Teoría de la relatividad – Falacias y utopías

¿Debemos admitir como un comportamiento "anormal" la velocidad de la luz (c), utilizando como pauta de demostración el típico ejemplo del vagón de tren en marcha?

Recordemos que decimos que el comportamiento de la velocidad de la luz es "anormal" porque no se cumplen las leyes de la mecánica clásica de Newton; o sea, la adición de velocidades.

Un dibujo nos servirá para recordar este ejemplo y observar la falacia en que se incurre.

Actualmente se razona que un OBSERVADOR (O2) en tierra si quisiera calcular la velocidad (c) de un rayo de luz emitido por un OPERARIO (O1) montado encima de un tren con una velocidad (vt) debería sumar ambas velocidades, o sea: VT = c + vt (Acorde con los principios de Newton). Y sin embargo, se argumenta que la velocidad de la luz siempre es la misma sea cual sea el sistema de referencia que se tome. Esto es lo que hace clasificarla como un comportamiento "anormal"

Para argumentar que el comportamiento de la velocidad de la luz NO es "anormal" y, por lo tanto, cabe dentro de todo pensamiento lógico, nos valdremos de la siguiente figura en la que estudiaremos dos casos diferentes.

Caso A.

Suponemos que la persona (O1) que está encima del vagón y en su parte trasera, lanza un objeto, por ejemplo, una pelota.

CONDICIONES del lanzamiento:

Ponemos como condiciones que este lanzamiento se hace hacia delante y en línea recta

En este caso y con estas condiciones es correcto deducir que la velocidad (VT) que el observador en tierra (O2) asignará a la pelota es la suma de la velocidad a que ve pasar el tren (vt) más la suma de la velocidad a la que ha sido lanzada la pelota (vp). O sea:

VT = vt + vp

Justificamos esta afirmación:

El conjunto (Tren-Pelota), o marco de referencia, lleva una velocidad común que es la (vt). La pelota tiene (o contiene) una "inercia" almacenada como energía potencial, que es la que hace que se deba considerar una (vt). Esta (vt) se pondría de manifiesto si el tren parase bruscamente, "en seco" apareciendo la energía cinética que llevaba acumulada. La pelota saldría disparada hacia la pared delantera del vagón a una velocidad (vt).

Podemos indicar que esta es la velocidad que registraría el observador en tierra si por la ventanilla del vagón se dejase caer libremente la pelota. (Se trataría de desvincular la pelota del conjunto (Tren-Pelota)

Si, además, la persona que está encima del vagón lanza la pelota a una velocidad (vp) esta velocidad debe sumarse con la (vt).

Caso "B"

En este caso suponemos que desde la parte trasera del vagón y justo al pasar por delante del observador en tierra, se emite un rayo luminoso.

No podemos comparar este caso con el anterior. En el anterior caso la "pelota" venia viajando con el tren formando un conjunto (Tren-Pelota) llevando la pelota incluida en su masa la característica física de la INERCIA. El valor de esta inercia la fue adquiriendo a medida que el tren fue acelerando su velocidad hasta llegar a la velocidad que tenía al pasar por delante del punto en que estaba situado el observador en tierra. La "pelota" ya existía al pasar por delante del observador; no se creaba en aquel momento. Si el tren estuviese parado es evidente que deberíamos excluir la componente (vt) de la velocidad.

En el caso actual, no existe ninguna implicación de un fenómeno físico hasta que justamente se pasa por delante del observador. En este instante al pulsar un interruptor se crea el fenómeno electromagnético que se manifiesta transformado en la luz del rayo.

El efecto de este fenómeno físico se propaga siempre (entendemos en el vacío y descartamos ahora entrar en otras consideraciones) a una determinada velocidad (c). Esta es la única velocidad. Considerando la propagación de la luz como un fenómeno ondulatorio, no podemos considerar que su "masa" haya ido adquiriendo inercia a medida que el tren iba acelerando hasta llegar al punto en que está situado el observador en tierra, como comentábamos en el caso de la pelota.

