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).

Seguir lendo

Relatividade sen fórmulas (III): Dilatación do tempo

[Esta é unha tradución adaptada do artigo orixinal de 18 de maio de 2007 Relatividad sin fórmulas – Dilatación del tiempo, de Pedro Gómez-Esteban González, que pode lerse nesta ligazón.]

Despois de falarmos da situación da física do movemento e das ondas a principios do século xix e dos postulados de Einstein, neste terceiro artigo da serie Relatividade sen fórmulas comezaremos a tirar conclusións deses postulados. Se aínda non liches os artigos anteriores da serie, recoméndoche encarecidamente que o fagas, ou este (e os seguintes) poden resultarche incomprensibles. Ademais, non imos repetir aquí as advertencias acerca do contido desta serie: le os artigos anteriores para saberes que esperar e que non esperar desta serie de entradas.

Hoxe ímonos centrar nunha consecuencia inmediata dos postulados de Einstein: o que adoita chamarse «dilatación do tempo». Para isto, imos realizar un experimento mental no cal, por suposto, van participar Ana e mais Alberte, os nosos «observadores relativistas» ficticios.

Supoñamos que Ana e Alberte se atopan no baleiro do espazo, lonxe de calquera outro obxecto, e que se moven o un con relación ao outro a unha velocidade constante. Consonte os postulados que enunciamos no artigo anterior, non ten sentido preguntar se Alberte se move e Ana está quieta ou se é ao revés. Simplemente, móvense o un con relación ao outro.

Por certo, ten en conta unha cousa: na realidade, moitos sistemas de referencia non son inerciais (non se moven a unha velocidade constante ou están en repouso), conque si se sabe quen se move. Por exemplo, se Ana comeza a acelerar ata que se move a unha determinada velocidade con relación a Alberte, que nunca acelerou, o que dicimos será certo, pero daquela ambos saberán que é Alberte o que «ten razón», pois é Ana a que comezou a moverse. O «non saber quen se move e quen non» só serve se os dous sistemas son inerciais.

O que imos demostrar con este experimento mental é que, se aceptamos os dous postulados de Einstein, dedúcese de xeito lóxico e inevitable que Ana e Alberte non miden o tempo igual.

Seguir lendo

Relatividade sen fórmulas (II): Os postulados

[Esta é unha tradución adaptada do artigo orixinal de 16 de maio de 2007 Relatividad sin fórmulas – Los postulados, de Pedro Gómez-Esteban González, que pode lerse nesta ligazón.]

No primeiro artigo desta serie sobre a Teoría Especial da Relatividade falamos da situación da física atinente ao movemento e ás ondas a principios do século xx. Neste segundo artigo imos seguir avanzando pouco e pouco, sentando as bases para, máis adiante, extraermos conclusións: falaremos acerca dos dous postulados nos que Einstein basea a súa teoría.

Os avisos oportunos: esta serie segue o lema de antes simplista ca incomprensible, conque, se queres exactitude e corrección extremas, mellor marchas a outro sitio. En segundo lugar, esta serie demórase un certo tempo en chegar ao «divertido» da relatividade (creo que o comezaremos na seguinte entrega), pero tes de ter paciencia e entender ben as bases antes de chegarmos ao miolo da teoría.

Dito isto, hoxe simplemente imos deixar ben claros os dous postulados que establece Einstein para desenvolver a súa Teoría Especial. Son moi sinxelos e, ao principio, pode semellar que non son tan diferentes dos da física clásica, pero revolucionarían o noso coñecemento do Universo:

  1. Todos os sistemas de referencia inerciais son equivalentes.
  2. A velocidade da luz no baleiro é sempre a mesma, independentemente de quen a emita e quen a mida.

A grandeza da TRE é a cantidade inxente de información que extrae destes simples postulados. Pode semellar incrible, pero a equivalencia entre masa e enerxía, a dilatación do tempo, a contracción das lonxitudes… todo se deduce, dun xeito relativamente sinxelo, destas dúas simples premisas.

Seguir lendo

Relatividade sen fórmulas (I): Limiar

[Esta é unha tradución adaptada do artigo orixinal de 13 de maio de 2007 Relatividad sin fórmulas – Preludio, de Pedro Gómez-Esteban González, que pode lerse nesta ligazón.]

No artigo sobre o «pozo intuitivo» pode xurdir a pregunta de por que non se pode ir máis rápido ca a velocidade da luz. Dediquei un tempo a pensar como explicalo sen usar fórmulas e sen dar cousas por sabidas, para que non sexa simplemente «pois porque esta ecuación di que faría falta unha enerxía infinita», que é o que adoito ler por aí… e non podo facelo. Ao menos, non sen establecer antes unhas bases.

De xeito que, á fin, decidín «tirar polo camiño do medio» e dedicarlle unha serie enteira de artigos á Teoría da Relatividade Especial; de paso, contestarei a devandita pregunta. Iso si, aquí imos tentar non empregar fórmulas, senón falar das cousas de maneira cualitativa. O meu obxectivo é explicar que todas as «cousas raras» que semella que pasan cando vas moi rápido (a dilatación do tempo, a contracción da lonxitude, etc.) son consecuencias moi lóxicas e inevitables dun punto de partida moi sinxelo.

É posible que esta serie enteira che pareza un fastío insoportable. Síntoo, pero se queres respostas terás de ter paciencia comigo, porque quero ir amodo. Por suposto, un aviso: esta non é unha análise exhaustiva da relatividade, imos realizar simplificacións que porán os pelos de punta a calquera físico decente. Simplificacións tremendas… e o peor é que nos gusta así.

Nesta primeira entrega da serie, imos falar de cal é a situación da física atinente á luz e ao movemento en 1905, cando Einstein publica a súa xenial Teoría da Relatividade Especial.

Seguir lendo