¿Alguna ves han visto esos ejemplos en donde un hermano gemelo deja a otro en la Tierra, se va en una nave espacial, y cuando regresa encuentra que su hermano en la Tierra ha envejecido mucho mientras que para él quizás pasaron solo unas horas?
En ese caso, lo que sucede es obra de una de las leyes del Universo: El tiempo en realidad no es absoluto en todo el universo, sino que relativo a cada observador, y como descubrió Einstein con su fórmula
, esto tienes muchas curiosas repercusiones.
Velocidad y tiempo
En el caso de los gemelos y la nave, lo que ocurre es que mientras mas rápido uno viaja en una nave (en particular, mientras mas se acerca uno a la velocidad de la luz), mas lento pasa el tiempo en relación a objetos relativamente estacionarios, como personas en el planeta Tierra, lo que causa que efectivamente el que está en la nave "viaje el futuro" (por ahora, al menos con las leyes que conocemos actualmente, no se puede hacer lo contrario, es decir, viajar al pasado).
Desde la Tierra lo que percibiríamos es como un reloj dentro de la nave funciona extremadamente lento, y como todo lo que ocurre dentro de la nave aparenta estar en "cámara lenta" (sin embargo noten que dentro de la nave el gemelo no percibiría nada diferente, y vería su reloj funcionar a un ritmo perfectamente normal).
Inversamente, el gemelo dentro de la nave percibiría que los relojes en la Tierra están "en cámara rápida", y todo lo que ocurre en la Tierra aparentaría como una película siendo acelerada (pero una vez mas, las personas en la Tierra no notarían nada extraño).
Gravedad y tiempo
Este efecto de "dilatación relativa del tiempo" ocurre no solo cuando se viaja a altas velocidades, sino que además en presencia de altos campos gravitacionales (como por ejemplo, estar cerca de un Sol).
Es decir, objetos muy cerca de una estrella (o en particular, cerca de un masivo Agujero Negro) experimentan el tiempo (en relación a observadores estacionarios y lejanos de grandes campos gravitacionales) de la misma manera que lo experimenta el gemelo en la nave espacial.
Sabías que… Si se pudiera viajar al menos 2 horas en la órbita de un agujero negro, podríamos viajar al futuro. Cuando volviéramos a la tierra habrían transcurrido unos 50 años, mientras que para nosotros solo un par de horas.
La razón de esto es muy sencilla: Aceleración y Gravedad son en realidad aparentemente equivalentes.
Una forma de verlo/entenderlo es lo siguiente: Si recuestas una silla sobre su espalda en el suelo, y te sientas en ella, notas como parece que la Tierra "te hala hacia atrás". Es decir, sientes la gravedad terrestre.
Sin embargo, si estás en el espacio, flotando, amarrado a una silla, y le ponemos dos cohetes detrás y te aceleramos, también sentirás un "halón hacia atrás".
En otras palabras, en ambos escenarios (con gravedad, o con aceleración), el efecto es el mismo en los objetos, y por eso así como se dilata el tiempo cuando aceleramos, así mismo se dilata el tiempo ante grandes campos gravitacionales.
Ejemplo integrativo:
Duda de Maxi:
Llevo unos días leyendo y estudiando la teoría de la relatividad (a un nivel bastante básico), y he llegado a la explicación de los gemelos que uno viaja a la velocidad de la luz mientras que el otro permanece en la Tierra. Y he recordado el mismo ejemplo pero con un gemelo que vive en una montaña y otro que vive en el mar. Al final de sus vidas, el gemelo de la montaña será un poco (poquísimo) más joven que el del mar, y he aquí mi deducción, a ver si es correcta. La Tierra rota sobre si misma. En un punto cercano al centro de gravedad, la velocidad será menor que en un punto lejano (al igual que en una rueda gira más rápido un punto situado en el extremo del neumático que uno situado en su radio). Puesto que a mayor velocidad, menos tiempo transcurre, el gemelo de la montaña rotará a una mayor velocidad que el del mar y por tanto, pasados los años, será algo más joven que el del mar. ¿Es esto correcto?
Respuesta de Daniel:
Lo que detiene el tiempo es la velocidad, la gravedad, o ambas a la vez.
Podríamos advertir el mismo efecto en caso de que la Tierra no rote sobre si misma, el gemelo que esta en la cima de la montaña, esta mas lejos de la superficie de la Tierra, por lo tanto la gravedad es menor, la relatividad dice que la gravedad hace que el tiempo pase mas lento, al estar sobre la cima la gravedad es menor y el tiempo pasa mas rapido "y no mas lento", mientras que el gemelo que esta en la superficie envejece mas lentamente.
También tenemos el efecto de la rotación de la Tierra, pero esta diferencia es insignificante, la razón es que el radio de la Tierra mide 6 378 km, y en una montaña de 5 km, tenemos 6 383 km, la diferencia es despreciable, si a esto le sumamos la baja velocidad de la Tierra, no notaremos diferencias en los tiempos.
