Teoría de la Relatividad

Por Simone Malacrida

En este libro se presentan los siguientes temas básicos de física:
relatividad galileana
crisis de la física clásica
teoría de la relatividad especial
teoría de la relatividad general
astrofísica relativista y cosmología
intentos de unificación y preguntas abiertas

• Idioma: Español
• Editorial: Simone Malacrida
• Fecha de lanzamiento: 13 ene 2023
• ISBN: 9798215068403

Simone Malacrida

Simone Malacrida (1977) Ha lavorato nel settore della ricerca (ottica e nanotecnologie) e, in seguito, in quello industriale-impiantistico, in particolare nel Power, nell'Oil&Gas e nelle infrastrutture. E' interessato a problematiche finanziarie ed energetiche. Ha pubblicato un primo ciclo di 21 libri principali (10 divulgativi e didattici e 11 romanzi) + 91 manuali didattici derivati. Un secondo ciclo, sempre di 21 libri, è in corso di elaborazione e sviluppo.

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En este libro se presentan los siguientes temas básicos de física:

relatividad galileana

crisis de la física clásica

teoría de la relatividad especial

teoría de la relatividad general

astrofísica relativista y cosmología

intentos de unificación y preguntas abiertas

––––––––

Simone Malacrida (1977)

Ingeniero y escritor, ha trabajado en investigación, finanzas, política energética y plantas industriales.

ÍNDICE ANALÍTICO

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INTRODUCCIÓN

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I - LA RELATIVIDAD DE GALILEO

El concepto de relatividad según Galileo

la vision de Newton

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II -PROBLEMAS DE FÍSICA CLÁSICA

Introducción

observaciones astronómicas

Las transformaciones invariantes del electromagnetismo.

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III - RELATIVIDAD ESPECIAL

la solucion de Einstein

Revisión de la mecánica clásica

Tiempo espacial

Secuelas

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IV - RELATIVIDAD GENERAL

Introducción

Matemáticas de tensores

Teoría General de la Relatividad

Confirmaciones experimentales

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V - ASTROFÍSICA Y COSMOLOGÍA RELATIVISTA

Soluciones de las ecuaciones de Einstein

Singularidades y agujeros negros

Cosmología relativista

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VI - INTENTOS DE UNIFICACIÓN Y CUESTIONES ABIERTAS

Introducción

Intentos de unificación

Del GUT a la Teoría del Todo

INTRODUCCIÓN

En este libro se presenta toda la teoría de la relatividad, tal como se ha presentado a lo largo de la historia de la ciencia.

En primer lugar, se da espacio a la teoría de la relatividad según Galileo y según la física clásica.

Después de haber expuesto los problemas de la mecánica clásica, se da una descripción detallada de la teoría especial de la relatividad.

Las matemáticas tensoriales introducen la comprensión de la teoría de la relatividad general, cuyas consecuencias se destacan tanto a nivel astrofísico como cosmológico.

Finalmente, se proponen intentos de unificación entre la teoría cuántica de campos y la relatividad general, con los problemas aún abiertos.

Lo que se establece en este manual se aborda solo parcialmente a nivel universitario, a menos que uno elija un curso de estudio estrictamente relacionado con la astrofísica y la cosmología.

Se requieren conocimientos de análisis matemático avanzado para comprender el manual, al menos desde la teoría de la relatividad general en adelante.

I

RELATIVIDAD DE GALILEO

El concepto de relatividad según Galileo

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Galileo fue el primero en plantearse científicamente la cuestión de la validez de las leyes físicas, especialmente de la mecánica, y del papel de diferentes observadores en diferentes sistemas de referencia.

Galileo partió de la hipótesis de que las leyes de la mecánica son siempre las mismas para los sistemas de referencia inerciales, es decir, los sistemas de referencia que satisfacen el principio de inercia.

En pocas palabras, tales marcos de referencia no se aceleran.

Estos sistemas de referencia pueden expresarse mediante el formalismo de los ejes cartesianos en tres dimensiones (con coordenadas cartesianas) y adoptando las reglas de la geometría euclidiana.

El observador presente en el sistema de referencia es integral con el sistema de referencia, por lo tanto no tiene movimiento propio, sino solo el del sistema.

El primer punto que destacó Galileo es el de la simultaneidad del experimento.

Dos observadores colocados en diferentes marcos de referencia inerciales deben realizar el mismo experimento en el mismo instante para tener un resultado idéntico.

Por lo tanto tendrán que intercambiar información para sincronizar este experimento.

Galileo intentó medir la velocidad de la luz y dedujo que era tan alta en comparación con la práctica diaria, que hacía irrelevante el tiempo necesario para el intercambio de información.

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La primera conclusión de la relatividad galileana fue que el tiempo seguía siendo el mismo en el paso de un sistema inercial a otro.

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Dado que los dos sistemas de referencia tienen velocidades diferentes, Galileo planteó el problema de cómo realizar una transformación de las velocidades, pasando de un sistema a otro.

Aplicando geometría euclidiana junto con coordenadas cartesianas, compuso vectorialmente las velocidades según la conocida ley del paralelogramo.

Esta ley, ya conocida por Leonardo, encontró ahora una explicación en la teoría galileana de la relatividad.

En definitiva, dados dos sistemas inerciales, el paso de