domingo, 27 de febrero de 2011

VIAJAR EN EL TIEMPO, RELATIVIDAD FACIL Y EXPLICADA PARA TI

Teoría de la relatividad para curiosos 


Como viajar en el tiempo
   



Me he decidido a escribir una serie de artìculos sobre la teoría de la relatividad por varias razones. Primero porque me apasiona y no termino de maravillarme con los asombrosos e incomprensibles caminos de la ciencia. En segundo lugar porque es muy complicada de entender y cualquier tratado sobre el tema es tan extenso y complejo que asusta. En el mejor de los casos se termina la lectura olvidándolo rápidamente tras haber descubierto que no se ha entendido casi nada. Tercero porque creo que la teoría de la relatividad, más allá de sus fórmulas, tiene consecuencias alucinantes, fáciles de entender y entretenidas para cualquiera. Y cuarto y último quiero comprobar si soy capaz de explicarlo. Animo a los seguidores de las paranormalidades a que investiguen en la ciencia si quieren descubrir mundos alucinantes. 


Para empezar la teoría de la relatividad es complicada de entender y asimilar porque no tiene ningún reflejo en la vida cotidiana. No existe un sólo indicio que hayamos podido percibir que nos indique que todo esto es cierto. Hasta el siglo XX la ciencia estudió y describió fenómenos que cualquier persona había observado antes, aunque no se hubiera parado a pensar en ellas. La mayoría de la deducciones formuladas por la ciencia se podían experimentar en cualquier pequeño laboratorio y decir "funciona¡¡", o incluso ser observados por cualquier hijo de vecino, tales como la gravedad, las presiones, las fuerzas, las masas, velocidades, gases, etc. A principios del siglo XX, el grandísimo físico alemán Albert Einstein (del que tenemos el honor de servirnos como presentación de la web) llega para echar por tierra todos los principios de la física establecida y a comenzar un camino que ya no ha parado: "a partir de ahora, aunque las fórmulas coincidan con la experiencia y describan ciertos fenómenos, no vais a entender nada". No es una frase suya, eso lo digo yo. Probablemente en su cabeza encajó todo como un reloj.


La teoría de la relatividad de Einstein se divide en dos grandes teorías:
  • Teoría especial de la relatividad: Formulada en 1905, es de la que voy a hablar en este post, y describe como se percibe el espacio y el tiempo en función del observador.
  • Teoría general de la relatividad: Formulada en 1915, trata de explicar la gravedad, la fuerza más incomprendida de todas las fuerzas presentes en la naturaleza. Hablaré en otro post de ella.

Teoría especial de la relatividad.


Pongámonos en contexto. Hasta la formulación de las teorías de Einstein se aceptaban como correctas la física de Newton sobre la inercia, la gravedad y el movimiento. Me he permitido el lujo de hacer un dibujo (un mal dibujo realmente) para que se entienda mejor el fenómeno.



Tenemos a dos tipos (B y C) que tienen pasta y han decidido dar un paseo en barco. Es tan grande que tienen espacio suficiente para que uno de ellos, llamemos Indurain (C), se ponga a andar en bici por la cubierta mientras B lee el periodico. El lector observa como Indurain se aleja de él a 20 km/h. Para el ciclista el lector permanece quieto con respecto al barco. Por otro lado tenemos a un pescador sentado en la orilla de la playa que observa a los dos, sin embargo para éste el ciclista no se mueve a 20 km/h, sino a 50 km/h, ya que tiene que sumar la velocidad del propio barco. Además, el lector no está quieto, sino que se mueve a 30 km/h, exactamente la velocidad del barco. Arriba del todo, en el sol, está colocado el malo de Superman IV, y observa la escena y concluye que el pescador se mueve a una gran velocidad (la velocidad que supone la rotación de la tierra alrededor del sol) y que el lector va un poco más rápido y el ciclista más rápido aún. La conclusión es que la velocidad de los cuerpos depende del observador.


Hasta aquí nada extraño, es algo que percibimos en cualquier experiencia cotidiana. Sin embargo, la física newtoniana percibe el tiempo como absoluto e independiente del observador, es decir, que si a la hora de salir el barco todos ponen a cero su cronómetro, a la llegada del barco pueden comprobar que siguen sincronizados y dan lecturas idénticas. Nuestra experiencia diaria nos dice que el tiempo es el mismo, independientemente de si vas en coche, andando, estás durmiendo o vas en avión. ¿está claro no?. Pues no. Aquí es donde entra el bueno de Einstein y dice que no, que el tiempo también depende del observador. Esta sorprendente conclusión es mucho más complicada de asimilar de lo que parece. Continuemos.


