Uno de los temas más interesantes en el campo de la ciencia es el concepto de Relatividad General. Ya sabes, esta idea de que suceden cosas extrañas cuando te acercas a la velocidad de la luz. Hay cambios extraños en la longitud de las cosas, cambios extraños en las longitudes de onda. Y lo más desconcertante de todo es el concepto de dilatación: cómo puedes experimentar literalmente más o menos tiempo en función de la rapidez con la que viajas en comparación con otra persona.
¿Y aún más extraño que eso? Como vimos en la película Interstellar, simplemente pasar tiempo cerca de un objeto muy masivo, como un agujero negro, puede causar estos mismos efectos relativistas. ¿Porque masa y aceleración son algo parecido?
Honestamente, es suficiente para darte un gran dolor de cabeza.
Pero solo porque encuentro el concepto desconcertante, todavía voy a seguir avanzando, tratando de comprender más sobre él y ayudarlo a comprenderlo también. Para mi propio beneficio, para su beneficio, pero sobre todo para mi beneficio.
Hay una gran anécdota en la historia de la física; probablemente no sea lo que sucedió en realidad, pero todavía me encanta.
Uno de los astrónomos más famosos del siglo XX fue Sir Arthur Eddington, interpretado por un apuesto David Tennant en la película de 2008, Einstein and Eddington. Lo cual, realmente debería ver, si aún no lo ha hecho.
De todos modos, Doctor Who, me refiero a Eddington, había averiguado cómo las estrellas generan energía (a través de la fusión) y personalmente confirmó que las predicciones de Einstein sobre la relatividad general eran correctas cuando observó un eclipse solar total en 1919.
Arthur Eddington
Al parecer, durante una conferencia de Sir Arthur Eddington, alguien preguntó: 'Profesor Eddington, debe ser una de las tres personas en el mundo que comprende la relatividad general'. Hizo una pausa por un momento y luego dijo: 'Sí, pero estoy tratando de pensar en quién es la tercera persona'.
Definitivamente no soy yo, pero conozco a alguien que 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, One Universe At A Time, que deberías visitar y leer totalmente en briankoberlein.com .
De hecho, solo para demostrar cómo funciona esto, Brian ha llevado convenientemente su oficina de RIT a casi la velocidad de la luz y se está precipitando hacia nosotros en este momento.
Dr. Brian Koberlein:
Hola Fraser, gracias por invitarme. Si puedes aguantar un segundo, solo tengo que reducir la velocidad.
Fraser Caín:
¿Qué acaba de pasar allí? ¿Por qué estaban todos más lentos?
Brian:
En realidad, es un efecto interesante conocido como dilatación del tiempo. Una de las cosas acerca de la luz es que no importa en qué marco de referencia te encuentres, no importa cómo te muevas a través del Universo, siempre medirás la velocidad de la luz en el vacío para que sea la misma. Aproximadamente 300.000 kilómetros por segundo.
Y para hacer eso, si usted se está moviendo con respecto a mí, o si yo me estoy moviendo con respecto a usted, nuestras referencias de tiempo y espacio deben cambiar para mantener constante la velocidad de la luz. A medida que me alejo más rápido de ti, mi tiempo, según tú, tiene que parecer que se ralentiza. Del mismo modo, parecerá que su tiempo se ralentiza en relación con el mío.
Y ese efecto de dilatación del tiempo es necesario para mantener constante la velocidad de la luz.
Fraser:
¿Esto solo sucede cuando te mudas?
Una representación del sistema de coordenadas del espacio deformado alrededor de la Tierra. Crédito: NASA
Brian:
La dilatación del tiempo no solo ocurre debido al movimiento relativo, 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 de gravedad.
Ahora, para la Tierra, eso no importa mucho, pero para algo como un agujero negro, podría importar mucho. A medida que se acerca más y más a un agujero negro, su tiempo parecerá ralentizarse 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 hacia otra estrella u otra galaxia, podrías tomar tu nave espacial y orbitarla muy cerca del agujero negro. Y tu tiempo parece ralentizarse. Mientras estás orbitando el agujero negro, el agujero negro se tomaría su tiempo para llegar a otra estrella u otra galaxia, y para ti parecería muy rápido.
Orbitar cerca de un agujero negro en movimiento no parece el modo de transporte más seguro, pero la dilatación del tiempo podría hacer que valga la pena correr el riesgo. Crédito: NAOJ
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:
De acuerdo, Brian, tengo una última pregunta para ti. Si se vuelve más masivo a medida que se acerca a la velocidad de la luz, ¿podría obtener tanta masa que se convierta en un agujero negro? Me gustaría que respondiera a esta pregunta en forma de publicación de blog sobre briankoberlein.com y en la publicación de Google+ vamos a vincular aquí mismo .
Brian:
Gracias Fraser, tendré esa respuesta en mi sitio web.
Una vez más, visitamos el desconcertante reino de la dilatación del tiempo y regresamos relativamente ilesos. No significa que lo entienda mejor, pero espero que lo entiendas de todos modos. Una vez más, muchas gracias al Dr. Koberlein por tomarse unos minutos de su viaje relativista para responder a nuestras preguntas. Asegúrese de visitar su blog y leer su respuesta a mi pregunta.
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