En física, ¿cuál es el principio de la relatividad?

El principio de la relatividad sostiene que las leyes de la física funcionarán de la misma manera en condiciones similares, independientemente de la ubicación o velocidad de un observador. El principio de la relatividad no debe confundirse con las teorías de la relatividad general o especial, aunque esas teorías utilizan el principio como base. Esas teorías se desarrollaron en el siglo XX; El principio de la relatividad fue entendido mucho antes e ilustrado por Galileo en un famoso ejemplo conocido como "la nave de Galileo". La aplicación de Einstein del principio de la relatividad a la luz condujo a sus innovadoras teorías de la relatividad.

Durante siglos, la ciencia estuvo limitada por el modelo ptolemaico del universo, en el que se creía que todas las estrellas y cuerpos planetarios orbitaban la Tierra. Copérnico se dio cuenta en el siglo XVI de que el sol era un cuerpo central más probable, pero las autoridades religiosas y científicas se opusieron a esta creencia. Argumentaron que si la Tierra estuviera en movimiento, esto crearía efectos que los humanos podrían observar. Por ejemplo, un objeto arrojado desde un edificio aterrizaría en algún lugar al oeste del edificio, porque el planeta había rotado hacia el este durante el tiempo en que el objeto estaba cayendo.

Galileo, escribiendo en 1632, refutó este argumento con el elocuente experimento mental "Barco de Galileo". En este ejemplo, las personas que viajan en mares suaves en un barco rápido no podrían saber si el barco estaba en movimiento o en reposo si estuvieran encerrado en una cabina sin ventanas. Cualquier objeto en la cabina, incluidos los insectos voladores, los peces en un tazón y una bola arrojada, se movería igual sin importar el movimiento externo del barco. En otras palabras, su movimiento sería relativo a su entorno, no a factores externos. El mismo principio se aplica a la Tierra, razón por la cual la fuerza de rotación del planeta no derriba a las personas.

Sir Isaac Newton, trabajando más tarde ese mismo siglo, aplicó el principio de la relatividad a otros cuerpos planetarios y la mecánica del movimiento en general. Esto lo ayudó a formar sus propias teorías, que se convirtieron en la base de gran parte de la ciencia moderna. A lo largo de los siglos, el progreso de la ciencia generalmente ha estado alejado de la idea reconfortante de que existe un punto de referencia estable e inmutable desde el cual se pueden medir todas las cosas. En cambio, la ciencia ha demostrado repetidamente que no hay un punto de referencia "fijo"; todo debe medirse en relación con otra cosa.

Incluso a principios del siglo XX, muchos científicos creían que el espacio estaba lleno de un medio estable llamado "éter". Einstein y otros científicos, sin embargo, se dieron cuenta de que el principio de la relatividad se aplicaba a todas las leyes de la física, lo que conducía a famosas teorías de la relatividad. La esencia de estas teorías es que la materia, la energía, el tiempo e incluso el espacio en sí no son constantes, sino que pueden cambiar en las condiciones adecuadas. Einstein se dio cuenta de que la velocidad de la luz era la única constante universal que podía usarse para medir y confirmar estas teorías. El modelo clásico de la nave de Galileo a veces se ha aplicado a las naves espaciales para ilustrar el principio, en el que el movimiento de un objeto en el espacio solo se puede medir en relación con otros objetos.