CONCLUSION.

La velocidad (c) será siempre la misma y nos engaña o nos hace dudar el tomar como referencia el ejemplo del Caso "A" para comentar como caso "anormal" el comportamiento de la velocidad de la luz.

El fenómeno físico de producirse una onda electromagnética no tiene historia hasta el preciso momento en que se produce. No le debemos ni podemos asignar ningún tipo de "inercia". Las ondas no sufrirán cualquier perturbación ni antes ni después de ser creadas en ningún sistema de referencia y, todavía menos, si consideramos "sistemas inerciales" . Quizás un tema que se presta a hacer una reflexión y a meditar sobre el, es el que tiene que contestarnos la pregunta: ¿qué debe pasar cuando se trata de fenómenos químicos o biológicos?..Por analogía a la creación de las ondas electromagnéticas podemos pensar en la creación de un compuesto químico. ¿Empieza a existir como tal desde el momento de la reacción de sus elementos?.. Si decimos que si, estamos admitiendo que sus elementos antes de la reacción no tenían inercia…Sin embargo parece lógico admitir que esto no es verdad. El compuesto que se forme en la reacción participará de la inercia que llevaban sus elementos componentes. Observamos que este caso, que estamos tratando con "materia", no es el mismo que cuando comentábamos la creación de las ondas electromagnéticas.

Concluimos diciendo que la velocidad de la luz es inherente a si misma, independiente sobre a que soporte este adherido su foco de propagación. No se trata pues de un caso "extraño" el que siempre tenga el mismo valor.

La "Dilatación del Tiempo", una falacia.- La ampliación del recorrido de observación de un suceso y "El espejo convexo"

En este punto comentaremos el empleo de otro concepto en el que su interpretación nos conduce a un engaño: la "Dilatación del Tiempo". Hemos visto escrito lamentándose que su resultado va en contra de la lógica y el sentido común y, sin embargo, estaban dispuestos a admitir su veracidad. Trataremos de justificar el empleo del concepto: "ampliación del recorrido de observación de un suceso" en vez de asignar a este concepto la actual denominación de "Dilatación del Tiempo".

Utilizando la citada errónea denominación, hemos leído en algún tratado de relatividad la dañina frase: "el tiempo se estira para un muón en movimiento" pensando que el tiempo se dilata… Pero, lo que es peor, partiendo de este concepto erróneo, tal como comentaremos más adelante, se ha tomado este ensayo con los muones como prueba de la "dilatación del tiempo".

Aceptaremos que es verdad el hecho que observadores situados en distintos marcos inerciales midan distintos intervalos de tiempo entre un par de acontecimientos. Por lo que expondremos seguidamente, quizás mejor seria decir que lo que miden es el tiempo correspondiente a la diferencia del RECORRIDO DE OBSERVACIÓN entre dos sistemas de referencia.

Para demostrar la anterior afirmación comentaremos el ya conocido ejemplo típico del vagón de tren. Pero antes, para ayudar a entender mejor la aplicación del referido ejemplo, añadimos el siguiente comentario a la frase: "un par de acontecimientos". Este par de acontecimientos serán siempre el: INICIO y la FINALIZACIÓN de cualquier proceso o fenómeno físico, químico o biológico. En el ejemplo del tren suele tomarse, y tomaremos, como fenómeno físico la creación y finalización de un haz de luz (esta onda electromagnética de una determinada longitud). Como ejemplo de otro proceso o fenómeno físico a observar podría ser el tic-tac de un péndulo. Se podría observar cuando se Inicia (por ejemplo en el lado izquierdo) y cuando alcanza el lado derecho: Finalización.

RECORDATORIO SOBRE EL EJEMPLO DEL TREN.

