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La dilatación del tiempo
Continuemos nuestra exploración de las
consecuencias de la relatividad
restringida con su amigo en su nave. Usted coloca ahora en su estación espacial
y en la nave dos relojes luminosos.
Se trata de un sistema formado de dos espejos uno enfrente del otro que están
colocados paralelamente a la dirección del movimiento de la nave. Un pequeño
dispositivo permite crear un haz luminoso que va a ir y a venir entre los dos
espejos. La duración del paso de la luz de una pared a la otra es constante.
Este sistema constituye, así pues, un reloj que permite medir el tiempo. Basta con
contar el número de idas y vueltas de la luz y con convertir el resultado en una
duración.
La dilatación del tiempo. La figura representa su reloj luminoso y el de su
amigo, en cuatro momentos sucesivos. Las flechas representan el desplazamiento
de la luz entre dos instantes. Su longitud, que corresponde a la velocidad de la
luz, debe ser por todas partes la misma, según Einstein. Su reloj está en reposo
y la luz se propaga perpendicularmente a los espejos. Por el contrario, el reloj
de su amigo se desplaza muy rápido y los rayos luminosos parecen propagarse en
inclinación. La distancia recorrida por la luz en una ida y vuelta es, pues, más
larga. Puesto que la velocidad de la luz es la misma para todo el mundo, eso
significa que un vaivén dura mucho más tiempo en el reloj de su amigo que en el
suyo: el tiempo parece pasar más lentamente a bordo de la nave.
Dos relojes discordantes
Provisto de este sistema, su amigo realiza un nuevo paso, apagados los motores,
ante la estación espacial. Sobre su reloj no se produce nada especial. Éste
sigue marcando tranquilamente el tiempo, el sistema está inmóvil y la luz se
propaga perpendicularmente a los espejos.
Sobre el reloj de su amigo, en cambio, la situación es diferente. Ya que la nave
espacial se mueve entre dos reflexiones, se ve la luz desplazarse de forma
oblicua con relación a los espejos. Los rayos luminosos deben recorrer una
distancia más grande para efectuar una ida y vuelta. Pero la velocidad de la luz
es la misma para todo el mundo según
Einstein, una distancia más grande
corresponde, pues, a un tiempo más largo. En consecuencia, un vaivén de la luz a
bordo de la nave dura más tiempo que sobre su reloj fijo.
Eso significa que el tiempo a bordo de la nave no pasa de la misma forma para
todos los observadores. Este efecto de dilatación del tiempo parece
extraordinario, pero ha sido completamente verificado experimentalmente.
Observemos que este efecto no tiene consecuencia visible sobre nuestra vida
diaria. La dilatación del tiempo solo es verdaderamente importante cuando la
velocidad implicada es cercana a de la de la luz. Para las velocidades de cada
día, el factor de dilatación es muy cercano de 1 y no tiene ninguna influencia
notable.
Una dilatación simétrica
Uno de los aspectos curiosos de la dilatación del tiempo es su perfecta
simetría. En efecto, todo movimiento es relativo. Así pues, desde el punto de
vista de su amigo, es su nave que está inmóvil y su estación espacial que se
desplaza casi a la velocidad de la luz. Observará, así pues, que es la duración de una
ida y vuelta de su reloj luminoso que es más larga. En consecuencia, es siempre
una desaceleración del tiempo observada en otros, nunca una aceleración. |
