Entendiendo a Einstein. Parte II

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Por Carlos Otto*

Si usted está en la Tierra y le preguntan dónde está el Sol, usted apuntaría en dirección al Sol y diría “a 150,000,000 kilómetros, derecho para allá”. Si un amigo suyo estuviera en Júpiter y le hicieran la misma pregunta, apuntaría también al sol (probablemente con un ángulo bastante distinto al suyo) y diría “a 780,000,000 kilómetros, en esa dirección”.

Con este ejercicio bastante obvio podemos concluir que la posición de los objetos en el espacio depende del observador. O bien, “todas las distancias son relativas al que las está midiendo”.

Ahora, si usted está parado al borde de una pista de Fórmula 1 y ve pasar un auto a 350 kms/hora, otro piloto que va a 330 kms/hora ve el mismo auto que usted… pero a 20 kms/hora, bastante más lento. Con este segundo ejercicio, un poco menos obvio, podemos concluir que la velocidad de los cuerpos también es relativa a quién la esté midiendo.

Si la energía depende de la posición y velocidad, como la energía potencial y cinética respectivamente, entonces concluimos que, adivine usted, ¡la cantidad de energía también depende de quién la esté midiendo!

¿Y qué pasa con la masa de los cuerpos? Aunque sea difícil creerlo, también es relativa al observador (amigos gordos, no se ilusionen: a escala humana es imposible observarlo).

Ahora una pregunta a usted, curioso lector: el tiempo, ¿es relativo al observador? Nuestra percepción de la realidad indica a todas luces que no. El tiempo parece una variable absoluta del universo, igual para todos y totalmente independiente del espacio que habitamos, tal como lo definió Newton en 1687. Sin embargo, doscientos años más tarde, Albert Einstein se dio cuenta de que lo único fijo en el universo es la velocidad de la luz y que todo lo demás (distancia, velocidad, masa, energía e incluso el paso del tiempo) depende del observador. Una vez que lo demostró matemáticamente bautizó este modelo como la Teoría de la Relatividad especial y cambió la física para siempre.

En palabras simples, la teoría de la relatividad prueba que el tiempo se “estira” o “se acorta” dependiendo de la velocidad y la posición de los cuerpos.

Para visualizarlo está el famoso ejercicio mental llamado “la paradoja de los gemelos”: imagínese dos gemelos y que a uno de ellos se le envía en un vuelo espacial a casi la velocidad de la luz. Su hermano, en cambio, permanece en la Tierra. Cuando el gemelo astronauta regrese, se encontrará con una situación insólita: su hermano envejeció mucho más que él.

¿Cómo es posible que el tiempo no sea el mismo para cada gemelo? ¿Podemos percibir esta diferencia de tiempos en la vida cotidiana? Lamentablemente, en nuestra escala humana, estos efectos son imperceptibles. Es necesario alcanzar velocidades cercanas a la luz para ver efectos tangibles, y eso por ahora está fuera de nuestro alcance. Quizás más adelante podamos viajar al futuro. Al menos, la teoría funciona.

Aunque pareciera que saber esto no tiene ninguna incidencia en la vida práctica, entender que el tiempo depende del observador puede abrir en nuestra mente una enorme cantidad de preguntas y posibilidades: ¿Existe realmente el pasado, presente y futuro? ¿Tiene sentido vivir una vida de estrés porque el tiempo “según cómo lo vemos”, es escaso e implacable?

O simplemente, ¿cuál es la verdadera naturaleza del tiempo?

Para responder esta última pregunta, Einstein ideó un modelo del universo llamado “espacio-tiempo”, el cual considera al tiempo como una coordenada espacial adicional a las tres que estamos acostumbrados a percibir (largo, ancho y alto). Según ese modelo, nuestra realidad no tendría 3 dimensiones sino 4, siendo la cuarta esta extraña dimensión que nuestros sentidos perciben como “tiempo”.

¿Y qué significa realmente que existan 4 dimensiones? Pues lo resolveremos en la próxima columna, ¡no se la pierda!

*Carlos Otto – Ingeniero Eléctrico USACH, Intérprete aficionado de Ukelele, Profesor de Física, Guitarrista Rítmico en FHT y Astrónomo frustrado.

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