Biologia

DILATACIÓN DEL TIEMPO.

Conforme a la concepción clásica del tiempo adoptada por Newton, se podría pensar en un reloj universal en el que todos los observadores del universo en un instante dado verían la misma hora, independientemente de su localización o de si están en reposo o en movimiento relativo entre sí o con respecto al reloj, en forma similar a como todos los parroquianos leen lamisma hora en el reloj de la iglesia. Si se acepta que el hecho físico de ¨ver la hora¨ solo ocurre cuando desde el reloj observado viaja la luz hacia el observador portando la información de la posición de los punteros del reloj en un instante dado, esta concepción newtoniana del tiempo tiene el inconveniente de que todos los observadores del universo estarían registrando la misma hora enmomentos distintos, pues la luz demora tiempos diferentes para ir desde el reloj a lugares diferentes del universo. No obstante, este inconveniente no se considera en la concepción newtoniana, y se acepta que en un instante determinado todos los observadores registran la misma hora en el reloj.

Una vez más, Einstein utiliza un experimento pensado para probar que el tiempo deja de ser unamagnitud física absoluta, puesto que su marcha no es uniforme, independiente de los observadores, como se había concebido clásicamente en la mecánica de Newton. Supóngase, propone Einstein, un observador inercial en reposo en una estación fija en Tierra, y otro observador inercial montado y en reposo en un vagón de un tren que marcha por una carrilera recta con velocidad constante de medida con respectoa Tierra, como se indica en la figura 1.4.

Sea , además, el evento la salida de un rayo luminoso emitido por la fuente colocada en el piso del vagón en el que viaja , y sea el evento la llegada al piso del mismo rayo después de haberse reflejado sobre sí mismo en un espejo colocado en el techo del vagón, a una altura con respecto al piso.

Figura 1.4. Relativización del tiempo

Losobservadores y poseen sendos relojes idénticamente buenos (¨clonados¨) en los que miden sus respectivos tiempos y . Entre los eventos y el observador mide un tiempo empleado por el rayo luminoso para recorrer con velocidad una distancia (para ir del piso al espejo) +(para ir del espejo al piso) = , mientras que el tren ha avanzado una distancia ; por su parte, el observador mide untiempo empleado por el rayo luminoso para recorrer con igual velocidad una distancia (para ir del piso al espejo) +(para ir del espejo al piso) = , de tal manera que . Nótese que se ha hecho uso del postulado .

En la figura 1.4 es fácil ver la relación pitagórica ; como , entonces . Despejando se obtiene

(1.8)

En este experimento pensado, el observador registra un tiempo propio y elobservador registra un tiempo impropio (porqué?); entonces, (1.8) también se puede escribir en la forma

(1.9)

La expresión (1.8) o su equivalente (1.9) recibe el nombre de dilatación del tiempo, y establece que el tiempo transcurre más lentamente para un observador en movimiento que para un observador en reposo, o sea que la duración del viaje de un observador se dilata con respecto adicha duración registrada por otro observador en reposo con respecto al punto de partida del viajero; la famosa paradoja de los gemelos así lo confirma, ya que el gemelo en Tierra halla que su hermano en la nave espacial regresa de su viaje más joven. Este hecho no es un simple artificio del cálculo, y es verificado por la paradoja de los muones. Estas partículas se pueden producir en el laboratorioy experimentalmente se observa que su creación y su desintegración (para convertirse en un electrón y otras partículas llamadas neutrinos) ocurre en el mismo punto del espacio en el sistema de referencia del muón, y entre ambos eventos (nacimiento y aniquilación) transcurre un tiempo de unos segundos; este tiempo es la vida media del muón, y es un tiempo propio. También estas partículas se...