Ensayo
El tiempo no da saltitos inútiles como peces en la red
Autor:
Roberto Carlos Gómez Sánchez
Capítulo 10. El tercer reloj en la paradoja de los relojes
La paradoja de los gemelos
o relojes, propuesta por el físico Albert Einstein en las primeras luces del
siglo pasado, es el arquetipo de la teoría de la relatividad especial. La
paradoja es un experimento mental, la cual nos plantea la diferente percepción
del tiempo entre dos observadores y ante un solo suceso, uno de ellos estático
y el otro en movimiento, y a velocidad de la luz. Sabemos que para Einstein el
tiempo transcurre distinto desde cualquier punto del espacio en que se encuentre
el observador. Según él, hay dos tiempos distintos para un solo evento, debido
a que el tiempo se paraliza o se acorta si viaja a velocidades extremas como la
luz. Vale recordar que esta teoría contradice los postulados de Isaac Newton,
quien afirma que el tiempo trascurre en simultánea para distintos eventos.
La paradoja de los relojes
imagina a dos gemelos, uno viajero y el otro atornillado en la Tierra, es
decir, uno en movimiento y el otro fijo. El viajero dará una vuelta en un
determinado tiempo hacia la estrella más cercana montado en una nave a
velocidades cercanas a la luz; y su hermano lo verá partir. La hipótesis deduce
que a la vuelta de la nave a la Tierra, el gemelo en movimiento habría
envejecido menos que su hermano, dado que la teoría señala que el que ha estado
sujeto a los cambios de velocidad, en este caso el astronauta, su tiempo ha
trascurrido más lentamente. Pero la paradoja aparece cuando el gemelo que se
quedó anclado en la Tierra reclama que es él el que ha viajado a la velocidad
de la luz y no su hermano astronauta, por lo tanto, quien ha envejecido más es
el viajero de la nave y no el terrestre. Con fórmulas y cálculos, entendibles
solo para los matemáticos extremos, se demostró que es el gemelo viajero quien
ha envejecido menos.
En resumen,
la paradoja nos plantea: dados dos observadores sobre un solo evento, uno
estático y el otro en movimiento, el tiempo no trascurre igual para ambos.
Según las premisas de la
teoría de la Relatividad, el tiempo depende del observador. El tiempo medido
por un observador en reposo de un evento en movimiento aumenta a medida que la
velocidad aumenta, tendiendo a infinito cuando el evento se aproxima a la
velocidad de la luz. En la misma dinámica, la longitud de un cuerpo disminuye a
medida que su velocidad aumenta, tendiendo a cero cuando el cuerpo se aproxima
a la velocidad de la luz.
Además de la recíproca
dualidad espacio-tiempo, donde cada magnitud afecta a la otra, aparece unos de
los términos más fantasiosos de la historia de la ciencia, como lo es la
dilatación del tiempo. Según la definición textual en uno de los portales
más famosos de la web: «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 reloj de un
observador, y para el otro no; pero eso es cierto solamente en el contexto del
sistema de referencia del observador».
No entiendo el porqué a nadie
le vino la idea de colocar un tercer o cuarto observador o los que se necesiten
para objetar uno de los conflictos familiares más viejo de la historia, como es
este caso de la paradoja de los gemelos o relojes. Un tercer observador
tendría una perspectiva distinta a la de los dos gemelos. Debido a que
nadie ha hecho esta labor, entonces procedemos a colocar nuestro tercer
observador. Obvio, no cualquier observador, colocaremos a nuestra Águila Especial.
Este singular ave con una libreta de notas en sus garras, y un reloj atómico
sincronizado con los relojes de ambos hermanos. En la paradoja el ave observará
el evento desde un lugar estratégico en el espacio, en un «palco de honor»
entre la Tierra y la estrella de destino de la nave. Desde allí, con su potente
visión, tendrá su mirada fija en los dos observadores (uno estático y el otro
en movimiento), y de este modo saber si es verdad que la velocidad de la luz
manipula el proceso biológico o la evolución normal de los individuos. A la
larga, la misión del ave es demostrar si una nave viajando a velocidades
cercanas a la luz ralentiza el proceso normal del organismo de su piloto,
haciéndolo envejecer más lento que su hermano, y por ende, de todos los
habitantes del planeta. Pues eso es lo que enseña la paradoja. Y por
supuesto, a la vez demostrar una vez más que todo evento ocurre en simultánea
en cualquier esquina del universo.
Explicado lo anterior, como
anunciamos, asignaremos al Águila en una «zona vip» en el espacio, en una
segunda estrella (B) ubicada entre la Tierra y la estrella de destino (A).
Y colocaremos la paradoja de la siguiente manera: el gemelo de la nave
(observador 1); gemelo terrestre (observador 2); ave especial
(observador 3). El viaje de la nave ida y vuelta tiene una duración de
50 años.
