ELECTRICIDAD Y ESAS COSAS
Capítulo 27

LA TIERRA NAVE ESPACIAL.
 
 


Autor:

Ing. Víctor Cires
 Gavidia

Octubre, 2003

S

i aceptamos la teoría de Maxwell, de  que la luz es una vibración electromagnética, algo tiene que vibrar, para que dicha vibración se transmita.
Esto quiere decir que entre el Sol y la Tierra, que entre las estrellas, las  galaxias, los  planetas, etc., debe existir  algo, capaz de vibrar, de trans-

mitir las vibraciones electromagnéticas.
Durante años, los físicos, por darle un nombre a este medio, le llamaron "éter luminoso", o simplemente "éter".
Más adelante Einstein le llamó "continuo espacio-tiempo".
Actualmente se ha llegado a la conclusión de que es espacio-tiempo, pero que no es continuo.
Debe ser un medio tal, que pueda transmitir las vibraciones electromagnéticas, debe ser perfectamente elástico y rígido para poder transmitir dichas vibraciones a la velocidad de la luz; al mismo tiempo debe ser totalmente transparente y no presentar ninguna resistencia al movimiento de los astros que en él se encuentran.
Como que tal medio debe ser algo muy especial, ¿no les parece?
Debemos aceptar que tal medio exista, puesto que es el que transmite las vibraciones del campo electromagnético a la velocidad de la luz.
En tal medio, está colocada nuestra nave espacial, La Tierra.
También en él, están el Sol, los planetas y los demás astros.
Ya, desde Galileo, conocemos cómo la Tierra se mueve con respecto al Sol y también con respecto a los demás astros.
Pero: ¿Cómo podremos determinar la velocidad a la que nuestra nave se mueve con respecto a dicho medio, en el que está colocada?
Imaginemos que estamos en medio de un lago muy grande de aguas muy tranquilas en una lancha, tan lejos de las orillas que no las alcanzamos a ver y no tenemos ningún punto de referencia.
 ¿Cómo podemos saber si nuestra lancha se mueve?
El movimiento, si es  que lo tiene, podría ser tan leve que no produciría estela, ni olas.
Si medimos con mucha exactitud la longitud de la lancha de la proa a la popa y exactamente en el centro, tiramos al agua algún objeto, por ejemplo una piedra, ésta producirá ondas en el agua que se propagarán en forma de círculos concéntricos partiendo del punto de impacto de la piedra con el agua.
Si medimos con toda exactitud el tiempo que la primera onda tarda en llegar a la proa de la lancha y también el que tarda la onda en llegar a la popa y vemos que dichos tiempos son exactamente iguales, podremos decir que la lancha está en reposo con respecto al agua.
Si la lancha se mueve hacia adelante, desde el instante en que dejemos caer la piedra, hasta el momento en que la onda producida llegue a la proa, ésta se habrá desplazado cierta distancia; también la popa se habrá acercado al punto de impacto de la piedra con el agua.
El tiempo que tardará la onda en alcanzar la proa, será mayor que el tiempo en que tarde en llegar a la popa, por el desplazamiento que la lancha ha efectuado mientras tanto.
Si conocemos la velocidad a que las ondas se transmiten en el agua, podremos calcular la velocidad a la que nuestra lancha se está moviendo, conociendo la longitud de la lancha y la diferencia de tiempos a que las ondas llegan a la proa y a la popa.
Básicamente, éste es el experimento que Michelson y Morley realizaron, sustituyendo a la lancha por su laboratorio en la Tierra, rayos de luz por las ondas del lago y al "éter luminoso" por el agua.
Determinaron el error que su experimento podría tener, de forma de poder obtener resultados positivos y determinar de una vez por todas, la velocidad absoluta del movimiento de la Tierra en el Espacio.
Efectuaron su experimento y el resultado fue...
que la Tierra ¡no se movía con respecto al Espacio!
¿Cómo, es que el "éter luminoso" se desplazaba junto con la Tierra?
Realizaron el experimento seis meses después, cuando la Tierra se estaba desplazando en el Espacio, con respecto al sistema solar, en sentido contrario y se quedaron atónitos al comprobar que la Tierra, tampoco se movía con respecto al Espacio.
