La dilatación del tiempo


De acuerdo con la teoría de la relatividad, la dilatación del tiempo es una diferencia en el tiempo transcurrido medido por dos observadores, ya sea debido a una diferencia de velocidad relativa entre sí, o por estar situado de manera diferente en relación con un campo gravitacional. Como resultado de la naturaleza del espacio-tiempo,​ se medirá un reloj que se mueve en relación con un observador para que marque más lento que un reloj que está en reposo en el propio marco de referencia del observador. Un reloj que está bajo la influencia de un campo gravitatorio más fuerte que el de un observador también se medirá para que marque más lento que el propio reloj del observador.

Tal dilatación del tiempo ha sido demostrada repetidamente, por ejemplo, por pequeñas disparidades en un par de relojes atómicos después de que uno de ellos sea enviado en un viaje espacial, o por relojes en el transbordador espacial que corren un poco más lento que relojes de referencia en la Tierra o relojes en los GPS y los satélites Galileo corriendo un poco más rápido. La dilatación del tiempo también ha sido objeto de trabajos de ciencia ficción, ya que técnicamente proporciona los medios para el viaje en el tiempo hacia adelante.

La dilatación del tiempo es el fenómeno predicho por la teoría de la relatividad, por el cual un observador observa que el reloj de otro (un reloj físicamente idéntico al suyo) está marcando el tiempo a un ritmo menor que el suyo. Esto se suele interpretar normalmente como que el tiempo se ha ralentizado para el otro reloj, pero eso es cierto solamente en el contexto del sistema de referencia del observador. Localmente, el tiempo siempre está pasando al mismo ritmo. El fenómeno de la dilatación del tiempo se aplica a cualquier proceso que manifieste cambios a través del tiempo y espacio.

La relatividad especial indica que, para un observador en un marco de referencia inercial, un reloj que se mueve con relación a él se medirá para marcar más lento que un reloj que está en reposo en su marco de referencia. Este caso a veces se llama dilatación de tiempo relativista especial. Cuanto más rápida es la velocidad relativa, mayor es la dilatación del tiempo entre ellos, con la tasa de tiempo que llega a cero a medida que uno se aproxima a la velocidad de la luz (299.792.458 m/s). Esto hace que las partículas sin masa que viajan a la velocidad de la luz no se vean afectadas por el paso del tiempo.

Teóricamente, la dilatación del tiempo permitiría a los pasajeros de un vehículo en rápido avance avanzar en el futuro en un corto período de tiempo. Para velocidades suficientemente altas, el efecto es dramático. Por ejemplo, un año de viaje podría corresponder a diez años en la Tierra.

De hecho, una aceleración constante de 1 g permitiría a los humanos viajar a través de todo el Universo conocido en una vida humana. Con una constante de 1 g viajando hasta 0.99999999 c tardaría 30 años en llegar al borde del universo a 13,5 mil millones de años luz de distancia.​ Los viajeros espaciales podrían regresar a la Tierra miles de millones de años en el futuro. Un escenario basado en esta idea fue presentado en la novela Planeta de los simios por Pierre Boulle, y el Proyecto Orión ha sido un intento de esta idea.

Sin embargo, con la tecnología actual que limita severamente la velocidad del viaje espacial, las diferencias experimentadas en la práctica son minúsculas: después de 6 meses en la Estación Espacial Internacional (ISS) (que orbita la Tierra a una velocidad de aproximadamente 7,700 m/s) el astronauta habría envejecido alrededor de 0.005 segundos menos que aquellos en la Tierra.

El experimento de Hafele y Keating implicó volar aviones alrededor del mundo con relojes atómicos a bordo. Tras la finalización de los viajes, los relojes se compararon con un reloj atómico estático basado en tierra. Se encontró que se habían obtenido 273 ± 7 nanosegundos en los relojes de los aviones. El actual poseedor del récord de viajes en el tiempo humano es el cosmonauta ruso Sergei Krikalev.​ Ganó 22,68 milisegundos de por vida en sus viajes al espacio y, por lo tanto, batió el récord anterior de aproximadamente 20 milisegundos por el cosmonauta Sergei Avdeyev.

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