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Ulises y la Ciencia

Desde abril de 1995, el profesor Ulises nos ha ido contando los fundamentos de la ciencia. Inspirado por las aventuras de su ilustre antepasado, el protagonista de la Odisea, la voz de Ulises nos invita a visitar mundos fascinantes, sólo comprendidos a la luz de los avances científicos. Con un lenguaje sencillo pero de forma rigurosa, quincenalmente nos cuenta una historia. Un guión de Ángel Rodríguez Lozano.

Aquiles y la tortuga. El tiempo relativo.

El tiempo - Ulises y la Ciencia Podcast

Desde el mismo momento en el que usted ha comenzado a leer estas líneas, su futuro se ha ido convirtiendo en pasado, así de sutil es el paso del tiempo. Siga leyendo, su presente se desplazará letra a letra, alimentando el pasado en una única dirección que se ha llamado de muchas maneras: la flecha del tiempo, el fluir del tiempo, el paso del tiempo, etc.

Nuestra vida se mueve mirando al futuro: dentro de una hora iré a comer, esta tarde al dentista, mañana al trabajo, dentro de unos meses será Navidad, etc… Cada una de esas previsiones son opciones escogidas entre infinitas posibilidades: iré a comer a casa o al restaurante de la esquina, o no comeré porque un imprevisto trastocará todos mis planes… El presente es el cuello de botella que discrimina una sola opción de futuro y la convierte en pasado. Al mirar hacia atrás sólo podemos especular sobre lo que podría haber sido y no fue.

Esa visión del tiempo ha alimentado la mente humana a lo largo de siglos y, aun hoy, seguimos sin comprender qué es el tiempo. A lo sumo, hemos aprendido a medirlo y hemos encontrado fórmulas que nos permiten aumentar la probabilidad de un evento futuro. Pero incluso eso, la posibilidad de medirlo de una forma universal e indicar el mismo presente para todos ha resultado ser una entelequia.

¿Qué está pasando en Marte en este preciso instante?

¿Qué está pasando en Marte en este preciso instante? – se preguntaba Paul Davies en un artículo publicado en Scientífic American.

El problema fundamental estriba en lo que queremos indicar con las palabras “este preciso instante”. Por extraño que pueda parecer, distintas personas moviéndose a diferentes velocidades tendrán una percepción muy desigual del “momento presente”. Por supuesto Einstein, y sus teorías de la Relatividad, anda detrás de todo esto.

Imaginemos el siguiente escenario: Una persona sentada en su casa de Madrid (a la que llamaremos “terrícola”), otra (“astronauta”) que viaja en una nave espacial por el Sistema Solar a una velocidad de 240.000 km/s, es decir, un 80% de la velocidad de la luz y, por último, un colono (“marciano”) sentado tranquilamente en su laboratorio a las laderas del Monte Olimpo, la montaña más alta de Marte y del Sistema Solar.

Visto desde Marte

Como persona organizada que es, por algo ha logrado sobrevivir en Marte, nuestro “marciano” ha decidido sentarse a comer a las 12 en punto del mediodía. Para dar a conocer su decisión a todo el Universo, al mismo tiempo que se sienta a la mesa, envía una señal al espacio para informar de tan cotidiano evento a todo el que quiera escucharlo.

Visto desde la Tierra (reloj del terrícola).

Desde el punto de vista del “terrícola” en Madrid la Tierra está inmóvil y Marte se encuentra a una distancia tal que un rayo de luz tardaría 20 minutos en recorrerla, podemos decir que el colono marciano está a 20 minutos-luz. Y el astronauta y su nave se mueven al 80% de la velocidad de la luz. Por supuesto todo el mundo lleva sus relojes sincronizados.

12.00 PM. El terrícola piensa que el marciano ha comenzado a comer pero no puede saberlo con seguridad hasta que llegue la señal de aviso que, viajando a la velocidad de la luz, tardará 20 minutos en llegar. En este mismo instante, es decir a las 12.00, la nave con el astronauta pasa junto a la Tierra rumbo a Marte.

12:11 PM. Dado que conoce la velocidad del astronauta, el terrícola deduce que el astronauta, que ya lleva 11 minutos viajando, se encuentra con la señal que procede de Marte y se entera de que el marciano ha comenzado a comer.

12:20 PM. La señal procedente de Marte llega a la Tierra y el terrícola confirma su hipótesis. Efectivamente, el mediodía marciano coincide con el terrestre.

12:25 PM La nave del astronauta llega a Marte.

Visto desde la nave espacial (reloj del Astronauta).

Desde el punto de vista del astronauta, la nave está quieta y los planetas se mueven al 80% de la velocidad de la luz. El efecto es el mismo que observamos al pasar los árboles a nuestro lado cuando conducimos por una carretera. Sin embargo, sus medidas le indican que los dos planetas están separados sólo 12 minutos-luz, su medición no coincide con la del terrícola. Esta discrepancia se debe a un efecto relativista. Como demostró Einstein, las distancias se contraen cuando la velocidad aumenta y el tiempo se expande provocando que el reloj del astronauta y los relojes de las personas situadas en los planetas vayan a distinto ritmo.

12.00 PM. El astronauta pasa junto a la Tierra, sincroniza su reloj y mide la distancia a Marte. Calcula que el marciano ha comenzado a comer pero no lo sabrá seguro hasta que su señal llegue, 12 minutos después, según sus cálculos.

12:07 PM. La señal llega antes echando por tierra todos sus cálculos. El astronauta sólo encuentra una explicación: el marciano ha comenzado a comer cinco minutos antes de lo previsto.

12:15 PM. El astronauta llega a Marte. Astronauta y marciano comparan la hora de sus relojes y comprueban que son distintas. No logran ponerse de acuerdo sobre cuál de los dos relojes marca la hora correcta.

12:33 PM. La señal llega a la Tierra.

Conclusión

Las discrepancias demuestran que no existe un momento presente universal. El tiempo absoluto no existe.


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