La relatividad del tiempo
La relatividad del tiempo es una de las ideas más asombrosas de Einstein. Cambió para siempre nuestra forma de entender el movimiento, la luz y el propio paso del tiempo. Lo que parecía absoluto - el tic-tac de un reloj - resulta ser relativo.
¿Qué significa que el tiempo sea "relativo"?
El tiempo no fluye igual para todos. Su ritmo depende del movimiento y de las condiciones en las que nos encontremos. Si viajas muy rápido, notarás que los segundos se estiran... mientras que, para quien te observa desde fuera, su reloj sigue marcando el tiempo con normalidad.
El tiempo se ralentiza al aumentar la velocidad
La duración de un fenómeno depende del punto de vista del observador.
Ejemplo. En un laboratorio en reposo, un experimento puede durar t segundos. Pero si el mismo experimento se observa desde una nave que viaja casi a la velocidad de la luz, parecerá durar más tiempo.
No es el experimento lo que cambia: es el propio fluir del tiempo el que se estira.
Pruebas reales de la dilatación del tiempo
Esta idea no es solo teoría: se ha comprobado en la práctica. Una de las pruebas más conocidas proviene del estudio de los rayos cósmicos, partículas que viajan casi a la velocidad de la luz y que chocan contra nuestra atmósfera.
Cuando estos rayos alcanzan unos 10 km de altura, generan partículas subatómicas llamadas muones.
Después de unos 3·10-5 segundos, los muones llegan hasta la superficie de la Tierra.
¿Y cuál es el misterio?
En teoría, los muones no deberían llegar al suelo. Su vida media es muy corta, apenas 1.5·10-6 segundos.
Deberían desintegrarse mucho antes de tocar la superficie terrestre.
El tiempo que tardan en desintegrarse es unas veinte veces menor que el que necesitarían para recorrer los 10 km de atmósfera. Sin embargo, llegan. ¿Por qué?
La explicación está en la relatividad
Einstein demostró que la velocidad de la luz es una constante universal: no depende del observador ni del sistema de referencia. Ninguna partícula puede superarla.
Si la luz siempre viaja a la misma velocidad, la única forma de explicar la supervivencia de los muones es la dilatación del tiempo.
Para los muones, el tiempo pasa más despacio que en la Tierra, porque se mueven casi a la velocidad de la luz.
Por cada segundo que vive un muón, en la Tierra transcurren unos veinte.
Este fenómeno natural se llama dilatación temporal.
Nota. Para un observador terrestre, el muón parece desintegrarse veinte veces más despacio: como si el vídeo estuviera en cámara lenta.
Según el segundo postulado de la relatividad, la velocidad de la luz es constante para cualquier observador, esté en reposo o en movimiento.
Así, si la luz mantiene siempre su velocidad y el tiempo se dilata, una partícula puede recorrer más distancia antes de desintegrarse.
Eso explica por qué los muones llegan hasta la superficie terrestre: su tiempo se "estira" mientras viajan.
La fórmula de la dilatación del tiempo
Los experimentos han confirmado una relación exacta entre el tiempo t que mide un observador en reposo y el tiempo t′ medido en un sistema en movimiento.
La fórmula matemática de la dilatación temporal es:
Cuando la velocidad (v) es cero, el tiempo fluye igual en ambos sistemas.
Pero cuando la velocidad aumenta, el tiempo en el sistema en movimiento transcurre más lentamente.
Ejemplo. Imagina un reloj dentro de una nave espacial que viaja a gran velocidad (Fig. C - reloj izquierdo). Sus agujas se moverían mucho más despacio que las de un reloj en la Tierra (Fig. A - reloj derecho).
El tiempo se dilata y el espacio se contrae
El espacio y el tiempo no son entidades separadas, sino dos caras de una misma realidad: el espaciotiempo (o cronotopo).
Cuando el tiempo se dilata (se ralentiza), el espacio se contrae. Y viceversa: si el tiempo fluye más rápido, el espacio se expande.
Espacio y tiempo son magnitudes relativas e inseparables. Su vínculo profundo constituye uno de los mayores logros de la genial intuición de Einstein.