Para justificar el aplicar el concepto de la "dilatación del tiempo" se recurre al conocido ejemplo del vagón de tren (Ver siguientes figuras: a, b, c). Recordemos que en este ejemplo se supone un operario que va encima del vagón de tren (O1) y un observador (O2) que está fijo en el suelo. Este ejemplo se presenta como una forma de demostrar la obtención de distintas medidas del tiempo según sea este calculado por una persona que viaja junto con un reloj, Operario (O1), o bien por otra persona que permanece fija en el suelo, observador (O2), mientras observa el tiempo transcurrido desde el inicio y la finalización del evento.

Figura a)

Representa un vagón de tren en reposo, que contiene un espejo en la parte superior. En la parte inferior suponemos situado un emisor de luz y al propio tiempo alguna forma de poder detectar la llegada de un rayo de luz que, emitido por el operario (O1), haya sido reflejado en el espejo. Su recorrido, de ida y vuelta, es l1.

Con la referida disposición, el operario (O1) para cuantificar el tiempo que tarda el rayo de luz en hacer un recorrido de ida y vuelta, tiempo total (T1), utilizará la siguiente expresión:

(T1) = 2 l1 / c

En la que "l1" es la distancia que existe entre el foco emisor de luz y el espejo en que se refleja y "c" es la velocidad de la luz.

Figura (b).

A diferencia del caso (a) ahora se considera el vagón en movimiento. Se desplaza hacia la derecha con una velocidad (v). Se trata del anterior vagón, representado en tres posiciones sucesivas de su avance.

Se ha situado un observador (O2), fijo en tierra, y queremos determinar el tiempo que calculará este observador para la realización del anterior experimento (emisión del rayo de luz, reflexión, regreso y detección del regreso). Para ello seguiremos los siguientes pasos:

Llamaremos (?t) al tiempo total transcurrido desde la emisión del rayo hasta que este llegue a su punto final después de haber sido reflejado en el espejo.

Figura (c).

La figura (c) nos indica la forma de poder calcular el tiempo que tarda el evento en recorrer la longitud: l2 + l3 (En el triángulo rectángulo la longitud del cateto que actúa como base es igual a la mitad del desplazamiento del tren)

Realizando los correspondientes pasos, y substituyendo el valor T1 = 2 d/c, obtenido en el caso (a), tendremos como resultado:

Siendo:

De la anterior relación se deduce que (T2) > (T1) ya que (() es siempre mas grande que la unidad.

Discusión

En los actuales tratados de física se llega a la siguiente conclusión:

El intervalo de tiempo (T2) medido por el observador (O2), fijo en el suelo, es mas largo que el que medirá el operador (O1) que se desplaza sobre el vagón. Este efecto se conoce como "Dilatación del Tiempo". El menor tiempo lo mide la persona que viaja con el "reloj". Este se mueve con el tren y no con respecto al reloj.

Aunque es verdad esta conclusión, hay que tener cuidado con la interpretación que debe darse a este hecho para no apartarnos de la realidad y de un razonamiento lógico. Para entendernos ponemos el siguiente ejemplo:

"Una persona que se mira en un espejo convexo verá su figura deformada. Se vera baja y gorda, achatada. ¿Deberá escoger está figura como su imagen real?.. Es evidente que no. El sabe que su figura es otra y es con esta otra con la que debe pensar y razonar.

Este ejemplo debemos aplicarlo a la "dilatación del tiempo". El proceso, desde su inicio a su finalización, requiere un determinado tiempo inherente a él mismo; le llamaremos el VALOR PROPIO del evento (En el presente caso será) el TIEMPO PROPIO. La duración del proceso: Inicio-Finalización, que debemos tomar en consideración, vendrá dada siempre por la lectura que haga el operario (O1) que viaja junto con el reloj. Es la que en la figura a) se le da la longitud: l1. Comparándolo con el ejemplo del espejo, es nuestra imagen real. Otra cosa será si queremos observar el fenómeno con un espejo convexo, ¡que no sabemos para que nos va a servir!… Deformamos su visión añadiéndole un alargamiento al punto de llegada de la imagen (mediante el desplazamiento del tren). Cuanto más velocidad del tren, más deformación.

