JuanSinmiedo
Antiguos Moderadores
Sin verificar
He encontrado un artículo en prensa que os puede interesar...
Parece que el tiempo se ha movido segundo a segundo, de manera constante desde los inicios del universo hasta hoy. Es una de las pocas cosas que consideramos inamovibles y seguras, pero ¿De verdad es tan constante?
El tiempo está por todas partes, siempre está presente, es la medida en base a la cual registramos nuestra vida en la tierra. Es la constante que mantiene a nuestro planeta, al sistema solar e incluso al universo en movimiento. Distintas civilizaciones han aparecido y desaparecido, han nacido estrellas y se han extinguido, y nuestra única forma de seguir todo lo que ocurre es comparándolo con nuestro presente. ¿Pero el tiempo es realmente una constante? ¿Es algo tan sencillo como el paso de un segundo al siguiente?
El universo nació hace 13.700 millones de años, desde entonces el tiempo ha fluido hasta nuestros días, viendo la creación de galaxias y la expansión del espacio. Sin embargo, cuando comparamos el tiempo asusta darse cuenta de lo poco que hemos vivido. La tierra tiene 4.700 millones de años, pero los humanos existimos desde hace sólo 400.000 años; tan sólo un 0,003 de la edad del universo. Has pasado tan poco tiempo en la tierra que en términos astronómicos eres inexistente. Tendrías que volver a vivir 150.000 veces para igualar en edad a la estrella más joven del universo.
Isaac Newton
En el S. XVII Newton veía el tiempo como una flecha lanzada con un arco que viaja en linea recta y nunca se desvía de su trayectoria. Para Newton, un segundo de la tierra duraba lo mismo que un segundo en Marte, en Jupiter o en el espacio. Creía que el Movimiento Absoluto no se puede detectar, lo que significa que nada en el universo tiene una velocidad constante, ni siquiera la luz. Aplicando esta teoría llegó a la conclusión de que , si la velocidad de la luz era variable, entonces el Tiempo era constante.
El tiempo pasa de un segundo al otro sin ninguna diferencia entre la longitud de un segundo y el siguiente. Seguramente piensas que esto es verdad. Cada día tiene más o menos 24 horas; ninguno tiene 26 ó 23.
Albert Einstein
Sin embargo en 1905 Einstein afirmó que la velocidad de la luz no varía, por el contrario es constante y va a unos 299.792.458 metros por segundo. Para Einstein eltiempo es más bien como un río con crecidas y una corriente que dependen de los efectos de la gravedad y del espacio-tiempo. El tiempo va más rápido o más lentamente alrededor de los cuerpos cosmológicos con diferentes masas y velocidades; por lo tanto un segundo en la tierra nomide lo mismo que un segundo en otras partes del universo.
Esto planteaba un problema: si la velocidad de la luz es constante entonces tiene que haber alguna variable que se altere a lo largo de las distancias del universo. Con elunioverso expandiéndose y las galaxias moviéndose en una escala gigantesca, tiene que haber algo que permita pequeñas fluctuaciones y esa variable tiene que ser el Tiempo.
Albert Einstein y El Tiempo...
RELATIVIDAD ESPECIAL
La teoría espacial de la relatividad de Einstein se basa en un hecho en concreto: La velocidad de la luz es la misma siempre.
Para poner esto en práctica imagina que viajas en un coche a 32 km/h y pasas por donde está parado un amigo tuyo. Al pasar tiras una pelota a 16 km/h hacia adelante desde la parte frontal de tu coche. Para tu amigo la velocidad de la pelota se combina con la velocidad del coche, así que para el la plota va a 48 km/h, en cambio para ti a solo 16 km/h porque tu ya vas a 32 km/h.