Cuando la nave despegue
(observador 1), el observador anclado en la Tierra
(observador 2) no alcanza a ver ni el polvo, visto que la nave
viaja a velocidad de la luz. Mientras que el águila
especial (observador 3), ubicado entre la Tierra y la estrella
(A) destino, desde su perspectiva la velocidad de la luz es lo más lento
que pueda existir en el universo, ya que este singular personaje observará la
nave caminar a paso lento, como la de un gusanito o tortuga en medio de la
oscuridad del espacio de la Tierra a la estrella (A). Dentro de algunos
años (digamos 25) el ave observará la nave llegar a su destino, a la estrella (A)
y luego la nave dará la vuelta a la estrella e iniciar el lento regreso a la
Tierra. En el viaje de la ida y vuelta de la nave tripulada por el observador (1),
en ese lento caminar por el espacio, transcurrían otros eventos sobre la
superficie de la Tierra, en todo el sistema solar y en todo el universo. El
Águila Especial, además de observar todo el trascurso del evento, a la vez,
echaba un vistazo a todo el planeta Tierra: sus movimientos, su trasformación
natural, el crecimiento normal y sin sobresaltos de todo individuo, la
oxidación natural y sin sobresaltos de algunos metales, las mismas estaciones
sin sobresaltos, etc. Del mismo modo observaba en la estrella (A) su
pérdida normal combustible en ese fragmento. Del mismo modo evaluaba su propio
deterioro: sus garras para saber si se agrietaban y a sus plumas para ver si le
salían «canas». Echaba una mirada de vez en cuando al paisaje del universo, a
los alienígenas de otros planetas, a otras estrellas, agujeros negros, etc. Y
por supuesto, a lo que nos interesa, no perdió de vista el estado biológico del
gemelo viajero y del gemelo estático. Miraba su reloj atómico y los comparó con
ambos relojes de los gemelos: no halló paralización alguna de las manecillas de
los tres relojes. Tampoco notó trasfiguración física de la nave ni del piloto,
incluso, el piloto conservó su mismo peinado con el cual hundió el botón de
despegue.
Gráfica 7. En la paradoja de los relojes, el Águila Especial desde la cumbre de una estrella no nota alteración del tiempo. La nave no se acorta, los gemelos envejecen a la par, los relojes no se detienen ni se autodestruyen, etc. Todo sucede dentro de las leyes naturales.
Ahora desde el punto de vista del gemelo terrestre (observador 2). Este observador con su visión limitada, la cual solo le permite ver lo que está frente a sus narices, no sabrá lo que acontece con su gemelo astronauta viajando en el ancho mar del universo, de esta manera es proclive a fantasías cósmicas. Y desde el punto de vista del astronauta (observador 1), al igual, su visión limitada no le permite ver más allá de sus narices, solo verá uno que otro asteroide o cometa rozar su nave, uno que otro planeta vagabundo, etc., de igual manera tiene que utilizar su fantasía para saber cuál es la suerte de su gemelo terrestre. De todos modos, los ojos de ambos hermanos los posee (por decirlo de alguna manera) el Águila Especial, el tercer observador, este constata en su informe que todo trascurrió normalmente, sin alteraciones ni saltitos inútiles del tiempo.
Cuando la nave regrese y pise suelo terrestre, el Águila en su informe confirmaría que todo ocurrió bajo la normalidad de las leyes naturales, sin ningún contratiempo y en simultánea con todos los puntos del ancho universo. Esencialmente en lo referente al gemelo de la nave y al gemelo terrestre, ya que en ellos recae el propósito de la paradoja.
El ave anotó en su cuaderno de notas lo siguiente:
1) Ninguno de los relojes se ralentizó más que el otro.
2) El astronauta no se transfiguró, incluso, conservó su peinado de raya en la izquierda, y su nave no se acortó por la velocidad de la luz. Las manecillas de su reloj siguieron su marcha normal, su reloj no se ralentizo, tampoco se paralizo ni mucho menos se autodestruyo. La complexión biológica del astronauta gemelo no tuvo ningún sobresalto en el tiempo, la cantidad de arrugas que le brotaron a su piel es la correspondiente a la cantidad de 50 años.
3) El gemelo terrestre siguió su vida cotidiana acorde a ese segmento de tiempo, es decir, todo lo que hace una persona terrestre: ir a la universidad, ejercer una profesión, lidiar con complejos sociales, casarse, tener hijos, votar, mostrarle a la sociedad lo gracioso e inteligentes que son sus hijos, educarlos, llevarlos al colegios, y así continuar el ciclo social, etc. Le brotaron la misma cantidad de arrugas que le brotaron a su hermano, las manecillas de su reloj no fueron alteradas, no aceleraron o desaceleraron.
4) Toda la civilización terrestre no se transportó ni una milésima de segundo al pasado o al futuro, los granos de arena de todos los relojes pasaron sin ningún contratiempo por sus respectivos orificios. Siguió el avance de la tecnología, acorde a la evolución y vida social. Las campanas del big Ben, de la Torre del reloj, en Londres, no cedió ni un solo segundo a la eternidad, no dio un campanazo más ni un campanazo menos. Sería absurdo que lo hiciese solo porque a alguien haya viajado en una nave a velocidad de la luz.
5) La pérdida de combustible de la estrella, y de todas las estrellas a su alrededor, estuvo a la par con el agotamiento normal de esos 50 años.