Nos dejamos hipnotizar por el referido espejismo de tal forma que asociamos la figura deformada con la realidad del evento. Así, hemos visto en los libros que hablan de este tema, comentarios como: "un reloj en movimiento funciona más lentamente que un reloj estacionario". En estos tratados se exponen ejemplos imaginarios de cohetes tripulados a velocidades que son una utopía,… de hermanos gemelos en los que el hermano que regresa del viaje espacial encuentra que su otro hermano, que se ha quedado en la Tierra, tiene más años que él…Claro está… ¡se esta utilizando el espejo convexo!.

Para llegar a estas conclusiones se está confundiendo el TIEMPO PROPIO que tarda el proceso que se está observando, o sea su Inicio-Terminación, por ejemplo de un viaje espacial, de un proceso biológico… con el tiempo que tarda el RECORRIDO DE LA OBSERVACIÓN del proceso. Así, para el operador (O1) su recorrido es: 2 l1 , mientras que para el observador (O2) este recorrido es: l2 + l3. Pero, recordemos, si tomamos el tiempo del RECORRIDO DE LA OBSERVACIÓN del proceso, como el tiempo PROPIO del proceso, estaremos dando como válido el tiempo observado mediante un "espejo convexo"

La demora producida por haberse alargado el recorrido de la fuente de información, en este caso la luz, pensamos que se le ha mal llamado "Dilatación del Tiempo". Hemos indicado "en este caso la luz", ya que podríamos haber supuesto otro móvil. Por ejemplo una pelota lanzada a una velocidad cualquiera (por supuesto infinitesimalmente inferior a (c)) y que rebota en la parte superior del vagón con un determinado ángulo de incidencia hacia su punto final de destino. Justo al llegar al destino se enciende una luz que da la señal de la finalización de este acontecimiento al observador (O2).

Para un proyectil cualquiera, por ejemplo la citada pelota, al aumentar el recorrido del proyectil se produce un incremento en la medida de la LONGITUD DE OBSERVACIÓN. ¿Se puede llamar a esto "dilatación del tiempo"?… Hablando de este tema, hemos leído en un tratado la frase "dañina": …"el tiempo se estira para un muón en movimiento"… refriéndose al tiempo de vida de un muón.

Decimos que hay un alargamiento del "Tiempo de Observación" NO del propio proceso, sino porque el observador que está fijo tarda más tiempo en detectar el final del acontecimiento. Otro comentario que hemos visto escrito y que también se presta a confusión es: "…todos los procesos físicos, químicos y biológicos se retardan respecto de un reloj estacionario, cuando dicho procesos ocurren en un marco en movimiento". Quizás quedaría mas claro si en vez de decir "se retardan" estuviera escrito "son vistos retardados por un observador…" En el caso de un péndulo, (por ejemplo: tic =lado izquierdo, tac=lado derecho) el observador (O2) verá con retraso el final del evento respecto a su inicio, pero esto no indica que el tiempo inherente de este evento se haya cambiado. La interpretación de una observación distorsionada nos habrá hecho llegar a conclusiones equivocadas. Es solo un espejismo que ofusca el pensamiento lógico.

Relatividad entre observaciones realizadas desde distintos marcos de referencia.- Sistemas de referencia Equivalentes. – Condición de Identidad

En los libros de física se expone el tema en que dos sistemas inerciales en el que uno se mueve con relación a otro, sin que podemos afirmar cual es el que se mueve con respecto al otro, obtendremos los mismos resultados respecto a los tiempos de medición de un determinado ensayo. Esta afirmación es correcta aunque hemos observado que su planteamiento es algo tortuoso y se presta a una posible confusión. Este es el motivo por el que dedicamos el presente número.