Según la teoría de la relatividad, el tiempo depende de la velocidad del observador, es decir que los cronómetros del lector, del pescador, del malo de superman y del ciclista darían diferentes resultados a la llegada del barco a tierra. El cronómetro del ciclista marcará menos tiempo que el del lector, éste menos que el pescador y éste menos que el malo de superman. Con la velocidad se produce una especie de compresión en el tiempo, transcurre de manera distinta. ¿pero de qué estamos hablando? este fenómeno de la variación del tiempo dependiendo de la velocidad ocurre así, efectivamente, pero sólo es perceptible a altísimas velocidades (cercanas a las de la luz). A escala humana la diferencia de tiempos es tan pequeña que es despreciable y sigue funcionando perfectamente la física de Newton, que considera al tiempo absoluto. De todas formas, vamos a calcular la diferencia de tiempo que obtendría el ciclista con respecto al pescador.


Si he hecho bien los cálculos, si el ciclista estuviera andando durante 24 horas, al final el ciclista habría medido en su cronómetro 84600 segundos, mientras que el pescador obtendría 84.600,0000000001 segundos¡¡¡ no creo que el esfuerzo de no parar en 24 horas le merezca la pena para ganar una milmillonésima de segundo, pero no deja de ser curioso.


La fórmula para el cálculo es la del cuadro de la derecha. El tiempo t' se calcula en base al tiempo t (el tiempo medido desde el objeto móvil). Depende de la velocidad V (del objeto móvil) y la velocidad de la luz. Como vemos, la diferencia entre t' y t sólo es apreciable con velocidades cercanas a la de la luz.


Pero en viajes espaciales, con el tiempo y la velocidad a la que viajan, la desincronización empieza a ser apreciable. Si fuéramos capaces de viajar a velocidades cercanas a la de la luz, pongamos 150.000 kms/s (la mitad de la velocidad de la luz), e dieramos una vuelta por el sistema solar durante 10 años (medidos desde la nave espacial) al volver los astronautas se darían cuenta que en la tierra habrían pasado 11,54 años. Los astronautas serían 1 año y medio más jovenes que sus compañeros en la tierra¡¡¡


Resumen, se puede demostrar que si te pasas toda la vida en coche rejuveneces¡¡ Mejor dicho, logras que el tiempo transcurra de forma más lenta para ti que la de los pobres viandantes. Otra posible opción es hacer footing en las horas de trabajo. Es cuestión de probar.


Continuará... (¿A alguien le parece interesante?)

22 comentarios:

  1. pues que quieres que te diga ...¡ yo viajo en el tiempo todos los dias y sin teoria de la relatividad !...solo hace falta vivir en ex-paña y ver como retrocedemos en el tiempo menos derechos menos cosas ...un viaje al pasado para que luego digan que los viajes en el tiempo solo son fantasias
    buen viento y mejor botin

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  2. Hace años que leí esta artículo tuyo. Corro mucho yo. (o sería al revés, que lío)

    Interesante, es verdad. Y el dolor de cabeza que me ha subido concentrándome. Sigo sin pillarlo pero me siento mucho peor, gracias :-)

    (oye la lluvia de estrellas una chulada y el cambio de fondos un enorme favor para mis antiparras)

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  3. A mi sigue pareciendome complicado, yo más de letras, pero tengo que decir que lo has explicado de forma muy didactica, me ha gustado.
    Un fuerte abrazo.

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  4. Hawai, a mi lo que mas me fastidia, es que ahora al ir a 110 el tiempo pasa menos rapido para mi en comparación con los que están parados que antes, osea que encima de estar mas horas en el coche me rejuvenezco menos.
    Fijate que eslogan para una de tus pegatinas;

    SI CORRES MAS TE HARÁS MAS JOVEN LO DICE EINSTEIN


    Buen biento y mejor botin

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  5. CARLOS, asi es si corres mucho hace años que lo leíste, el lenguaje que utiliza la informatica es el binario 101010101 lleno, vacío,lleno vacío,ect pues con el universo ocurre igual, espacio lleno 1 espacio vacío 0 la es este caso el 0 ,el vacío no es que este vacío, si no que esta un siguiente paso en el tiempo, el proceo es giratorio 101010 rotando sobre si mismos, y...vualá se hizo la vida , por eso cuesta tanto a los físicos encontrar lo que llaman materia oscura, porque no esta en su tiempo,
    espero que te haya servido para reflexionar.

    El cambiador de fondos y tamaño de letra lo busqué pensando en ti,seguí tu consejo, así que las gracias te las debo de dar yo a ti.


    un saludo,vuen viento y mejor botin

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  6. Es que no era fácil de entender ni siquiera para los físicos contemporaneos de Einstein, de echo ahora la entienden, pero ha subestimado al viejo maestro, el formuló un coeficiente que hanwking desestimó para la teoría cuántica,
    en fin dejemos esto ,lo importante es que nos demos cuenta lo dificil que es cambiar un concepto que muestra mente ha dado por valido, a los humanos puede no costarnos agregar un concepto nuevo (Funcionamos por conceptos)pero cambiar en nuestra mente uno ya existente por otro nuevo ya es otro cantar.

    un gran abrazo

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  7. Anda le has puesto estrellitas a la flechita, que chulas, me gustan. Has explicado de maravilla lo de la relatividad, pero mira que lo has explicado súper-bien es una lástima que a golpe de domingo a la tarde no me enterara de mucho, pero interés si que le he puesto
    Besos y un abrazo sideral

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  8. Teoría difícil de entender en su totalidad pero que tú has explicado de maravilla... como díce Renacer, con el barco, Induráin y el lector, pero me he perdido... ¡perdón!.

