¿Es anti-intuitiva la teoría de la relatividad?

Cuando un lego en la materia oye hablar de la teoría de la relatividad especial de Einstein, por lo general su estado de ánimo varía entre el escepticismo y el asombro. ¿Cómo es eso de que el tiempo no “corre” igual de rápido en todas partes?, ¿y aquello de que no se puede sobrepasar la velocidad de la luz?… suena increíble y extraño, sin embargo, los científicos llevan verificando éste tipo de resultados desde hace más de 100 años, hasta el punto de que, a día de hoy, dispositivos de uso cotidiano como los GPS no funcionarían (al menos no con la misma precisión) si la relatividad especial fuese incorrecta. No hace mucho hablábamos  de ello. En resumidas cuentas: parece imposible, pero es cierto.

Resulta interesante plantearse lo siguiente: ¿por qué parece imposible? La respuesta está en que los efectos relativistas (al menos los más espectaculares y comentados) son extremadamente pequeños para velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz.

El efecto favorito del gran público, y el que más a menudo se menciona como anti-intuitivo, es el de la dilatación temporal. A saber, el tiempo en un sistema en movimiento “corre más despacio” que en uno que esté quieto. Ésto significa, entre otras cosas, que para una persona que esté moviéndose a gran velocidad, en una nave espacial por ejemplo, el tiempo correrá más despacio que para otra que se quede en tierra.

Resulta raro, no lo niego, pero vamos a profundizar un poco más: ¿cuánto más despacio?, aquí es cuando los físicos nos frotamos las manos y mostramos un gráfico como éste:

Vemos en el gráfico que a velocidades pequeñas el factor de dilatación temporal es 1, lo cual significa que un segundo para el astronauta en movimiento equivale a un segundo para el observador en tierra siempre y cuando el astronauta se mueva despacio. A velocidades mucho mayores, dónde el factor es, por ejemplo, 2, dos segundos terrestres equivaldrían a un segundo del astronauta.

Nuestra intuición está acostumbrada a velocidades pequeñas pero… ¿cuán pequeñas? Vayamos a un ejemplo del que sentirnos orgullosos, nuestro particular récord de velocidad, el del Voyager I. El Voyager I es una sonda espacial lanzada en 1977 y que ostenta, entre otros,  el récord de ser el vehículo más rápido que jamás ha construido el ser humano. Se aleja del sistema solar a una velocidad de 61200 km/h. Una velocidad impresionante para el velocímetro de un coche (nuestra escala cotidiana de velocidades), pero comparado con la luz, el Voyager I se mueve 17500 veces más despacio.

Para marcar la velocidad en un gráfico como el anterior, y que se viese bien, necesitaríamos dibujarlo sobre un cartel de 175 metros, ¡y aún así nuestra velocidad récord quedaría dibujada en el primer centímetro del mismo!

El muñeco señala la velocidad del Voyager I

Esto es lo que quieren decir los científicos con aquello de “velocidades pequeñas”. ¿Cuánto vale la intensidad de los efectos relativistas en el primer centímetro de esa enorme gráfica?, pues prácticamente uno. Es decir, prácticamente no hay dilatación temporal, de manera que, al contrario de lo que algunas personas creen, relatividad e intuición coinciden completamente. Los problemas llegan cuando la intuición se extralimita, y se trata de aplicar a casos de los que nadie tiene experiencia directa.

Sin duda alguna, si nuestras velocidades cotidianas fueran mayores, lo que nos parecería una locura sería que alguien pudiese pensar que el tiempo no es relativo.

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Este artículo nos lo envía Pablo Rodríguez (Guadalajara, 1984) es estudiante de física en la UCM y autor del blog Ponga un mostrenco en su vida.

Nota para los puristas: he omitido, deliberadamente, algunos detalles técnicos, y he relajado bastante el rigor de muchas de las afirmaciones aquí vertidas. El propósito de éste artículo es divulgar, no espantar. De todos modos, si hay algún error grave en éstas líneas, agradezco que se me corrija en los comentarios.



Por Colaborador Invitado
Publicado el ⌚ 31 octubre, 2011
Categoría(s): ✓ Divulgación • Física