Nos preguntamos que condiciones deben existir en la observación de un evento (por ejemplo el tic-tac de un péndulo idéntico en ambos marcos) considerado desde dos marcos de referencia diferentes para identificar que se trata del mismo evento. Diremos que se trata de hacer una prueba de IDENTIDAD del evento. O también, que un marco inercial es la REPLICA del otro. También podemos preguntarnos ¿Continuará siendo válida nuestra afirmación diciendo que lo único que nos vale son los datos obtenidos por el operador (O1). Recordemos que el observador (O2) lo único de que nos informa es del tiempo que le tarda la observación del evento teniendo en cuenta la "Ampliación del Recorrido de la Observación" En resumen tenemos que estudiar las variables que intervienen y como intervienen para poder testificar que estamos observando un mismo evento.

Para el referido estudio nos auxiliaremos con el empleo del siguiente dibujo, en el que aparece un tercer observador, al que le apodamos el "Tercer Ojo". El dibujo representa dos situaciones diferentes, vistas por un mismo observador: el "Tercer Ojo"…

Presentamos dos Sistemas de Referencia. Consideraremos que el primer Sistema se mueve respecto al segundo (parte superior del dibujo) o bien que el primer Sistema es fijo y es el segundo Sistema el que se mueve respecto del primero (parte inferior del dibujo)

Primer Sistema de Referencia ( Parte superior del dibujo)

Equivale al ensayo del vagón de tren del que habíamos hablado. El operador (O1), móvil por estar dentro del vagón es el que realiza el ensayo. Es el que anotará el tiempo real que transcurre "en el ENSAYO"

El Observador (O2) está fijo en tierra. El tren se mueve con velocidad (vt) respecto al observador fijo (O2). Le afectará el "Recorrido de la Observación" si es que pretende conocer cuanto tiempo tarda en enterarse. (NOTA: Hacemos destacar que escribimos la palabra "tierra" en minúscula para indicar que está en el suelo y que tanto (O1) como (O2) están encima de la Tierra; o sea en el planeta Tierra)

Segundo Sistema de Referencia (Parte inferior del dibujo)

Es una visión inversa de la anterior. Se trata de un segundo marco de referencia. El operador (O1) que realiza el ensayo esta quieto. O sea en este caso es fijo; está encima del vagón y el vagón no se mueve. La persona (O2) que observa el ensayo se desplaza a una velocidad (vp); o sea es móvil. Se desplaza de derecha a izquierda pasando por delante del vagón. (Para hacer una representación más gráfica de este desplazamiento, a la persona (O2) se le ha representado con unas ruedas en los pies).

VARIABLES A TENER EN CUENTA.- CONDICIÓN DE IDENTIDAD

Para determinar si los dos Sistemas de Referencia son EQUIVALENTES deberemos tener en cuenta las variables que son atribuibles al propio fenómeno (físico, químico, biológico) que se observa, y las variables que hacen referencia a los dos Sistemas de Referencia.

La variable que atribuiremos al propio fenómeno será la que representamos en los Sistemas mediante: (d). O sea, utilizando la metáfora, se trata de la altura del vagón. Esta variable indica la duración del evento. (Recordemos el ejemplo del tic-tac del (péndulo). Dos eventos que sean del mismo tipo, que tengan la misma naturaleza, no son iguales ni mucho menos es el mismo, si tienen diferente valor de la variable (d). Esto exige que el Segundo Sistema tenga el mismo valor (d) que el Primero. Ya que este es el VALOR PROPIO del evento.

