17 abril 2012

Las paradojas de la teoría de la relatividad



En el transcurso de la historia el hombre se ha encontrado frente a nuevos descubrimientos que han convulsionado  sus conocimientos. Durante miles de años todos estaban convencidos de que la tierra era plana, es decir, que al llegar a un punto determinado los objetos se caían. Además habría sido totalmente ilógico pensar que se podría seguir caminando cabeza abajo. ¿Quien podría sostener algo tan absurdo como eso? Otra cuestión absurda  habría sido pensar que en la tierra pudiese ser al mismo tiempo de día y de noche. Es decir,  que mientras algunos trabajaban bajo el sol, para otros era de noche. Todavía era más absurda la idea que pudiera existir un punto de la tierra que una vez cruzado, hiciera retroceder un día. En cambio hoy sabemos que volando por ejemplo de Tokio a Honolulu se cruza la línea de la fecha y se retrocede en el calendario. Naturalmente sabemos que cuando en California es mediodía en Moscú es medianoche, y que los australianos están cabeza abajo respeto a nosotros  y nosotros respeto a ellos. En el pasado todas estas cosas estaban fuera del alcanza de la experiencia humana y en consecuencia parecían incomprensibles. Actualmente a nosotros también nos parecen incomprensibles las paradojas del espacio y del tiempo derivadas de la teoría de la relatividad precisamente porque están fuera de nuestra experiencia cotidiana. Por ejemplo: ¿cómo es posible que cuando más cerca se está de la velocidad de la luz más lentamente transcurre el tiempo?  ¿Como entender que si un astronauta viaja durante un tiempo a una velocidad cercana a la de la luz cuando regrese a la tierra encontrara a su hermano gemelo  mucho más viejo que él?  ¿Y como es posible que  a esta altísima velocidad un objeto se contraiga aumentando su masa? El hecho es que estas paradojas nos parecerían totalmente normales si formaran parte de nuestra experiencia cotidiana, pero esto no sucede por una sencilla razón: estos fenómenos se hacen evidentes únicamente al viajar a  velocidades cercana a la luz y estas velocidades están  más allá de nuestra capacidad. Basta con pensar que el objeto  más veloz que ha construido el hombre es una sonda interplanetaria que en el momento de máxima  velocidad puede alcanzar aproximadamente los veinte kilómetros por segundos; pues bien,  la luz es  15 mil veces más veloz: 300 000 Km/ seg. Eso significa  que un vehículo  interplanetario actual comparado con la luz se encuentra  en la misma situación que una tortuga en relación con un avión a reacción de última generación: es 15 mil veces más lento. Por esta razón nunca hemos podido entrar en la zona mágica en la que tienen lugar estas paradojas. Pero ¿por qué suceden únicamente cerca de la velocidad de la luz? En realidad se producen siempre, incluso a baja velocidad,  pero los efectos son demasiado pequeños para que nos demos cuenta. De hecho su crecimiento es muy rápido al aumentar la velocidad. Basta con un simple ejemplo para entender este concepto. Cogemos un objeto de metal y lo acercamos poco a poco a un imán; cuando está a un metro el efecto de atracción no se advierte, aunque en teoría existe ligeramente, tampoco sucede nada a medio metro  y tampoco a veinte centímetros,  pero a medida que nos acercamos esta atracción empieza a notarse y aumenta cada vez más,  en el último centímetro se hace muy fuerte y en el ultimo milímetro fortísima,  finalmente en la última centésima de milímetro se hace irresistible. Con los efectos de la relatividad sucede algo parecido. Con la velocidad del automóvil estamos como el objeto de metal a 1 metro del imán, no notamos nada, con la del cohete interplanetario estamos a medio metro, es decir en un punto en el que en teoría el efecto de la relatividad existe pero es inapreciable, solo disponiendo de astronaves capaces de acercarse a la velocidad de la luz entraríamos en el terreno de los efectos muy evidentes y bastaría cada vez , un pequeño acercamiento,  para multiplicar este efecto y amplificar las consecuencias;  de hecho según una tabla aproximativa,  suponiendo que una astronave parta hoy y regrese dentro de mil años viajando a 294 000  Km/seg, el tiempo relativo a bordo seria de 200 años.  Pero sería suficiente con acelerar  un poco,  es decir,  llegar a 299 800 Km/seg, para reducir el tiempo a solo dos meses,  después bastaría con acelerar  muy poco solamente 4 centímetros más,   para hacer descender el tiempo relativo a bordo a solo 3 días. Partiendo de esta base podemos llegar a una consideración que normalmente se olvida;  hemos visto que la velocidad de la luz es muy elevada 300 000 Km / seg, pero solo resulta muy elevada si la comparamos con nuestra manera de vivir y de movernos, es decir, si la comparamos con una bicicleta con un avión e incluso con un cohete; contemplándola en el panorama general del universo,  se trata en realidad de una velocidad bastante modesta. ¿Por qué? Porque es cierto  que un fotón de luz emplea menos de un segundo y medio en ir de la tierra a la luna,  pero también es cierto que emplea 8 minutos para ir de la tierra al sol . Si nosotros pudiéramos estar en el planeta Urano y viéramos viajar los destellos de luz de la tierra al sol nos daríamos cuenta de que esta velocidad no es tan elevada , veríamos avanzar la luz como un caracol, si después nos situáramos en una estrella  fuera de nuestro sistema solar, y observáramos los destellos de luz viajando entre la tierra y la estrella Próxima Centauro (la más cercana  a la tierra después de nuestro Sol),  veríamos como realizan este trayecto en 4 años; y finalmente,  si nos situaremos fuera de nuestra galaxia y viéramos avanzar la luz de un extremo a otro de la galaxia,  veríamos como realiza este trayecto en unos  100 000 años,  es decir, nos parecería casi completamente inmóvil. A partir de aquí podemos ejercitar nuestra imaginación. Supongamos que la velocidad de la luz no es de 300 000 Km/seg sino mucho menor,  solo de 100 km por hora,  pues bien,  en ese caso nosotros podríamos experimentar cotidianamente los efectos de la relatividad;  por ejemplo podríamos  ver como…(…pero esto es otra historia)
(Continuará…)

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