Winnie & Cabezón y sus amigos

no hace mucho discutía con Winnie sobre la teoría de la relatividad... Bueno, más que discutir sobre ello, charlábamos de un tema que nos supera con creces a los dos, pero bueno, el aburrimineot, las birras y las ganas de pelear nos pudieron.

Todo empezó porque yo le expliqué la "tontería" de que si lanzamos una nave a la velocidad de la luz, ésta se movía respecto a la tierra igual que la tierra se movía a la velocidad de la luz respecto a la nave. Entonces, quien es el que se mueve? Y si es un viaje en el tiempo, quien es el que envejece?

Este simple ejemplo sólo demuestra que todo es relativo, todo depende de los ojos del observador...

Mis conociminetos sobre la teoría llegaban hasta ese punto. Algo que había leido y que me había despertado la curiosidad.

Pero en mis ansias por tener la razón, y demostrar que dicho enunciado no era una tontería, he estado leyendo un poco más sobre el tema, y la verdad es que es igual de interesante que de complicado. De todos modos, trataré de hacer un pequeño esfuerzo y explicar lo que he entendido.

El concepto de relatividad no es porpiedad de Einstein, sino que Galileo ya lo utilizaba, aunque para él era algo tan sencillo como la suma de velocidades según el punto de referncia que utilizemos.
típico, el del tren:

Un tipo viaja en un tren que va 50 km/h. Otro está quieto en un punto fijo y ve pasar el tren. Para este segundo tipo el tren viaja a 50km/h igual que para el del tren, tu que estás quieto viajas a 50km/h respeto a él.
Pero ahora un pasajero se levanta y empieza a andar hacia la cola del tren a 10 km/h. Entonces, y según la Relatividad de Galileo, este pasajero andante camina a 10km/h respecto al pasajero sentado, y a 40km/h respecto al tipo que mira en tren desde fuera.

Es algo bastante sencillo y de sentido común, no?

Bien, ahora llega Einstein y formula dos postulados:

1- La luz se mueve siempre a velocidad constante de 300.000 Km/seg, independiente de la velocidad de la fuente emisor.
2- No existe ningún experimento posible en una nave que nos permita saber si nos estamos moviendo.

Bien, pues según la Relatividad de Galileo, el primer postulado es imposible, ya que si cogemos y emitimos un rayo de luz en cualquier dirección desde nuestra posición en el tren, la luz debería salir a 300.000/km/seg + 50Km/h, no?
Pues no es así.

(Aunque sería molón, ya que si ponemos a dos personas una delante de la otra viajando a más de la velocidad de la luz, una vería a la otra pero no a la inversa, ya que la luz que uno emite jamás llegaría al otro!!! Mooola!

En fin, que volemos al tema...

Otra correción que Einsten hizo sobre las teorías de Newton fue sobre el tiempo. Para Newton, el tiempo era algo lineal, que existía un timepo absoluto válid para todos. Pero se ve que tampoco es así. Para Einstein cada sistema de refencia tiene su propio espacio-tiempo. Esto viene del clásico V=E/t (para los de letras, velocidad igual a espacio partido por tiempo, por eso lo de los kilómetros por hora, etc... :-) ). Si consideramos la velocidad de la luz constante, el espacio y el tiempo deben ser variables. (me estoy empezando a marear).

Para "aclarar" un poco el tema, pego els iguiente ejemplo:

Dos naves, la Enterprise y el Halcón Milenario. Cual ganaría en un combate... no, que me pierdo... tenemos las dos naves. Ambas equipadas con un reloj de luz, que no es más que un rayo que viaja hasta el techo de la nave y vuelve a su punto de origen. Y ahora decimos que el rayo este tarda 1s en realizar el trayecto. Bien, para Picard, el rayo tarda 1s en relacir el trayecto.