En cuanto a las variables inherentes a los dos Sistemas de Referencia implicados, serán las velocidades en que se mueven. Si decimos que ha de ser lo mismo el que el Sistema Primero se mueva respecto al Segundo que, viceversa, el Sistema Segundo se mueva respecto al Primero, impondremos la condición de IDENTDAD y la expresaremos de la siguiente forma:

CONDICION DE IDENTIDAD

Llamamos:

PS = Primer Sistema. SS = Segundo Sistema

VPS = Velocidad del Primer Sistema. VSS = Velocidad Segundo Sistema

Exigimos que se cumpla:

VPS respecto a SS = VSS respecto a PS

Seguidamente comentaremos mediante un ejemplo lo que podría conducirnos a una confusión si al observar el anterior dibujo planteáramos para la condición de Equivalencia la igualdad: vt = vp y no la Condición de Igualdad que comentamos.

Hacemos resaltar que la Condición de Identidad no exige que ninguno de los dos Sistemas esté quieto (quizás el anterior dibujo podría inducirnos a cometer tal error). Se trata de sistemas inerciales en los que cada uno mantiene su propia velocidad. El "Tercer Ojo" así los verá.

En el citado ejemplo del astronauta se menciona en los libros que, según los cálculos, para el astronauta el tiempo le habrá transcurrido más lentamente que para el personal de tierra. Mientras que para el personal de tierra se observará al revés. El astronauta consume más tiempo. Hecha esta afirmación, concluye el ejemplo con la desconcertante afirmación de que ambos tiempos habrán sido iguales. ¡Claro está, esto tenía que haber sido ya así sin tantos cálculos¡…

¿En donde está el punto débil de tal razonamiento y su incoherente conclusión?.. Justificamos esta contradicción con el siguiente argumento:

Se trata justamente de lo que hemos comentado en el anterior número. Se confunde la velocidad del proceso (en este caso el tic-tac de un reloj físico y, asociándolo a él, un transcurrir del reloj biológico correspondiente al astronauta) con la velocidad de observación correspondiente al RECORRIDO DE OBSERVACIÓN.

La duración del tiempo registrado por el referido tic-tac, viene en función de la variable (d) representada en el dibujo y tiene en mismo valor en ambos Sistemas (Es su VALOR PROPIO). Además estamos tratando con dos sistemas de referencia Equivalentes puesto que uno es la Réplica del otro. Aunque el astronauta vaya a una velocidad (vt) y el personal en tierra viaje a la velocidad (vp) de desplazamiento de la tierra (Aproximadamente 106.000 kms/hora) la condición de IDENTIDAD no impone la igualdad entre estas variables si no que se ciñe a las normas que hemos expuesto.

Simultaneidad de dos eventos

Hemos leído en los tratados de física relativista que los eventos que son simultáneos para un observador no son simultáneos para otro observador que se encuentra en movimiento relativo respecto del primero. Creemos que esto no está bien explicado. Deberíamos decir que: los eventos que son simultáneos en un cierto marco de referencia también lo son en otro marco de referencia pero con cierto retraso de visión debido a la "Ampliación del Recorrido de Observación". Observemos las siguientes figuras al aplicar nuestra lógica de movimientos relativos dentro de un "espacio absoluto":

Suponemos que se trata de dos sistemas de referencia EQUIVALENTES.

Primer sistema de referencia (Primera Figura)

Consideramos el observador (O2) fijo.

Podrá comprobarse que: l1 + l2 = l3 + l4. Por lo que los dos eventos que nacen juntos terminan juntos.

(NOTA: Para su comprobación podríamos utilizar las matemáticas. Pero no creemos que sea necesario ya que a simple vista y por estar el dibujo a escala, podemos ver la simetría que existe entre las referidas sumas de valores).

Segundo sistema de referencia (Segunda Figura)

Consideramos el observador (O2) móvil.

También podrá comprobarse que: l1 + l2 = l3 + l4. Por lo que los dos eventos que nacen juntos terminan juntos.

(NOTA: Lo mismo que en el Primer Sistema para su comprobación podríamos utilizar las matemáticas. Pero no creemos que sea necesario ya que a simple vista y por estar el dibujo a escala, podemos ver la simetría que existe entre las referidas sumas de valores).

