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martes, 21 de agosto de 2012

¿Es posible retardar el tiempo?

                    La relatividad

-El viajero de Langevin-
El joven Alan, hermano gemelo de Bernardo, se embarca en una nave espacial que viaja a un tercio de la velocidad de la luz con destino a una estrella lejana. Ambos se juramentan encontrarse al regresar la nave.
Bernardo espera diez años hasta que su hermano Alan vuelve a la Tierra.
Al bajar Alan por la escalerilla del cohete, grande fue la sorpresa de ambos:  Alan aun era un hombre joven, mientras que Bernardo se había convertido en un anciano.
Esta es una versión libre del escrito de Paul Langevin, Físico francés, 1872/1946, a propósito de una consecuencia de la teoría de la relatividad: 
La contracción del tiempo.


En su discurso a la Asamblea alemana de  físicos del 21 de septiembre de 1908, Hermann Minkowski, matemático alemán, pronunció una frase que se hizo célebre en el mundillo científico:  
“A partir de ahora, el espacio en sí y el tiempo en sí están condenados a desvanecerse en la sombra, y sólo la unión de los dos podrá tener un sentido”.





Refiriendose a la velocidad de la luz como una constante, ( en el vacío), dijo Einstein:
¿Quien diría que esta ley tan simple ha sumido a los físicos más concienzudos en grandisimas dificultades conceptuales? 




Algunas consideraciones sobre “la teoría de la relatividad”, para gente como uno... para los que no estamos familiarizados con las ciencias físicas y que tratamos de entenderla, sin rigor ni pudor.
La luz es el elemento mediante el cual podemos conocer con cierta precisión el mundo que nos rodea. 
Los puntos de vista, o de observación, son cruciales a la hora describir los comportamientos de objetos en movimiento.

Ejemplo.
Si un pasajero tirara una piedra muy pesada desde un tren en movimiento, la vería caer en linea recta, como si acompañara al tren.
Sin embargo, un observador que estuviera en el andén, mirando pasar al tren, vería caer a la piedra describiendo una parábola.
Vale decir que la descripción de la caída de la piedra es relativa a cada observador, el del tren, y el del andén.
Este ejemplo sirve de adiestramiento para interpretar los hechos que suceden con objetos móviles respecto un observador en reposo. Tren y hombre en el andén, en este caso.




Ahora un ejemplo de lo que prevé la teoría de la relatividad.
Si ese mismo tren viajara muy rápido, por ejemplo, a una velocidad próxima a la de la luz: 100000km/s, el observador del andén vería los vagones contraerse en el sentido de la marcha del tren.
Y no solo vería que los vagones se acortan, también notarían que su masa crece   considerablemente, y el tiempo... el tiempo que transcurre para los pasajeros del tren, será más lento que para el observador.
¡Caracoles... ! Digan que no hay trenes tan rápidos, sino ya estaría comprando los pasajes...
Desde que Einstein observó que el tiempo no es absoluto, sino que depende de la velocidad del móvil, (tren, en el caso de este ejemplo), respecto a un observador, (en el andén), algunos conceptos de la física tradicional quedaron patas para arriba.
La luz a jugado una mala pasada a la física Newtoniana.
Es que la luz tiene un curioso comportamiento, no respeta la adición de velocidades como describe la ley de Galileo/Newton.

                                        Newton vs Einstein
Las diferencias más importantes respecto al pensamiento de Newton y Einstein tienen que ver con el tiempo y el espacio. 
Para Newton se trata de conceptos absolutos, para Einstein, de conceptos relativos que dependen de la velocidad de los objetos, los cuales no pueden alcanzar la la velocidad de la luz. 
Para Newton, un segundo de tiempo es el mismo en cualquier parte del universo.
Mientras que para Einstein el tiempo se comporta diferente para los objetos en movimiento. Cuanto más rápido se mueve un cuerpo, más lento transcurre el tiempo.
Pero, hay que reconocer que Newton, aun sin el conocimiento de este extraño comportamiento de la luz, predijo casi todos los movimientos de los astros y trayectorias de objetos lanzados por el hombre con asombrosa exactitud cuando edificó su teoría de la gravitación universal.
Y es el día de hoy que cálculos y predicciones que no involucren a móviles de altísima velocidad se siguen resolviendo con su vieja receta.

La luz en el espacio se propaga con una velocidad constante.
C= 300000km/h= velocidad de la luz: constante universal.
Si en el tren de gran velocidad que usamos como ejemplo al comienzo de la nota, se prendiera el reflector de la locomotora, la luz no tendrá como velocidad final la sumatoria de la velocidad del tren, mas su velocidad, (De la luz), 100000km/s+300000km/s= 400000km/s, como indica la ley de adición de velocidades, pues la luz, por raro que parezca, se aleja del tren siempre a su velocidad de 3000000 KM/SG.
Debido a ello, el observador del andén, para quién también la velocidad de la luz es una constante, C=300000 KM/SG, vería al tren achicarse en el sentido de su movimiento, pues el tren, desde el punto de vista del observador del andén, no puede restarle velocidad a la luz que va delante de él, (el tren).
Difícil de digerir el concepto, que más bien parece un juego de palabras o una paradoja.
Pero se ha demostrado que es cierto.

Desde entonces, (Cuando surgió la teoría de la relatividad), definir la posición de un punto en el espacio requeririó cuatro números.