En la actualidad los relojes mas precisos pueden registrar una diferencia de tiempo extremadamente pequeña. Con uno de estos relojes al llegar a unos 2 000 metros, y en un par de días comprobaremos que nuestro reloj difiere en 22 nanosegundos de los utilizados como patrón a menor altura. (nanosegundo es la mil millonésima parte de un segundo)
En ese caso, lo que sucede es obra de una de las leyes del Universo: El tiempo en realidad no es absoluto en todo el universo, sino que relativo a cada observador, y como descubrió Einstein con su fórmula
, esto tienes muchas curiosas repercusiones.
Velocidad y tiempo
En el caso de los gemelos y la nave, lo que ocurre es que mientras mas rápido uno viaja en una nave (en particular, mientras mas se acerca uno a la velocidad de la luz), mas lento pasa el tiempo en relación a objetos relativamente estacionarios, como personas en el planeta Tierra, lo que causa que efectivamente el que está en la nave "viaje el futuro" (por ahora, al menos con las leyes que conocemos actualmente, no se puede hacer lo contrario, es decir, viajar al pasado).
Desde la Tierra lo que percibiríamos es como un reloj dentro de la nave funciona extremadamente lento, y como todo lo que ocurre dentro de la nave aparenta estar en "cámara lenta" (sin embargo noten que dentro de la nave el gemelo no percibiría nada diferente, y vería su reloj funcionar a un ritmo perfectamente normal).
Inversamente, el gemelo dentro de la nave percibiría que los relojes en la Tierra están "en cámara rápida", y todo lo que ocurre en la Tierra aparentaría como una película siendo acelerada (pero una vez mas, las personas en la Tierra no notarían nada extraño).
Gravedad y tiempo
Este efecto de "dilatación relativa del tiempo" ocurre no solo cuando se viaja a altas velocidades, sino que además en presencia de altos campos gravitacionales (como por ejemplo, estar cerca de un Sol).
Es decir, objetos muy cerca de una estrella (o en particular, cerca de un masivo Agujero Negro) experimentan el tiempo (en relación a observadores estacionarios y lejanos de grandes campos gravitacionales) de la misma manera que lo experimenta el gemelo en la nave espacial.
Sabías que… Si se pudiera viajar al menos 2 horas en la órbita de un agujero negro, podríamos viajar al futuro. Cuando volviéramos a la tierra habrían transcurrido unos 50 años, mientras que para nosotros solo un par de horas.
La razón de esto es muy sencilla: Aceleración y Gravedad son en realidad aparentemente equivalentes.
Una forma de verlo/entenderlo es lo siguiente: Si recuestas una silla sobre su espalda en el suelo, y te sientas en ella, notas como parece que la Tierra "te hala hacia atrás". Es decir, sientes la gravedad terrestre.
Sin embargo, si estás en el espacio, flotando, amarrado a una silla, y le ponemos dos cohetes detrás y te aceleramos, también sentirás un "halón hacia atrás".
En otras palabras, en ambos escenarios (con gravedad, o con aceleración), el efecto es el mismo en los objetos, y por eso así como se dilata el tiempo cuando aceleramos, así mismo se dilata el tiempo ante grandes campos gravitacionales.
Ejemplo integrativo:
Duda de Maxi:
Llevo unos días leyendo y estudiando la teoría de la relatividad (a un nivel bastante básico), y he llegado a la explicación de los gemelos que uno viaja a la velocidad de la luz mientras que el otro permanece en la Tierra. Y he recordado el mismo ejemplo pero con un gemelo que vive en una montaña y otro que vive en el mar. Al final de sus vidas, el gemelo de la montaña será un poco (poquísimo) más joven que el del mar, y he aquí mi deducción, a ver si es correcta. La Tierra rota sobre si misma. En un punto cercano al centro de gravedad, la velocidad será menor que en un punto lejano (al igual que en una rueda gira más rápido un punto situado en el extremo del neumático que uno situado en su radio). Puesto que a mayor velocidad, menos tiempo transcurre, el gemelo de la montaña rotará a una mayor velocidad que el del mar y por tanto, pasados los años, será algo más joven que el del mar. ¿Es esto correcto?
Respuesta de Daniel:
Lo que detiene el tiempo es la velocidad, la gravedad, o ambas a la vez.
Podríamos advertir el mismo efecto en caso de que la Tierra no rote sobre si misma, el gemelo que esta en la cima de la montaña, esta mas lejos de la superficie de la Tierra, por lo tanto la gravedad es menor, la relatividad dice que la gravedad hace que el tiempo pase mas lento, al estar sobre la cima la gravedad es menor y el tiempo pasa mas rapido "y no mas lento", mientras que el gemelo que esta en la superficie envejece mas lentamente.
También tenemos el efecto de la rotación de la Tierra, pero esta diferencia es insignificante, la razón es que el radio de la Tierra mide 6 378 km, y en una montaña de 5 km, tenemos 6 383 km, la diferencia es despreciable, si a esto le sumamos la baja velocidad de la Tierra, no notaremos diferencias en los tiempos.
En la actualidad los relojes mas precisos pueden registrar una diferencia de tiempo extremadamente pequeña. Con uno de estos relojes al llegar a unos 2 000 metros, y en un par de días comprobaremos que nuestro reloj difiere en 22 nanosegundos de los utilizados como patrón a menor altura. (nanosegundo es la mil millonésima parte de un segundo)