{"id":4317,"date":"2010-10-18T10:21:15","date_gmt":"2010-10-18T08:21:15","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=4317"},"modified":"2010-10-18T11:37:26","modified_gmt":"2010-10-18T09:37:26","slug":"la-rel-especial-y-sus-paradojas","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2010\/10\/18\/la-rel-especial-y-sus-paradojas\/","title":{"rendered":"LA Relatividad especial, y, sus paradojas."},"content":{"rendered":"

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 de .<\/p>\n

En otras ocasiones, comentando esto mismo, hice referencia al conocido, o m\u00e1s bien conocida paradoja de los gemelos<\/em>. Uno, astronauta que parte para Alfa Centauro, y el otro, profesor que le despide. Ambos tienen 38 a\u00f1os. La nave parte hacia la estrella vecina y hace el viaje de ida y vuelta a la velocidad de la luz, descansando un d\u00eda para estudiar de cerca la estrella.\u00a0 Al regreso, el hermano gemelo del astronauta va a recibirlo y cuando \u00e9ste desciende de la nave, tiene la edad de 46\u20196 a\u00f1os, mientras que \u00e9l ya est\u00e1 prejubilado y con el cabello blanco, tiene mucha m\u00e1s edad.<\/p>\n

Resulta exactamente lo mismo que en el experimento del m\u00fa\u00f3n, el tiempo del gemelo astronauta que viaj\u00f3 muy r\u00e1pido, pas\u00f3 mucho m\u00e1s lento que el tiempo del gemelo profesor que sigui\u00f3 en la Tierra a un ritmo much\u00edsimo m\u00e1s lento. As\u00ed la ecuaci\u00f3n es inversa:<\/p>\n

Movimiento r\u00e1pido \u00a0= \u00a0Tiempo m\u00e1s lento<\/p>\n

Tiempo m\u00e1s r\u00e1pido \u00a0= \u00a0Movimiento m\u00e1s lento<\/p>\n

<\/p>\n

Pero la ecuaci\u00f3n no debe equivocarnos; el gemelo de la Tierra, el que ahora es m\u00e1s viejo, en realidad ha vivido mucho m\u00e1s que el otro, ha vivido toda una vida con todo lo que eso conlleva, mientras que el otro hermano, el viajero, s\u00f3lo ha vivido un viaje; s\u00ed, algo largo (8\u20196 a\u00f1os luz), pero en dicho espacio de tiempo, al ser muy lento, s\u00f3lo cab\u00edan las incidencias de un viaje en una nave espacial, mientras que el otro hermano ha comprimido el tiempo en cuanto a los muchos hechos que ha podido meter dentro, as\u00ed que para \u00e9l pas\u00f3 mucho m\u00e1s r\u00e1pido.<\/p>\n

En realidad no es que el astronauta viviera m\u00e1s tiempo, sino que su tiempo pasaba mucho m\u00e1s lentamente porque \u00e9l estaba corriendo m\u00e1s que su hermano, y corriendo tanto no da tiempo para hacer muchas cosas, sin embargo corriendo menos nos dar\u00e1 tiempo para todo.<\/p>\n

\u00a1Qu\u00e9 locura!<\/p>\n

S\u00ed, es algo complicado, m\u00e1s de lo que pueda parecer, y sin embargo muy real.<\/p>\n

El astronauta vivi\u00f3 ese periodo de tiempo a c\u00e1mara lenta, por eso su tiempo fue m\u00e1s largo o se tard\u00f3 m\u00e1s tiempo para medirlo por el hecho de que transcurr\u00eda lento. El fen\u00f3meno desapareci\u00f3 en el momento de tomar tierra, donde el tiempo era de nuevo el mismo para los dos hermanos.<\/p>\n

As\u00ed que durante la vida de 800 a\u00f1os al que antes alud\u00edamos, en realidad podr\u00edamos hacer exactamente las mismas cosas que en la vida de 80 a\u00f1os, s\u00f3lo que m\u00e1s lentamente.<\/p>\n

As\u00ed que despu\u00e9s de todo esto llegamos a la conclusi\u00f3n del principio, la relatividad<\/a> del movimiento es, por una parte, la clave para comprender la teor\u00eda de Einstein<\/a>, y al mismo tiempo (repito) una fuente de confusi\u00f3n; hay que centrarse muy profundamente en el problema para llegar a verlo, de manera clara, en tu cabeza. A m\u00ed, al principio, no me entraba la idea. Despu\u00e9s de un tiempo de ahondar en la relatividad<\/a> especial, por fin se hizo la luz, y efectivamente el tiempo va m\u00e1s despacio para quien se mueva muy r\u00e1pido.<\/p>\n

En la vida cotidiana, donde las velocidades son peque\u00f1as, las diferencias entre alguien que corre y otro que est\u00e1 parado, puede ser tan insignificante que, en realidad, es despreciable.<\/p>\n

Otra curiosidad de la relatividad<\/a> especial es que el objeto que se mueva a la velocidad de la luz se acorta a lo largo de la direcci\u00f3n del movimiento.\u00a0 Por ejemplo, las ecuaciones de la relatividad<\/a> especial demuestran que un objeto que se mueva aproximadamente al 98 por ciento de la velocidad de la luz, ser\u00e1 medido por un observador inm\u00f3vil como un 80% m\u00e1s corto que cuando estaba parado, es lo que se conoce como la \u201cContracci\u00f3n de Lorentz\u201d, que tambi\u00e9n es totalmente cierta. Pero adem\u00e1s, a estas velocidades*<\/a> ocurre otra curiosidad: la masa del objeto aumenta considerablemente, ya que como el universo limita la velocidad que podemos alcanzar a la de la luz, cuando nos estamos acercando a ella, la energ\u00eda que se traduc\u00eda antes en velocidad, a partir de cierto punto se convierte en masa. No podemos olvidar que E = mc2<\/sup>, nos dice que la masa es energ\u00eda y la energ\u00eda es masa, son dos aspectos de la misma cosa.<\/p>\n