Imagina la misma situación, pero esta vez pasas por dionde tu amigo y vas a la mitad de la velocidad de la luz (es un ejemplo ¿Vale?), digamos que tu amigo te ve pasar. Esta vez apuntas hacia fuera del coche con una linterna encendida. En el primer ejemplo sumamos la velocidad del coche y de la pelota para saber lo que veía tu amigo, por tanto en esta ocasión ¿tu amigo verá la luz de la linterna una vez y media más rápido que la velocidad de la luz? Según Einstein, la respuesta es no. La velocidad de la luz es constante y nada puede ir más rápido. Por eso en el segundo ejemplo, tanto tu amigo como tu veréis la luz viajando a la misma velocidad: 299.792.458 metros por segundo.
Esta es la Teoría especial dela relatividad. ¿Pero porque es esta teoría tan importante cuando hablamos del tiempo?...
La gente no sólo creyó la teoría de Einstein, sino que se comprobó que era perfectamente cierta. En Octubre de 1971 dos físicos llamados Hafele y Keating quisieron comprobar su validez, para ello hicieron volar cuatro relojes atómicos de cesio alrededor del mundo, primero en dirección este y luego en dirección oeste.
Según la teoría de Einstein al compararlos con relojes atómicos colocados en la tierra (en este caso en el Observatorio Naval de EE.UU. en Washington DC), los relojes Hafele y Keating deberían estar atrasados 40 nanosegundos después del viaje hacia el este, y adelantados 275 nanosegundos despues de ir hacia el oeste. Sorprendentemente, los relojes experimentaron las diferencias indicadas por Einstein: 59 nanosegundos de retraso al ir al este y 273 nanosegundos al ir hacia el oeste.
Así se comprobó que Einstein estaba en lo cierto, especialmente en cuanto a su teoría de la dilatación del tiempo y en cuanto a que el tiempo fluctua en los distintos puntos del universo.
Dilatación del tiempo.
Quien quiera entender el efecto de dilatación del tiempo, aquí un buen ejemplo.
Hay una cosa en la que Newton y Einstein están de acuerdo: El tiempo se mueve hacia adelante. Hasta ahora no hay ningún indicio de que el universo pueda evadir el tiempo y moverlo hacia adelanteo atrás a voluntad. Todo se mueve hacia adelante en el tiempo, ya sea a un ritmo regularo ligeramente irregular si se acerca a la velocidad de la luz. ¿Pero sabemos por qué el tiempo va hacia adelante?
No del todo, aunque hay algunas teorías. Una de ellas involucra a las leyes de termodinámica, concretamente a la segunda. Esta ley dice que todo en el universo se mueve de menor a mayor entropía, o de la uniformidad al desorden, empezando por el Big Bang y moviéndose hacia la colocación casi aleatoria de las galaxias y de sus habitantes hasta el tiempo presente. Es lo que se conoce como "la flecha del tiempo", un término acuñado por el astrónomo Arthur Eddington en 1927. Él sugería que el tiempo no es simétrico: "si al seguir la flecha encontramos más y más aleatoriedad en el estado del mundo, entonces la flecha apunta hacia el futuro; si la aleatoriedad disminuye apunta hacia el pasado." Así por ejemplo si vièramos una estrella aparentemente uniforme explotar como supernova y convertirse en una nebulosa dispersa, sabríamos que el tiempo se ha movido hacia adelante, de la igualdad al caos.
Otra teoría sugiere que el paso del tiempo se debe a la expansión del universo. Al expandirse, el universo tira del tiempo porque el espacio y el tiempo son uno (ver más abajo). Esto significaría que si el universo llegara a un teórico límite de expansión y empezara a contraerse, el tiempo iría hacia atras, algo paradógico para los científicos y astrónomos. ¿El tiempo podría moverse hacia atrás, yendo hacia una era más simple y acabando en un "Gran Crujido" (opuesto a la gran explosión del Big Bang)? Seguramente no estaremos aquí para verlo.
