Relacion Espacio-Tiempo
Einstein, cambió tan
profundamente la visión del Universo, que hizo que el espacio y
el tiempo carecieran de significado por sí solos.
Él utilizó el concepto del universo como un sistema de cuatro
dimensiones -la cuarta sería el tiempo-. Para los que no
entienden los conceptos de dimensiones, se los pasaré a
explicar. Se dice que el universo tiene tres dimensiones porque:
una dimensión sería la representación de una línea, en la que
sólo se necesita una coordenada para encontrar un punto
determinado en ella; dos dimensiones sería un plano, en donde se
necesita de dos coordenadas para encontrar algún punto
determinado -la altura y la anchura. Ej.: 3 puntos hacia la
izquierda y uno hacia arriba (partiendo de un punto 0, 0)-; y la
tercera dimensión es por ejemplo un cubo, en donde necesitas de
la altura, la anchura y la profundidad para poder encontrar un
punto en él, es decir, de tres coordenada; el universo es así.
En pocas palabras, todo depende de la cantidad de coordenadas que
se necesiten para encontrar un punto, para definir la dimensión
del objeto estudiado.
Einstein, con sus teorías, incluyó el concepto del tiempo, es
decir, la cuarta coordenada (pero no se comporta de la misma
forma que las anteriores coordenadas). Para encontrar un punto en
el espacio no solo necesitas las tres coordenadas ya mencionadas,
sino también la hora en que lo encontrarás allí. Por ejemplo,
el vuelo de una mosca: ella no se encuentra siempre volando en el
mismo punto, sino que se mueve por el espacio y a pesar de que
pase por el mismo punto dos a más veces, nunca lo hará a la
misma hora, sino que lo hará 2 o 3 o quien sabe cuantos segundos
después.
El primero que utilizó el concepto de espacio-tiempo fue el
matemático germano-ruso Hermann Minkowski en el año 1907; el
fue unos de los maestros de Albert.
Cuando fue difundida esta noción del espacio-tiempo, trajo
consigo también varias polémicas entre los físicos sobre la
idea del retraso de los relojes. "Un reloj en movimiento
-dijo él- marca el tiempo con más lentitud que uno que no lo
está. A decir verdad, todos los fenómenos que evolucionan con
el tiempo lo hacen más lentamente cuando se mueven que cuando
están en reposo, lo cual equivale a decir que propio tiempo se
retrasa. A velocidades ordinarias, el efecto es inapreciable,
pero a 262.000 km./seg., un reloj parecería (a un observador que
lo viera pasar fugazmente ante sí) que tarda dos segundos en
marcar un segundo. Y, a la velocidad de la luz, el tiempo se
paralizaría."
La dimensión «tiempo» es más perturbadora que las otras dos
relacionadas con la longitud y el peso. Si un objeto se reduce a
la mitad de su longitud y luego recupera el tamaño normal o su
peso para volver seguidamente al peso normal, no dejará rastro
de ese cambio temporal y, por tanto, no puede haber controversia
entre los criterios opuestos.
Sin embargo, el tiempo es una cosa acumulativa. Por ejemplo, un
reloj sobre el planeta X parece funcionar a media marcha debido a
la gran velocidad de traslación; si lo mantenemos así durante
una hora y luego lo llevamos a un lugar estático, su maquinaria
reanudará la marcha ordinaria pero habrá quedado una marca:
¡media hora de retraso! Veamos otro ejemplo. Si dos barcos se
cruzan y los observadores de cada uno estiman que el otro se
traslada a 262.000 km./seg. y su reloj funciona a media marcha,
cuando las dos naves se crucen otra vez los observadores de cada
una pensarán que el reloj de la otra lleva media hora de retraso
con respecto al suyo. Pero, ¿es posible que cada reloj lleve
media hora de retraso con respecto al otro? ¡No! ¿Qué pensar
entonces? Se ha denominado a este problema «la paradoja del
reloj».
Realmente no existe tal paradoja. Si un barco pasase cual un rayo
ante el otro y las tripulaciones de ambos jurasen que el reloj
del otro iba retrasado, poco importaría saber cuál de los dos
relojes era verdaderamente, el retrasado porque ambos barcos se
separarían para siempre. Los dos relojes no concurrirían jamás
en el mismo lugar ni a la misma hora para permitir una
comprobación y la paradoja del reloj no se plantearía nunca
más. Ciertamente, la Teoría especial de la relatividad de
Einstein es aplicable tan sólo al movimiento uniforme, y por
tanto aquí estamos hablando únicamente de una separación
definitiva.
Supongamos, empero, que los dos barcos se cruzasen nuevamente
después del fugaz encuentro y entonces fuese posible comparar
ambos relojes. Para que sucediese tal cosa debería mediar un
nuevo factor: sería preciso que uno de los barcos acelerase su
marcha. Supongamos que lo hiciera el barco B como sigue: primero
reduciendo la velocidad para trazar un inmenso arco y orientarse
en dirección de A, luego avanzando aceleradamente hasta el
encuentro con A. Desde luego, B podría considerarse en una
posición estacionaria, pues, teniendo presente su forma de
orientarse, sería A el autor de todo el cambio acelerado hacia
atrás para encontrarse con B. Si esos dos barcos fueran lo
único existente en el Universo, la simetría mantendría viva
ciertamente la paradoja del reloj.
Ahora bien, A y B no son lo único existente en el Universo, y
ello desbarata la simetría. Cuando B acelera no toma solamente A
como referencia, sino también el resto del Universo. Si B opta
por verse en posición estacionaria no debe considerar que
solamente A acelera respecto a él, sino también todas las
galaxias sin excepción. Resumiendo: es el enfrentamiento de B
con el Universo: En tales circunstancias el reloj atrasado será
el de B, no el de A.
Esto afecta a las nociones sobre viajes espaciales. Si los
astronautas se trasladaran a la velocidad de la luz cuando
abandonasen la Tierra, el transcurso de su tiempo sería más
lento que el del nuestro.
Los viajeros del espacio podrían alcanzar un destino remoto y
regresar al cabo de una semana -según lo entenderían ellos-,
aunque verdaderamente habrían transcurrido muchos siglos sobre
la Tierra. Si el tiempo se retarda realmente con el movimiento,
una persona podrá hacer el viaje de ida y vuelta hasta una
estrella distante. Pero, desde luego, deberá despedirse para
siempre de su propia generación y del mundo que conoció, pues
cuando regrese encontrará un mundo del futuro, pues cuando
regrese encontrará un mundo del futuro.