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MÚSICOS SIDERALES

Marlon y Rocío son dos hermanos que forman un dúo de músicos muy talentosos que tienen muchas cosas en común, entre otras, haber nacido el mismo día y el mismo año. Existe entre ellos un sentimiento fraternal que les ha permitido alcanzar un buen nivel de comprensión, tanto en el plano familiar como profesional.
El día en que ambos cumplen 20 años, Marlon recibe la noticiade haber sido contratado en excelentes condiciones económicas para tocar en una importante banda de rock universal. El detalle del contrato consiste en que el lugar de trabajo está ubicado en un planeta que se encuentra a 8 años luz de la tierra, motivo por el cual se produce una obligada separación entre los dos.
Rocío, que además de la música muestra mucho interés por temas referidos a laFísica, ha conseguido la información de que la compañía de viajes interestelares “APOCALIPSIS”, que llevará de viaje a Marlon, atravesará el espacio a una velocidad de crucero igual a 0,8c ( “c” es la velocidad de la luz en el vacío) y que además el viaje durará 6 años.
Esto ha llamado poderosamente la atención de Rocío, pues sus conocimientos de Mecánica Clásica le han permitido calcular que esteviaje debería durar 10 años.
El carácter inquieto de Rocío le ha llevado a consultar sus predicciones con el personal de vuelo, quienes le han ratificado en todas las formas que el viaje, efectivamente, durará 6 años.

¿Cómo se explica que este viaje emplee menos tiempo de lo que le corresponde?

Al despedirse, Marlon le propone a Rocío enviarse mutuamente señales de luz cuando cumplanaños. Si al llegar al lejano planeta Marlon decide emprender el retorno de forma inmediata, el número de señales recibidas por ambos hasta el instante del reencuentro, ¿será exactamente el mismo?

PREGUNTAS ADICIONALES

1. ¿De qué tratan los Postulados de Einstein?.¿Tienen estos postulados alguna conexión con el problema planteado?
2. ¿Cómo deducir las relaciones de espacio contraído ytiempo dilatado a partir de las Transformaciones de Lorentz?
3. Valiéndose sólo de los Postulados de Einstein, ¿qué otro método podrían aplicar para deducir la misma relación de tiempo dilatado?
4. Elaboren un análisis relativístico del problema planteado y formulen una hipótesis de trabajo para resolver la posible incongruencia de resultados de Rocío.
5. Comparar los resultados acercadel tiempo de viaje eligiendo como sistema de referencia:
a) La tierra.
b) La nave en que viaja Marlon.
Utilizar las relaciones de mecánica clásica y las obtenidas para espacio contraído y tiempo dilatado según corresponda.
6. Elaboren un juicio de valor acerca de los resultados obtenidos en la pregunta anterior.
7. En base a uno de los Postulados de Einstein se puedeelegir como sistema en reposo a la nave en que se encuentra Marlon, entonces ¿cuánto tiempo demoraría Rocío en volver de su viaje con la tierra? Despreciar el arranque y el frenado de la nave.
8. Analicen los pasos seguidos hasta aquí y comparando ahora los resultados de la pregunta (5) con los de la pregunta (7), ¿cuántos años han pasado realmente para los dos protagonistas de esta historia?9. ¿Qué le ocurre al valor de la frecuencia de la luz cuando el observador o la fuente experimentan un movimiento?
10. Explica la conocida expresión: “Corrimiento al rojo”.
11. El conteo de las señales de luz que se enviaron los protagonistas, ¿permitirá determinar los años transcurridos para los dos?. Analicen y elaboren una síntesis del estudio de este fenómeno.
12. Evalúen otrasposibles consecuencias de viajar a grandes velocidades y el eventual uso práctico de la dilatación del tiempo en los viajes espaciales.

FUENTES DE INFORMACIÓN

A. FUENTES BIBLIOGRÁFICAS

1. Física Fundamental.
Jay Orear. Editorial Limusa- Wiley, S.A. México 1970.
2. Física , tomo II . 3ra Edición.
Raymond A. Serway. Mc GRAW-HILL. S.A. México 1993.
3. Física para la...