Teoría de la relatividad.- La falacia de la dilatación del tiempo (página 3)

La relatividad de
la simultaneidad. Caso sobre la aparición de dos sucesos
simultáneos. Un enfoque dudoso

En primer lugar presentaremos el ejemplo de
los "sucesos simultáneos" tal como aparece en el citado
libro de A.Einstein, con lo que daremos la idea y visión
de lo que allí se expone. Seguidamente nos dedicaremos a
demostrar en donde esta el "gazapo" que genera la admisión
del citado error.

En el libro se presenta otra vez un ejemplo
de un "vagón de tren" en el que va montado un observador y
se indica que:

Sucesos que son simultáneos respecto
a un vagón parado NO lo son respecto a un vagón en
movimiento (Léase como: Sistema de Referencia en
Movimiento (SRM))

Cada cuerpo de referencia (sistema de
coordenadas) tiene su tiempo especial.

Las siguientes figuras pretenden aclarar lo
que estamos comentando. En la primera figura se representa un
vagón parado. En el mismo instante se producen dos rayos
de

luz, simultáneamente desde (A) y
(B).

(OJO, quede entendido que las posiciones
(A) y (B) son una forma de situar las posiciones de partida de
estos rayos. O sea, de marcar unas coordenadas de partida. No
confundir con la idea de que los rayos parten desde dentro del
vagón justo adosadas a sus paredes. La posición de
partida de los rayos es fija desde fuera del
vagón).

Debido a que el vagón está
parado el observador situado en el punto medio del
vagón

percibe al mismo tiempo,
simultáneamente, los dos haces de luz…

El referido libro continúa
explicando: "no ocurre lo mismo cuando el vagón esta en
movimiento (Sistema de referencia móvil)".

La siguiente figura representa el anterior
vagón pero ahora en movimiento. Se representan tres
posiciones de avance, a una velocidad (v), y que para poderlas
visualizar mejor se han dibujado cada una debajo de la
anterior.

Los dos rayos que se disparan al mismo
tiempo, justo cuando el vagón ocupa la primera
posición del dibujo, no son percibidos
simultáneamente por el observador situado en el centro del
vagón. Debido al movimiento hacia la derecha, a velocidad
(v), el observador no percibirá la existencia de los dos
rayos al mismo tiempo. El rayo procedente de (A)

tardará más tiempo en llegar
a alcanzar el punto de mira del observador, ya que este se
está moviendo junto con el vagón en el sentido de
alejarse del punto (A) de inicio del disparo. Respecto al rayo
que ha partido de la situación (B) ocurre lo contrario que
el que procede de (A). El observador se habrá ido
acercando a la situación (B) acortando la duración
de la llegada del referido rayo. Esto es lo que pretenden exponer
la segunda y tercera posición del anterior
dibujo.

Al pretender establecer una
"relación" entre lo que ocurre entre un Sistema de
Referencia Fijo (SRF) y un Sistema de Referencia Móvil
(SRM) se cometen errores de interpretación. Sobretodo si
esto nos conduce a admitir a "acortamiento de longitudes" y a
"dilataciones de tiempo". No entramos a comentar la forma
"artificial" con el que se pretende justificar los citados
conceptos, puesto que nuestro propósito es totalmente
diferente.

A continuación exponemos nuestra
teoría que pretende desenmascarar la anterior
falacia.

Debemos repetir una vez más la
advertencia: NO CONFUNDIR LA IMAGEN O RESULTADO DE UN SUCESO
CON EL PROPIO SUCESO.

Al tratarse de dos rayos de luz,
quizás el lector no identifique los dos conceptos:
"suceso" e "imagen" del propio suceso. El "suceso" es la
producción o aparición de los rayos de luz en el
punto "A" y en el punto "B". Los rayos de luz pueden haberse
generado por distintos motivos. Por ejemplo, un rayo generado por
determinadas condiciones atmosféricas; el accionar un
dispositivo generador de luz… Aquí se termina su
historia. Lo que continúa es la imagen del suceso. Es la
información que se está transmitiendo mediante el
avance de las ondas electromagnéticas y que puede, o no,
llegar a alcanzar a un determinado punto de
observación.

En resumen, un viajero situado en un
Sistema de Referencia Móvil (SRM) dos sucesos

que han nacido en el mismo instante
deberá considerarlos como tal, como instantáneos.
Pensamos que es lógico así considerarlo. Otra
consideración es que él los VEA o DETECTE con
tiempos desfasados. O sea su VISION no es simultánea. Las
transformaciones de Lorenz nos permiten calcular estos
desfases.

Quede claro que: NO SE ALARGA EL TIEMPO DEL
SUCESO.

