Uno de los temas más interesantes en el campo de la ciencia es el concepto de relatividad general. Ya sabes, esta idea de que cosas extrañas suceden cuando te acercas a la velocidad de la luz. Hay cambios extraños en la longitud de las cosas, desplazamiento extraño de las longitudes de onda. Y lo más desconcertante de todo, está el concepto de dilatación: cómo puedes experimentar literalmente más o menos tiempo según la velocidad con la que viajas en comparación con otra persona.
¿Y aún más extraño que eso? Como vimos en la película Interestelar, solo pasar tiempo cerca de un objeto muy masivo, como un agujero negro, puede causar estos mismos efectos relativistas. ¿Porque la masa y la aceleración son lo mismo?
Honestamente, es suficiente para darte un dolor de cabeza masivo.
Pero solo porque encuentro el concepto desconcertante, todavía voy a seguir escapándome, tratando de entender más al respecto y ayudarlo a comprenderlo también. Para mi propio beneficio, para su beneficio, pero principalmente para mi beneficio.
Hay una gran anécdota en la historia de la física: probablemente no sea lo que realmente sucedió, pero todavía me encanta.
Uno de los astrónomos más famosos del siglo XX fue Sir Arthur Eddington, interpretado por un deslumbrante David Tennant en la película de 2008, Einstein y Eddington. Lo cual, realmente deberías ver, si aún no lo has hecho.
De todos modos, Doctor Who, quiero decir Eddington, había averiguado cómo las estrellas generan energía (a través de la fusión) y confirmó personalmente que las predicciones de la relatividad general de Einstein eran correctas cuando observó un eclipse solar total en 1919.
Aparentemente, durante una conferencia de Sir Arthur Eddington, alguien preguntó: "Profesor Eddington, debe ser una de las tres personas en el mundo que entiende la Relatividad General". Hizo una pausa por un momento y luego dijo: "Sí, pero estoy tratando de pensar quién es la tercera persona".
Definitivamente no soy yo, pero conozco a alguien que sí sabe manejar la Relatividad General, y ese es el Dr. Brian Koberlein, profesor de astrofísica en el Instituto de Tecnología de Rochester. Cubre este tema todo el tiempo en su blog, Un universo a la vez, que debe visitar y leer totalmente en briankoberlein.com.
De hecho, solo para demostrar cómo funciona esto, Brian ha empujado convenientemente su oficina de RIT a casi la velocidad de la luz, y ahora se precipita hacia nosotros.
Dr. Brian Koberlein:
Hola Fraser, gracias por invitarme. Si puedes esperar un segundo, solo tengo que reducir la velocidad.
Fraser Caín:
¿Qué acaba de pasar allí? ¿Por qué estabas todo más lento?
Brian:
En realidad, es un efecto interesante conocido como dilatación del tiempo. Una de las cosas sobre la luz es que no importa en qué marco de referencia se encuentre, no importa cómo se mueva por el Universo, siempre medirá la velocidad de la luz en el vacío para que sea la misma. Alrededor de 300,000 kilómetros por segundo.
Y para hacerlo, si te mueves en relación a mí, o si me muevo en relación a ti, nuestras referencias de tiempo y espacio tienen que cambiar para mantener constante la velocidad de la luz. A medida que me alejo más rápido de ti, mi tiempo según ti tiene que parecer que disminuye. Por otro lado, tu tiempo parecerá más lento en relación a mí.
Y ese efecto de dilatación del tiempo es necesario para mantener constante la velocidad de la luz.
Fraser:
¿Esto solo sucede cuando te mudas?
Brian:
La dilatación del tiempo no solo ocurre debido al movimiento relativo, sino que también puede ocurrir debido a la gravedad. La teoría de la relatividad de Einstein dice que la gravedad es una propiedad de la deformación del espacio y el tiempo. Entonces, cuando tienes una masa como la Tierra, en realidad deforma el espacio y el tiempo.
Si estás parado en la Tierra, tu tiempo parece moverse un poco más lento que alguien en el espacio, debido a la diferencia en la gravedad.
Ahora, para la Tierra, eso realmente no importa tanto, pero para algo como un agujero negro, podría importar mucho. A medida que te acerques más y más a un agujero negro, parecerá que tu tiempo se ralentiza cada vez más.
Fraser:
¿Qué significaría esto para los viajes espaciales?
Brian:
En muchas ocasiones en la ciencia ficción, verá la idea de un cohete que se mueve muy cerca de la velocidad de la luz y usa la dilatación del tiempo para viajar a estrellas distantes.
Pero en realidad podrías hacer lo mismo con la gravedad. Si tuvieras un agujero negro que saliera a otra estrella u otra galaxia, podrías tomar tu nave espacial y orbitarla muy cerca del agujero negro. Y su tiempo parecería ralentizarse. Mientras orbitan el agujero negro, el agujero negro se tomaría su tiempo para llegar a otra estrella u otra galaxia, y para usted parecería realmente rápido.
Así que esa es otra forma en que podrías usar la dilatación del tiempo para viajar a las estrellas, al menos en ciencia ficción.
Fraser:
Muy bien Brian, tengo una última pregunta para ti. Si te vuelves más masivo a medida que te acercas a la velocidad de la luz, ¿podrías obtener tanta masa que te conviertas en un agujero negro? Me gustaría que contestara esta pregunta en forma de una publicación de blog en briankoberlein.com y en la publicación de Google+ que vamos a vincular aquí.
Brian:
Gracias Fraser, tendré esa respuesta en mi sitio web.
Una vez más, visitamos el desconcertante reino de la dilatación del tiempo y volvimos relativamente indemnes. No significa que lo entiendo mejor, pero espero que lo hagas, de todos modos. Una vez más, muchas gracias al Dr. Koberlein por tomarse unos minutos de su viaje relativista para responder nuestras preguntas. Asegúrate de visitar su blog y leer su respuesta a mi pregunta.
Podcast (audio): Descarga (Duración: 6:57 - 3.0MB)
Suscribirse: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (video): Descarga (Duración: 6:59 - 115.5MB)
Suscribirse: Apple Podcasts | Android | RSS