¿Contracción de la longitud?

Otro concepto que ponemos en duda es la "contracción de la longitud. Al menos con el significado que deberíamos darle a esta frase. Hemos leído en los tratados sobre este tema el siguiente escrito: "Si un objeto tiene una longitud Lp cuando está en reposo, entonces al moverse con velocidad v en una dirección paralela a su longitud, se contrae hasta la longitud L, donde L = Lp (1- v2 / c2)1/2."

Para invalidar tal afirmación, solo diremos que en su planteamiento utiliza el concepto de "Dilatación del Tiempo" que ya hemos invalidado. Podemos suponer que partiendo de una premisa falsa se llega a conclusiones erróneas.

Es curioso que en los referidos tratados, mediante un intricado juego de palabras, al final llegan a la conclusión de que: "el resultado del experimento en un marco es el mismo que el resultado en el otro marco"; además esta frase la escriben con signos de admiración…

¿Podemos aceptar la desintegración de los "muones" como prueba irrefutable de la "dilatación del tiempo"?

Recordemos que un "muón" es una partícula subatómica que se desintegra en otras partículas subatómicas poco después de ser producido. Los muones pueden producirse en experimentos de física nuclear en el laboratorio, y se ha observado que un muón en reposo en el laboratorio se desintegra en un tiempo medio de2,2 x 10-1 s. después de ser producido. Además de su producción en el laboratorio, los muones se generan en la capa superior de la atmósfera de la Tierra. Bombardeos energéticos del espacio exterior, llamados rayos cósmicos, caen constantemente sobre la Tierra y colisionan con las capas más altas de la atmósfera terrestre. Estas colisiones producen muones que se desplazan hacia la Tierra desintegrándose parte de ellos durante su recorrido..

Hemos leído otro escrito que se da como prueba de la "dilatación del tiempo" que también creemos que es una falacia. Transcribimos parte de su contenido: "En 1976, en el laboratorio del Consejo Europeo para Investigación Nuclear (CERN) en Ginebra, Suiza, muones inyectados en un gran anillo de almacenamiento alcanzaron velocidades de aproximadamente 0,9994 c. Los electrones producidos por los muones en decaimiento fueron detectados mediante contadores alrededor del anillo, lo que permitió a los científicos medir la tasa de decaimiento y, por consiguiente, el tiempo de vida del muon. El tiempo de vida de muones en movimiento fue medido y se obtuvo un valor aproximadamente 30 veces mayor que el de un muón estacionario, en concordancia con la predicción de la relatividad"

El argumento que se emplea para justificar la idea de la "dilatación del tiempo" es el siguiente: Como sabemos el tiempo que tarda un muón a desintegrarse en el laboratorio y, por otra parte, debido a la altura en que se encuentra la capa superior de la atmósfera (10 Kms.), lugar en donde se producen las colisiones y nacen los muones, no debería llegar ningún muón al nivel de la superficie de la Tierra. Sin embargo y, queriendo justificar el concepto de la "dilatación del tiempo", se añade que, como se detectan algunos muones a nivel del suelo esto confirma la "dilatación del tiempo", ya que si el tiempo no se hubiese "dilatado" se hubiesen extinguido todos antes de llegar a tierra.

La pregunta que nos hacemos es: ¿Puede plantarse, tal como hemos visto escrito, la duración de vida de un "muón" como una prueba irrefutable del concepto "Dilatación del Tiempo"?. Por lo que hemos expuesto en los anteriores números, pensamos que debemos dudar de la validez de estas pruebas.

Además, también podemos añadir que se trata de un mismo tipo de ensayo, pero realizado en dos lugares diferentes. Uno en el laboratorio y otro con su inicio en la capa superior de la atmósfera y su terminación al llegar a tierra. Y, también, que se realizan ambos ensayos dentro de un solo marco de referencia, la Tierra. El muón desde que impacta en la parte superior de la atmósfera pasa a formar parte del sistema inercial "Tierra" (semejante al ejemplo de la pelota, ya que el muon no es una onda como la luz sino que tiene masa). El ensayo realizado en el laboratorio también está dentro de este marco. Tampoco podemos decir que son Equivalentes.

