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jueves, octubre 18, 2007

EL TIEMPO

"Hay dos maneras de vivir la vida: una como si nada fuera un milagro, la otra es como si todo fuera un milagro."

"La diferencia entre el pasado, el presente y el futuro es sólo una ilusión persistente"


"La formulación de un problema, es más importante que su solución."
ALBERT EINSTEIN (se lee: AINSTAIN)

"La Auto-Educación es, estoy convencido, el único tipo de educación que existe".

"En primer lugar acabemos con Sócrates, porque ya estoy harto de este invento de que no saber nada es un signo de sabiduria"

ISAAC ASIMOV


Me formula Kiko (debido a sus recientes lecturas del genio Asimov)el siguiente problema mental:

Una nave, la cual podemos llenarla de combustible todo lo que queramos, navega por el espacio. Si utilizamos ese combustible para impulsar la nave por reacción esta se acelerará, si continuamos acelerando la nave, esta podrá alcanzar la velocidad que se nos antoje ¿Cierto?

NO.

No se puede superar la velocidad de la luz, y menos nuestra nave espacial.

La causa la tiene esta ecuación de aquí:
Einstein formulo en 1905 (año de fundación de nuestro querido SFC) la teoría de la relatividad especial (TER a partir de ahora), que completaría más tarde –1915- con la teoría general de la relatividad (teoría que, hoy por hoy, manejan con soltura muy pocos en el mundo).

Toda esta teoría arranca de los dos postulados de Einstein:

1º) Todos los sistemas de referencia inerciales son equivalentes.

2º) La velocidad de la luz en el vacío es siempre la misma independientemente de quién la emita y de quién la mida.

¿Y qué? Me diréis vosotros. Un poquito de paciencia: ya llegan las conclusiones.

Primero vamos a pensar en otro problema mental:

Estamos al lado de la vía de la línea Córdoba-Sevilla, por la vía pasa un tren, en el tren va una señora con un lorito ingles…suponemos que el tren va 100 Km/h, en ese momento el lorito echa a volar en el mismo sentido que va el tren con una velocidad de 12 Km/h. Pues bien ¿a qué velocidad veremos nosotros, observadores que estamos fuera del tren, moverse el loro? La respuesta es inmediata: no tenemos más que sumas las dos velocidades, es decir para nosotros el Loro se mueve a 112 Km/h.

Esta forma de componer velocidades se obtiene a partir de las transformaciones de Galileo, las cuales son bastantes intuitivas, sin embargo nuestra intuición no siempre se adapta a el comportamiento de la Naturaleza.

Suponemos ahora que en vez de un loro, la señora tiene un puntero láser, apunta con el mismo hacia la pared del tren en el sentido en el que el tren avanza. La velocidad de la luz es de 25920000000 Km/h (*) pues bien, según Galileo, nosotros deberiamos ver (o medir) esa luz a 2950000100 Km/h.

Pero resulta que esto no es así: nosotros vemos la luz a 25920000000 Km/h, tal y como predice el segundo postulado de Einstein.

¿Quiere decir esto que las transformaciones de Galileo no son válidas?

En realidad si lo son, lo que ocurre es que las transformaciones de Galileo son un caso especial de las transformaciones de Lorentz(muy interesante link), para valores de la velocidad mucho menores que el de la velocidad de la luz.

Las transformaciones de Lorentz además de relacionarme distancias para dos sistemas de referencia diferentes, también me relaciona el tiempo.

Es decir: el tiempo corre para nosotros, que estamos en reposo, de manera diferente a la señora del tren; lo que ocurre es que para velocidades mucho más pequeñas que la de la luz (como la que puede llevar un tren) las relaciones de Lorentz se pueden aproximar a las de Galileo, para las cuales el tiempo no varia independientemente del sistema de referencia en el que estemos.

La teoría de la relatividad de einstein (y sus postulados) parten del estudio de las transformaciones de Lorentz.

La idea principal (según la Teoría de la Relatividad) es que en un cuerpo en movimiento cambia el tiempo para ese cuerpo además de otras propiedades. Una de las propiedades que cambia es la masa, y cambia según la ecuación que hemos visto antes. Recordamos:

Donde “m” es la nueva mas “mo” la masa inicial, “v” la velocidad del cuerpo, y “la velocidad de la luz”

Según esta ecuación la masa de un cuerpo (con masa) se vuelve infinita al alcanzar la velocidad de la luz.

Por lo tanto y según la segunda ley de Newton F=ma nos haría falta una fuerza infinita para alcanzar la velocidad de la luz, y por lo tanto nos haría falta una energía infinita, y esto si que es IMPOSIBLE.

Por lo tanto podemos decir que, según la Teoría de la relatividad, superar la velocidad de la luz, incluso alcanzarla es imposible.

Y hoy por hoy todos los experimentos físicos que se hacen al especto confirman una y otra vez la teoría de la relatividad.

Por otro parte lo que si permite la TGR es que existan cuerpos que vaya a la velocidad de la luz, o la superen desde el principio del tiempo (desde el BIG-BANG), pero hoy en día estos cuerpos, llamados taquiones, son más propios de la ciencia-ficción que da la especulación científica.

