Los antecedentes históricos de la teoría de la relatividad

En el siglo XIX se había alcanzado un gran desarrollo de la física y se tenían ya desarrolladas las grandes teorías de la dinámica, la óptica, el electromagnetismo o la termodinámica. Incluso Lord Kelvin se atrevió a decir que no quedaba “nada nuevo por descubrir en la física actualmente” y que lo único que faltaba era “tener mediciones más precisas”. Sin embargo, la física clásica se tuvo que enfrentar a nuevos retos y contradicciones que pusieron en tela de juicio las teorías clásicas y las concepciones más arraigadas en la comunidad científica.

La naturaleza electromagnética de la luz

james-clerk-maxwell

A finales del siglo XIX se había llegado a la conclusión, gracias a los trabajos de Maxwell y Hertz, de que la luz era una onda electromagnética.

En el año 1865 el físico James Maxwell unificó los fenómenos eléctricos y magnéticos en una única teoría electromagnética. Con ellas se podían describir las perturbaciones del campo electromagnético con las mismas expresiones que las ondas sonoras y permitían deducir su velocidad de propagación, próxima a los 300 000 000 m/s.

Este valor era sospechosamente cercano al de las mediciones que se habían hecho de la velocidad de la luz. En 1849, el parisino Hippolyte Fizau había atrapado un rayo de luz en un laberinto de espejos y, armado con un delicado mecanismo, logró medir su velocidad en el aire, obteniendo un valor de unos 315 000 000 m/s, que su compatriota Foucault afinó hasta los 298 000 000 m/s.

Ante tan asombrosa coincidencia, Maxwell se atrevió a anunciar: la velocidad se aproxima tanto a la de la luz que, según parece, existen poderosas razones para concluir que la propia luz es una perturbación electromagnética que se propaga en forma de ondas a través del campo electromagnético, de acuerdo con las leyes electromagnéticas.

El éter luminífero

Al igual que todos los movimientos ondulatorios conocidos, la luz necesitaría un medio material para propagarse lo que hizo suponer la existencia de un medio elástico que llenaba el espacio y que denominaron éter.

La existencia del éter presuponía que la velocidad de la luz, de la que se habían hecho mediciones muy precisas, era sólo válida en un sistema de referencia respecto al cual el éter estuviera en reposo. En cualquier otro sistema de referencia sería otra debido a que el éter arrastraría la luz en su movimiento.

El esfuerzo experimental (véase el experimento de Michelson y Morley) realizado para comprobar de algún modo si existía un sistema de referencia preferible a todos los demás permitió descartar la existencia del éter, una de las bases de la teoría de la relatividad.

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