2. Teoría especial de la relatividad

La relatividad especial, propuesta por Einstein en 1905, se centra en cómo se miden las distancias y el tiempo entre eventos que ocurren en diferentes marcos de referencia que se mueven a velocidades constantes relativas entre sí. Una de las conclusiones más sorprendentes de esta teoría es que el tiempo y el espacio son relativos y no absolutos. Esto significa que el tiempo puede dilatarse (pasar más lentamente) y las distancias pueden contraerse cuando un objeto se mueve a velocidades cercanas a la de la luz en relación con un observador. Esta teoría también introdujo la famosa ecuación E=mc², que muestra la equivalencia entre masa y energía. La relatividad especial es fundamental para la física moderna, impactando desde la mecánica cuántica hasta la cosmología, y es esencial para el diseño de tecnologías como los aceleradores de partículas y el GPS.

3. Teoría General de la Relatividad

La teoría de la relatividad general, propuesta por Albert Einstein en 1915, transformó radicalmente nuestra comprensión del universo. Esta teoría plantea la gravedad como la curvatura del espacio-tiempo por la masa y la energía. Según esta teoría, los objetos masivos deforman el espacio-tiempo a su alrededor, y esta deformación condiciona el movimiento de otros objetos. Por ejemplo, un agujero negro causaría una curvatura del espacio-tiempo, que provocaría una atracción tan fuerte, que ni la luz podría escapar. La relatividad general ha sido validada por numerosos experimentos y observaciones, incluyendo la desviación de la luz de las estrellas y la detección de ondas gravitacionales.

4. La ecuaciones de Maxwell

Las ecuaciones de Maxwell son un conjunto de cuatro ecuaciones fundamentales que describen cómo se generan y se comportan los campos eléctricos y magnéticos. Estas ecuaciones, formuladas por James Clerk Maxwell en el siglo XIX, unifican la electricidad y el magnetismo en una sola teoría de electrodinámica. Las ecuaciones son:
La ley de Gauss para el campo eléctrico, que describe cómo las cargas eléctricas generan un campo eléctrico, la ley de Gauss para el magnetismo, que establece que no existen monopolos magnéticos, la ley de Faraday, inducción magnética, que describe cómo un campo magnético variable en el tiempo genera un campo eléctrico y la ley de Ampère-Maxwell, que muestra cómo las corrientes eléctricas y los campos eléctricos cambiantes en el tiempo generan un campo magnético.
Estas ecuaciones son la base de muchas tecnologías modernas, incluyendo la transmisión de ondas de radio y la generación de energía eléctrica.

5. El espectro electromagnético

El espectro electromagnético abarca todas las formas de radiación electromagnética, organizadas por frecuencia o longitud de onda característica. Estas frecuencias son agrupadas en bandas específicas, haciendo referencia a diferentes tipo de radiación. De baja a alta frecuencia, algunas de estas bandas son: ondas de radio, microondas, infrarrojo, luz visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Las ondas de radio, de baja frecuencia, tienen longitudes de onda largas, útiles para comunicaciones ya que pueden atravesar materiales como la atmósfera y edificios. En el otro extremo, los rayos gamma poseen altas frecuencias y son capaces de ionizar átomos, encontrando aplicación en medicina y ciencia de materiales. Gracias a la espectroscopia, podemos estudiar la interacción de las ondas y la materia a diferentes longitudes de onda, lo que le ha convertido en una herramienta esencial en múltiples disciplinas científicas.

6. ¿Qué es una órbita? Tipos de órbitas

Una órbita es la trayectoria curva que sigue un objeto alrededor de otro debido a la influencia gravitatoria. Existen varios tipos de órbitas, clasificadas principalmente por su forma y la relación con el cuerpo que orbitan. Las órbitas elípticas son las más comunes en los sistemas planetarios, donde los planetas trazan elipses alrededor de la estrella anfitriona, como en el Sistema Solar. Las órbitas circulares, aunque poco probables en la naturaleza, consituyen un caso especial de las elípticas. Por otro lado, las órbitas parabólicas e hiperbólicas no son cerradas y generalmente describen trayectorias de objetos que pasan una sola vez cerca de otro cuerpo celeste, curvando su trayectoria y alejándose para siempre de éste, como experimentan algunos cometas. En la exploración espacial, las órbitas de los satélites artificiales también se clasifican por su orientación y propósito, por ejemplo, las órbitas geoestacionarias, permanecen fijas respecto a un punto en la Tierra, mientras que las órbitas polares, pasan sobre los polos terrestres y son útiles para la observación y el mapeo global.

7. ¿Qué son las ondas gravitacionales?

Las ondas gravitacionales son “ondulaciones” en el espacio-tiempo provocadas por eventos cósmicos extremadamente energéticos. Albert Einstein las predijo en 1916 con la relatividad general, explicando que objetos masivos y acelerados, como agujeros negros o estrellas de neutrones en órbita mutua, pueden perturbar el espacio-tiempo, generando ondas que se propagan a la velocidad de la luz. Estas ondas son especialmente intensas cuando se producen colisiones de agujeros negros o supernovas. Detectar estas ondas permite estudiar fenómenos del universo inaccesibles de otra manera, abriendo una nueva ventana al cosmos.

8. Las órbitas de los satélites alrededor de la Tierra

Las órbitas más utilizadas por los satélites artificiales se definen por su trayectoria y su distancia al centro de la Tierra. Por su distancia se clasifican en:
[1] Órbita Baja Terrestre (LEO): Se encuentra a una altitud de entre 160 y 2,000 kilómetros. Es ideal para satélites de observación de la Tierra, telescopios espaciales y la Estación Espacial Internacional debido a su proximidad y facilidad de acceso.
[2] Órbita Media Terrestre (MEO): Rango de altitud de 2,000 a 35,786 kilómetros. Utilizada principalmente para sistemas de navegación como el GPS.
[3] Órbita Geosíncrona (GEO): A 35,786 kilómetros sobre el ecuador. Los satélites en esta órbita tienen un periodo orbital igual al de la rotación terrestre y permiten la monitorización contínua de una zona zona de la Tierra. [ 4] La Órbita Geoestacionaria permite mantenerse sobre la misma posición en la superficie terrestre y es ideal para comunicaciones y meteorología.

Por su inclinación, las órbitas pueden ser polares (si pasan por los polos de la Tierra), ecuatoriales (si están contenidas en el Ecuador) o tener cualquier inclinación intermedia entre estos valores. Las órbitas polares permiten rastrear toda la superficie terrestre y por este motivo son muy utilizadas.