ESPACIO - TIEMPO
Cuando se dijo por primera vez que la tierra era una esfera en tres dimensiones y no un disco plano en dos dimensiones la idea fue objeto de burla hasta que se comprobó que era verdad. Se puede decir lo mismo del espacio-tiempo, aunque con una dimensión añadida. Antes se creía que el espacio y el tiempo estaban separados y que el universo era una simple colección de cuerpos cósmicos colocados en tres dimensiones.
Pero Einstein introdujo el concepto de cuarta dimensión, el tiempo, haciendo que el espacio y el tiempo quedaran indisolublemente unidos. La Teoría general de la relatividad sugiere que el espacio-tiempo se e3xpande y se contrae dependiendo del momento y masa de la materia más cercana.
Aunque la teoría era firme necesitaba comprobación, y esta llegó hace poco por cortesía de la sonda Gravity Probe B de la NASA. Se colocaron cuatro giroscopios mirando hacia una estrella distante. Si la gravedad no tuviera ningún efecto en el espacio y el tiempo los giroscopios deberían haberse quedado en su lugar. Sin embargo se observó un efecto de arrastre de marco debido a la gravedad de la tierra que hizo que los giroscopios se movieran ligeramente. Esto parece comprobar que se puede modificar la materia de la que está hecho el espacio y que, si el espacio y el tiempo están unidos, entonces el tiempo se puede contraer y estirar por la gravedad.
¿CUANTO DURA UN SEGUNDO?
Hay dos formas de medir el tiempo: Dinámica y Atómica. La primera se basa en el movimiento de los cuerpos celestes (incluyendo la tierra) de manera que la referencia puede ser la rotación de una estrella distante, como un pulsar, el movimiento de una estrella en el cielo por la noche, o la rotación de la tierra. Sin embargo este método no es muy exacto.
La antigua definición de segundo se basaba en la rotación de la tierra. Como el Sol tarda un día en salir por el este, desaparecer por el oeste y volver a salir, el día se ha dividido (casi arbitrariamente) en 24 horas, la hora en 60 minutos y el minuto en 60 segundos. Sin embargo la tierra no rota de manera uniforme. Su rotación se ralentiza unos 30 segundos cada 10.000 años debido a factores como la fricción de las mareas. Los científicos han encontrado formas de contrarestar estos cambios introduciendo "segundos bisiestos", pero hace falta ir más al detalle si queremos ser más exactos.
La medición atómica del tiempo se basa en la transición de energía dentro de un átomo de un elemento concreto, normalmente del cesio. Si el segundo se define en base al número de transiciones, el tiempo se puede medir con una precisión que pierde tan solo una pequeña porción de segundo cada millon de años. Ahora un segundo mide 9.192.631.770 transiciones en un átomo de cesio.
EL RELOJ MÄS EXACTO DEL MUNDO
El reloj más exacto del Universo sería una estrella rotante como un pulsar (aunque podría debatirse), pero el reloj más exacto de la tierra es el reloj atómico.
Todo elsistema GPS que gira alrededor del planeta usa relojes atómicospara medir su posición y enviar datos a la tierra. Muchos centros científicos calculan el tiempo dela manera más exacta posible, normalmente midiendo las transiciones de un átomo de cesio. Mientras muchos relojes atómicos dependen de los campos magnéticos, los más modernos utilizan laser para detectar y seguir las transiciones de energía en un átomode cesio y así medir el tiempo con más precisión.
Aunque actualmente se usan relojes de cesio en todo el mundo,los relojes de estroncio (átomos de estroncio dentro de una rejilla de laser) prometen ser doblemente exactos. Pero hay además un diseño experimental basado en átomos cargados de mercurio que podría tener una imprecisión de solo un segundo cada 400 millones de años.
Reloj atómico de cesio
Es increible el progreso que hemos hecho en nuestra comprensión del tiempo en el último siglo. Desde los antiguos relojes de sol hasta los modernos relojes atómicos, somos capaces de medir los segundos con más precisión que nunca.
