La relatividad espacial, la teoría que logro superar a Issac newton
Por: Oscar Carmona
Capítulo I: “La revelación al secreto del tiempo”
En sí, el mismísimo concepto del tiempo ha sido debatido por mucho tiempo, hasta que se llegó a la firme conclusión de que el tiempo era una constante universal e inmutable. Claro, era común para todos los observadores, ya que se creía que, sin importar su estado de movimiento, este no se veía afectado. Antes de los increíbles avances científicos del siglo XX, el concepto del tiempo era concebido dentro del marco de la física clásica, principalmente formulada por Isaac Newton en el siglo XVII. Newton observaba que el tiempo mismo era absoluto, lineal y universal; se podría decir que este siempre transcurría a la misma velocidad para todos los observadores, sin importar las circunstancias. Esta misma idea se refleja en su obra Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, en donde declara:
“El tiempo absoluto, verdadero y matemático, por sí mismo y por su propia naturaleza, fluye uniformemente, sin relación con nada externo.”
.
Pero, aun siendo una teoría que en su tiempo contaba con muchos argumentos y se creía irrefutable de mil maneras, este paradigma fue radicalmente transformado gracias a la formulación de la teoría de la relatividad especial, propuesta por Albert Einstein en 1905. En esta teoría, el tiempo dejaría de ser completamente absoluto y pasaría a convertirse en una magnitud relativa, volviéndose dependiente de la velocidad del observador respecto a otros sistemas de referencia.
Uno de los pilares más intrigantes y fascinantes al mismo tiempo de la relatividad especial es la dilatación temporal, un fenómeno según el cual el tiempo transcurre más lentamente para un objeto en movimiento rápido en comparación con un observador en reposo. Esta afirmación, lejos de ser meramente teórica, ha sido comprobada empíricamente a través de múltiples experimentos, como la observación del comportamiento de los muones atmosféricos o de los relojes atómicos en satélites.
Desde un punto de vista físico y matemático, esta dilatación puede describirse mediante las transformaciones de Lorentz, las cuales explican y establecen de forma firme que el intervalo temporal entre dos eventos es distinto dependiendo del marco de referencia desde el cual se mida. Así, si dos relojes son sincronizados y uno se mantiene en reposo mientras el otro viaja a una velocidad cercana a la luz, al regresar, el segundo reloj marcará menos tiempo que el primero. Este efecto, aunque imperceptible en condiciones cotidianas, cobra una enorme relevancia a velocidades relativistas o en contextos de alta precisión, como el sistema GPS. En suma, la relatividad del tiempo dentro de la teoría especial no solo ha modificado profundamente la manera en que concebimos el tiempo y el espacio, sino que ha establecido las bases para una nueva comprensión del universo, donde el observador juega un papel muy activo en la medición de la realidad.
Capítulo II: “La vez que Einstein subió a los hombros de Newton y pudo ver un nuevo universo”
Desde los inicios del pensamiento crítico el humano ha intentado comprender la naturaleza del universo que lo rodea. Y después de creer en el paradigma del tiempo absoluto lineal radicalmente en el siglo XX por Albert Einstein, quien, con su teoría de la relatividad especial publicada en 1905, transformó para siempre nuestra visión del cosmos.
Principales preguntas respondidas
Video explicando la relatividad:
La relatividad especial se basa en 2 postulados muy fundamentales: el primero y más importante es que las leyes de la físicas no cambian, incluso sin sus sistemas de referencia inerciales son diferentes , ósea que se mueven a una velocidad constante unos respectos a otros, segundo, la velocidad de la luz en el vacío es la misma para todos los observadores, sin importar su estado de movimientos, es decir un objeto puede ser diferente e ir en diferente velocidad dependiendo de los espectadores, pero con la luz no cambia ya que esta siempre tendrá una velocidad de 300.000 kilómetros por segundo.
Estos principios, aunque aparentemente se escuchen simples tienen consecuencias profundas, a la vez que contraintuitivas.
Una de la más notables y que ya se mencionó antes es la dilatación del tiempo, Otro concepto a destacar es la contracción de la longitud, que planeta que los objetos en movimiento se acortan en la dirección del desplazamiento desde la perspectiva de un observador en reposo. además la teoría muestra que eventos simultáneos para un observador pueden no serlo para otro, un ejemplo sería un clásico dilema de "la guerra de Andrómeda" el cual dicta "Para una persona en Andrómeda la guerra ya acabo, para una persona cerca, apenas comenzara, y para una lejos ni si quiera ha comenzado, y todas tienen razón", un fenómeno conocido como {{relatividad simultanea}}}, estos resultados son descritos matemáticamente por las transformaciones de Lorentz,, las cuales cambian a las transformaciones de galileo de la física clásica.
Mas allá de sus implicaciones técnicas, la relatividad espacial reconfigure nuestra comprensión del universo. el tiempo y el espacio que ya no son más entidades absolutas, si no que juntas forman un tejido unido llamado espacio-tiempo , cuya estructura depende siempre del observador, esto no solo afecta la física clásica sino también a la filosofía y la percepción humana de la realidad. En lugar de un universo fijo y objetivo, emerge una realidad dependiente del marco desde el cual se observa definitivamente la teoría de la relatividad especial no es solo uno de los logros más grandes del pensamiento humano, sino un pilar fundamental sobre el cual se ha construido la física moderna.