Peeero, ahora llega Han Solo, con el mismo reloj instalado, que tarda igualmente 1s en realizar el trayecto, pero pasas a alta velocidad, 50.000km/h... entonces, como ve Han Solo el haz de luz de Picard? Verdad que no lo verá completamente vertical? Verdad que también verá un pequeño desplazamineto horizontal debidoa que viaja con la Enterprise? Es decir, el rayo para Picar sólo sube y baja, pero para Han Solo sube y baja además de desplazarce horizontalemnte, es decir hace este movimiento ^. Entonces, para Han Solo, el rayo recorre más distancia que para Picard, no? Y como la velocidad de la luz es constante, llegamos a la conclusión de que el tiempoque tarda la luz es mayor en la nave de Picard que en la de Han Solo. Así que el tiempo transcurrido en una objeto en moviminto respecto a ti, se hace más lento. Para Han Solo ha pasdo un segundo en su nave, pero 1 y una fracción en la de Picard. Vamso que los relojes no funcionan bien! unque sea un Rolex.

Ah! Para Picard el experimento es el mismo, según eĺ su reloj va bien, y es el de Han Solo el que va retrasado! Esto es la dilatación del tiempo... Y demuetsra que no es algo lineal, sino que se contrae y se expande...

Vale, todos sabemos que es imposible que Picard y Han Solo se encuentre... así que vamos a un caso real. Los muñones, digo muones!

Los muones son partículas que se forman en la atmósfera, viajan a una velocidad muy cercana a la de la luz (0,998c) y tiene un timepo de vija fijo de 0,00000002s (y en ese tiempo alguno llega a follar!! eso si, sin caricias post-coitales, que no están para ostias!). Al tema, teniendo en cuenta la física clásica, y la matemática simple, la distancia recorrida sería 0,998*c*00000002s=656m.
Pero parece que los tipos estos se forman en la atmósfera y llegan a la superficie de la tierra, entonces, como hacen para recorrer 9000 metros en tan poco tiempo y a esa velocidad?

Pues vamos a tartar de explicarlo. Tenemos dos munones de esos en la atmósfera, una que va a caer y que nosotros observamos desde la tierra, y otro que se queda quieto en la atmósfera, y con nostros a su lado.
El primero, al moverse tan rápido está haciendo que su reloj de vida vaya más lento, es decir tiene más tiempo de vida (por lo que explicábamos anteriormente), y esto hace que tnega tiempo de llegar a la tierra.
Y para el que está quieto, la tierra se acerca a 0,998c, pero como el tiempo de vida del muon quieto no es el mismo que el del muon en movimiento, la tieera sólo se acerca 656 metros en sus 00000002s de vida.

Entonces, podemos concluir que las distancias también son relativas (y no el cerca o lejos que te diga el colega de turno), sino que para un muon en reposo la distancia a la tierra es de 9000 metros, y esa misma es de 656 para otro en movimiento... Si, ahora ya estoy mareado.

En resumen, que además de que el tiempo es variable vemos que el espacio debe ayudar a la teoría y contrarse/expandirse: "los objetos que se mueven respecto a nosotros se contraen a lo largo de la dirección de movimiento."

Vamos, que si la tenemos de 23 cm, y la aceleramos mucho, respecto a la de otro que la tenga de 23cm , la nuestar será más pequeña. Conclusión, no corraís o se os encogerá la picha!

En resumen: tanto el tiempo como el espacio son medidas relativas a un punto de referencia.

Bueno, tras el tocho, algunas otras cosas interesantes que he encontrado, como los viajes en el tiempo, y la definición de tal.

Llegamos a discutir sobre la definición de tiempo, que si a nivel social o no se que... Para que quede claro de que estamos hablando:

"Una nueva y significativa ruptura en la concepción del tiempo se produce en la primera mitad del siglo XX, cuando la teoría de la Relatividad Especial de Einstein establece la unión del tiempo y el espacio en un nuevo concepto que evoca a Aristóteles. Hace 2.200 años, Aristóteles afirmó que el tiempo tiene que ser movimiento, uniendo así dos conceptos relacionados entre sí pero que se nos presentaban separados, diferentes.

Einstein establece una revolución conceptual parecida cuando señala que el tiempo es la cuarta dimensión de la realidad. Los objetos no sólo tienen longitud, altura y profundidad, sino que además están inmersos en un proceso temporal inevitable que tiene tanta importancia como las otras tres dimensiones físicas.

