(1/7) Ayer hablábamos de un viajero que viajase a Alfa Centauri a una velocidad del 86,6% de la velocidad de la luz. En su sistema de referencia pasaría la mitad del tiempo que en la Tierra, es decir, recorre 4,37 años luz en 2,5 años ¿Cómo es eso posible?
(2/7) Que no cunda el pánico. No, no ha ido más rápido que la velocidad de la luz. Lo que pasa es que si le preguntas al cuentakilómetros de la nave no ha recorrido 4,37 años luz, este solo mediría 2,185 años luz.
(3/7) A velocidades relativistas no es el tiempo lo único que se altera, también lo hacen las longitudes, pues estas se contraen. Para el observador de la nave espacial han pasado 2,5 años, y ha recorrido 2,185 años luz a una velocidad del 86,6% de la velocidad de la luz.
(4/7) Pero dimos más datos, pues queríamos ilustrar como al acercarnos a c la dilatación temporal se evidencia más y de igual modo le ocurre a la contracción espacial. Al 90% de c la nave solo recorre 1,905 años luz. Al 95% de c, la distancia se ha reducido a 1,365 años luz.
(5/7) Al 99% de c este efecto se dispara y el cuentakilómetros de la nave arroja una cifra de 0,62 años luz. Así se resuelve el drama, la nave no se desplaza más rápido que la velocidad de la luz, sino que las distancias se reducen por el efecto de la relatividad especial.
(6/7) De igual manera, si aplicamos la fórmula de contracción de longitudes en el caso de la velocidad de la luz el resultado es que la contracción es infinita. Para la luz ni pasan los años, ni pasan los kilómetros.
(7/7) Conclusión, la relatividad especial no nos impide llegar a la otra punta del Universo en el transcurso de una vida humana. Lo que nos prohíbe es volver a casa para cenar.
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Hablemos de esa solución que, en ocasiones, la gente que escribe ciencia ficción encuentra para reducir los tiempos de los viajes interestelares. Hablemos de singularidades y agujeros de gusano. Hablemos del puente de Einstein-Rosen. Imagen: Tomáš Müller for Quanta Magazine.
Pongámonos en contexto. En el año 1935 Albert Einstein y Nathan Rosen se propusieron encontrar una manera de describir las partículas utilizando la relatividad general y el electromagnetismo de Maxwell. Este artículo no trataba de agujeros negros, sino de partículas.
Con este objetivo publicaron su famoso artículo “The Particle Problem in the General Theory of Relativity” (journals.aps.org/pr/abstract/10…). Artículo en el que trataban a las partículas como singularidades de un campo gravitacional.
(1/5) Relatividad especial: la estrella más cercana a nosotros es Alfa Centauri, que se encuentra a 4’37 años luz. Si alguien viajase hacia ella al 86.6% de la velocidad de la luz, en su reloj pasarían 2’5 años, la mitad que en un reloj de la Tierra.
(2/5) Veamos cómo van cambiando estos valores conforme nos acercamos a la velocidad de la luz. Si alguien viajase al 90% de la velocidad de la luz, para el reloj de la nave espacial el viaje duraría 2’12 años. Para alguien de la Tierra serían 4’85 años.
(3/5) Al 95% de la velocidad de la luz, los efectos de la dilación temporal empiezan a ser realmente espectaculares. Mientras que en la Tierra pasan 4’6 años, para un observador de la nave solo transcurren 1’44 años.
El Sol tiene una masa de 1,989*10^30 kg. No hemos ido a pesarlo, pero si quieres averiguar cómo lo sabemos y qué relación tiene con Kepler, lee este hilo porque lo vamos a demostrar sin más datos que la duración del periodo de la Tierra (un año) y su distancia a la estrella.
Vamos a suponer que la órbita de la Tierra alrededor del Sol es circular. No es cierto, pero si lo suficientemente cercano a la realidad como para permitirnos conseguir una buena aproximación.
Para que la Tierra no caiga hacia el Sol su fuerza centrípeta debe ser igual a la fuerza gravitatoria que le impone el Sol. Por tanto, debemos igualar ambas variables.
Nos gustaría fomentar en nuestras RRSS más ciencia y cultura, para ello os dejamos aquí algunas cuentas que recomendamos. No dudéis en descubrirnos y/o recordarnos (somos de mala memoria) las que consideréis oportunas.
La mecánica cuántica y la relatividad general, dos de los pilares fundamentales de la física moderna, son completamente incompatibles. Hoy os queremos dar unas pinceladas del porqué.
Empecemos con un poco de mecánica cuántica. En esta rama de la física tenemos el principio de incertidumbre, es decir, la imposibilidad de medir con tanta precisión como queramos la posición y el momento de una partícula. La medida de una variable influye sobre la otra.
Esto en mecánica cuántica sucede con bastantes parejas de observables, como el momento angular en los diferentes ejes, o el caso que hoy nos ocupa que es la indeterminación entre la energía y el tiempo.
Dicen que un neutrino puede atravesar más de un año luz de plomo sin enterarse siquiera que estaba ahí. Entonces, ¿cómo se puede detectar algo tan sigiloso? Para hacerlo tenemos que ser más inteligentes que el plomo. Hoy te contaremos cómo.
Fue en 1930 cuando Wolfgang Pauli tuvo que escoger entre dos males, o bien la energía no se conservaba en la desintegración de los neutrones en protones y electrones, o bien ahí faltaba una partícula. Ante la duda, la conservación de la energía siempre gana.
La solución que planteó, con todo su pesar, fue el neutrino, una partícula sin carga eléctrica e indetectable. Lo que para él fue un dilema: estaba aventurando una partícula cuya existencia no podía probar… Si pudiese ver todo lo que se está proponiendo hoy en día…