BertJanssen-RelatividadGeneral-41

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Capı́tulo 2
El Principio de la Relatividad
¿Cómo puede ser que las matemáticas, después de todo un producto del pensamiento humano
independiente de la experiencia, son tan admirablemente adecuadas para describir los objetos
de la realidad?
(A. Einstein)
2.1. El Principio de la Relatividad
Puede resultar sorprendente, pero históricamente el Principio de la Relatividad es muchomás
antiguo que la Teorı́a de la Relatividad, incluso más antiguo que la mecánica clásica de Newton.
Fue formulado por Galileo Galilei (1564 - 1642) alrededor de 1600, como un argumento en la dis-
cusión del heliocentrismo versus el geocentrismo. Los defensores del geocentrismo, que en este
momento creı́an firmemente en la fı́sica de Aristóteles (384 A.C. - 322 A.C.) y en la astronomı́a de
Ptolomeo (c. 100 - c. 170), argumentaban que, si fuera verdad que la Tierra se moviera alrededor
del Sol y alrededor de su eje, ¿por qué no lo notamos? ¿Por qué una bola que dejamos caer desde
una torre alta termina al pie de la torre y no a cierta distancia hacia el Oeste, debido a la supuesta
rotación de la Tierra de Oeste a Este?
Como respuesta a este argumento Galilei introdujo una nueva idea: la inercia. De susmúltiples
experimentos con bolas rodando sobre planos inclinados, habı́a llegado a la conclusión de que
una masa en movimiento uniforme rectilı́neo mantendrá eternamente este movimiento mientras
que no actúe ninguna fuerza exterior sobre ella (nótese que esto no es nadamenos que la Segunda
Ley de Newton, ~F = m~a, en forma cualitativa). Como ejemplo, Galilei dijo que si dejamos caer
una bola desde la gavia de un barco en movimiento (uniforme), la bola tocará la cubierta en el
pie del mástil y no más hacia la popa, puesto que la bola conserva la velocidad uniforme del
barco durante su caı́da. De la misma manera, el argumento de los geocentristas no demostraba
necesariamente que la Tierra esté en reposo.1
El propio Galilei se dio cuenta de que la formulación inversa también es válida. Imaginémos-
nos un observador que se mueve con la misma velocidad que una masa enmovimiento uniforme
y rectilı́neo. Para este observador la masa estará en reposo. Dado que, por el principio de iner-
cia, sin influencias externas ambos mantendrán su movimiento, para el observador esta masa
seguirá en reposo hasta que actúe una fuerza exterior sobre ella.
1En realidad, si la bola cae desde una altura suficientemente alta, se espera el efecto contrario: antes de caer, el sistema
Tierra-torre-bola gira como un cuerpo rı́gido, de modo que la velocidad inicial de la bola es mayor cuanto más alta la
torre. Durante la caı́da, la bola conservará esa velocidad y acabará por lo tanto una distancia (en la práctica despreciable)
más hacia el Este.
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	I El Principio de la Relatividad y la Relatividad Especial
	El Principio de la Relatividad
	El Principio de la Relatividad