Relatividad: la sorprendente paradoja de los gemelos

Uno de los grandes logros de Albert Einstein fue el descubrimiento de que el tiempo es relativo: el tiempo se ralentiza o se acelera dependiendo de la velocidad relativa respecto a otro observador según la siguiente fórmula:

En dicha fórmula "to"  es el tiempo de un observador que está en reposo relativo frente a otro observador que se mueve  a una velocidad "v" y que mide un tiempo "t".  Respecto a "c", es la velocidad de la luz (300000 Km/s). Pero no nos perdamos en la fórmula. Lo que quiere decirnos Einstein es que el ritmo a que pasa el tiempo depende de la velocidad que llevamos: conforme vamos aumentando la velocidad, el tiempo pasa más despacio !!!!!!!!

Siempre que comento el tema a los "no iniciados", la reacción inmediata es de absoluto rechazo, algo así como esto:

-"¡eso es imposible! un reloj siempre marca lo mismo, y le da igual la velocidad a la que vayamos"

 o a veces como esto:

-"bueno, no sé qué dice el reloj, pero una cosa es que un reloj adelante y atrase, y otra cosa que no me puedo creer es que, por ejemplo,  una persona pueda envejecer más rápido o más lento dependiendo de la velocidad que lleva...¡ridículo!"

Pues bien, no solo no es ridículo sino que se ha demostrado de manera muy precisa en infinidad de ocasiones. Lo que ocurre es que no tenemos intuición de ello, porque para apreciar dicho efecto tenemos que movernos realmente rápido respecto a algo. Y claro, las velocidades relativas  a las que nos movemos normalmente a escala terrestre (incluso cuando vas en un Fórmula 1 o viajas en un avión supersónico) son muy pequeñas frrente a la velocidad de la luz (300000 Km/s),  y al sustituir en la fórmula tenemos que "t" y "to" son aproximadamente iguales. Pero si comenzamos a acercarnos a la velocidad de la luz....la cosa cambia mucho. Os propongo un ejemplo:

Supongamos 2 hermanos gemelos, con una edad de 20 años cada uno: El primero, Juan Intrépido, va a empezar un viaje espacial en un cohete rapidísimo, tan rápido que es capaz de ir a 0,999 c (es decir 0,999 veces la velocidad de la luz). El viaje será de dos años, uno para ir a visitar un bonito planeta extrasolar y otro para volver.  Su hermano gemelo Sergio es mucho más tranquilo,  y decide quedarse en La Tierra esperando. Por fin se realiza el viaje, pasa el tiempo y finalmente  Juan vuelve; cuando  por fin aterriza  sale de su nave espacial,  y muy emocionado se abraza con su querido hermano:  pero...automáticamente se dan cuenta de que algo realmente extraño ha pasado;  su hermano Sergio está muy envejecido, es casi un anciano.   En cambio, Juan Intrépido está hecho un chaval. ¿la explicación? Al ir Juan a 0,999 c, su reloj avanzaba mucho más despacio, de manera que cuando para él habían pasado 2 años, para su hermano Sergio habían pasado ¡44 años!. Es decir, que Sergio tenía ya 64 años (se había casado por cierto, y  tenía ya 2 hijos y 3 nietas guapísimas).

A continuación, un vídeo muy bueno sobre este tema que he visto en YouTube:

Quizás por eso quizás  Einstein dijo en una ocasión: "quien tiene un reloj sabe qué hora es, pero quien tiene dos ya no   está tan seguro"   ¡Espero que os haga pensar!

Extraordinarias llamaradas solares

Este pasado 7 de Junio el Sol emitió una llamarada muy espectacular, noticia de la cual se ha hablado en todos los medios digitales, periódicos, telediarios...dichas llamaradas son fenómenos muy vigilados y estudiados desde nuestros observatorios, y como consecuencia de las mismas se producen las llamadas "tormentas solares" especialmente importantes en las ocasiones en que apuntan hacia La Tierra: se emiten partículas de alta energía que se propagan a velocidades cercanas a la luz y que son responsables en nuestro planeta de fallos en satélites de telecomunicaciones, interferencias en radio y TV, etc. Pero no todo es malo:    las partículas cargadas eléctricamente interactúan con el campo magnético de nuestro planeta, quedan atrapadas y sólo al llegar a la zona cercana a los polos magnéticos pueden escapar hasta nuestra atmósfera, formando las hermosas auroras boreales y australes. A continuación os muestro un vídeo de una espectacular llamarada que se produjo el pasado 24 de Febrero de 2011: el vídeo recoge la emisión de luz en el Ultravioleta pero mostrado con tonalidades  naranja para una mejor visualización:

La emisión de energía es descomunal, del orden de 10e25 Julios (aproximadamente 10000000000000 bombas atómicas) Y para que os hagáis una idea del  tamaño de la llamarada comparada con el tamaño de nuestro planeta  podéis ver la siguiente foto (cortesía de la NASA Goddard Photo and Video): 

En el futuro me gustaría hablaros más del tema solar, por ejemplo de los campos magnéticos del Sol o de las manchas solares, pero de momento ¿no os parece que somos realmente muy poquita cosa? Para pensar.

¿podemos estar en dos sitios a la vez...? ¿... y podría un gato estar vivo y muerto a la vez?

En principio parece una pregunta un tanto absurda: ¡por supuesto  que no! ¡nada puede estar en 2 sitios a la vez! sin embargo, según la Física Cuántica, un objeto está simultáneamente en varios sitios a la vez, y sólo define su posición concreta cuando lo observamos.  ¿y qué tiene que ver que lo observemos o no? ¿no es absurdo? pues parece que no, porque por increíble o raro que parezca, este hecho se cumple y se ha comprobado ya en partículas de pequeño tamaño, como por ejemplo los electrones (véase por ejemplo el experimento de la doble rendija, del cual ya he hablado en otra entrada del blog). Así, un electrón está  en muchos sitios a la vez hasta el momento en que lo observamos (!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!) De hecho, esta característica tan peculiar no es exclusiva de la posición de un objeto, sino en general de cualquier magnitud que podamos medir.  Es lo que en el Mundo Cuántico se conoce como "Principio de Superposición de Estados", que lleva a cosas muy curiosas como por ejemplo a "La paradoja del gato de Schrödinger",  que consiste en lo siguiente: Se encierra un gato en una caja con una poción venenosa que tiene un 50% de posibilidades de romperse y por tanto de ser bebida por el gato y morir. Así, el gato puede estar vivo y puede estar muerto. Pero la física cuántica va definitivamente más allá, y predice que el gato está vivo y muerto a la vez, y solamente se definirá por una de las 2 opciones cuando observemos dentro de la caja. ¡Así de simple y así de complicado!