Relatividad entre
observaciones realizadas desde distintos marcos de referencia.
Sistemas de referencia equivalentes. Condición de
identidad

En los libros de física se expone el
tema en que dos Sistemas de Referencia Inerciales (SRI) en el que
uno se mueve con relación a otro, sin que podemos afirmar
cual es el que se mueve con respecto al otro, obtendremos los
mismos resultados respecto a los tiempos de medición de un
determinado ensayo. Esta afirmación es correcta aunque
hemos observado que su planteamiento es algo tortuoso y se presta
a una posible confusión. Este es el motivo por el que
dedicamos el presente número.

Definimos como Marco de Referencia Inercial
(MRI) al conjunto de dos Sistemas de Referencia Inerciales (SRI)
en los cuales, indistintamente, uno se puede considerar como
Sistema de Referencia Fijo (SRF) y el otro como Sistema de
Referencia Móvil (SRM). Diremos que dos (MRI) son opuestos
cuando tienen intercambiados los (SRI).

Nos preguntamos que condiciones deben
existir en la observación de un evento (por ejemplo el
tic-tac de un péndulo idéntico en ambos marcos)
considerado desde dos (MRI) diferentes para identificar que se
trata del mismo evento. Diremos que se trata de hacer una prueba
de IDENTIDAD del evento. O también, que un (MRI) es la
REPLICA del otro. También podemos preguntarnos, en el
ejemplo del vagón de tren, ¿continuará
siendo válida nuestra afirmación diciendo que lo
único que nos vale son los datos obtenidos por el operador
(O1). Recordemos que el observador (O2) lo único de que
nos informa es del tiempo que le tarda la observación del
evento teniendo en cuenta la "Ampliación del Recorrido de
la Observación" En resumen tenemos que estudiar las
variables que intervienen y como intervienen para poder
testificar que estamos observando un mismo evento.

Para el referido estudio nos auxiliaremos
con el empleo del siguiente dibujo, en el que aparece un tercer
observador, al que le apodamos el "Tercer Ojo". El dibujo
representa dos (MRI) diferentes, vistas por un mismo observador:
el "Tercer Ojo"…

Consideraremos que en el primer (MRI) es el
vagón que se mueve respecto al segundo (parte superior del
dibujo). En el segundo (MRI) es el vagón el que
está fijo..

Primer (MRI) ( Parte superior del
dibujo)

Equivale al ensayo del vagón de tren
del que habíamos hablado. El operador (O1), móvil
por estar dentro del vagón es el que realiza el ensayo. Es
el que anotará el tiempo real que transcurre "en el
ENSAYO"

El Observador (O2) está fijo en
tierra. El tren se mueve con velocidad (vt) respecto al
observador fijo (O2). Le afectará el "Recorrido de la
Observación" si es que pretende conocer cuanto tiempo
tarda en enterarse.

Segundo (MRI) (Parte inferior del
dibujo)

Es una visión inversa de la
anterior. Se trata de un segundo (MRI). El operador (O1) que
realiza el ensayo esta quieto. O sea en este caso es fijo;
está encima del vagón y el vagón no se
mueve. La persona (O2) que observa el ensayo se desplaza a una
velocidad (vp); o sea es móvil. Se desplaza de derecha a
izquierda pasando por delante del vagón. (Para hacer una
representación más gráfica de este
desplazamiento, a la persona (O2) se le ha representado con unas
ruedas en los pies).

VARIABLES A TENER EN CUENTA.-
CONDICIÓN DE IDENTIDAD

Para determinar si los dos Sistemas de
Referencia son EQUIVALENTES deberemos tener en cuenta las
variables que son atribuibles al propio fenómeno
(físico, químico, biológico) que se observa,
y las variables que hacen referencia a los dos (MRI).

La variable que atribuiremos al propio
fenómeno será la que representamos en los Sistemas
mediante: (d). O sea, utilizando la metáfora, se trata de
la altura del vagón. Esta variable indica la
duración del evento. (Recordemos el ejemplo del tic-tac
del (péndulo). Dos eventos que sean del mismo tipo, que
tengan la misma naturaleza, no son iguales ni mucho menos es el
mismo, si tienen diferente valor de la variable (d). Esto exige
que el Segundo Sistema tenga el mismo valor (d) que el Primero.
Ya que este es el VALOR PROPIO del evento.

