Teoría de la relatividad y la falacia de la dilatación del tiempo (página 3)

En el libro se presenta otra vez un ejemplo de un "vagón de tren" en el que va montado un observador y se indica que:

Sucesos que son simultáneos respecto a un vagón parado NO lo son respecto a un vagón en movimiento (Léase como: Sistema de Referencia en Movimiento (SRM))

Cada cuerpo de referencia (sistema de coordenadas) tiene su tiempo especial.

Las siguientes figuras pretenden aclarar lo que estamos comentando. En la primera figura se representa un vagón parado. En el mismo instante se producen dos rayos de

luz, simultáneamente desde (A) y (B).

(OJO, quede entendido que las posiciones (A) y (B) son una forma de situar las posiciones de partida de estos rayos. O sea, de marcar unas coordenadas de partida. No confundir con la idea de que los rayos parten desde dentro del vagón justo adosadas a sus paredes. La posición de partida de los rayos es fija desde fuera del vagón).

Debido a que el vagón está parado el observador situado en el punto medio del vagón

percibe al mismo tiempo, simultáneamente, los dos haces de luz…

El referido libro continúa explicando: "no ocurre lo mismo cuando el vagón esta en movimiento (Sistema de referencia móvil)".

La siguiente figura representa el anterior vagón pero ahora en movimiento. Se representan tres posiciones de avance, a una velocidad (v), y que para poderlas visualizar mejor se han dibujado cada una debajo de la anterior.

Los dos rayos que se disparan al mismo tiempo, justo cuando el vagón ocupa la primera posición del dibujo, no son percibidos simultáneamente por el observador situado en el centro del vagón. Debido al movimiento hacia la derecha, a velocidad (v), el observador no percibirá la existencia de los dos rayos al mismo tiempo. El rayo procedente de (A)

tardará más tiempo en llegar a alcanzar el punto de mira del observador, ya que este se está moviendo junto con el vagón en el sentido de alejarse del punto (A) de inicio del disparo. Respecto al rayo que ha partido de la situación (B) ocurre lo contrario que el que procede de (A). El observador se habrá ido acercando a la situación (B) acortando la duración de la llegada del referido rayo. Esto es lo que pretenden exponer la segunda y tercera posición del anterior dibujo.

Al pretender establecer una "relación" entre lo que ocurre entre un Sistema de Referencia Fijo (SRF) y un Sistema de Referencia Móvil (SRM) se cometen errores de interpretación. Sobretodo si esto nos conduce a admitir a "acortamiento de longitudes" y a "dilataciones de tiempo". No entramos a comentar la forma "artificial" con el que se pretende justificar los citados conceptos, puesto que nuestro propósito es totalmente diferente.

A continuación exponemos nuestra teoría que pretende desenmascarar la anterior falacia.

Debemos repetir una vez más la advertencia: NO CONFUNDIR LA IMAGEN O RESULTADO DE UN SUCESO CON EL PROPIO SUCESO.

Al tratarse de dos rayos de luz, quizás el lector no identifique los dos conceptos: "suceso" e "imagen" del propio suceso. El "suceso" es la producción o aparición de los rayos de luz en el punto "A" y en el punto "B". Los rayos de luz pueden haberse generado por distintos motivos. Por ejemplo, un rayo generado por determinadas condiciones atmosféricas; el accionar un dispositivo generador de luz… Aquí se termina su historia. Lo que continúa es la imagen del suceso. Es la información que se está transmitiendo mediante el avance de las ondas electromagnéticas y que puede, o no, llegar a alcanzar a un determinado punto de observación.

En resumen, un viajero situado en un Sistema de Referencia Móvil (SRM) dos sucesos

que han nacido en el mismo instante deberá considerarlos como tal, como instantáneos. Pensamos que es lógico así considerarlo. Otra consideración es que él los VEA o DETECTE con tiempos desfasados. O sea su VISION no es simultánea. Las transformaciones de Lorenz nos permiten calcular estos desfases.

Quede claro que: NO SE ALARGA EL TIEMPO DEL SUCESO.

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 de Referencia Inerciales (SRI) 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.

Definimos como Marco de Referencia Inercial (MRI) al conjunto de dos Sistemas de Referencia Inerciales (SRI) en los cuales, indistintamente, uno se puede considerar como Sistema de Referencia Fijo (SRF) y el otro como Sistema de Referencia Móvil (SRM). Diremos que dos (MRI) son opuestos cuando tienen intercambiados los (SRI).

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 (MRI) 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 (MRI) es la REPLICA del otro. También podemos preguntarnos, en el ejemplo del vagón de tren, ¿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 (MRI) diferentes, vistas por un mismo observador: el "Tercer Ojo"…

Consideraremos que en el primer (MRI) es el vagón que se mueve respecto al segundo (parte superior del dibujo). En el segundo (MRI) es el vagón el que está fijo..

Primer (MRI) ( 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.

Segundo (MRI) (Parte inferior del dibujo)

Es una visión inversa de la anterior. Se trata de un segundo (MRI). 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 (MRI).

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 retorcidos 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 anteriores números, pero que no nos cansaremos de repetir. 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". (Nota: Recuerde la definición de Marco de Referencia Inercial (MRI) dado en el anterior capítulo). 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 (MRI) (Primera Figura)

Consideramos el observador (O2) fijo.

Podrá comprobarse que: l1 + l2 = l3 + l4. Por lo que los dos eventos que se ve 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 (MRI) (Segunda Figura)

Consideramos el observador (O2) móvil.

También podrá comprobarse que: l1 + l2 = l3 + l4. Por lo que los dos eventos que se ve 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).

Si nos situamos en el espacio absoluto, en un punto que le llamaremos el "Tercer Ojo", solo apreciaremos para cualquiera de los dos (MRI) el retraso de visión debido a la "Ampliación del Recorrido de la Imagen".

Autor:

Enrique Martínez Viladesau

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