Capítulo III: “El hombre que doblego al tiempo”
Si la luz siempre se mueve a la misma velocidad, sin importar si quien la observa está en movimiento o en reposo, entonces el tiempo mismo debe ajustarse para que esta velocidad permanezca constante. esto llevó directamente al concepto antes mencionado como dilatación temporal, y que el tiempo no transcurre igual.
Aunque un inicio parecía una teoría básica la dilatación del tiempo fue confirmada experimentalmente, un ejemplo celebre es el comportamiento de los muones, partículas subatómicas generadas por rayos cósmicos en la atmosfera, a pesar de tener una vida extremadamente corta, muchos logran llegar hasta la superficie Terrestre. cómo es posible? gracias a su alta velocidad, el tiempo para ellos pasa más lento que un observador en la tierra, lo cual les permite vivir, lo suficiente como para ser detectados, este cambio de perspectiva no solo fue una corrección técnica, transfor completamente la forma en que entendemos la realidad, el tiempo antes considerando un flujo universal e independiente, ahora depende del movimiento del observador.
Además la relatividad especial, que explica como el tiempo se dilata con la velocidad, Albert Einstein, este desarrollo una segunda teoría: la relatividad general la cual dictaba que no solo se considera el movimiento, sino también como la gravedad, afecta al tiempo y espacio, aquí entra en juego Aquí entra en juego un fenómeno fascinante, la dilatación gravitacional del tiempo.
Según la relatividad general, la gravedad no es simplemente una fuerza, como había dicho Newton, sino una curvatura del espacio-tiempo causada por la presencia de masa y energía. En otras palabras, cuanto más masivo sea un objeto, más profundamente deforma el tejido del espacio-tiempo a su alrededor, y como consecuencia, el tiempo transcurre más lentamente cerca de ese objeto.
Si colocas dos relojes atómicos muy precisos, uno en la cima de una montaña y otro al nivel del mar, el reloj en la montaña (marcará el tiempo más rápido que el que está al nivel del mar. Esto ocurre porque la gravedad es ligeramente menor en la cima de la montaña.
En un entorno con una gravedad extremadamente fuerte, como cerca de un agujero negro, este efecto se intensifica enormemente. Un observador lejano vería que el tiempo para alguien cerca del agujero negro transcurre extremadamente lento, un fenómeno conocido como "dilatación extrema del tiempo".
Este fenómeno fue demostrado experimentalmente, por ejemplo, en el famoso experimento del Cháfele-Keating en 1971, donde se volaron relojes atómicos en aviones alrededor del mundo. Cuando se compararon con relojes que permanecieron en tierra, se encontró que habían medido tiempos diferentes, justamente como predice la teoría de Einstein.
Entonces, ¿Qué relación existe entre la masa y el tiempo?
Más masa > mayor curvatura del espacio-tiempo > el tiempo va más lento.
Menos masa > menor curvatura > el tiempo va más rápido.
Esto significa que el tiempo es más lento para objetos o personas ubicados en campos gravitacionales intensos, y más rápido para aquellos en regiones donde la gravedad es débil.
Capitulo IV: “Conclusión”
La teoría de la relatividad de tiempo ha abierto la Puerta a cientos de respuestas a preguntas qué se creían imposibles de responder, el hecho de que el espacio resulto ser curveado, y como la misma masa afecta el tiempo, nos hace dar cuenta lo poco que sabemos de este universo, y y como los objetos con menos masa van mas rápidos o viajan a mayor velocidad, lo cual hace que los mismos objetos fluyan en un tiempo mas lento, esta revelación no solo desafía nuestra intuición cotidiana si no que también tiene aplicaciones practicas en la tecnología moderna y nuestra visión del cosmos, y para finalizar, el hecho de que nosotros percibamos el tiempo se debe a que tenemos y estamos en un cuerpo con alta masa, si esto no fuera así seriamos fotones sin masa los cuales viajan a la velocidad de la luz, ya que los únicos objetos capaces de viajar a la velocidad de la luz son aquellos que no portan masa, esto nos muestra que un fotón no percibe el tiempo de la misma manera, pero no lo percibe mas lento, este directamente no percibe el tiempo, ya que para un fotón el tiempo es imaginación, ellos ya vieron nuestro pasado, presente y futuro, ellos ya están en el fin del universo, al igual que están en el comienzo de este mismo, increíble, no?
Conoce nuestra investigación de cerca
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La Teoría de la Relatividad General en siete preguntas - Última Hora | Noticias de Paraguay y el mundo, las 24 horas. Noticias nacionales e internacionales, deportes, política. Noticias de último momento. (2015, 23 noviembre). Última Hora. https://www.ultimahora.com/la-teoria-la-relatividad-general-siete-preguntas-n947779