¿No será porque no hemos sabido o podido todavía conocer más a fondo el citado fenómeno? Quizás se tenga que investigar el motivo real del porque se manifiestan estas diferencias, si es que evidentemente existen, y no intentar justificar un fenómeno desconocido "asignándole" el concepto de la "Dilatación del Tiempo".

El planteamiento correcto creemos que sería: sabiendo y aceptando que llegan muones a la base de la Tierra, y habiendo calculado la longitud de su recorrido (desde la capa superior de la atmósfera hasta la base de la Tierra: 10 Kms.) determinar su tasa de decaimiento o su duración de vida. En este caso se considerarían valor: d = 10 kms. frente a otro distinto valor a considerar en el laboratorio.

Justificaciones del porque se ha llegado a conclusiones equivocadas al estudiar la teoría de la relatividad restringida

Es posible que se ha llegado a admitir conclusiones que son equivocadas, debido a una mala interpretación del desarrollo de los procesos que se analizan. La exposición de los anteriores capítulos creemos que nos pueden dar la razón.

La primera mala interpretación es el haber considerado que la "luz" tiene una característica "muy rara" porque su velocidad es siempre la misma. Porque no depende de la velocidad del marco de referencia en que esté situado el foco que la emite. Y esto al no entender el porqué, hace que lo clasifiquemos como "raro". Seguro que Newton nos habría aclarado que él "no trataba con ondas"…

Esta primera mala interpretación arrastra a considerar una serie de conceptos que quedan obscuros y que se contradicen unos con otros. Parece que es precisamente aquella velocidad la que hace que se consigan fenómenos extraordinarios que se escapan a nuestra lógica. Y no es verdad. Conduce a afirmar que, por ejemplo, una pelota si alcanzase una velocidad aproximada a la de la luz, permitiría observar la "Dilatación del Tiempo". ¡Ojo! Aquí interviene un segundo error. Es decir se trata de dos conceptos erróneos que se mezclan para llegar a conclusiones equivocadas.

La segunda mala interpretación es la "Dilatación del Tiempo". Parece que debamos admitir que es el tiempo del proceso el que se alarga (el tic-tac de un péndulo; un proceso químico o biológico), y esto no es verdad. Tal como hemos visto, se alarga o retarda el tiempo de observación de un observador (O2), que depende de la velocidad de desplazamiento del soporte que marcará el final del proceso. El proceso podría ser, por ejemplo, el lanzar una pelota hacia el techo del vagón de tren en marcha, en donde existe una superficie que lo hace rebotar hacia el mismo origen de que ha partido. Como mas rápido fuese el tren más lejos se produciría el encuentro de la pelota con su final de recorrido. ¡Y esto sin que la velocidad de la pelota tenga que alcanzar velocidades cercanas a la de la luz!

Como más lejos se produjese el encuentro de la pelota con su final de recorrido, más tardaría el observador en ver este acontecimiento. Pero el tiempo propio del proceso seria el de: salir de la meta, rebotar en el techo del vagón y regresar al punto de salida. Y este tiempo sería el mismo se mire desde donde se mire. O sea, sea cual sea el marco de referencia que se considere.

¡Cultivemos el sentido común y apostemos por la intuición!

Bibliografía

(1).- Serway.-Física.-McGrawHill.- Páginas 1156-1176

(2).- Alan Lightman.- Grandes ideas de la física.- McGrawHill.- Páginas 144-145-152

(3).- Albert Einstein.-Sobre la teoría de la relatividad especial y general.- Altaya.-

Paginas 21-22-23

Autor:

E.Martínez Viladesau