LA FISICA DEL TIEMPO
Parece que el tiempo se ha movido segundo a segundo, de manera constante desde los inicios del universo hasta hoy. Es una de las pocas cosas que consideramos inamovibles y seguras, pero ¿De verdad es tan constante?
El tiempo está por todas partes, siempre está presente, es la medida en base a la cual registramos nuestra vida en la tierra. Es la constante que mantiene a nuestro planeta, al sistema solar e incluso al universo en movimiento. Distintas civilizaciones han aparecido y desaparecido, han nacido estrellas y se han extinguido, y nuestra única forma de seguir todo lo que ocurre es comparándolo con nuestro presente. ¿Pero el tiempo es realmente una constante? ¿Es algo tan sencillo como el paso de un segundo al siguiente?
El universo nació hace 13.700 millones de años, desde entonces el tiempo ha fluido hasta nuestros días, viendo la creación de galaxias y la expansión del espacio. Sin embargo, cuando comparamos el tiempo asusta darse cuenta de lo poco que hemos vivido. La tierra tiene 4.700 millones de años, pero los humanos existimos desde hace sólo 400.000 años; tan sólo un 0,003 de la edad del universo. Has pasado tan poco tiempo en la tierra que en términos astronómicos eres inexistente. Tendrías que volver a vivir 150.000 veces para igualar en edad a la estrella más joven del universo.
Isaac Newton
En el S. XVII Newton veía el tiempo como una flecha lanzada con un arco que viaja en linea recta y nunca se desvía de su trayectoria. Para Newton, un segundo de la tierra duraba lo mismo que un segundo en Marte, en Jupiter o en el espacio. Creía que el Movimiento Absoluto no se puede detectar, lo que significa que nada en el universo tiene una velocidad constante, ni siquiera la luz. Aplicando esta teoría llegó a la conclusión de que , si la velocidad de la luz era variable, entonces el Tiempo era constante.
El tiempo pasa de un segundo al otro sin ninguna diferencia entre la longitud de un segundo y el siguiente. Seguramente piensas que esto es verdad. Cada día tiene más o menos 24 horas; ninguno tiene 26 ó 23.
Albert Einstein
Sin embargo en 1905 Einstein afirmó que la velocidad de la luz no varía, por el contrario es constante y va a unos 299.792.458 metros por segundo. Para Einstein eltiempo es más bien como un río con crecidas y una corriente que dependen de los efectos de la gravedad y del espacio-tiempo. El tiempo va más rápido o más lentamente alrededor de los cuerpos cosmológicos con diferentes masas y velocidades; por lo tanto un segundo en la tierra nomide lo mismo que un segundo en otras partes del universo.
Esto planteaba un problema: si la velocidad de la luz es constante entonces tiene que haber alguna variable que se altere a lo largo de las distancias del universo. Con elunioverso expandiéndose y las galaxias moviéndose en una escala gigantesca, tiene que haber algo que permita pequeñas fluctuaciones y esa variable tiene que ser el Tiempo.
Albert Einstein y El Tiempo...
RELATIVIDAD ESPECIAL
La teoría espacial de la relatividad de Einstein se basa en un hecho en concreto: La velocidad de la luz es la misma siempre.
Para poner esto en práctica imagina que viajas en un coche a 32 km/h y pasas por donde está parado un amigo tuyo. Al pasar tiras una pelota a 16 km/h hacia adelante desde la parte frontal de tu coche. Para tu amigo la velocidad de la pelota se combina con la velocidad del coche, así que para el la plota va a 48 km/h, en cambio para ti a solo 16 km/h porque tu ya vas a 32 km/h.