Los científicos estaban perplejos, muchas teorías se adelantaron para tratar de explicar el resultado negativo de los experimentos, que por tal razón se repitieron con tanta exactitud tantas veces, todas con los mismos resultados.
Fue entonces cuando Einstein encontró la única explicación satisfactoria.
Lo que ustedes quieren hacer, decía (en otras palabras), es encontrar la diferencia de velocidad medida en el espacio entre un cuerpo en movimiento o en reposo (o en otro movimiento).
Esto no es posible, los resultados serán siempre los mismos, ya Maxwell encontró que la velocidad de la luz es máxima y es una constante.
Esto quiere decir que será la misma independientemente del estado de movimiento del sistema en que se mida.
Trataré de explicar esto en más detalle.
Supongamos (o supongando, como decía el ranchero), que desde la ventanilla del tren parado en la estación, aventamos una piedra hacia la máquina.
En determinado instante, la velocidad de la piedra será la misma, medida en el tren, que en el andén de la estación.
Supongamos que en la siguiente estación el tren no se para y aventamos otra piedra similar de la ventanilla del tren en movimiento hacia la máquina.
La velocidad de la piedra medida en el tren será igual que antes, pero la velocidad de la piedra medida en el andén de la estación será mayor, viéndose aumentada por la velocidad propia del tren.
¿De acuerdo?, si no, lo pueden experimentar, claro que con cuidado, porque el conductor los puede bajar del tren por andar aventando piedras.
También lo pueden hacer en otra forma menos peligrosa:
Si dejan caer la piedra desde el tren en reposo, la trayectoria será una vertical, ya sea vista desde el tren o desde el andén; pero si el tren está en movimiento, la trayectoria será una vertical vista desde el tren y una parábola vista desde el andén, debida al movimiento del tren.
¿Qué sucede si en vez de la piedra utilizamos una lámpara, lanzando la luz de la ventanilla hacia la máquina?
Si medimos la velocidad de la luz, con el tren parado en la estación, obviamente será la misma medida en el tren que en el andén de la estación.
Pero, ¿qué sucede si el tren está en movimiento?
La velocidad de la luz, medida en el tren será la misma que antes, ¿cual será la velocidad de la luz medida en el andén?
¡Cuidado!, podríamos pensar que sería la velocidad de la luz más la velocidad del tren, como en el caso de la piedra, pero Maxwell nos dijo que era una constante, por lo que Einstein la considera una constante, independiente del estado de movimiento del sistema en que se mida.
Esto quiere decir que será la misma para cualquier observador o para cualquier sistema de referencia, por absurdo que esto nos pueda parecer y esto es lo que demostraron los experimentos de Michelson - Morley.
Ante esta evidencia, Einstein se puso a reconsiderar los conceptos básicos, como el concepto de velocidad.
Velocidad quiere decir recorrer determinado espacio, en determinado tiempo.
Podemos decir que caminamos a una velocidad de diez kilómetros por hora, si recorremos una distancia de diez kilómetros en una hora.
Si por cualquier circunstancia mágica, nuestro espacio se hubiera reducido a la mitad y nuestros relojes caminaran al doble de aprisa, no notaríamos ningún cambio, la distancia de diez kilómetros sería la misma (relativamente) y en recorrerla emplearíamos el mismo tiempo de una hora (relativamente).
Einstein dice que en esta ecuación (a los matemáticos les gusta hablar en ecuaciones), el espacio recorrido, dividido en el tiempo tardado en recorrerlo es la velocidad;  v = e/t  (para poner la ecuación).
La velocidad de la luz, a la que los matemáticos le llaman C, (porque es una Constante), es la distancia que recorre (300,000 km.) en un segundo, o sea, poniendo la ecuación C = e/t donde e son 300,000 km. y t es un segundo.
Pero esta velocidad de la luz C, es siempre la misma, ya sea que la midamos en el tren o en el andén, ya sea que el tren esté o no en movimiento.
