Teoría de la Relatividad Especial

La relatividad especial estudia el comportamiento de objetos y observadores que permanecen en reposo o se mueven con movimiento uniforme (i.e., velocidad relativa constante). En este caso, se dice que el observador está en un sistema de referencia inercial. La comparación de espacios y tiempos entre observadores inerciales puede ser realizada usando las transformaciones de Lorentz.

La Teoría de la Relatividad Especial, también llamada Teoría de la Relatividad Restringida (en breve, relatividad especial o restringida, RE), fue publicada por Albert Einstein en 1905, y básicamente se emplea para describir la física del movimiento en el marco de sistemas de referencia inerciales, aunque puede aplicarse más allá de ellos siempre y cuando el espacio-tiempo pueda considerarse plano. Estos conceptos fueron presentados anteriormente por Poincaré y Lorentz, que son considerados también como originadores de la teoría.

Hasta entonces, los físicos pensaban que la mecánica clásica de Newton, basada en la llamada relatividad de Galileo (origen de las ecuaciones matemáticas conocidas como transformaciones de Galileo), describía los conceptos de velocidad y fuerza para todos los observadores (o sistemas de referencia). Sin embargo, Hendrik Lorentz y otros habían comprobado que las ecuaciones de Maxwell, que gobiernan el electromagnetismo, no se comportaban de acuerdo a las leyes de Newton cuando el sistema de referencia cambia (por ejemplo, cuando se considera el mismo problema físico desde el punto de vista de dos observadores que se mueven uno respecto del otro). La noción de transformación de las leyes de la física respecto a los observadores es la que da nombre a la teoría, que se ajusta con el calificativo de especial o restringida por ceñirse a casos de sistemas en los que no se tiene en cuenta campos gravitatorios.

Una extensión de esta teoría, que incluye los sistemas en campos gravitatorios, es la Teoría General de la Relatividad, publicada por Einstein en 1915. La relatividad no se presentó nunca como una teoría completa, sino que fue desarrollada en varios artículos. La división entre relatividad especial y general fue posterior a los mismos. Al principio los sistemas acelerados o no inerciales se consideraron como relatividad general, pero ahora se tiende a reservar este término sólo para sistemas en campos gravitatorios.