Largo: (x), ancho:(y), alto:(z), y... una dimensión temporal.
Tres números para describir la posición donde ocurre el suceso y uno para determinar el tiempo en el que sucede.  
Concepto conocido como “Espacio-tiempo”.
La teoría de La relatividad especial creada por Albert Einstein fue dada conocer en el año 1905.


Pd: Albert einstein usó las transformaciones de Lorents y la teoría electromagnética de Maxwell
 en parte del desarrollo su teoría.
Los físicos que estudian las partículas elementales a través de aceleradores de partículas, (aparato que imprime a electrones, protones o núcleos atómicos velocidades cercanas a la de la luz), usan para sus cálculos la mecánica relativista.
                         Arnaldo Zarza

viernes, 14 de enero de 2011

"Un pequeño paso para un hombre, un gran salto para la Humanidad"

                                     Potpurrí.
            Un atleta puede correr a unos 30 o 36 Km la hora. 
            Un  guepardo, o chita, a 120 Km/h.
           Un caballo de carrera puede alcanzar los 70 Km/h.
            El león africano puede llegar a los 58 km/h. 


Un un gato,común y silvestre  puede desplazarse a 48 km/h. 




Un elefante, aunque parezca increíble, alcanza los 40 km/h.





El pez aguja 100 km/h.
                                               El avestruz 65/70 km/h.
                                  Un ciclista en competición, unos 60 Km/h.
Todos, por por un breve lapso.


Un automóvil, 120/130 Km/h, permitidos en autopistas.








Un tren de alta velocidad va a más de 250 Km/h, algunos han llegado a 500Km/h .


Avión de linea casi 1000 Km/h.



Avión de combate 2000 Km/h. 




El récord de velocidad en tierra lo ostenta un vehículo de nombre Thrust SSC, propulsados por dos turbinas Rolls Royce Spey 202, de 110.000 CV, sacadas del avión de combate McDonell Douglas F-4 Phantom. 
Rompió la barrera del sonido: 1227 Km/h, (Match 1,016), en el desierto de de Black Rock USA en el año 1997.
Lockheed SR-71 es el avión tripulado mas veloz del planeta, con 3.529,56 km/h (Mach 3,35)
El vión de EE UU. experimental X43-A, no tripulado,  alcanzó los 11.265 kilómetros por hora, casi 10 veces superior a la del sonido.
Los transbordadores espaciales giran en torno a la Tierra a 28000 Km/hora.
Para ir a la luna, en 1969, la Apollo 11 fue impulsada por el gigantesco cohete Saturno V, que para escapar a la gravedad terrestre debió llegar a una velocidad de 11,2 Km/s, unos 42000 Km/h. Los tres astronautas recorrieron casi 400000 Km en tres días.


¿Quién se acuerda de los segundos? 


¿Cómo se llamaba el que bajó de la escalerilla para posar sus pies en suelo lunar luego que Neil Armstrong lo hiciera?
Edwin E. (Buz) Aldrin.  
Arriba, en la nave madre, quedó  Michael Collins, esperando que sus compañeros estiraran las piernas durante 32 minutos, en ese desolado mundo gris, donde las estrellas no titilan en su negro cielo. 
Que loco, ¿no? Unos tipos que pudieron caminar por la luna. Creer o reventar.
Armstrong, el elegido para la posteridad, se llevó en la manga un pequeño discursillo:
"Un pequeño paso para un hombre, un gran salto para la Humanidad".
Buzz Aldrin, al que cuesta recordar, dijo que vio un ovni durante la aproximación a la Luna. ¿Por qué no creerle al viejo Buzz?
Cinco alunizajes después, la Apollo 17, se terminó la carrera espacial.
Abajo, aquí en la Tierra, para muchos la imagen de la luna sigue generando poesía.


La velocidad promedio de translación de la Tierra alrededor del sol es de 106000 Km/h, y tarda 365 días y un piquito en rodearlo.





La velocidad del sonido en nuestra atmósfera es de 1.234,8 km/h.




La de la luz en el vacío, casi 300000 Km/s. La mayor que existe en el universo conocido. Es tan grande su velocidad que los 30 Km/s de translación de la Tierra casi da pena.
Las distancias entre planetas, soles y galaxias son tan extensas que para medirlas se recurre, como unidad de medida, a la distancia que recorre la luz en segundos, minutos o años, y para graficarlas en papel se debe usar escala logarítmica, de lo contrario los dibujos no entrarían en ningún cuaderno.
Así, podemos escuchar que Alfa Centauri, la estrella más cercana a nuestro sistema solar,  en realidad, conformada por tres estrellas vinculadas por la gravedad, está a solamente a unos miserables 4,2 años luz de distancia, y también dicen que es probable exista un sistema planetario alrededor de estos soles. Y creo, sería muy bueno que fueran habitables, por si tenemos que abandonar de apuro nuestro dulce hogar.
 Si este manojo de estrellas es lo más cercano que tenemos. ¿Se imaginan lo que debe ser un  poco más allá, a unos pocos miles de años luz, donde un puñado de galaxias se cuecen a fuego lento? 
Parece que estamos muy solos en medio de la nada.
Cuando se apague el Sol tardaremos 8 minutos y pico en enterarnos, es el tiempo en que tarda la luz en recorrer el el trecho que nos separa.
A no asustarse, falta mucho, si los cálculos no fallan. 
No va a ser de golpe, aunque como dijo Tu Sam, "Puede fallar".
                                             Arnaldo Zarza