La consecuencia lógica, para el tren en movimiento, es que el espacio y el tiempo para un observador en el tren van a ser diferente que para un observador en el andén.
Para el observador del andén, el tiempo transcurre en el tren en movimiento más lentamente (los segundos son mas largos), puesto que, para obtener la misma velocidad de la luz, ésta recorre en el tren, para el observador del andén, una mayor distancia, vista desde el andén.
Esto así sucede físicamente, realmente y ha podido ser comprobado en muchos experimentos.
Para citar uno de tantos, cuando se pudieron construir relojes suficientemente precisos, relojes atómicos, basados en el período de oscilación de la molécula de cesio y más precisos aún con la vibración de la molécula de hidrógeno; se instalaron tres de estos relojes en un avión y se sincronizaron con otros instalados en tierra.
El avión voló a gran velocidad durante varias horas. Al regresar al aeropuerto, se compararon los relojes y se comprobó que los relojes del avión habían caminado más lentamente, estaban atrasados con respecto a los del aeropuerto y el atraso era exactamente el calculado de acuerdo a las ecuaciones de Einstein.
Estos relojes atómicos, son tan precisos, que la definición actual del segundo, (desde 1967) es: el tiempo requerido para que se produzcan 9,192'631,770 vibraciones del átomo de cesio 133.
Pero no sólo los relojes, el tiempo biológico (fenómenos de fermentación, crecimiento, etc.) también transcurren más lentamente y todos los fenómenos físicos (transmutación de elementos, vibración de los átomos, etc.), se realizan a menor velocidad, más lentamente en una nave a gran velocidad con respecto a la Tierra.
Las consecuencias de la Teoría de la Relatividad (espacio y tiempo relativos) de Einstein han sido transcendentales en todos los campos de la física.
Supongamos que de la Tierra lanzamos una nave al espacio y que ésta se acelera hasta alcanzar una velocidad (con respecto a la Tierra) de 200,000 km. por seg.
De la nave, nos están enviando señales de radio (o de luz), para mantenerse en contacto con nosotros.
Sabemos que esas señales de radio (o de luz), van a viajar hacia nosotros a 300,000 km. por seg., ¿cómo las percibimos?
Si el astronauta de la nave, transmite las señales a determinada frecuencia, nosotros las recibimos a una frecuencia menor de la que el astronauta transmite.
Si es un rayo de luz, el que nos envía, recibiremos otro color de luz de  mucho menos frecuencia.
Si enviáramos dos naves en sentidos opuestos y que cada una pudiera alcanzar una velocidad de 200,000 km. por seg. ¿Cual sería la velocidad de una con respecto a la otra?
¡No!, no son 400,000 km. por seg., por absurdo que esto parezca.
Supongamos que Antonio, así se llama el astronauta de una nave, nos envía en determinado momento una señal de luz.
Esta llegará a nosotros cierto tiempo después, más rojiza (menos frecuencia), recorriendo la distancia que nos separa a 300,000 km. por seg.
Al recibir la señal de Antonio, nosotros le enviamos una señal a Berta, así se llama la astronauta de la segunda nave, como ven, no discriminamos a los astronautas por su sexo.
Berta recibirá nuestra señal cierto tiempo después, pues nuestra señal viaja a 300,000 km. por seg. Y ella sólo va a 200,000 km. por seg.
Berta recibirá nuestra señal a menos frecuencia de la que se la enviamos, todavía más roja.
Podríamos disponer de espejos o antenas, para retransmitir la señal que recibimos de Antonio directamente a Berta y sabemos que Berta va a recibir la señal que Antonio transmitió.
Dicha señal, Antonio la podría haber transmitido directamente a Berta, sin necesidad de los espejos retransmisores y Berta recibirá la señal.
Como la señal viaja a 300,000 km. por seg. Antonio no puede ir a 400,000 km. por seg. Con respecto a Berta.
¿Está claro?
¡Claro que no está claro!, nuestra intuición se opone a considerar al tiempo como si fuera de chicle, que lo podemos estirar o encoger a nuestro antojo.

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Última revisión: Domingo, 19 Noviembre 2006.