Imagina la misma situación, pero esta vez pasas por dionde tu amigo y vas a la mitad de la velocidad de la luz (es un ejemplo ¿Vale?), digamos que tu amigo te ve pasar. Esta vez apuntas hacia fuera del coche con una linterna encendida. En el primer ejemplo sumamos la velocidad del coche y de la pelota para saber lo que veía tu amigo, por tanto en esta ocasión ¿tu amigo verá la luz de la linterna una vez y media más rápido que la velocidad de la luz? Según Einstein, la respuesta es no. La velocidad de la luz es constante y nada puede ir más rápido. Por eso en el segundo ejemplo, tanto tu amigo como tu veréis la luz viajando a la misma velocidad: 299.792.458 metros por segundo.
Esta es la Teoría especial dela relatividad. ¿Pero porque es esta teoría tan importante cuando hablamos del tiempo?...
La gente no sólo creyó la teoría de Einstein, sino que se comprobó que era perfectamente cierta. En Octubre de 1971 dos físicos llamados Hafele y Keating quisieron comprobar su validez, para ello hicieron volar cuatro relojes atómicos de cesio alrededor del mundo, primero en dirección este y luego en dirección oeste.
Según la teoría de Einstein al compararlos con relojes atómicos colocados en la tierra (en este caso en el Observatorio Naval de EE.UU. en Washington DC), los relojes Hafele y Keating deberían estar atrasados 40 nanosegundos después del viaje hacia el este, y adelantados 275 nanosegundos despues de ir hacia el oeste. Sorprendentemente, los relojes experimentaron las diferencias indicadas por Einstein: 59 nanosegundos de retraso al ir al este y 273 nanosegundos al ir hacia el oeste.
Así se comprobó que Einstein estaba en lo cierto, especialmente en cuanto a su teoría de la dilatación del tiempo y en cuanto a que el tiempo fluctua en los distintos puntos del universo.
Dilatación del tiempo.
Quien quiera entender el efecto de dilatación del tiempo, aquí un buen ejemplo.
Hay una cosa en la que Newton y Einstein están de acuerdo: El tiempo se mueve hacia adelante. Hasta ahora no hay ningún indicio de que el universo pueda evadir el tiempo y moverlo hacia adelanteo atrás a voluntad. Todo se mueve hacia adelante en el tiempo, ya sea a un ritmo regularo ligeramente irregular si se acerca a la velocidad de la luz. ¿Pero sabemos por qué el tiempo va hacia adelante?
No del todo, aunque hay algunas teorías. Una de ellas involucra a las leyes de termodinámica, concretamente a la segunda. Esta ley dice que todo en el universo se mueve de menor a mayor entropía, o de la uniformidad al desorden, empezando por el Big Bang y moviéndose hacia la colocación casi aleatoria de las galaxias y de sus habitantes hasta el tiempo presente. Es lo que se conoce como "la flecha del tiempo", un término acuñado por el astrónomo Arthur Eddington en 1927. Él sugería que el tiempo no es simétrico: "si al seguir la flecha encontramos más y más aleatoriedad en el estado del mundo, entonces la flecha apunta hacia el futuro; si la aleatoriedad disminuye apunta hacia el pasado." Así por ejemplo si vièramos una estrella aparentemente uniforme explotar como supernova y convertirse en una nebulosa dispersa, sabríamos que el tiempo se ha movido hacia adelante, de la igualdad al caos.
Otra teoría sugiere que el paso del tiempo se debe a la expansión del universo. Al expandirse, el universo tira del tiempo porque el espacio y el tiempo son uno (ver más abajo). Esto significaría que si el universo llegara a un teórico límite de expansión y empezara a contraerse, el tiempo iría hacia atras, algo paradógico para los científicos y astrónomos. ¿El tiempo podría moverse hacia atrás, yendo hacia una era más simple y acabando en un "Gran Crujido" (opuesto a la gran explosión del Big Bang)? Seguramente no estaremos aquí para verlo.