En cuanto a las variables inherentes a los
dos Sistemas de Referencia implicados, serán las
velocidades en que se mueven. Si decimos que ha de ser lo mismo
el que el Sistema Primero se mueva respecto al Segundo que,
viceversa, el Sistema Segundo se mueva respecto al Primero,
impondremos la condición de IDENTDAD y la expresaremos de
la siguiente forma:

CONDICION DE IDENTIDAD

Llamamos:

PS = Primer Sistema. SS = Segundo
Sistema

VPS = Velocidad del Primer Sistema. VSS =
Velocidad Segundo Sistema

Exigimos que se cumpla:

VPS respecto a SS = VSS respecto a
PS

Seguidamente comentaremos mediante un
ejemplo lo que podría conducirnos a una confusión
si al observar el anterior dibujo planteáramos para la
condición de Equivalencia la igualdad: vt = vp y no la
Condición de Igualdad que comentamos.

Hacemos resaltar que la Condición de
Identidad no exige que ninguno de los dos Sistemas esté
quieto (quizás el anterior dibujo podría inducirnos
a cometer tal error). Se trata de sistemas inerciales en los que
cada uno mantiene su propia velocidad. El "Tercer Ojo" así
los verá.

En el citado ejemplo del astronauta se
menciona en los libros que, según los cálculos,
para el astronauta el tiempo le habrá transcurrido
más lentamente que para el personal de tierra. Mientras
que para el personal de tierra se observará al
revés. El astronauta consume más tiempo. Hecha esta
afirmación, concluye el ejemplo con la desconcertante
afirmación de que ambos tiempos habrán sido
iguales. ¡Claro está, esto tenía que haber
sido ya así, sin tantos retorcidos
cálculos¡…

¿En donde está el punto
débil de tal razonamiento y su incoherente
conclusión?.. Justificamos esta contradicción con
el siguiente argumento:

Se trata justamente de lo que hemos
comentado en anteriores números, pero que no nos
cansaremos de repetir. Se confunde la velocidad del proceso (en
este caso el tic-tac de un reloj físico y,
asociándolo a él, un transcurrir del reloj
biológico correspondiente al astronauta) con la velocidad
de observación correspondiente al RECORRIDO DE
OBSERVACIÓN.

La duración del tiempo registrado
por el referido tic-tac, viene en función de la variable
(d) representada en el dibujo y tiene en mismo valor en ambos
Sistemas (Es su VALOR PROPIO). Además estamos tratando con
dos sistemas de referencia Equivalentes puesto que uno es la
Réplica del otro. Aunque el astronauta vaya a una
velocidad (vt) y el personal en tierra viaje a la velocidad (vp)
de desplazamiento de la tierra (Aproximadamente 106.000 kms /
hora) la condición de IDENTIDAD no impone la igualdad
entre estas variables si no que se ciñe a las normas que
hemos expuesto.

Simultaneidad de
dos eventos

Hemos leído en los tratados de
física relativista que los eventos que son
simultáneos para un observador no son simultáneos
para otro observador que se encuentra en movimiento relativo
respecto del primero. Creemos que esto no está bien
explicado. Deberíamos decir que: los eventos que son
simultáneos en un cierto marco de referencia
también lo son en otro marco de referencia pero con cierto
retraso de visión debido a la "Ampliación del
Recorrido de Observación". (Nota: Recuerde la
definición de Marco de Referencia Inercial (MRI) dado en
el anterior capítulo). Observemos las siguientes figuras
al aplicar nuestra lógica de movimientos relativos dentro
de un "espacio absoluto":

Suponemos que se trata de dos sistemas de
referencia EQUIVALENTES.

Primer (MRI) (Primera
Figura)

Consideramos el observador (O2)
fijo.

Podrá comprobarse que: l1 + l2 = l3
+ l4. Por lo que los dos eventos que se ve que nacen juntos
terminan juntos.

(NOTA: Para su comprobación
podríamos utilizar las matemáticas. Pero no creemos
que sea necesario ya que a simple vista y por estar el dibujo a
escala, podemos ver la simetría que existe entre las
referidas sumas de valores).

Segundo (MRI) (Segunda
Figura)

Consideramos el observador (O2)
móvil.

También podrá comprobarse
que: l1 + l2 = l3 + l4. Por lo que los dos eventos que se ve que
nacen juntos terminan juntos.

(NOTA: Lo mismo que en el Primer Sistema
para su comprobación podríamos utilizar las
matemáticas. Pero no creemos que sea necesario ya que a
simple vista y por estar el dibujo a escala, podemos ver la
simetría que existe entre las referidas sumas de
valores).

Si nos situamos en el espacio absoluto, en
un punto que le llamaremos el "Tercer Ojo", solo apreciaremos
para cualquiera de los dos (MRI) el retraso de visión
debido a la "Ampliación del Recorrido de la
Imagen".

Autor:

Enrique Martínez
Viladesau

Registro de la Propiedad Intelectual:
B-3045-12