Teoría de la relatividad de Einstein

Y disculpad mi ignorancia respecto esta temática, pero estoy actualmente leyendo algún libro sobre Albert Einstein y la teoría de la relatividad y me surge una duda. Según Einstein el espacio y el tiempo no son constantes universales, dependen del observador. Tal y como se ha demostrado con algunos experimentos, al viajar a la velocidad de la luz el tiempo y el espacio se distorsionan. Como ejemplo utilizo el experimento realizado en un acelerador de partículas con unas partículas (muón) las cuales, aunque duran 2,2 microsegundos antes de desintegrarse, al acelerarlas a velocidades próximas a la de la luz multiplican esta durabilidad y como consecuencia pueden realitzar unas 400 vueltas en el acelerador de partículas en vez de 15 que son las que le daría tiempo a dar en estos 2,2 microsegundos si usáramos la fórmula de velocidad=distancia/tiempo. Según el libro "Por que E=mc2" que estoy leyendo, si viajásemos al lado de estas partículas, para nosotros seguirían durando 2,2 microsegundos porque para nosotros, estarían en reposo. Lo que es indudable es que también daríamos 400 vueltas en vez de 15, y la explicación de esto es que el espacio se acorta. Ahora bien, para la luz, ¿el espacio también se acorta? Me explico con el ejemplo de la distancia de la tierra al sol de 150000000km, dividido entre la velocidad de la luz da como resultado unos 8,3minutos. Es decir, la luz que desprende el sol tarda 8,3 min en llegar a la Tierra. Si a la velocidad de la luz el espacio-tiempo se distorsiona, ¿alguien me puede explicar como que este calculo se puede hacer unicamente con la fórmula de velocidad=distancia / tiempo?

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4 Respuestas

288.210 pts. Ingeniero en electronica, licenciado en fisica y...

Primero te pregunto: ¿Qué libro estas leyendo?. Porque hay algunos muy buenos para explicar... y otros que pueden confundir mas a quien los lee.

En el cuarto renglon, ya tienes un error de concepto serio "al viajar a la velocidad de la luz el espacio y el tiempo se distorsionan". Corrijamos eso primero:

NADA, excepto la luz, puede viajar a "la velocidad de la luz"... y para ir mas al fondo, ni siquiera la luz puede viajar a veces a la velocidad de la luz. Asi que vemos "espacio-tiempo" distorsionado cuando el movimiento relativo es "a velocidades que tengan una proporcion apreciable con la de la luz en el vacio".

Ahi son importantes dos aclaraciones: "Espacio-tiempo", porque a partir de la Teoria de la Relatividad, el espacio y el tiempo no son "dos variables", sino que es UNA SOLA VARIABLE, que se deforma segun la velocidad relativa del observador. Es como si fuese una plancha de goma, donde al estirarla de un lado, se angosta del otro. La segunda aclaracion es la de "C: Velocidad de la luz en el vacio"... cosa que no siempre es siquiera facil encontrar, porque aun en el espacio intergalactico, aunque muy poca, hay materia y el vacio sigue sin ser absoluto: Por eso dije que "muchas veces ni la luz alcanza la velocidad de la luz".

Las variaciones "espacio-temporales" como la que describes del Muon, son validas para los fermiones, que viajan siempre a la velocidad de la luz. La luz... como boson viajando a "la velocidad de la luz", digamos que "no entiende que es el tiempo"... y para un foton, es igual estar en el Sol que en la Tierra: No "siente el paso del tiempo": Lo sentimos NOSOTROS, que estamos en la Tierra, pero el foton no: asi que las Transformaciones de Lorentz son inaplicables para los fotones.

Respecto a "la formulita" E mc2, tan abusada la pobre al usarla en cosas donde no tiene mucho que ver, conteste esta pregunta hace pocos dias: De ahi, creo que puedes ampliar mas:

¿Según E=Mc2, un electrón podría tener la masa de la tierra?

Gracias por su respuesta, la fórmula la puse no por nada, sino porque es el título del libro, Por que E=mc2, de Brian Cox y Jeff Forshaw.

Tengo claro que hay un error de concepto, no pretendo contradecir nada de lo que esta demostrado. El objetivo de la pregunta es saber cual es el error y conseguir enfocar el tema de una forma más correcta. Gracias por su respuesta

Brian Cox... un buen músico, y un conocido divulgador científico. Consiguió un empleo en el CERN, y como gana poco, se dedica a escribir libros y subir videos a YouTube... Me parece que no es para compararlo con Hawking... Forshaw al menos estudio en Oxford... pero no pudo conseguir su doctorado allí, y lo obtuvo en una Universidad de segunda línea, como es Manchester, donde trabaja y fue el profesor de Cox. Escriben juntos libros de "Divulgación científica para principiantes".

¿Cuál es el error?. Confiar en "Libros para principiantes".

Ahh... tengo amigos en la Universidad de Cambridge, ¿sera por eso que no me gusta Oxford?. A Hawking tampoco le gustaba: Estudio en Oxford, pero se fue a Cambridge para hacer su doctorado

Bien, entender la Teoria de la Relatividad leyendo libros "que la explican" es como entrenar en la bañera para hacer saltos ornamentales, espero que no te moleste la comparacion, pero es asi.

Para entenderla, primero hay que entender "Que es un espacio de Minkowsky", porque si no sabes eso, no puedes saber lo demas (el espacio de Minkowsky seria "la pileta para tirarse").

Asi que, para entenderla en serio, hay que estudiar primero Fisica y Matematicas. Claro... ninguna de esas cosas es entretenida ni se puede estudiar y leer en un mes: Igual que en un mes no se puede estar preparado para hacer saltos ornamentales en una competencia.

