Los efectos predichos por la Teoría de la Relatividad de Einstein no pueden verse en nuestra vida cotidiana. En contraste, sí podemos verificar una y mil veces la Teoría del Electromagnetismo de Maxwell cuando sintonizamos una radio o un canal de TV, o el resultado de los principios de la Mecánica Cuántica cuando tipeamos en la computadora un texto como éste.
El motivo de que la Teoría de la Relatividad sea tan escurridiza en nuestra experiencia diaria es harto simple: la enorme magnitud de la velocidad de la luz, sus 300.000 km/s.
Cuando Einstein intentaba dar forma a su primera teoría imaginó un experimento ideal, preguntándose qué vería si viajaba montado en una onda de luz. Ése fue el gatillo que disparó la solución a la crisis que por entonces vivía la Física, en 1905.
En 1887, un experimento crucial (Michelson – Morley) había descubierto que la luz viaja en todas direcciones y para todos los observadores con la misma velocidad. Si nos acercamos a un frente de ondas de luz, ésta nos alcanza a 300.000 km/s. Si escapamos de ese frente, la luz persiste en alcanzarnos a 300.000 km/s.
Las ecuaciones de la Teoría Especial de la Relatividad de Einstein exigen, además, que nada viaje más rápido que esos 300.000 km/s de la luz.
Esto contradice nuestras percepciones cotidianas: si perseguimos al taxi debemos correr para alcanzarlo, y cuanto más rápido corramos, con mayor velocidad nos acercaremos a él. Si fuésemos luz, lo alcanzaríamos con total seguridad, tarde o temprano, ya que además de ser fija para todos, la velocidad de la luz es la velocidad máxima posible en la naturaleza. El taxi jamás alcanzaría los 300.000 km/s por más energía que inviertiera en ello.
Las ecuaciones de la Teoría Especial de la Relatividad establecen también que los tic tac de los relojes cambian de ritmo según la velocidad del laboratorio donde se hallan, y que las longitudes se acortan en el cuerpo que se mueve.
ANIMACIÓN CLARÍSIMA
Todo esto por considerar, simplemente, que la luz viaja para todos con una misma velocidad.
¿Por qué no vemos estos efectos en el tiempo y el espacio en situaciones ordinarias?
Porque los cuerpos deben viajar a velocidades cercanas a la de la luz para que la dilatación temporal y la contracción longitudinal sean notables. Y la verdad es que no vemos cuerpos tan veloces en nuestra cotidianeidad. Ni siquiera nos damos cuenta de que la luz no se propaga instantáneamente. Apenas podemos entender que la luz del Sol tarde 8 minutos en alcanzarnos.
Por eso, la solución a este inconveniente perceptivo era bajar a nuestro mundo ordinario la tan elevada rapidez de la luz. De manera ficticia, claro.
Eso hizo el físico ruso-estadounidense George Gamow al imaginar un mundo donde la luz se propaga a 30 km/h. Cualquier ciclista puede alcanzar fácilmente esa velocidad. En el mundo de Gamow, la gente, los autos, los trenes, pueden llegar a 29,9 ó 29,99 ó 29,999 km/h, pero jamás a 30 km/h. Y cuando más cerca de esta velocidad límite se muevan, pueden ver los efectos relativistas en los tiempos y las longitudes.
En el siguiente dibujo, Gamow ilustró cómo vería un transeúnte parado en la vereda al ciclista, el Sr. Tompkins, andando en bicicleta a toda potencia:
En esta otra ilustración, Gamow mostró cómo vería el mundo un corredor que avanzase a la par del ciclista Tompkins:
Nótese que aquí el Sr. Tompkins aparece con su aspecto normal. Eso es porque estamos viajando con su misma velocidad, o sea, porque estamos quietos respecto de él.
Desde 1905, la Teoría Especial de la Relatividad ha sido verificada en aceleradores de partículas. Su consecuencia más conocida, la equivalencia entre masa y energía, dada en la conocidísima fórmula
E = mc² ,
es empleada constantemente en cálculos de física nuclear y explica el funcionamiento de los reactores nucleares.
Como la Teoría Especial o Restringida sólo universalizaba las leyes de la naturaleza para ciertos puntos de vista, Einstein encaró el siguiente paso. Había que demostrar que cualquier punto de observación, sin depender de su movimiento, era igualmente válido para descubrir las leyes de la naturaleza.
Mientras la Teoría Restringida abarca sólo los “laboratorios” de observación que se mueven en líneas rectas y con velocidades constantes (una nave espacial avanzando en el espacio interplanetario, lejos de grandes astros y con sus propulsores apagados, por ejemplo), la Teoría General de la Relatividad (1916) incluye a todo laboratorio posible, con cualquier movimiento.
No hay comentarios:
Publicar un comentario