Einstein<\/a>, en un principio, denomin\u00f3 a su teor\u00eda no como de la relatividad<\/a>, la llam\u00f3 teor\u00eda de la invariabilidad, para reflejar el car\u00e1cter invariable de la velocidad de la luz. La obra de Einstein<\/a> demostr\u00f3 que conceptos tales como espacio y tiempo, que anteriormente parec\u00edan estar separados y ser absolutos e inamovibles, en realidad est\u00e1n entrelazados y son relativos. Einstein<\/a> demostr\u00f3 adem\u00e1s que otras propiedades f\u00edsicas del universo, sorprendentemente tambi\u00e9n est\u00e1n interrelacionadas. Arriba de esta misma p\u00e1gina se rese\u00f1a su famosa f\u00f3rmula como uno de los ejemplos m\u00e1s importantes que afirma (y qued\u00f3 m\u00e1s que demostrado) que E<\/em> (energ\u00eda) de un objeto y m<\/em> (su masa) no est\u00e1n separados y se puede determinar la energ\u00eda a trav\u00e9s de la masa del objeto (multiplicando esta dos veces por la velocidad de la luz, o sea por c2<\/sup><\/em>).<\/p>\n

Volvamos a un mu\u00f3n<\/a> que se desplaza a un 99\u2019999 por ciento de la velocidad de la luz, y su masa se multiplica por 224; a un 99\u2019999 por ciento de la velocidad de la luz se multiplica por un factor que es m\u00e1s de 70.000.\u00a0 Como la masa del mu\u00f3n<\/a> aumenta sin l\u00edmite a medida que su velocidad se aproxima a la de la luz, ser\u00eda necesario un impulso dado con una cantidad infinita de energ\u00eda para alcanzar o superar la barrera de la velocidad de la luz. Como una cantidad infinita de energ\u00eda no existe, de nuevo aparece el l\u00edmite que el universo impone a la velocidad, nada podr\u00e1 superar la velocidad de la luz. Al menos en este universo que conocemos donde las constantes universales, como la masa del electr\u00f3n<\/a>, la constante de estructura fina, o la velocidad de la luz, son como son para que el universo sea como lo conocemos y para que nosotros podamos estar aqu\u00ed.<\/p>\n

Una m\u00ednima variaci\u00f3n en alguna de estas constantes universales (ver mi libreta pen\u00faltima, anterior a la del 09\/09\/06), seguramente habr\u00eda impedido que nosotros surgi\u00e9ramos a la vida en el planeta Tierra.<\/p>\n

De esta lectura podemos sacar la conclusi\u00f3n de que nuestra intuici\u00f3n se equivoca: la informaci\u00f3n que nos transmite se limita al movimiento habitual que es extremadamente lento en comparaci\u00f3n con la velocidad de la luz, y estas velocidades tan peque\u00f1as oscurecen el verdadero car\u00e1cter del espacio y el tiempo que s\u00ed revela la relatividad<\/a> especial en su aut\u00e9ntica naturaleza y demuestra que difieren radicalmente de cualquier concepci\u00f3n previa. Sin embargo, entenderlo no era f\u00e1cil; nosotros no nos movemos a la velocidad de la luz, as\u00ed que lo que percibe nuestros sentidos est\u00e1 adecuado a lo que ven. Einstein<\/a> pronto se percat\u00f3 de esto y tambi\u00e9n se dio cuenta de que entre las numerosas repercusiones derivadas de la revelaci\u00f3n de la relatividad<\/a> especial, una era especialmente profunda: la afirmaci\u00f3n de que nada pod\u00eda sobrepasar la velocidad de la luz que, por otra parte, resultaba incompatible con la reverenciada teor\u00eda de la gravitaci\u00f3n universal de Newton<\/a>. As\u00ed la relatividad<\/a> especial, mientras resolv\u00eda un conflicto, hac\u00eda surgir otro.<\/p>\n

Despu\u00e9s de una d\u00e9cada de intenso trabajo y profundos y penosos estudios y, dig\u00e1moslo, con la ayuda del tensor m\u00e9trico<\/a> de Riemann, Einstein<\/a> resolvi\u00f3 el dilema mediante su teor\u00eda de la relatividad<\/a> general. En esta teor\u00eda, Einstein<\/a> una vez m\u00e1s, revolucionaba nuestro modo de comprender el espacio y el tiempo y demostr\u00f3 que \u00e9stos se distorsionan y se curvan para transmitir la fuerza de gravedad creada por la presencia de grandes masas como planetas o estrellas y galaxias.<\/p>\n

Einstein<\/a> gan\u00f3 el premio Nobel de F\u00edsica por su trabajo sobre el efecto fotoel\u00e9ctrico<\/em> que le inspir\u00f3 el trabajo de Max Planck de 1900, sobre la radiaci\u00f3n de energ\u00eda de cuerpo negro, emitida por paquetes discretos a los que llam\u00f3 \u201ccuantos\u201d.<\/p>\n

En realidad, le tendr\u00edan que haber concedido otro Nobel por su teor\u00eda de la relatividad<\/a> especial, tal es su importancia.<\/p>\n

Y, desde luego, otro tercer Nobel por su relatividad<\/a> general; los tres trabajos son de tal profundidad e importancia y tuvieron tanta trascendencia para el mundo de la f\u00edsica y la cosmolog\u00eda que, podemos decir sin temor a equivocarnos, que los tres trabajos cambiaron el transcurso del mundo.<\/p>\n

emilio silvera<\/em><\/p>\n

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