DILATACION DEL TIEMPO.
· Principio básico: La dilatación del tiempo es el fenómeno que se relaciona con la teoría de la relatividad de Albert Einstein, la cual se basa en dos postulados: El primero habla de que cualquier fenómeno que ocurra en un sistema inercial se da de la misma manera; el segundo habla de que la velocidad de la luz es la misma para todos los sistemas inerciales. En otras palabras, la velocidad de la luz es la misma cualesquiera que sean el movimiento del foco y del observador. Lo que se define propiamente como dilatación del tiempo es que el intervalo de tiempo medio por el reloj en movimiento es mucho mayor que el de un reloj estacionario. Este fenómeno es completamente simétrico pues cada uno de los observadores vera el reloj del otro a una velocidad menor.
· Confirmación experimental: Para confirmar la dilatación del tiempo se hicieron varios experimentos que llevaron a cerciorarse de la veracidad de este fenómeno. En primer lugar los científicos Ives y Stilwell realizaron un experimento donde midieron el efecto Doppler (es el aparente cambio de frecuencia de una onda producido por el movimiento relativo de la fuente respecto a su observador) de la radiación emitida por los rayos catódicos cuando son vistos directamente y detrás. Rossi y Hall en 1941 compararon los rayos cósmicos en lo alto de la montaña y el observador al nivel del mar, analizando la dilatación del tiempo desde esa perspectiva. En 1959 Poun y Rebka midieron un ligero corrimiento al rojo gravitacional del tiempo, consiguiendo como resultado lo predicho por la relatividad general.
· Historia del desarrollo de la dilatación del tiempo: La dilatación del tiempo en primera instancia fue observada por Albert Einstein en 1905 quien la dedujo según todo lo investigado y sus postulados de la relatividad. Más tarde los en 1938 la dilatación del tiempo fue observada por Ives y Stilwell quienes realizaron un experimento con este mismo nombre. Más tarde la dilatación del tiempo siguió causando fascinación y otros físicos como Pound y Rebka en 1959 la probaron mediante otro experimento. Actualmente las investigaciones la llevan a cabo el Instituto Max Planck de Física Nuclear quienes han conseguido constatar con una precisión sin precedentes los fenómenos de la dilatación.
· La dilatación del tiempo y la física: La teoría de la relatividad y la dilatación del tiempo introdujeron nuevos conocimientos a la física de ese tiempo, pues dio a conocer el concepto espacio-tiempo, como entidad geométrica en la que se desarrollan todos los eventos físicos del universo, y por otro lado la negativa hacia la noción del tiempo absoluto, aceptando de alguna manera la dilatación de este.
· La paradoja de los gemelos: Esta paradoja fue propuesta por Einstein al desarrollar lo que hoy se conoce como la relatividad especial. Dicha teoría postula que la medida del tiempo no es absoluta, y que, dados dos observadores, el tiempo medido entre dos eventos por estos observadores, en general, no coincide, sino que la diferente medida de tiempos depende del estado de movimiento relativo entre ellos. Así, en la teoría de la relatividad, las medidas de tiempo y espacio son relativas, y no absolutas, ya que dependen del estado de movimiento del observador. En ese contexto es en el que se plantea la paradoja. Esta paradoja nos demuestra como un hermano (de dos gemelos) que se dirige al espacio y vuelve a la tierra 9 años después no ha envejecido pero el que se queda aquí si lo ha hecho. Esta es una clara demostración de la dilatación del tiempo.
· Ejemplo: Ahora enunciaremos un ejemplo para facilitar la comprensión de la dilatación del tiempo. Supongamos que Ana y Alberto se encuentran en el vacío del espacio, lejos de cualquier otro objeto, y que se mueven uno respecto al otro a velocidad constante. De acuerdo con los postulados, no tiene sentido preguntar si el que se mueve es Alberto y Ana está parada o es al revés. Simplemente, se mueven uno respecto al otro. El “no saber quién se mueve y quién no” sólo sirve si los dos sistemas son inerciales. Lo que vamos a demostrar con este experimento es que, si aceptamos los dos postulados de Einstein, inevitable y lógicamente se deduce que Ana y Alberto no miden el tiempo igual. En nuestro experimento, Ana tiene un reloj que funciona de la siguiente manera: consta de dos espejos paralelos separados una distancia determinada, y un rayo de luz que rebota de espejo en espejo indefinidamente. Cada vez que el rayo rebota en un espejo es un “tic” del reloj. puesto que la luz va a 300.000 km/s y la distancia entre los espejos es fija, todos los “tics” tardan el mismo tiempo. Pongamos que el rayo de luz recorre el espacio entre los espejos en 1 segundo. Pero ahora fijémonos en lo que observa Alberto en su sistema de referencia. Para él, Ana se está moviendo. Supongamos que Alberto observa lo que le ocurre a Ana cuando ésta pasa justo delante de él, de modo que él la ve moverse “de izquierda a derecha”. Alberto ve que el rayo de luz recorre una distancia más grande que la que separa los espejos. Con lo cual sólo hay dos posibilidades: o el rayo viaja más rápido, o tarda más tiempo. Pero el rayo no puede ir más rápido: el segundo postulado dice que siempre va exactamente a 300.000 km/s….de modo que es inevitable: el rayo tarda más en ir de espejo a espejo. Piensa sobre las consecuencias de este hecho: si el rayo tarda más en rebotar de espejo a espejo, en el sistema de referencia de Alberto, el reloj de Ana no hace “tic” cada segundo: va más lento. Pero no es sólo el reloj – el reloj mide el tiempo…el tiempo de Ana, visto desde Alberto, está yendo más despacio: se “dilata”.
