Es posible que haya leído términos como “viaje en el tiempo” de algunos libros de ciencias populares. Pero es una palabra equivocada, ya que lo que sugiere la relatividad está bastante alejado de la noción de viaje en el tiempo como se muestra en las películas o novelas de ciencia ficción. En realidad, debe estudiar todo el tema en todos sus detalles matemáticos para comprender qué está sucediendo exactamente. No voy a explicar la relatividad aquí, pero señalaré de dónde viene este asunto del tiempo. En resumen, las teorías de la relatividad de Einstein nos dan una correlación entre las mediciones de las coordenadas espaciales y las coordenadas temporales entre los diferentes observadores que se mueven entre sí. La teoría especial de la relatividad habla solo de una clase especial de observadores llamados “observadores inerciales” para quienes las leyes ordinarias de Newton son válidas. La teoría general de la relatividad amplía el alcance de la teoría para incluir mediciones realizadas por observadores en marcos no inerciales (lo que resulta ser indistinguible de lo que normalmente consideramos como “campo gravitacional”).
En la relatividad especial, por ejemplo, hay un conjunto de leyes de transformación lineal llamadas “Transformación de Lorentz” entre diferentes observadores. En una configuración especial en la que las coordenadas son coordenadas cartesianas ordinarias y el movimiento de un cuadro en relación con otro está restringido al eje xy los orígenes de los dos sistemas de coordenadas coinciden al principio, la ecuación de transformación para lecturas de tiempo entre relojes sincronizados de dos observadores viene dado por:
[math] t ‘= \ gamma \ text {} (t- \ frac {vx} {c ^ 2}) [/ math] donde [math] \ gamma = \ frac {1} {\ sqrt {1- \ frac {v ^ 2} {c ^ 2}}} [/ math].
- ¿Cómo puede existir una partícula simultáneamente en diferentes lugares al mismo tiempo?
- ¿Se puede formular la gravedad cuántica como una teoría de indicadores con un grupo de indicadores de dimensiones finitas? ¿Por qué?
- Cómo entender el 'giro' de una partícula
- Física: ¿Por qué algunos físicos siguen cuestionando la aceleración cósmica y la energía oscura?
- ¿Puede la aceleración externa del universo explicarse por la expansión del espacio?
La coordenada preparada es la lectura realizada por el observador “en movimiento”. Sin embargo, con respecto a ese observador, es el observador ‘estacionario’ el que se mueve pero en la dirección opuesta. Entonces, la ley de transformación para él solo obtendrá el signo de la velocidad invertida. es decir
[matemáticas] t = \ gamma \ text {} (t ‘+ \ frac {vx’} {c ^ 2}) [/ matemáticas]
Entonces, si el reloj del observador preparado lee 1, ¿qué leerá el reloj estacionario? Tenga en cuenta que para el reloj cebado, su coordenada siempre leerá cero ya que el reloj está en reposo en su propio marco de referencia. es decir, [matemáticas] x ‘= 0 [/ matemáticas]. Ahora conecte las lecturas de las coordenadas de tiempo y espacio en la transformación de Lorentz para la coordenada cebada anterior y obtendrá, [matemática] t = \ frac {1} {\ sqrt {1- \ frac {v ^ 2} {c ^ 2} }} [/matemáticas].
Esto siempre arrojará un valor mayor que 1. Por lo tanto, parece que las lecturas del reloj de alguien “en movimiento” son menores que las lecturas de un reloj estacionario. Sin embargo, esto es cierto para ambos observadores, ya que cada uno puede considerarse en reposo. Pero no puede provocar una contradicción aquí, porque no puede comparar las lecturas de los dos relojes sin tener en cuenta algún retraso en la comunicación que anulará la paradoja. La otra opción podría ser volver a unir los relojes, pero esto implicará una aceleración ya que uno de los relojes tiene que cambiar de “dirección”. Resulta de consideraciones teóricas de la relatividad general que la aceleración es absoluta para ambos cuadros. Entonces, cuando los relojes se encuentran, el reloj que se ha acelerado leerá menos ya que su movimiento es absoluto. Esto crea una ilusión de “viaje en el tiempo hacia el futuro”.
Sin embargo, no existe un consenso universal entre los físicos sobre si el “viaje en el tiempo al pasado” puede ser posible. Existen algunos mecanismos esotéricos que involucran distorsiones extremas del espacio-tiempo en forma de agujeros de gusano, pero sigue siendo un tema divisivo en cuanto a si los requisitos físicos para que dichos mecanismos se mantengan se pueden cumplir en este universo.
