El Loco Mundo De La Mecánica Cuántica.
El loco mundo de la mecánica cuántica puede resumirse con éxito en la famosa frase de Niels Bohr: “Porque aquellos que no quedan conmocionados cuando se enfrentan a la teoría cuántica por primera vez, no pueden haberla entendido.” Tan extraño como puede ser el comportamiento de las partículas a nivel subatómico, se pueden hacer asimismo observaciones maravillosamente extrañas a nivel macroscópico en el universo – muchas de las cuales surgen de la naturaleza relativa de la realidad que Einstein describió por primera vez hace casi 100 años.
Consideremos el siguiente experimento teórico: estás a punto de subir a una nave espacial que puede mantener una velocidad constante de 99% de la velocidad de la luz (lo que se conoce en física como c – cerca de 299.792km por segundo).
Antes de hacer esto, programas dos relojes digitales con la misma fecha y hora y te despides de tu hijo de dos años. Uno de los relojes se deja en el sitio de lanzamiento; el otro lo llevas contigo en la nave. Viajas alrededor del sistema solar a 299.338km por segundo aproximadamente (por razones de conveniencia, ignoremos el tiempo que te lleva acelerar hasta esa velocidad así como el tiempo que llevará luego desacelerar) y regresas al sitio exacto del lanzamiento exactamente un año después, según tu reloj digital. Para tu sorpresa, el reloj que quedó en el sitio del lanzamiento indica que han transcurrido siete años desde que te fuiste. El abrazo de bienvenida que te da tu hijo de nueve años no hace más que seguir confundiéndote.
¿Qué ocurrió?
Has experimentado lo que los relativistas denominan “dilatación relativa del tiempo.”
La explicación proviene de uno de los descubrimientos más importantes de Einstein – que la velocidad de la luz es constante para todos los observadores en el universo, sin importar su marco de referencia. Esta idea puede no parecer demasiado profunda a la primer lectura, por lo que nos tomaremos un momento para considerar las implicaciones que tiene en nuestra percepción de la realidad.
Si te encuentras conduciendo por una autopista a una velocidad constante de 96,6 km/h y otro auto te pasa a 113 km/h, observarás como ese auto se aleja de ti a una velocidad relativa de 16,4 km/h (teniendo en cuenta la velocidad a la que tú te mueves mientras observas). Una persona detenida al costado del camino observando cómo se alejan ambos autos, lo vería alejarse a una velocidad relativa de 113 km/h. Este es un ejemplo simple y lógico de cómo nuestra percepción del movimiento depende de nuestro marco de referencia relativo. Ahora consideraremos el comportamiento de la luz y las cosas se complicarán un poco.
Volviendo a nuestra nave espacial hipotética, veamos lo que ocurre cuando medimos la velocidad a la que se aleja la luz, ya sea de un observador detenido como de uno que se encuentra viajando a 299.338km/s. No es sorprendente que una persona que, estando quieta, apunta un láser al espacio observe esa luz alejándose a 299.792km/s (o c si utilizamos el símbolo físico mencionado anteriormente).
¿Y qué pasa contigo y tu nave que se mueve a 99% de c? Si el frente de tu nave dispara un láser ¿no deberías verlo alejarse de ti a una velocidad relativa menor que la observada por la persona en tierra, como en el caso de los autos en la autopista?
A pesar de estar moviéndote casi a la misma velocidad que la luz, seguirás observando la luz del láser alejándose de ti a 299.792km/s. ¿Cómo es esto posible? ¿Cómo puede ser que tu movimiento relativo no tenga ningún impacto sobre la velocidad a la que la luz emitida se aleja?
Este comportamiento de la luz se ha verificado de forma experimental en muchas ocasiones y solo puede explicarse por el hecho de que el tiempo debe desacelerarse para los objetos en movimiento. Si bien esta dilatación del tiempo tendrá un impacto dramático solo en velocidades cercanas a c, sugiere la posibilidad teórica de viajar en el tiempo en un futuro – aun cuando técnicamente no estamos ni cerca de poder alcanzar las velocidades requeridas. Para poner esto en perspectiva, el cosmonauta ruso Sergei Avdeyev pasó más de 700 días en el espacio a una velocidad de alrededor de 27.359km/h (cerca de 6.75 km/s) y envejeció solo 20 milisegundos menos de lo que hubiera envejecido en la Tierra. Evidentemente, tenemos un largo camino por andar antes que la dilatación temporal nos permita visitar el futuro distante.
Si tienes unos 15 minutos, mira los siguientes videos que dan una explicación animada de este fenómeno y del modelo relativista del universo de Einstein, así como el efecto que el movimiento tiene sobre nuestra percepción del espacio, aparte de la dilatación del tiempo.
(Disclaimer – los videos incluyen animaciones 3D generadas por computadora algo anticuadas, pero proporcionan una guía clara del tema)
En el siguiente link se puede encontrar una visión general de 1.5 minutos de la ecuación usada para calcular el factor por el cual el tiempo desacelerará a una velocidad determinada.
