Relatividade sen fórmulas (IV): Relatividade da simultaneidade

[Esta é unha tradución adaptada do artigo orixinal de 21 de maio de 2007 Relatividad sin fórmulas – Relatividad de la simultaneidad, de Pedro Gómez-Esteban González, que pode lerse nesta ligazón.]

Nesta terceira entrega da serie Relatividade sen fórmulas, despois do limiar, os postulados de Einstein e mais a dilatación do tempo, centrarémonos noutro aspecto interesante da teoría: o que se adoita chamar relatividade da simultaneidade.

Se comprendiches os artigos anteriores, xa es consciente de que, se aceptamos os postulados de Einstein, o tempo non é absoluto: o que mide un observador é o seu tempo e outros observadores poden medir tempos diferentes do seu se se moven con relación a el. Pero unha consecuencia interesante da teoría é que o que varía dependendo do observador xa non é tan só a dura dun intervalo: tamén cambia o concepto de sucesos simultáneos.

Dito doutro xeito: non ten sentido dicir que dúas cousas «ocorren á vez». Podemos dicir que eu vexo que dous sucesos ocorren á vez, pero non podemos ir alén. Talvez eu sexa o único que os ve ocorrer á vez e todos os demais observadores vexan que unha cousa sucede antes ca a outra.

Soa raro? Unha vez máis, vexamos como é unha consecuencia lóxica e inevitable dos postulados de Einstein (que supoño que xa liches e entendiches; se non, volve a aquel artigo antes de seguires lendo).

Imos supor que Alberte e Ana, os nosos «observadores ficticios», se atopan, coma sempre, no espazo, lonxe de calquera punto de referencia, e se moven o un con relación ao outro. Supoñamos que Alberte está dentro dun cubo de vidro que se move con el polo espazo: Alberte atópase xusto no centro do cubo de vidro e ten unha lámpada na man. E supoñamos que nas dúas paredes do cubo que están «diante» e «detrás» segundo o movemento do cubo (visto desde Ana) hai dous espellos iguais.

Xustamente no intre no que o cubo (con Alberte no seu centro) pasa por diante de Ana, Alberte prende a lámpada. Pensemos no que cada un ve que está a pasar:

Alberte prende a lámpada e ve que a luz se afasta dela en todas as direccións. Como Alberte ve o cubo en repouso, el observa que a luz atangue as paredes do cubo á vez: ambos os espellos, nun momento dado, brillan ao reflectiren a luz da lámpada. Debuxo aclaratorio:

boxedlight1

Pero que ve Ana? Lembremos que, no seu sistema de referencia, Alberte e mais o cubo se moven e pasan por diante dela. Nun momento dado, Alberte prende a lámpada. Pero fixémonos nos dous raios de luz que van, vistos desde Ana, «cara adiante» e «cara atrás» no movemento do cubo:

boxedlight2

O raio que sae cara adiante ten de «perseguir» a parede e o espello, que están a afastarse del. Pero o raio que sae cara atrás atópase con que a parede se move cara a el. Ves como non teñen de percorrer a mesma distancia? Porén, polo segundo postulado de Einstein, ambos os raios se moven con relación a Ana á mesma velocidade: 300 000 km/s exactamente. Consecuentemente, é inevitable a conclusión de que non tardarán o mesmo en chegar aos seus espellos.

Dito doutro xeito, no sistema de referencia de Alberte ambos os espellos reciben a luz ao mesmo tempo, pero no de Ana o espello de «detrás» recibe a luz antes ca o de «diante». O que é simultáneo nun sistema de referencia non o é no outro.

Emporiso, como exploraremos máis adiante, o que se cumpre sempre en todos os sistemas de referencia é a causalidade: se algo é a causa doutra cousa nun sistema de referencia (por exemplo, Alberte prende a lámpada e iso causa que os espellos brillen), ese algo sempre ocorre antes ca a súa consecuencia en todos os sistemas de referencia. Fíxate en que os brillos dos dous espellos non son causa o un do outro, así que poden ocorrer á vez nun sistema de referencia e non noutro.

Espero que a explicación non fose longa de máis. Coma sempre, tratei de razoar sen empregar nin unha soa fórmula matemática e iso fai os argumentos un pouco máis extensos. Se gozaches con esta entrada, non perdas a seguinte na que obteremos, simplemente mediante a lóxica, outra consecuencia interesante da Teoría da Relatividade Especial: a contracción da lonxitude.


Sobre o autor: Pedro Gómez-Esteban González é físico, profesor de Educación Secundaria e autor do blog El Tamiz.

Advertisements

Deixar unha resposta

introduce os teu datos ou preme nunha das iconas:

Logotipo de WordPress.com

Estás a comentar desde a túa conta de WordPress.com. Sair / Cambiar )

Twitter picture

Estás a comentar desde a túa conta de Twitter. Sair / Cambiar )

Facebook photo

Estás a comentar desde a túa conta de Facebook. Sair / Cambiar )

Google+ photo

Estás a comentar desde a túa conta de Google+. Sair / Cambiar )

Conectando a %s