Descripción

El estudio de la Simultaneidad y Dilatación del Tiempo.

La Teoría de la Relatividad Especial desarrollada por Einstein y otros autores en 1905, plantea una comparación de medidas hechas desde distintos sistemas de referencia inerciales que se mueven con velocidades constantes los unos respecto a los otros. 

De acuerdo con Tipler y Mosca, 2017, sus consecuencias, que pueden deducirse con un mínimo de matemáticas, son aplicables a una gran variedad de situaciones que se dan tanto en física como en ingeniería.

Simultaneidad del Tiempo.

Dentro de los aportes que vendrían con la aportación de la teoría de la relatividad, se haya la medición de tiempos e intervalos de tiempo, lo que implica el concepto de simultaneidad.

Según Young et al., 2013, en un marco de referencia dado, un suceso es un acontecimiento con una posición y un tiempo definidos.

El problema fundamental de la medición de intervalos de tiempo es éste; "en general, dos sucesos que son simultáneos en un marco de referencia, no lo son en un segundo marco que se desplaza con respecto al primero, aun cuando ambos sean marcos inerciales". (Young et al., 2013, p. 1272)

Para comprender el concepto de simultaneidad del tiempo, observaremos el siguiente video, el mismo se encuentra en idioma inglés, pero lo comentaremos más adelante.

El ejemplo expuesto se puede analizar desde cuatro momentos:

a) Un relámpago golpea en cada extremo del vagón.

b) Dentro del vagón, la pasajera se desplaza hacia la onda luminosa proveniente del frente del vagón y se aleja de la onda luminosa que procede de la parte posterior del vagón.

c) Como la pasajera observa primero la luz proveniente del frente del vagón, concluye que el relámpago del frente del vagón cayó antes.

d) Una persona externa al vagón observa que la luz de los dos relámpagos llega al mismo tiempo, y concluye que los relámpagos cayeron simultáneamente en ambos extremos. (En dicho punto, la onda luminosa del relámpago trasero aún no ha alcanzado a la pasajera)

Según el principio de relatividad, ningún marco inercial de referencia es más correcto que cualquier otro para la formulación de leyes físicas. Cada observador está en lo correcto en su propio marco de referencia.

De acuerdo a lo anteriormente expuesto, y según Young et al., 2013,  la simultaneidad no es un concepto absoluto. Por el contrario, el que dos sucesos sean simultáneos depende del marco de referencia.

Dilatación del Tiempo

El hecho de que dos eventos simultáneos a un observador puedan no ser simultáneos a un segundo observador sugiere que el tiempo mismo no sea absoluto. La teoría de la relatividad de Einstein predice que el tiempo pasa en forma diferente a como pasa en un marco de referencia distinto.

El efecto de la dilatación del tiempo, de acuerdo con Giancoli, 2002, dice:

“Los relojes en movimiento relativo a un observador son medidos por ese observador como andando más lentamente (en comparación con relojes en reposo)”.

Según Giancoli, 2002, a partir de lo anterior, se puede afirmar, que el tiempo realmente se mide como transcurriendo más lentamente en cualquier marco de referencia móvil en comparación con el suyo propio.

Te invitamos a observar el siguiente video y responder a modo de reflexión, las siguientes preguntas:

¿Técnicamente hablando es correcto afirmar qué es posible viajar en el tiempo?

¿Cómo podríamos hacerlo realidad?