El loco mundo de la mecánica cuántica puede resumirse con éxito en la famosa frase de Niels Bohr: “Porque aquellos que no quedan conmocionados cuando se enfrentan a la teoría cuántica por primera vez, no pueden haberla entendido.” Tan extraño como puede ser el comportamiento de las partículas a nivel subatómico, se pueden hacer asimismo observaciones maravillosamente extrañas a nivel macroscópico en el universo – muchas de las cuales surgen de la naturaleza relativa de la realidad que Einstein describió por primera vez hace casi 100 años.
Consideremos el siguiente experimento teórico: estás a punto de subir a una nave espacial que puede mantener una velocidad constante de 99% de la velocidad de la luz (lo que se conoce en física como c – cerca de 299.792km por segundo).
Antes de hacer esto, programas dos relojes digitales con la misma fecha y hora y te despides de tu hijo de dos años. Uno de los relojes se deja en el sitio de lanzamiento; el otro lo llevas contigo en la nave. Viajas alrededor del sistema solar a 299.338km por segundo aproximadamente (por razones de conveniencia, ignoremos el tiempo que te lleva acelerar hasta esa velocidad así como el tiempo que llevará luego desacelerar) y regresas al sitio exacto del lanzamiento exactamente un año después, según tu reloj digital. Para tu sorpresa, el reloj que quedó en el sitio del lanzamiento indica que han transcurrido siete años desde que te fuiste. El abrazo de bienvenida que te da tu hijo de nueve años no hace más que seguir confundiéndote.
¿Qué ocurrió?
Has experimentado lo que los relativistas denominan “dilatación relativa del tiempo.”
La explicación proviene de uno de los descubrimientos más importantes de Einstein – que la velocidad de la luz es constante para todos los observadores en el universo, sin importar su marco de referencia. Esta idea puede no parecer demasiado profunda a la primer lectura, por lo que nos tomaremos un momento para considerar las implicaciones que tiene en nuestra percepción de la realidad.
Si te encuentras conduciendo por una autopista a una velocidad constante de 96,6 km/h y otro auto te pasa a 113 km/h, observarás como ese auto se aleja de ti a una velocidad relativa de 16,4 km/h (teniendo en cuenta la velocidad a la que tú te mueves mientras observas). Una persona detenida al costado del camino observando cómo se alejan ambos autos, lo vería alejarse a una velocidad relativa de 113 km/h. Este es un ejemplo simple y lógico de cómo nuestra percepción del movimiento depende de nuestro marco de referencia relativo. Ahora consideraremos el comportamiento de la luz y las cosas se complicarán un poco.
Volviendo a nuestra nave espacial hipotética, veamos lo que ocurre cuando medimos la velocidad a la que se aleja la luz, ya sea de un observador detenido como de uno que se encuentra viajando a 299.338km/s. No es sorprendente que una persona que, estando quieta, apunta un láser al espacio observe esa luz alejándose a 299.792km/s (o c si utilizamos el símbolo físico mencionado anteriormente).
¿Y qué pasa contigo y tu nave que se mueve a 99% de c? Si el frente de tu nave dispara un láser ¿no deberías verlo alejarse de ti a una velocidad relativa menor que la observada por la persona en tierra, como en el caso de los autos en la autopista?
A pesar de estar moviéndote casi a la misma velocidad que la luz, seguirás observando la luz del láser alejándose de ti a 299.792km/s. ¿Cómo es esto posible? ¿Cómo puede ser que tu movimiento relativo no tenga ningún impacto sobre la velocidad a la que la luz emitida se aleja?
Este comportamiento de la luz se ha verificado de forma experimental en muchas ocasiones y solo puede explicarse por el hecho de que el tiempo debe desacelerarse para los objetos en movimiento. Si bien esta dilatación del tiempo tendrá un impacto dramático solo en velocidades cercanas a c, sugiere la posibilidad teórica de viajar en el tiempo en un futuro – aun cuando técnicamente no estamos ni cerca de poder alcanzar las velocidades requeridas. Para poner esto en perspectiva, el cosmonauta ruso Sergei Avdeyev pasó más de 700 días en el espacio a una velocidad de alrededor de 27.359km/h (cerca de 6.75 km/s) y envejeció solo 20 milisegundos menos de lo que hubiera envejecido en la Tierra. Evidentemente, tenemos un largo camino por andar antes que la dilatación temporal nos permita visitar el futuro distante.
Si tienes unos 15 minutos, mira los siguientes videos que dan una explicación animada de este fenómeno y del modelo relativista del universo de Einstein, así como el efecto que el movimiento tiene sobre nuestra percepción del espacio, aparte de la dilatación del tiempo.
(Disclaimer – los videos incluyen animaciones 3D generadas por computadora algo anticuadas, pero proporcionan una guía clara del tema)
En el siguiente link se puede encontrar una visión general de 1.5 minutos de la ecuación usada para calcular el factor por el cual el tiempo desacelerará a una velocidad determinada.