{"id":2889,"date":"2009-11-08T11:53:43","date_gmt":"2009-11-08T09:53:43","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=2889"},"modified":"2009-11-08T14:08:21","modified_gmt":"2009-11-08T12:08:21","slug":"luz-velocidad-tiempo-rel","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2009\/11\/08\/luz-velocidad-tiempo-rel\/","title":{"rendered":"Luz, velocidad, tiempo, relatividad."},"content":{"rendered":"

Aunque muchas veces comentado, tratar\u00e9 de nuevo el tema de la velocidad de la luz y sus implicaciones reales en el transcurso del tiempo. La relatividad<\/a> del movimiento es, por una parte, la clave para comprender la teor\u00eda de Einstein<\/a>, y al mismo tiempo una fuente potencial de confusi\u00f3n.<\/p>\n

No es nada f\u00e1cil dar una definici\u00f3n del tiempo, los intentos de hacerlo terminar a menudo dando vueltas y vueltas hasta llegar al punto de partida.\u00a0 Sin ir m\u00e1s lejos, en mi \u00faltimo trabajo (09\/09\/06) de t\u00edtulo \u201cPasado, Presente y Futuro. Una ilusi\u00f3n llamada Tiempo<\/em>\u201d, intent\u00e9 explicar lo que es el tiempo y habl\u00e9 de \u00e9l desde distintos \u00e1ngulos y bajo distintos puntos de mira. Durante muchas p\u00e1ginas trate el tiempo y me remonte hasta el Big Bang<\/a> como fuente de su nacimiento, all\u00ed, junto a su hermano el espacio, naci\u00f3 el tiempo.<\/p>\n

Hablamos del reloj at\u00f3mico de cesio-33, de la velocidad de la luz, de la f\u00f3rmula matem\u00e1tica que explicaba la dilataci\u00f3n del tiempo a trav\u00e9s de la velocidad, del tiempo de Planck<\/a>, de las transformaciones de Lorentz, tiempo terrestre, tiempo din\u00e1mico, tiempo bari\u00f3nico, tiempo est\u00e1ndar, tiempo universal, etc.<\/p>\n

Podemos medir el tiempo en un reloj de luz pero nuestro objetivo es comprender c\u00f3mo afecta el movimiento al transcurso del tiempo. Se conoce como \u201creloj de luz\u201d al m\u00e1s sencillo del mundo y que consiste en dos peque\u00f1os espejos montados el uno frente al otro sobre un soporte, y entre ellos hay un \u00fanico fot\u00f3n<\/a> de luz que salta del uno al otro. Si los espejos est\u00e1n separados unos 15 cm, el fot\u00f3n<\/a> tardar\u00e1 alrededor de una milmillon\u00e9sima de segundo en realizar un viaje de ida y vuelta. Se puede considerar que el \u201ctictac\u201d de un reloj de luz se produce cada vez que un fot\u00f3n<\/a> hace un viaje de ida y vuelta completo. Mil millones de tictac indicar\u00edan que ha transcurrido un segundo.<\/p>\n

El fot\u00f3n<\/a> de uno a otro espejo realizando el viaje de ida y vuelta mil millones de veces en un segundo. El fot\u00f3n<\/a> no tiene masa y su velocidad es la de la luz, 299.792.458 m\/s.<\/p>\n

Tenemos que mencionar el car\u00e1cter constante de la velocidad de la luz, y que el mismo implica que un reloj pueda marcar su tictac m\u00e1s lentamente.\u00a0 O dicho de otra manera, viajar a velocidades cercanas a la de la luz ralentiza el tiempo, as\u00ed lo determina la teor\u00eda de la relatividad<\/a> especial de Einstein<\/a>. El tiempo transcurre m\u00e1s lentamente para un individuo en movimiento que para otro individuo que se encuentre en reposo. Si el razonamiento absolutamente sencillo que nos ha llevado a esta conclusi\u00f3n es correcto, entonces, \u00bfno tendr\u00edamos, por ejemplo, que poder vivir m\u00e1s tiempo estando en movimiento que permaneciendo inm\u00f3viles? Despu\u00e9s de todo, si el tiempo transcurre m\u00e1s lentamente para un individuo en movimiento que para uno que est\u00e1 quieto, esta disparidad se podr\u00e1 aplicar tambi\u00e9n, adem\u00e1s de al tictac de un reloj, al latido de un coraz\u00f3n y al deterioro de algunas partes del cuerpo. Esto es as\u00ed, y se ha confirmado directamente, no para la esperanza de vida de los humanos, sino para ciertas part\u00edculas del microespacio: los muones<\/a>*<\/a>.\u00a0\u00a0 No obstante, existe una pega importante que nos impide proclamar el hallazgo de la fuente de la juventud.<\/p>\n

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Cuando se encuentran en reposo en el laboratorio, los muones<\/a> se desintegran mediante un proceso muy semejante a la desintegraci\u00f3n de la radiactividad<\/a>, en un promedio de tiempo de alrededor de dos millon\u00e9simas de segundo. Esta desintegraci\u00f3n es un hecho experimental apoyado en una cantidad enorme de pruebas. El mu\u00f3n<\/a> tiene una vida de 2 millon\u00e9simas de segundo, llegado a ese tiempo, se desintegra, explota para descomponerse en electrones<\/a> y neutrinos<\/a>.<\/p>\n