ESPACIO - TIEMPO
Cuando se dijo por primera vez que la tierra era una esfera en tres dimensiones y no un disco plano en dos dimensiones la idea fue objeto de burla hasta que se comprobó que era verdad. Se puede decir lo mismo del espacio-tiempo, aunque con una dimensión añadida. Antes se creía que el espacio y el tiempo estaban separados y que el universo era una simple colección de cuerpos cósmicos colocados en tres dimensiones.
Pero Einstein introdujo el concepto de cuarta dimensión, el tiempo, haciendo que el espacio y el tiempo quedaran indisolublemente unidos. La Teoría general de la relatividad sugiere que el espacio-tiempo se e3xpande y se contrae dependiendo del momento y masa de la materia más cercana.
Aunque la teoría era firme necesitaba comprobación, y esta llegó hace poco por cortesía de la sonda Gravity Probe B de la NASA. Se colocaron cuatro giroscopios mirando hacia una estrella distante. Si la gravedad no tuviera ningún efecto en el espacio y el tiempo los giroscopios deberían haberse quedado en su lugar. Sin embargo se observó un efecto de arrastre de marco debido a la gravedad de la tierra que hizo que los giroscopios se movieran ligeramente. Esto parece comprobar que se puede modificar la materia de la que está hecho el espacio y que, si el espacio y el tiempo están unidos, entonces el tiempo se puede contraer y estirar por la gravedad.
¿CUANTO DURA UN SEGUNDO?
Hay dos formas de medir el tiempo: Dinámica y Atómica. La primera se basa en el movimiento de los cuerpos celestes (incluyendo la tierra) de manera que la referencia puede ser la rotación de una estrella distante, como un pulsar, el movimiento de una estrella en el cielo por la noche, o la rotación de la tierra. Sin embargo este método no es muy exacto.
La antigua definición de segundo se basaba en la rotación de la tierra. Como el Sol tarda un día en salir por el este, desaparecer por el oeste y volver a salir, el día se ha dividido (casi arbitrariamente) en 24 horas, la hora en 60 minutos y el minuto en 60 segundos. Sin embargo la tierra no rota de manera uniforme. Su rotación se ralentiza unos 30 segundos cada 10.000 años debido a factores como la fricción de las mareas. Los científicos han encontrado formas de contrarestar estos cambios introduciendo "segundos bisiestos", pero hace falta ir más al detalle si queremos ser más exactos.
La medición atómica del tiempo se basa en la transición de energía dentro de un átomo de un elemento concreto, normalmente del cesio. Si el segundo se define en base al número de transiciones, el tiempo se puede medir con una precisión que pierde tan solo una pequeña porción de segundo cada millon de años. Ahora un segundo mide 9.192.631.770 transiciones en un átomo de cesio.
EL RELOJ MÄS EXACTO DEL MUNDO
El reloj más exacto del Universo sería una estrella rotante como un pulsar (aunque podría debatirse), pero el reloj más exacto de la tierra es el reloj atómico.
Todo elsistema GPS que gira alrededor del planeta usa relojes atómicospara medir su posición y enviar datos a la tierra. Muchos centros científicos calculan el tiempo dela manera más exacta posible, normalmente midiendo las transiciones de un átomo de cesio. Mientras muchos relojes atómicos dependen de los campos magnéticos, los más modernos utilizan laser para detectar y seguir las transiciones de energía en un átomode cesio y así medir el tiempo con más precisión.
Aunque actualmente se usan relojes de cesio en todo el mundo,los relojes de estroncio (átomos de estroncio dentro de una rejilla de laser) prometen ser doblemente exactos. Pero hay además un diseño experimental basado en átomos cargados de mercurio que podría tener una imprecisión de solo un segundo cada 400 millones de años.
Reloj atómico de cesio
Es increible el progreso que hemos hecho en nuestra comprensión del tiempo en el último siglo. Desde los antiguos relojes de sol hasta los modernos relojes atómicos, somos capaces de medir los segundos con más precisión que nunca.
Saludos.
Última edición:
:
Grandes artículos 
, gracias compañeros por vuestra aportación.
