El tiempo I

Me gustaría aclarar el concepto de tiempo y que el concepto del paso del tiempo es una percepción totalmente humana como señalé en mi post anterior. Creo que es un concepto importante y que hay que matizar para utilizarlo en futuros post.

El tiempo de nuestra experiencia, el que nos describe nuestro sentido común, está basado en la física de Newton: existe una línea de tiempo que va desde el pasado hasta el futuro, y un "ahora" que es común para todas las personas y lugares. De forma que ese "ahora" es igual aquí que en Granada, en Hawai en Andrómeda o en "la otra punta del universo". Esto es posible porque la física de Newton describe, tanto el espacio como el tiempo, como el marco en el que se desarrollan nuestras acciones, el "marco universal" donde se desarrolla el "ballet cósmico" (vale, vale, ya dejo de usar las comillas...).

Pero esa idea se derrumbó con la llegada de la teoría de la relatividad y de la teoría cuántica. El tiempo y el espacio, que se empezó a considerar como un contínuo llamado "espaciotiempo" (vaya, otra vez...), se trataba de un elemento más del ballet que podía cambiar, curvarse, abollarse y ser influenciado por el resto de elementos del universo; se empezó a ver como un elemento activo que participaba y no como el eje de coordenadas donde las cosas simplemente ocurrían.

Una de las implicaciones más sorprendentes de las aquellas teorías es que dos observadores pueden estar muy en desacuerdo en relación al momento en que ocurre un mismo suceso.

Veamos un ejemplo:
Supongamos un objeto que se aleja de nosotros a una velocidad determinada. Si nosotros comenzamos a perseguirlo es razonable pensar que se reducirá la distancia entre nosotros y el objeto. E incluso si aplicamos la suficiente velocidad es presumible que llegaremos a alcanzarlo. Esto ocurre en el mundo de nuestra experiencia y sigue las leyes del movimiento clásico de Newton.

Pero no ocurre así si lo que perseguimos es un fotón de luz. Este tiene una velocidad muy alta (300.000 km/s), y esa velocidad es constante al margen de la velocidad del observador. Aunque parezca un puro sinsentido, cualquiera que sea el empeño en perseguir a esa pulsación nunca se le ganará ni un kilómetro. Incluso si viajáramos en un cohete al 99,9% de la velocidad de la luz, nunca podríamos disminuir la velocidad a la que se aparta de nosotros. Si alguien que permaneciera en la Tierra observara la persecución vería al cohete persiguiéndola muy de cerca, pero según la relatividad, el tripulante del cohete vería la misma onda luminosa alejarse de él a 300.000 Km/s. La única forma de reconciliar estas observaciones contradictorias es que tanto desde el cohete como desde la Tierra el mundo se ve y se comporta de forma distinta.

De hecho la cosa no queda así; el astronauta del cohete que se moviera al 99,9% de la velocidad de la luz, vería el Sol sólo a seis millones de kilometros de la Tierra y lo alcanzaría en sólo 22 segundos. Sin embargo el observador de la Tierra, al no percibir la contracción espaciotemporal, medirían la distancia al sol en 150 millones de km y la duración del viaje del astronauta sería de ocho minutos. La conclusión sería que el tiempo, medido desde el cohete, avanzaría a una lentitud ventidós veces mayor que el de la Tierra.
Entonces podría parecer que si el tripulante mirara hacia la Tierra vería las cosas ocurriendo ventidós veces mas deprisa, pero ahí está la siguiente sorpresa; vería la Tierra a cámara lenta. Ambos observadores verían el tiempo del otro ocurriendo con lentitud. Esta relación simétrica entre los observadores en movimiento de halla en el corazón de la teoría de la relatividad, que sólo asigna significado al movimiento en relación a otros observadores.

La realidad del efecto de dilatación del tiempo se pone de manifiesto si el cohete regresa a la Tierra y se comparan directamente ambos relojes. El asombroso descubrimiento es que los dos relojes han estado en todo momento desacompasados. Este experimento se basa en el mismo principio que la famsa paradoja de los gemelos (bendita Wikipedia) donde encontareis el fundamento matemático.

Para el científico relativista el mundo es espaciotiempo, ya no piensa en objetos que se mueven en el tiempo sino que se extienden en el espaciotiempo. Veamos un ejemplo (perdonad el dibujo... paint de windows...). Dado que no puedo dibujar las cuatro dimensiones sobre el papel, sólo muestro dos dimensiones del espacio, imaginad la partícula como un tubo en vez de una linea; y el tiempo transcurre verticalmente hacia arriba. El dibujo representa una partícula en el espaciotiempo. Si esta permanece en reposo, la línea será recta y vertical. Cuando se acelera, la linea se curva. Estos trayectos en el espaciotiempo se llaman líneas de universo y representan la historia completa de la partícula. Si el dibujo se ampliara hasta abarcar todas las partículas del universo, sería la historia completa del universo y abarcaría la totalidad de los acontecimientos.
Según esta imagen del universo, el pasado y el futuro son tan absolutamente reales como el presente; de hecho, no es posible establecer ninguna distinción entre pasado, presente y futuro. Y por fin llegamos a mi comentario en el post anterior, las cosas no ocurren en el espaciotiempo, simplemente son.

Lo más lógico es que venídos a este punto, (si todavía queda alguno y no habéis muerto del aburrimineto), penseis "¿como reconciliar esta idea de un universo estático con el mundo de nuestra experiencia, donde las cosas suceden y caen en la corriente del pasado, y donde el futuro es desconocido?" ¿Donde está lo que falla?

Me temo que tendremos que esperar hasta el siguiente post...