non é aplicable en tódolos casos. Un destes casos é a velocidade da luz, esta regra é inaplicable aquí, xa que o sumar as velocidades tendo en conta a teoría da relatividade, obteremos un resulta inferior ao que obteríamos se empregamos a regra xeral, polo que con magnitudes grandes crecerá máis lentamente, polo que a velocidade máxima nunca será superada.

Canto costa un grama de luz?

Nas lámpada eléctricas soamente 1/20 da enerxía se obtén en forma de luz visible, polo que un grama de luz corresponde a unha cantidade de traballo 20 veces superior a 23 millóns de kv/h, polo que corresponde a 500 millóns de kv/h, polo que o gramo de luz é 20 veces máis caro que un gramo de radio, considerado este a substancia máis cara, xa que un grama valía uns 490.07 €, mentres que un g de luz 12,251.61 €.

Opinión persoal

Este libro é moi interesante, aínda que algunhas cousas resultan difíciles de comprender, xa que a física non é unha ciencia moi doada.

Recoméndollo a calquera persoa que este interesada na física ou mesmo na ciencia, xa que a Teoría da Relatividade de Einstein, é unhas das máis importantes que todavía seguimos crendo nela e conservando. A importancia de todos os descubrimentos que aparecen no libro, tiveron e teñen na vida do home actual , converténdose en indispensable. Algúns subcapítulos, en xeral, os do capítulo V resuminos en un, porque aparecían moitos cálculos e algunhas cousas que non comprendía do todo ben.

A teoría da relatividade é moi pouco coñecida fóra do círculo dos especialistas, isto é así porque é moi complicada de entender, pero aínda así neste libro aparece de maneira explicada, que se pode comprender con certa facilidade.

FIN