¿Es anti-intuitiva la teoría de la relatividad?

Continúo con mi venazo científico-divulgativo, con otro artículo que me han publicado en amazings.es:

Cuando un lego en la materia oye hablar de la teoría de la relatividad especial de Einstein, por lo general su estado de ánimo varía entre el escepticismo y el asombro. ¿Cómo es eso de que el tiempo no “corre” igual de rápido en todas partes?, ¿y aquello de que no se puede sobrepasar la velocidad de la luz?… suena increíble y extraño, sin embargo, los científicos llevan verificando éste tipo de resultados desde hace más de 100 años, hasta el punto de que, a día de hoy, dispositivos de uso cotidiano como los GPS no funcionarían (al menos no con la misma precisión) si la relatividad especial fuese incorrecta. No hace mucho hablábamos  de ello. En resumidas cuentas: parece imposible, pero es cierto.

Resulta interesante plantearse lo siguiente: ¿por qué parece imposible? La respuesta está en que los efectos relativistas (al menos los más espectaculares y comentados) son extremadamente pequeños para velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz.

El efecto favorito del gran público, y el que más a menudo se menciona como anti-intuitivo, es el de la dilatación temporal. A saber, el tiempo en un sistema en movimiento “corre más despacio” que en uno que esté quieto. Ésto significa, entre otras cosas, que para una persona que esté moviéndose a gran velocidad, en una nave espacial por ejemplo, el tiempo correrá más despacio que para otra que se quede en tierra.

Resulta raro, no lo niego, pero vamos a profundizar un poco más: ¿cuánto más despacio?, aquí es cuando los físicos nos frotamos las manos y mostramos un gráfico como éste:

Vemos en el gráfico que a velocidades pequeñas el factor de dilatación temporal es 1, lo cual significa que un segundo para el astronauta en movimiento equivale a un segundo para el observador en tierra siempre y cuando el astronauta se mueva despacio. A velocidades mucho mayores, dónde el factor es, por ejemplo, 2, dos segundos terrestres equivaldrían a un segundo del astronauta.

Nuestra intuición está acostumbrada a velocidades pequeñas pero… ¿cuán pequeñas? Vayamos a un ejemplo del que sentirnos orgullosos, nuestro particular récord de velocidad, el del Voyager I. El Voyager I es una sonda espacial lanzada en 1977 y que ostenta, entre otros,  el récord de ser el vehículo más rápido que jamás ha construido el ser humano. Se aleja del sistema solar a una velocidad de 61200 km/h. Una velocidad impresionante para el velocímetro de un coche (nuestra escala cotidiana de velocidades), pero comparado con la luz, el Voyager I se mueve 17500 veces más despacio.

Para marcar la velocidad en un gráfico como el anterior, y que se viese bien, necesitaríamos dibujarlo sobre un cartel de 175 metros, ¡y aún así nuestra velocidad récord quedaría dibujada en el primer centímetro del mismo!

El muñeco señala la velocidad del Voyager I

Esto es lo que quieren decir los científicos con aquello de “velocidades pequeñas”. ¿Cuánto vale la intensidad de los efectos relativistas en el primer centímetro de esa enorme gráfica?, pues prácticamente uno. Es decir, prácticamente no hay dilatación temporal, de manera que, al contrario de lo que algunas personas creen, relatividad e intuición coinciden completamente. Los problemas llegan cuando la intuición se extralimita, y se trata de aplicar a casos de los que nadie tiene experiencia directa.

Sin duda alguna, si nuestras velocidades cotidianas fueran mayores, lo que nos parecería una locura sería que alguien pudiese pensar que el tiempo no es relativo.

Nota para los puristas: he omitido, deliberadamente, algunos detalles técnicos, y he relajado bastante el rigor de muchas de las afirmaciones aquí vertidas. El propósito de éste artículo es divulgar, no espantar. De todos modos, si hay algún error grave en éstas líneas, agradezco que se me corrija en los comentarios.

Anuncios

3 Respuestas a “¿Es anti-intuitiva la teoría de la relatividad?

  1. Algo parecido ocurre con la mecánica cuática cuando los estudiantes empiezan con el principio de incertidumbre de Heisenberg: la idea de que no puedes determinar con precisión la velocidad y la posición a la vez al mismo tiempo puede parecer también anti-intuitiva, pero lo cierto es que ocurre también a escala natural. Los propios planetas, por poner un ejemplo, sólo ocurre que los datos de sus órbita no están claculados a la suficiente precisión como para que importe mucho este efecto.

  2. Me ha gustado tu articulo, soy un fan de Einstein desde que tengo memoria, y amante de las ciencias. Solo corregiria una expresion que puede prestarse a confusion:
    […] ¿Cuánto vale la intensidad de los efectos relativistas en el primer centímetro de esa enorme gráfica?, pues prácticamente uno. […]

    El valor es practicamente uno, pero la intensidad de los efectos relativistas es practicamente cero.

    Solo eso, gracias!

    • Buena puntualización, en su momento lo pensé mientras escribía el artículo, de hecho, pensé en restar una unidad al factor de Lorentz para que los efectos pequeños coincidiesen con un cero de la función.

      Al final opté por arriesgarme a explicar que, al ser un factor de dilatación (al menos en lo que respecta al asunto que más interesa al público general, la dilatación temporal), un uno representa que no hay dilatación.

      Un saludo.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s