Bertrand Russell lo explica así: espacio y tiempo no son independientes, como tampoco lo son las tres dimensiones del espacio. Seguimos necesitando las cuatro dimensiones para determinar la posición de un hecho... (pues) no existe el mismo tiempo para diferentes observadores."

Algo más sencillo:

“El tiempo es una forma de separar eventos unos de otros. Incluso sin pensar sobre el tiempo, podemos ver que las cosas cambian, las estaciones cambian, la gente cambia. El hecho de que el mundo cambia es una característica intrínseca del mundo físico, y el tiempo es independiente de si tenemos o no un nombre para él."

Y con esto ya podemos empezar a hablar sobre los viajes en el tiempo!!!

Primero su viabilidad, y después algunas paradojas sobre el asunto...
Empezaremos con una frase que se tildarás de chorrada pero es más cierta que nada:

"Todos viajamos en el tiempo. Durante este último año, yo me he movido hacia adelante un año, y ustedes también. Otra manera de decir eso es diciendo que viajamos en el tiempo a la velocidad de 1 hora por hora."
Y ahora, la pregunta: es posible viajar a velocidades diferentes de 1hora por hora?

Pues según Einstein, el tiempo espacial trasncurre más lento cuando viajamos (respecto a otros observadores) a velocidades cercanas a las de la luz.

Para poner un ejemplo, te coges un cohete y te vas a dar 5 años de vueltas por el espacio a velocidades MUY cercanas a las de la luz, al volver, tus cinco años habrán sido muuuchos más para la gente que ha dejado en la tierra, tantos como 50!!! Es decir, podemos viajar al futuro, pero sin vernos a nosotros mismos...

Ir para alante pàrece claro por lo que hemos contado, pero y para atrás? Según Einstein, el espacio-tiempo se curva sobre sí mismo, permitiendo teóricamente que los viajes vuelvan hacia atrás y se encuentren con versiones más jóvenes de ellos mismos... Esta explicación es más compleja y necesitaría de gráficos, así que lo dejo aquí.

Viajar para atrás conlleva montones de preguntas: podrías yo ser mi propio padre, matarme, matar a mis padres, hacerme rico, etc... y que nada de esto me influyera? Bien, hay montones de paradojas sobre el tema, os dejo una curiosa:

"En la novela "Las Puertas de Anubis" de Tim Powers, se relata el caso de un profesor de literatura estudioso de la obra de cierto oscuro poeta del siglo XIX. Este profesor viaja al pasado y luego de varias aventuras logra encontrarse en una taberna donde el poeta debía escribir su obra mas famosa. Pasa horas esperándolo hasta que, enojado y sorprendido por la deserción del artista, termina escribiendo el poema de memoria. Por fin, luego de una infructuosa búsqueda de su poeta termina dándose cuenta de que el poeta es, en realidad, él mismo. La pregunta es ¿quien escribió el poema?, el profesor lo escribe de memoria y esa es la versión que se publica y que llega a sus manos en el presente para que el la aprenda. Esta clase de problema circular (¿de donde sale la "energía creativa"?) es una de las paradojas que se pueden dar en el viaje al pasado."

Aunque tamién hay teorías que dicen que no viajar hacia el pasado no es posible, pero aquí ya se mezcla la física cuántica, y el tema se complica mucho, así que dejo una pequeña reseña:

"El comportamiento cuántico está gobernado por las probabilidades. Antes de que algo sea observado realmente, existe un número de posibilidades con respecto a su estado. Pero una vez que ese estado ha sido medido, esas posibilidades se reducen a una; la incertidumbre queda eliminada.

De modo que, si se conoce el presente, es imposible cambiarlo. Si, por ejemplo, Ud. sabe que su padre vive en la actualidad, las leyes del universo cuántico afirman que no existe la posibilidad de que haya sido asesinado en el pasado.

Es como si, de alguna forma extraña, el presente tuviera en cuenta todas las rutas posibles para el retroceso en el tiempo y, como su padre está vivo ciertamente, es imposible que alguna de esas rutas pueda llevar a su muerte.

