“El tiempo se ralentiza a medida que nos acercamos a la velocidad de la luz” es una consecuencia de la Relatividad Especial.
Desde la publicación de las Teorías de la relatividad, la comprensión científica del tiempo ha cambiado considerablemente. En la relatividad, el tiempo es una parte integral del universo y no puede existir aparte de él. Un aspecto de la teoría especial de la relatividad es que el espacio y el tiempo se fusionan en el espacio-tiempo de cuatro dimensiones, en lugar de las tres dimensiones del espacio y una dimensión de tiempo separada propuesta por los primeros científicos. Con esta idea, el tiempo se convierte efectivamente en parte de una coordenada, especificando la posición de un objeto en ‘espacio-tiempo’.
Además, se supo que la velocidad de la luz es absoluta, invariable y no se puede exceder, y que en realidad es más fundamental que el tiempo. De ello se deduce que, si la velocidad de la luz es invariable y absoluta, tanto el espacio como el tiempo deben ser flexibles y relativos para acomodarla.
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Verá, todos los eventos ocurren simultáneamente tanto en ‘espacio’ como en ‘tiempo’, y pueden ser representados por un punto particular en el espacio-tiempo, es decir, “un punto en el espacio en un momento particular en el tiempo”. Pero si el tiempo es realmente una dimensión, no parece ser el mismo tipo de dimensión que las otras tres dimensiones; en el sentido, podemos elegir movernos a través del espacio o no, pero nuestro movimiento a través del tiempo es inevitable, y sucede si nos guste o no. El movimiento en ‘tiempo’ es a la velocidad de la luz. (Como, al final de un año, la luz habría viajado ‘un año luz’ y yo he crecido un año más) No hace falta mencionar que no nos “movemos” físicamente en el tiempo. Pero todo en el universo, incluidos nosotros, está en constante movimiento uno con respecto al otro. Las tasas de tiempo realmente funcionan de manera diferente dependiendo del movimiento relativo, de modo que el tiempo pasa efectivamente a diferentes velocidades para diferentes observadores que viajan a diferentes velocidades, un efecto conocido como dilatación del tiempo.
En pocas palabras, dos relojes sincronizados no permanecerán sincronizados si se mueven uno con respecto al otro.
La velocidad de la luz es constante: siempre es de 299,792,458 metros por segundo (generalmente redondeada a 300,000). Esta velocidad no puede ser alterada, es decir, acelerada o ralentizada. El movimiento de todo ‘en el espacio’ + ‘en el tiempo’ se suma a la velocidad de la luz. Por lo tanto, si un objeto se mueve en el espacio cercano a la velocidad de la luz, el tiempo se ralentiza proporcionalmente para que la velocidad de la luz se mantenga constante. Esta es la dilatación del tiempo. Y si ese objeto alcanza la velocidad de la luz (que no es posible) , entonces el tiempo se congelará o se detendrá. Ahora entiendes lo que significa cuando decimos que el tiempo no es absoluto sino relativo; depende del marco de referencia. En otras palabras, la dilatación del tiempo es una diferencia del tiempo transcurrido entre dos eventos medidos por observadores que se mueven uno respecto al otro.
Quizás otra forma fácil de entender este concepto es que, cuando un objeto está en movimiento, se mueve tanto en el “espacio” como en el “tiempo”. Si un objeto está “en reposo” (en nuestro marco de referencia) , durante un año, se considera que ha viajado ‘en el tiempo’ durante un año sin haber viajado en el espacio. Pero si ese objeto se mueve en el espacio al 99% de la velocidad de la luz durante un año, al final de ese período, el objeto habría viajado en el espacio la misma distancia que la luz habría viajado en un año, además de un año en tiempo a la velocidad de la luz. Esto significaría que el objeto viajó a mayor velocidad que la velocidad de la luz, en violación de la relatividad especial. Sin embargo, si el tiempo se ralentiza proporcionalmente, dicha violación no se produce.
Por ejemplo, si una nave espacial viaja al 99.5% de la velocidad de la luz, el observador externo en reposo vería que el reloj de la nave espacial se mueve unas 10 veces más lento de lo normal. Al 99.9% de la velocidad de la luz, el factor se vuelve aproximadamente 22 veces, al 99.99% 224 veces, y al 99.9999% – 707 veces, y así sucesivamente, aumentando exponencialmente. Sin embargo, para los astronautas dentro de la nave espacial, todo parece normal y sabrán la diferencia en el tiempo solo cuando regresen y comparen su reloj con el de escritorio. Por lo tanto, la ralentización del tiempo a velocidades relativistas se produce, en cierto sentido, para “proteger” la constancia del límite de velocidad cósmica, es decir, la velocidad de la luz. Al final del día, por rápido que uno se mueva en el espacio, la suma de la velocidad ‘en el espacio’ y ‘en el tiempo’ es la velocidad de la luz.
Lectura adicional: la relatividad del espacio y el tiempo