Pero si estos muones<\/a> no est\u00e1n en reposo en el laboratorio, sino que viajan a trav\u00e9s de un aparato denominado acelerador de part\u00edculas que los impulsa hasta alcanzar la velocidad de la luz, el promedio de su esperanza de vida medido por los cient\u00edficos en el laboratorio aumenta dr\u00e1sticamente. Esto sucede realmente. A una velocidad de 298.168 kil\u00f3metros por segundo (alrededor del 99\u20195% de la velocidad de la luz), el tiempo de vida del mu\u00f3n<\/a> se multiplica aproximadamente por diez. La explicaci\u00f3n de esto, de acuerdo con la relatividad<\/a> especial, es que los \u201crelojes de pulsera\u201d que llevan los muones<\/a> hacen tictac mucho m\u00e1s lentamente que los relojes del laboratorio que est\u00e1n en reposo y su tictac es m\u00e1s r\u00e1pido, o sea al ritmo normal cotidiano del transcurso del tiempo. Esta es una demostraci\u00f3n muy directa y expresiva del efecto que produce el movimiento en el paso del tiempo. Si las personas pudieran moverse tan r\u00e1pido como estos muones<\/a>, su esperanza de vida subir\u00eda hasta los 800 a\u00f1os, al multiplicarse por el mismo factor 10 de los mu\u00f3nes.<\/p>\n

\u00bfQue d\u00f3nde est\u00e1 el truco?<\/p>\n

Bueno, el que los muones<\/a> en movimiento vivan 10 veces m\u00e1s tiempo que los muones<\/a> en reposo se debe precisamente a que el movimiento detiene el tiempo, no por completo, sino que lo ralentiza y lo hace ir m\u00e1s despacio.\u00a0 Claro que no todos los movimientos pueden conseguir este milagro. Si mi amigo Ricardo Mu\u00f1oz est\u00e1 sentado en la mesa de su despacho, mientras que, mi amigo Antonio Panzuela se mueve por la oficina, el tiempo que transcurre, el cotidiano, es el mismo para ambos, el reloj marca el mismo ritmo para los dos, ya que el movimiento de Antonio Parzuela es \u00ednfimo comparado con el de la velocidad de la luz, que es el \u00fanico movimiento (velocidad relativista) que ralentiza el tiempo y tiene matices importantes en su lectura de un mismo acontecimiento dependiendo de quien sea el que mide el tiempo, el observador de ese acontecimiento (que pueden ser varios) puede medir un tiempo que sea distinto al medido por otro observador. Sin embargo, ambos observadores llevar\u00e1n raz\u00f3n y ambos tiempos ser\u00e1n, aunque distintos, exactos. \u00bfC\u00f3mo puede ser posible eso? \u00bfNo es una contradicci\u00f3n? S\u00ed, puede ser posible y no es una contradicci\u00f3n. Me explico:<\/p>\n

Imaginemos un tren que viaja a 120 Km\/h. En uno de los vagones viaja un padre y su hijo. El ni\u00f1o, asomado por la ventanilla, en el momento de pasar frente a una estaci\u00f3n en la que el Jefe observa el paso del tren comprobando la hora, el ni\u00f1o con toda su fuerza, arroja una peque\u00f1a pelota de goma en el mismo sentido de la marcha del tren, y la velocidad alcanzada por la pelota es de 20 Km\/h. Ahora bien, encargamos medir la velocidad de la pelota (suponiendo que ambos tienen un aparato de medida adecuado), tanto al padre del ni\u00f1o que viaja con \u00e9l en el tren, como al Jefe de Estaci\u00f3n\u00a0 que observa el paso del mismo. \u00bfQu\u00e9 medida nos dar\u00e1 cada uno? Cada observador nos dar\u00e1 una medida distinta del mismo suceso y ambas medidas ser\u00e1n las correctas. El padre del ni\u00f1o nos dir\u00e1 que la velocidad de la pelota es de 20 Km\/h, mientras que el Jefe de Estaci\u00f3n, parado en el and\u00e9n, nos dir\u00e1 que la pelota va a una velocidad de 140 Km\/h. Ambos aciertan, aplicando la relatividad<\/a> hay que tener en cuenta que el padre del ni\u00f1o hace la medida de la velocidad de la pelota cuando \u00e9l est\u00e1 montado en el tren que est\u00e1 en movimiento en el mismo sentido en que va la pelota, lo cual hace que s\u00f3lo mida la velocidad de la pelota, 20 Km\/h. Sin embargo, el aparato de medir la velocidad que sostiene el Jefe de Estaci\u00f3n, en reposo en el and\u00e9n, mide la suma de las dos velocidades la del Tren 120 + 20 de la pelota, lo que resulta una velocidad real de 140 Km\/h, a la velocidad de la pelota hay que sumar la velocidad del tren.<\/p>\n

Este ejemplo es cotidiano y se coge la velocidad como protagonista de la demostraci\u00f3n de lo que es la teor\u00eda de la relatividad<\/a> especial. En el ejemplo del mu\u00f3n<\/a> (que se podr\u00eda extrapolar a una persona que viajara en una nave espacial a velocidades cercanas a la de la luz), el protagonista es el Tiempo, que como consecuencia de una alta velocidad se detiene para transcurrir m\u00e1s lento en funci\u00f3n de la velocidad a la que se est\u00e9 viajando, es el efecto predicho por la teor\u00eda de Einstein<\/a> y demostrados experimentalmente.\u00a0 Los tiempos son relativos al movimiento de los observadores. El reloj viajero es m\u00e1s lento en un factor dado por las ecuaciones de la relatividad<\/a> especial de Einstein<\/a>.<\/p>\n

\u00a1Es todo tan relativo! que, lo aconsejable es pararse a meditar antes de tomar cualquir decisi\u00f3n impotante.<\/p>\n

emilio silvera<\/p>\n

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*<\/a> Mu\u00f3n: part\u00edcula elemental de la familia de los leptones<\/a>, 200 veces m\u00e1s masivo que el electr\u00f3n<\/a>, carga -1. Volver<\/a><\/p>\n

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