Asi que... empezar hay que empezar por el principio. ¿Recomendaciones para empezar?

Bueno, dos "clasicos":

"Fisica, una aventura del pensamiento": Escrito por el mismo Einstein!. ¿Quién mejor que el para explciar la Relatividad?

Y "La Biblia de los estudiantes de Fisica":

"Fisica" se Sears y Zemansky. Mil paginas donde empieza a explicar desde lo elemental, como "que es un vector" y termina explicando en sus ultimos capitulos "La Teoria de la Relatividad". Claro... si uno trata de leer esos ultimos capitulos sin haber leido los primeros, quizas no entienda nada. Por eso lleva tiempo.

Leyendo esos, estaras en condiciones de separar "la paja del trigo" cuando leas otros libros sobre el tema. Digamos que luego de leerlos, tendras "La pileta y el trampolin"... solo restara practicar para aprender a hacer esos "Saltos ornamentales de la Relatividad"

3.675 pts. Si algo te interesa serás bueno en ello.

La fórmula tradicional de velocidad = distancia / tiempo; se hace siempre en referencia al espectador; claro, a velocidades tan leves como las que manejamos (100 km / h; 1000 km / h) esas dilataciones espacio-temporales nos resultan mínimas, imperceptibles incluso y es por eso que un viaje en auto se tarda prácticamente lo mismo para el pasajero del auto como para la persona que lo espera en el destino; así que desde nuestra perspectiva la luz tarda 8.3 minutos en llegarnos desde el sol a nosotros, pero para la partícula de luz ésta tarda menos.

Recuerda, ya cuando estás hablando de los temas relativistas es el punto del espectador el que importa.

205.905 pts. Electricidad, Mecanica, Física, Astronomia, Varios más

Ojo..! Que el Largo del acelerador de partículas sigue siendo el mismo... y si en vez de 15, da 400 vueltas en el mismo tiempo, será que a esa velocidad recorren mucho más Espacio/Tiempo, que a velocidades menores a la de la Luz...(aunque... ¿Dónde podríamos decir que se produce tal efecto..? A mas del 10%.?.. A mas del 40%..?.. A mas del 80%..?..).. Pero en fin... si convenimos en que viajando a su lado el tiempo y espacio recorrido, siguen siendo los mismos; porqué dices que " .. el espacio se acorta..¿"..? ... ¿No te estás contradiciendo..?

El planteamiento puede estar mal, Boris Berkov ya me indicó con buen criterio respecto a estos libros que quizás llevan a confusión. Pero no veo la contradicción ya que yo no he escrito lo que dice usted.

Según se explica sobre el experimento, teniendo en cuenta la velocidad a la que iban a circular los Muones (próxima a c) y teniendo en cuenta la distancia por vuelta, los cálculos marcaban una cantidad de vueltas (15 según se indica) en 2,2 microsegundos (duración del muon) El resultado es que recorrieron 400 vueltas dado que su tiempo de vida se alargó según los observadores. Pero se expone que si alguien viajara con esas partículas (aunque no es posible), para esa persona el muon duraría 2,2 microsegundos ya que con respecto a la persona, el muon esta en reposo. Es decir, para el viajero imaginario el muon dura 2,2 microsegundos y da 400 vueltas al anillo.

Yo no he escrito que el tiempo sea el mismo ya que para los observadores del acelerador, esa partícula ha alargado su vida, pero para el viajero imaginario no. Con respecto a la distancia es usted el que ha mencionado que el largo del acelerador de partículas sigue siendo el mismo. Según las explicaciones que se exponen no es así ya que si la distancia fuese igual resultaría que teniendo como observador el viajero imaginario, si en 2,2 microsegundos el muon da 400 vueltas, su velocidad tendría que haber superado c, cosa que no es posible. De ahí la deducción que el espacio se acorta.

Y como he comentado en diferentes ocasiones, quizás es un libro que lleve a confusión, quizás no es el más apropiado para aprender y por supuesto tendré en cuenta los aportes de Boris Berkov, pero esto es lo que expone el dichoso libro, no lo digo yo.

Cuando dices "duración del Moun" en realidad quieres decir: Duración del viaje, ¿del Muon- Verdad..?

Creo que nos estamos confundiendo TODOS.

La "verdad" (cogida con pinzas) es que "NO PODEMOS MEZCLAR MEDIDAS, NI MEDICIONES; DE DOS UBICACIONES O PUNTOS DE VISTA- Y MENOS AÚN, SI ES IMPOSIBLE "ESTAR" EN AQUELLA OTRA SITUACIÓN-

Yo "creo" ... que lo que la experimentación de la que estamos hablando, nos esta indicando "Claramente" es que en realidad, ésos Mounes -NO ALCANZAN LA VELOCIDAD ESPERADA- y por ello -tardan- el tiempo suficiente como para dar 400 vueltas (pero en realidad, solo dieron 15) ... Por otra parte... ya sé que es lo que dice Tú Libro; así como supongo que yo opino lo que digo, porque lo dirían Mis Libros, cuando yo los leí ... Con esto quiero decir que "con cuidado"; no tenemos razón para pensar que Nuestros Libros estén equivocados; ni por supuesto (y menos aún) que el equivocado o que se contradice seas tú o nosotros.

42.990 pts. Doctor en medicina general y psiquiatria

La teoría de la relatividad no esta mal, pero para mi no estoy desacuerdo en muchas cosas, por ejemplo se dice que no se puede viajar más rápido y se ha comprobado que si, la física cuántica es el saber de el futuro sobre paradojas de este tipo.

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