¡Bienvenido de nuevo al fascinante mundo de la relatividad! El día de hoy, abordaremos uno de los fundamentos sobre los que se cimienta la relatividad especial de Albert Einstein, estoy hablando del principio de relatividad.

En otra ocasión, hablábamos de las propiedades de la velocidad de la luz y dilucidamos una de las leyes físicas más importantes: la velocidad de la luz es absoluta.

No obstante, en cuanto a lo que hoy nos ocupa, no encontramos relación alguna con ninguna ley física en concreto, sino, más bien, con todas las leyes físicas. Y es que el principio de relatividad nos dice algo de especial interés: resulta crucial que cuando realicemos una medición de velocidad, indiquemos el sujeto que realiza la misma. Expliquemos esto con un ejemplo sencillo.

Os presento de nuevo a Philipp, de Philipp conocíamos su faceta como atleta profesional en ¿Qué es la cuarta dimensión?, sin embargo, resulta que ahora se nos ha hecho astronauta. Para nuestro experimento necesitamos que nuestro observador se encuentre en un entorno sin referencias, y qué mejor lugar para ello que el espacio vacío. De esta manera, hemos enviado a Philipp en una lanzadera al espacio exterior y le hemos dejado por ahí flotando en la más tranquila y completa oscuridad, tan solo provisto con una linterna. Como hemos dicho, Philipp se encuentra en el espacio vacío, sin planetas ni estrellas cercanas con los que pudiese establecer algún tipo de referencia, por tanto, para Philipp, él se encuentra en absoluto reposo sumergido en la inmensidad del universo.

Pasan las horas, y Philipp comienza a observar lo que parece ser la luz de otra linterna acercándose. Se trata de Diane, otra astronauta a la que hemos enviado al espacio vacío en las mismas condiciones que Philipp. Estos se saludan, y acto seguido, sus caminos se separan de nuevo.

Esta es la perspectiva de Philipp, es decir, él que se encuentra en reposo, observa como Diane se acerca, le saluda y luego se aleja. Mas esta misma historia puede ser contada también desde el punto de vista de Diane. En este caso, ella se encontraba quieta, y fue Philipp quién se acercó, le saludo y luego se alejó de nuevo.

Y si se está preguntando cuál de las dos historias es la correcta, lamento decir que no nos vemos en la disposición de decidir cuál es correcta y cuál de ellas está equivocada. Son visiones distintas pero que debemos considerar igualmente válidas, pues entre nuestros dos protagonistas existe lo que llamamos simetría.

Con esta analogía acabamos de percibir la esencia del concepto de movimiento relativo. En definitiva, siempre que hablamos de movimiento, necesitamos establecer un sistema de referencia claro, pues de lo contrario, nos estaremos quedando cortos con nuestra información. Es así, como debemos establecer comparaciones con otros objetos. En nuestro ejemplo, decir que Philipp estaba viajando a 10 km/h por el espacio vacío falta de sentido. Sin embargo, si dijésemos que Philipp se mueve a 10 km/h con respecto a Diane, entonces, ahora sí, nuestra afirmación cobra un nuevo significado. Empero esto último es parejo a decir que Diane se mueve a 10 km/h con respecto a Philipp, claro está, en sentido contrario. De nuevo, el movimiento es relativo.

Ahora, establezcamos un detalle de gran importancia que antes no mencionamos para nuestro principio de relatividad. Ninguno de nuestros protagonistas fueron empujados o impulsados por ninguna fuerza. Y esto resulta vital, pues de no ser así se nos habría estropeado el tinglado. Imaginemos que Philipp lleva en su traje espacial propulsores que le permiten desplazarse. En este caso, tendríamos un tipo de movimiento diferente al anterior, hablaríamos de un movimiento acelerado. Y así, como el movimiento uniforme y el estado de reposo son indiferenciables sin sistemas de referencia, un movimiento acelerado sería percibido por Philipp, dejando en claro que es él y no Diane, quién se encuentra en movimiento. Es intrínseco sentir un movimiento acelerado, aun careciendo de referencias con las que poder comparar nuestro movimiento. De hecho, este caso del propulsor resulta ser una extensión de la que hablaremos con la relatividad general.

Como comentaba, es imposible discernir entre un movimiento uniforme y el estado de reposo sino disponemos de la capacidad de establecer referencias con otros objetos con los que estemos en simetría. Es decir, que al igual que nosotros, sobre este objeto no pueden estar actuando fuerzas. Como consecuencia, podemos afirmar con seguridad que, a velocidades constantes, la idea de movimiento absoluto resulta simplemente absurda. Debemos hablar, por tanto, de movimiento relativo.

Albert Einstein

Pero vayamos un poco más allá y lleguemos a las últimas consecuencias de este principio. Y es que volviendo con la idea de simetría entre nuestros observadores, podemos llevar a cabo una conclusión aún más profunda: todas las leyes de la física que Philipp y Diane deduzcan en sus respectivos movimientos relativos deben ser idénticas. Como hemos dicho antes, este principio de relatividad está relacionado con todas las leyes físicas. Todos los experimentos y pruebas que realicen con el objetivo de comprobar las leyes físicas cualesquiera que sean, serán de la misma manera simétricos y, por tanto, no serán dependientes de este movimiento. Es esta la conjetura más amplia que podemos derivar del principio de relatividad. Y con ella vamos a terminar, pero no sin dejar la puerta abierta al movimiento acelerado relativo que nos hemos dejado anteriormente colgado.

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