    Un abrazo.

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  9. Me encanta recordar como hablabamos de esto en las comidas y parece que paramos el mundo si, pero porque nos miran como a un par de locos!!

    te recordare un par de teorias mas que tu me ensañeste y que podias publicar ;)

    un abrazo viejo

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  10. No sea Vd. modesto, el dibujo está muy bien.
    Y la explicación me ha parecido magnífica, es difícil hacer comprensibles ciertas cosas a los legos (cual es mi caso) y logra hacerlo Vd. muy fácil.

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  11. pienso que la fisica es fascinante pero aunque es muy conplicada nos permite aprender y explorar nuestro alrededor como el ejemplo del barco,el ciclista y el lector y la teoria de la relatividad y quiza en un futuro logremos viajar en el tiempo asi como lo pensama Albert Einten

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  12. La teoría de la relatividad me fascinó desde mis años de estudiante de BUP y he leído sobre el tema. En este sentido, encuentro tu post muy interesante.

    También me pareció alucinante que si el barco de tu ejemplo viaja a 3/4 de c y el ciclista sobre su cubierta a 1/2 de c, la velocidad del ciclista sea c y no la suma de las dos velocidades. Y que la longitud se vaya haciendo cero y la masa tienda a infinito, de modo que no se puede alcanzar c. Suena todo un tanto irreal, yo creo que es por eso que fascina a tanta gente.

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  13. Renacer, Towanda me alegra mucho que os haya gustado la "disertación" y las estrellitas, jajaja menudo rato con fomulas y relatividad...ejem
    pero recordad, el tiempo es la materia de la que hemos sido creados.

    besos y un abrazo sideral

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  14. Cuasar , y me llevo el novel jajaja,ahhh..si esos son los buenos momentos que merecen recordarse en toda su maravillosa esencia,

    aunque lo mio es mas bien una visión, como la de Poe,¿ Cuasar me crees si te digo que lo he visto?

    Nota; no me llames viejo, que tengo 42 años "cabrón"

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  15. Trece, no se te ocurra llamarme de Vd,despues de que el cabr....piiiii de Cuasar me haya llamado viejo, me gusta mas navegante, o capitan,
    me alegra mucho que te haya gustado,

    un gran saludo, y recuerda, buen viento y mejor botin,

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  16. Milena, me alegra mucho verte por aquí, mira... yo pienso que somos la consciencia del universo, y practicamente acabamos de despertar, como cuando un niño pequeno de 2 o 3 años se da cuenta de repente de su propio yo,pues algo parecido,

    un abrazo

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  17. Misantropo, mira que sabia que te iba a gustar¡¡¡
    lo estaba pensando mientras confeccionaba la entrada,jajaja

    mira el principal problema para conseguir la teorí a unificada es que cada nueva variante a estudiar cuesta una media de cuatro años para desarrollar las ecuaciones, y luego resulta que el resultado les da infinito,entonces lo llaman singularidad, ejem... miden con aparatos opticos y se demuestra que no es infinito...y claro como a ciertos señores ese camino les ha costado media vida laboral, pues no están dispuestos a admitir así como así su fracaso, el camino es el la Filosofia, como democrito, fisico-filosofia

    para acabar una cita de Ernesto Sabáto que se te va a gustar;Dios es un pobre diablo, con un problema demasiado complicado para sus fuerzas. Lucha con la materia como un artista con su obra. Algunas veces, en algún momento logra ser Goya, pero generalmente es un desastre.

    buen viento y mejor botin

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  18. Te sugiero que vayas a este enlace y veras a lo que me refiero con lo de Demócrito

    http://www.tayabeixo.org/biografias/democrito.htm

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  19. Le decía un anciano a un joven que se quejaba de lo rápido que le habían pasado los años que tenía: "Muchacho si tu vida te ha pasado rápido, eso es porque la has vivido intensamente, lo malo es cuando pasa muy despacio".
    Buen viento Capitán.

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  20. Berto, es una cita muy buena, me alegro de verte por estos mares,
    te voy a regalar una cita,San Agustin decía que
    una cosa es haber andado más camino y otra, haber caminado más despacio.

    Buen viento, Berto

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  21. Había otra cita que decía: "Dios se sobreestimó cuando creó al hombre".

    Tiene su puntito.

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  22. Pepe bien venido a esta charla, reflexiona amigo ¿puede crear dios una piedra que no pueda mover?

    si,y no....puede crear algo que le supere...ahora...pero si con el tiempo aprende en un futuro acabará moviendola, ¡¡ como se asemeja a la imagen del hombre¡¡,


    un saludo

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