“Si Ud. retrocediera en el tiempo para matar a su padre, llegaría después de que él hubiera salido de su habitación, o no lo podría localizar, o cambiaría de idea”.
Profesor Dan Greenberger
Universidad de la Ciudad de Nueva York

“La mecánica cuántica distingue entre algo que podría suceder y algo que realmente ha sucedido”, dijo a BBC News el profesor Dan Greenberger de la Universidad de la Ciudad de Nueva York, EE.UU.. "

En fin, que hay gustos para todos!

Todo esto no lleva a la discusión inicial sobre si el enunciado era una chorrada o no... Yo creo que no, y el resto de la comunidad cinetífica me apoya. Lo demuetsra la paradoja de los gemelos:

"Pensando en que un gemelo se quede en la Tierra y el otro viaja a otra estrella y vuelve a velocidades cercanas a la de la luz. ¿Cual es el que envejece? ¿puede el viajero pensar que el que viaja es el que se queda en la tierra?

Esta paradoja que a llevado a grandes debates desde hace un siglo y aún hoy continúan, se resuelve habitualmente pensando que el que viaja no es un sistema inercial por las aceleraciones y cambios de rumbo que recibe, pero ampliando esto surgen más paradojas que nos llevan a discutir básicamente el concepto de sistema inercial pues ¿es inercial un cuerpo en caída libre? Se puede llegar incluso a la conclusión de que no existe realmente ningún sistema inercial puro, pues la gravedad siempre actúa como aceleración. La confusión es alta.

Soluciones a la paradoja:
Simple
Más simple aún

Esta y otras paradojas hacen que algunas personas aun no acepten la Teoría de la relatividad, pero de todos modos cualquier otra teoría que fuera diferente y que pretendamos que sustituya a la de la relatividad tendría que producir las mismas consecuencias comprobadas que produce ésta y alguna más para poder ser aceptada."

Bueno, ya termino, pero antes un par de cosas. Que Einstein corrigiera las leyes de Newton no quieren decir que las cosa no actúen como dijo Newton, sino que se comportan más como dice Einstein que como dice Newton. Es decir, Newton puede describir el comportamineot de muchas cosas, pero algunas con errores y algunas otras no.

Existen experimentos que demuestran partes de las cosas que he explicado:

"Todos estos fenómenos parecen curiosidades teóricas, ya que no los percibimos en la vida cotidiana. No existen ni trenes, ni aviones, ni cohetes, ni ningún tipo de vehículo capaz de acercarse a la velocidad de la luz. Pero sí hay relojes extraordinariamente precisos: los relojes atómicos. En un experimento realizado en 1971 se embarcaron cuatro de estos relojes en aviones comerciales y se comprobó que el tiempo realmente transcurre como lo predice la teoría de la relatividad. La revista Scientific American dijo que esta era la verificación más barata de la teoría, ya que costó unos ocho mil dólares, de los cuales siete mil seiscientos se gastaron en los pasajes de avión."

"Einstein con su modo de trabajar nos enseñó mucho más que relatividad. Planteaba una hipótesis y a partir de un profundo análisis realizaba predicciones; derivaba consecuencias que podían ser comprobadas. Nos enseñó que las teorías deben poseer capacidad predictiva. Fue el maestro de la física teórica."

Otra cosa es que, como discutíamos el otro día, nos queramos o no creer lo que nos dicen los cientifícos. Yo creo que han hecho bastantes cosas para demostrar su credibilidad, aunque tal vez todo sea un montaje de telecinco para ganar aundiencia...

Ah! si todo esto no lo entendemos, no nos gusta, o no nos lo creemos, siempre nos quedará la religión. Esa si que da soluciones simples!!!

Fuentes:
Relatividad espacio y tiempo
El tiempo es una cultura
Teoría de la Relatividad de Einstein
Viajes en el tiempo
Einstein y la Relatividad
Nuevas reglas para viajar en el tiempo
Viajes en el tiempo

salu2