(*) En realidad esta es la velocidad de la luz en el vacio, en el aire es algo menor, pero esto es irelevante para lo que estamos estudiando.



6 comentarios:

Anónimo dijo...

VAMÓ QUÉ A MÁS DE MIL...DEMASIAO PA MI, MORTA-MORTAL!
sALUD Y BARRICADA!

Pepe dijo...

Illo te habrás quedao a gusto después te la parrafada no? Con esto tienes a la chica de la tienda de mascotas en el bote.

Cris todavía no te la ha presentado?

Besitos Choqueros
Pepe

Anónimo dijo...

Agradezco tu pequeña dosis de conocimientos cientifico-físico, aunque la mitad de las palabras no las he procesado correctamente, a pesar de los intentos de Kiko con sus explicaciones en casa, en el coche... uf! qué rollo. Total, la cuestión es que la velocidad de la luz es inalcanzable, no? O tampoco de eso me he enterado? ...

En fín, Morta: OLE, OLE Y OLE!

P.D.: Voy a hacerte una petición, si algún día te ves con ganas, expón tu teoría sobre... cómo era? El destino de la sociedad en 50 años.

Lo más bo

Violeta dijo...

...me ha dao por bichear en el link "transformaciones de Lorentz" y a la derecha de la pantalla wikipedia viene un gráfico en movimiento "mu guapo" que dice que el cuadrante inferior es...no sé qué no se cuantos de un "observador acelerado" y yo me pregunto ¿se trata de un "miron empastillao", un "voyeur encocao", o del mécanico de Raikkonen despues de cambiarle las gomas? ¿Por cual de estas opciones me debería decantá?

Salud y barricada!

Anónimo dijo...

Ok, demasiado para un lunes con resaca. Eso sí, muy interesante, aunque me haya enterado de la mitad. Pero como os habéis animado a postear esto tengo algunas preguntillas ¿qué coño es un sistema de referencia inercial?. Hace poco leí que la inercia es la fuerza que hace que un objeto (una masa? un cuerpo? ¿cuál sería el término correcto?) no sólo tienda a moverse sino también a no hacerlo ¿es cierto?. Si no me equivoco entonces una piedra muy pesada sufriría mucha inercia (porque es difícil que se mueva?????). Bueno, los físicos y los ingenieros a ver si me lo aclaran (eso me pasa por ser una penca de letras). Y aun sabiendo qué es la inercia no logro acertar qué es un sistema de referencia inercial.
Y en cuanto a lo de las transformaciones(Violeta, yo he visto lo mismo que tú, una rayada que te cagas), no he pillado casi nada. Aunque entiendo más o menos a qué se refiere, no veo dónde está la conexión con la teoría de la relatividad (Morta no te lleves las manos a la cabeza, no es tan fácil aunque lo habéis explicado muy bien, en serio). Hay un paso que se me escapa ¿de dónde se saca Einstein que un cuerpo cambia su tiempo en función de la velocidad? ¿esto es a lo que os referís con transformación?. Uff, qué jodido, bueno, a ver si vamos aclarándolo.
Besis científicos para todos

Alberto dijo...

Vamos a ver si te puedo aclarar esas cosillas (que ya son que son difíciles):

1º) Para medir la posición y velocidad de un objeto lo tenemos que hacer desde un punto. Es decir: si tu y yo estamos en una calle, y hay un coche cerca tuya dependiendo del sistema de referencia que cogámos el coche estará en un punto u otro; si yo soy el origen (el sistema de referencia) el coche estará, por ejemplo, a 10 metros; pero si el origen eres tú (el sistema de referencia) el coche estaría, por ejemplo, a dos metros. Bueno, fácil ¿no? El rollo es que para medir algo hay que hacerlo respecto a algo y ese algo es lo que llamamos sistema de referencia.

2º) Ahora, tú (que eres el sistema de referencia) puedes estar quieta o andando o corriendo. Dependiendo como estés tú, el coche tendrá una velocidad u otra. Si el coche esta quieto (respesto a la tierra) y tú estás andando (considerando que tú eres el sistema de referencia) el coche está en movimiento, porque siempre consideramos que el sistema de referencia es el que está quieto. Pues bien tú será sistema de referencia inercial siempre que no aceleres. Si aceleras serás un sistema de referencia no inercial, y en estos no se cumplen las leyes de Newton, y la cosa se complica un poco.

3º) La inercia (que no tiene mucho que ver con lo que estamos hablando) es la dificultad que pone un objeto a cambiar su estado cinemático. Es decir un objeto muy masivo, un camión por ejemplo, tiene mucha inercia porque es muy difícil ponerlo en movimiento cuando está parado, y muy difícil pararlo cuando esta en movimiento.

4º) Las transformaciones de Lorentz nos transforman (nos cambian de escala) el tiempo de un sistema de referencia, a el tiempo de un objeto que se mueve respecto a ese sistema de referencia (que no es el mismo). A partir de ahí Einstein (las malas lenguas dicen que en realidad fue su mujer) construye la teoría de la relatividad: al darse cuenta de que el tiempo no es absoluto, sino que cambia según a que velocidad vayas, construye un nuevo universo.

Espero haberte aclarado las dudas

Besos Varios.

Ps: Espero tu relato de Barcelona, ancora.