Un avión de pasajeros viaja casi a 900 kilómetros por hora. Sin embargo, cuando usted va en el avión, si las ventanas van cerradas y no puede ver el paso de las nubes y la tierra, usted no tienen ninguna sensación de movimiento. ¿Cómo puede estar seguro si está volando o está quieto?
No puede.
No existe ningún experimento que se lo pueda revelar. Galileo Galilei en el siglo XVI ya se había encontrado con esta paradoja. Postuló su principio de relatividad, que dice: “Dos observadores que se mueven a una rapidez y dirección constante con respecto al otro obtendrán los mismos resultados para todos sus experimentos de movimiento”. Dicho de otra manera, sin una referencia externa, es imposible saber cuando se está en movimiento o en reposo.
Trasladémonos al año 1905, cuando un joven empleado de la oficina de patentes en Suiza tuvo un pensamiento similar. Todos los días, al salir del trabajo, tomaba el tranvía y se alejaba de la torre de Berna con su imponente reloj. Un día se preguntó: ¿que pasaría si el tranvía viaja a la velocidad de la luz? Esto significaría que la luz que viene del reloj a sus ojos nunca cambiaría y entonces él ya no vería las agujas moverse. Efectivamente su tiempo con respecto al reloj se habría detenido.
Ese joven era Albert Einstein y con esa idea inició una de las mayores revoluciones que ha conocido la ciencia. Es la Teoría Especial de la Relatividad.
Cuando trató de razonar cómo esto puede ser posible, comprendió una de las verdades hasta entonces ocultas del universo: que el tiempo es relativo. Contrario a nuestra intuición, los relojes corren diferente según el marco de referencia del observador. Esta diferencia se puede calcular con la siguiente ecuación:
t’ = (t-vx/c2)/?(1-v2/c2)
donde (t’) es tiempo de quien se está moviendo, (t) es el tiempo del observador estático, (v) es la velocidad de quien se mueve y (c) es la velocidad de la luz. Tal como lo muestra la fórmula, el tiempo de quien se mueve irá cada vez más lento tanto más rápido vaya, hasta que, a la velocidad de luz, su tiempo se habrá detenido por completo con respecto al observador estático. Este último le verá siempre como una escena congelada.
Si Galileo había entendido la relatividad del espacio, Einstein ahora había agregado la relatividad del tiempo.
¿Por qué no notamos estas diferencias de tiempo en nuestras actividades diarias? Por el simple hecho que nos movemos extremadamente lento con respecto a la luz (300,000 km/s) y entonces el efecto relativista es demasiado pequeño para ser notado. Pero no así para satélites como los de GPS, que dependen de relojes muy precisos para determinar la posición de objetos en La Tierra y que, debido a la velocidad a la que se mueven en órbita, se desfasan alrededor de 38 microsegundos cada día con respecto a nosotros. Si el reloj del satélite no se corrige rutinariamente con las ecuaciones de Einstein, el sistema GPS acumularía mas de 10 km de error cada día y la geolocalización en su celular sería totalmente inservible.
La Teoría Especial de Relatividad abre la puerta para todo tipo de fenómenos contraintuitivos pero reales. Si usted tiene un hermano gemelo y parte en una nave espacial que viaja a 80 % de la velocidad de la luz hacia la estrella más cercana (Próxima Centauri), y luego regresa, notará algo increíble. Debido a que viajó a tal velocidad, el tiempo para su gemelo habrá transcurrido más lento y sus edades ya no serán las mismas. Usted, en La Tierra, habrá envejecido 10 años, pero él solo 6. Él habrá arribado al mismo futuro pero viviendo menos.
Probablemente necesite un momento para digerir ese exotismo de la naturaleza.
(La Teoría Especial de la Relatividad solo considera velocidades constantes. Einstein después dilucidó lo que pasa cuando no es así. Para más detalles, visite: http://52ecuaciones.xyz).
Ingeniero Aeroespacial salvadoreño,
radicado en Holanda