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I. LA RELATIVIDAD DE GALILEO1
TODOS LOS SISTEMAS DE REFERENCIA SON VÁLIDOS
LA TIERRA

se mueve en el espacio como un grano de polvo en un vendaval: gira alrededor del
Sol a 30 kilómetros por segundo, y este astro se mueve a su vez a 30 000 kilómetros por segundo
alrededor del centro de la Vía Láctea, que es sólo una galaxia entre los millones de galaxias que
efectúan un baile cósmicoenlazadas por sus mutuas atracciones gravitacionales. Y, sin embargo,
no percibimos ninguno de estos movimientos; la Tierra parece ser lo único firme e inmutable a
nuestro alrededor. La distancia entre dos puntos fijos de la Tierra o la altura de otro con respecto
a la superficie son tipos de medición bien definidos, que pueden repetirse tantas veces cuanto sea
necesario, sin incertidumbre, pues laTierra es un excelente sistema de referencia.
La inmovilidad y la inmutabilidad de nuestro planeta eran evidentes a los hombres de la
Antigüedad, y sólo recientemente hemos podido aceptar que se mueve en el espacio. El hecho de
que el movimiento de la Tierra sea prácticamente imperceptible en la experiencia cotidiana se
debe a un principio fundamental que Galileo Galilei enunció claramente enel siglo XVII: las
leyes de la física son independientes de cualquier sistema de referencia.
La Tierra constituye el ejemplo más obvio de lo que es un sistema de referencia con respecto al
cual se efectúan la mayoría de las mediciones.
Podemos estudiar, por ejemplo, el movimiento de
una piedra que se deja caer desde lo alto de un
poste: la experiencia demuestra que la piedra caeexactamente a lo largo de una línea recta vertical
(si no soplan vientos fuertes que la desvíen). Del
mismo modo, si la piedra es arrojada con una
cierta velocidad horizontal, la piedra cae
siguiendo una trayectoria curva y llega al suelo a
cierta distancia del pie del poste (Figura 1). Se
puede demostrar que la trayectoria es una curva
geométrica llamada parábola, y la distancia entre
el pie delposte y el punto de caída es
simplemente la velocidad inicial de la piedra
multiplicada por el tiempo que dura la caída. De hecho, esto sería exactamente lo que sucedería si
el experimento se realizara en un lugar sin aire (en una campana de vacío o en la Luna; por
ejemplo); en la práctica, la fricción del aire con la piedra influye ligeramente en su movimiento.
Pero la Tierra no es el únicosistema de referencia disponible. ¿Qué pasa si se repite el
experimento de la piedra que cae en un barco en movimiento? Supongamos que la piedra se
suelta desde lo alto de un mástil. ¿Caerá la piedra justo al pie del mástil o quedará rezagada
debido al movimiento del barco? Esto era un problema filosófico que, en la época de Galileo, se
trataba de resolver estudiando los escritos de Aristótelesy otros pensadores de la Antigüedad. No
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http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/078/htm/sec_4.htm

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sabemos si Galileo realizó el experimento en un barco o en el laboratorio de su casa, pero
podemos afirmar que él comprendió por primera vez las profundas implicaciones de ese
problema.
En el ejemplo del barco, la piedra caería justo al pie del mástil sino fuera por el aire que la
empuja hacia atrás. Para evitar complicaciones innecesarias, se puede realizar el experimento en
el interior del barco, donde el aire está en reposo. En este caso; la caída de la piedra ocurre
exactamente como si el barco no se moviera. Un experimentador que se encuentra dentro de un
barco que avanza en línea recta y a una velocidad constante no puede decidir, porningún
experimento físico, si el barco se mueve. Tendría que asomarse por una escotilla para saberlo. (Es
muy importante que el barco se mueva en línea recta y no varíe su velocidad; si éste no es el caso,
el experimentador podrá adivinar que se mueve e incluso sentirse mareado por el movimiento;
volveremos a este punto más adelante.).
La trayectoria de la piedra, vista en el sistema de...