La
relatividad especial cambia sustancialmente algunas de nuestras nociones acerca
del mundo. Pensamos que la velocidad es relativa, que depende de la velocidad
de la Fuente y de la del observador. Sin embargo, la rapidez de la luz es
absoluta; no depende ni de la rapidez de la fuente ni de la del observador. Por
otro lado, solemos pensar que el tiempo es absoluto.
El
tiempo parece transcurrir al mismo ritmo pase lo que pase. Pero Einstein
rechazó estas ideas y propuso que el tiempo dependía del movimiento relativo
entre el observador y el evento que se observa.
Para
medir el tiempo usamos un reloj. Un reloj es cualquier aparato capaz de medir
intervalos de tiempo periódicos, como, por ejemplo, el movimiento de un péndulo,
las oscilaciones de una rueda de balanza o las vibraciones de un cristal de
cuarzo.
Consideremos
un “reloj de luz”, aparato más bien impráctico pero que nos ayudará a describir
la dilatación temporal.
Imagina
un tubo vacío con espejos en los extremos (figura). Un pulso luminoso rebota de
un lado a otro entre los espejo paralelos. Los espejos son reflectores
perfectos, de modo que el pulso de luz rebota indefinidamente. Si el tubo tiene
300 000 km de longitud, cada viaje de un espejo al otro tomará 1 s en el marco
de referencia del reloj de luz. Si el tubo tiene una longitud de 3 km cada
viaje tomará 0.00001 s.
Supón
que ves pasar el reloj de luz a toda prisa a bordo de u,-.= nave espacial con
gran rapidez (figura). Ves entonces que el pulso luminoso rebota de un lado a
otro recorriendo una trayectoria diagonal más larga.
Pero
recuerda el segundo postulado de la relatividad: todo observador que
mida la rapidez de la luz obtendrá el va
lor c.
Como la rapidez de la luz no aumenta, mediremos un intervalo de tiempo
mayor entre los rebotes! El reloj de luz es una medida del tiempo de la nave en
movimiento. Mediremos un intervalo de tiempo mayor para los viajes de ida y
vuelta de la luz en el reloj de luz y para cada segundo y minuto que transcurre
para los ocupantes de la nave. Veremos que el tiempo en la nave transcurre más
lentamente que en nuestra posición.
La
dilatación del tiempo no es un fenómeno exclusivo del reloj de luz. Es el
tiempo mismo en el marco de referencia en movimiento, visto desde nuestro marco
de referencia, el que transcurre más lentamente. Los corazones de los ocupantes
de la nave latirán con menor frecuencia. Veremos que todo ocurre más lentamente
en el interior de la nave. ¡Es el tiempo mismo el que se dilata!
¿Cómo ven los ocupantes de la nave
su propio tiempo? ¿Se ven a sí mismos moviéndose en cámara lenta? ¿Experimentan
intervalos de tiempo mayores como consecuencia de la dilatación temporal?
Resulta que ellos no notan ninguno
de estos efectos. El tiempo para ellos es igual que cuando nos parece que no se
mueven. Recuerda el primer postulado de Einstein: todas las leyes de la
naturaleza son las mismas en cualquier marco de referencia en movimiento
uniforme.
(Del libro
"Física conceptual de Paul G. Hewitt)