6) El par de arrugas que le brotaron en la piel del águila, y el par de «canas» en su plumaje corresponden a la misma cantidad de todas las águilas especiales del planeta o del universo. Tampoco sus uñas crecieron más de lo normal.
7) Los nueve carruseles del sistema solar siguieron su curso normal alrededor del sol, hicieron la cantidad de giros de traslación que le corresponde a cada uno en esos 50 años terrestres. Ninguno avanzó más que su vecino. Es absurdo hacerlo solo por el hecho de que un gemelo viajase en una nave a velocidad de la luz, si así aconteciese se cruzarían todas las órbitas, y el caos orbital sería total. Y, desde luego, el sol siguió siendo la enana que es.
Sobre este asunto, de lo anotado por el Águila en su cuaderno, hemos explicado hasta la saciedad que el movimiento y la velocidad son independiente al proceso biológico y evolutivo de cada ser, y que cualquier cambio físico de cada ser se da en miles de años. También en este escrito nos hemos preguntado ¿Acaso las manecillas del reloj tienen poderes mágicos para cambiar su ritmo marchante?, ¿o el reloj de arena tiene poderes esotéricos para acelerar o ralentizar por si solo cada granito? Pues si esto es así, ¿acaso los ventiladores o todos los instrumentos rotativos inventado por el hombre van a ralentizar o acelerar el movimiento de sus elipses solo por el capricho de un observador en movimiento?, ¿o la correa giratoria del motor de la nave del gemelo astronauta se va a detener porque viaje a velocidad de la luz? Si fuese así la nave se «despeñaría en el abismo espacial».
También hemos explicado que el reloj es una herramienta de medición de ciclos, independiente a cualquier evento que ocurra aquí y en cualquier punto del universo, y que la única razón para que sus manecillas desaceleren o se aceleren es responsabilidad de su creador, del agotamiento de su vida útil o de algún accidente de esta herramienta. El reloj no tiene impulsos para acelerar o desacelerar o inmolarse a velocidad de la luz, tampoco lo manipula el estado de movimiento de sus observadores; pues solo mide rotaciones y traslaciones terrestres. Si una nave viaja a velocidades de la luz, la Tierra tampoco deja de dar vueltas, igual que las manecillas del reloj. La velocidad de la luz y el estado de movimiento de cualquier observador son totalmente independientes a la función del reloj, funciones que dependen del movimiento terrestre.
En lo esencial, en el reporte del Águila, las funciones biológicas de los tres observadores, la de ambos hermanos y la de la misma Águila Especial, nos dicen que no fueron alteraras, no cambian si un observador viaja y el otro se queda fijo en un lugar. Tampoco ha de cambiar al ritmo del movimiento, del vaivén de la velocidad. Es decir, las funciones biológicas no cambian si el piloto mueve su palanca de velocidades, y pasa de la velocidad de la luz a velocidad normal, luego vuelve a velocidad de la luz, y luego a velocidad normal, y así sucesivamente. Absurdo pensar que a esos cambios de ritmos en cierta distancia va a envejecer menos al piloto, después lo va envejecer más, después menos, y así sucesivamente. Sería una locura que envejezcamos al ritmo de una palanca de velocidades de una nave.
El núcleo de las células de cada individuo, responsable del almacenamiento de la información y luego transmitida de generación en generación, no se da por enterado de que un gemelo hubiese viajado a velocidad de la luz y su hermano se hubiese quedado en la Tierra.
El ave, tercer observador, es el que tiene el panorama total en esta paradoja, ya que ese panorama se le es negado a los gemelos. El astronauta no puede ver más allá de la nave, su visión no le alcanza para ver cuál es la suerte de su hermano atornillado en la Tierra, a la vez, este tampoco sabe cuál es la suerte de su hermano astronauta. Esta limitación es la que nos ha dado para especular con fantasías siderales o fantasmas cósmicos, que tanto abundan en el universo. Pero si ambos gemelos tuviesen visiones extraordinarias se vendría abajo cualquier fantasía, pues el gemelo terrestre estaría enterado de todo el recorrido de la nave de su hermano, y viceversa.
Al llegar el gemelo astronauta a la Tierra, y luego revisar su nave, tal vez la encontrarán un poco deteriorada, por choques de uno u otro meteorito; pero no oxidada, ya que estuvo exenta de oxígeno, elemento causante de la oxidación.
En este experimento sideral, los defensores de la relatividad han dado como un hecho la existencia de dos tiempos, también la confusa dependencia entre tiempo y el espacio. En mayor parte se debe a que nunca se les ha dado por colocar un tercer observador con características especiales, quien certifique la instantaneidad de los sucesos, la simultaneidad de todos los eventos que suceden en el universo, en movimiento o estático. Ante esta paradoja, expusimos que todo trascurrió en simultánea en los tres puntos distantes entre sí, tanto para el observador en movimiento, el estático y el águila imaginaria.
Los relativistas deben entender que la visión de cualquier humano es instantánea, no es una onda-partícula, no es un movimiento como la luz, la cual tiene que recorrer millones de kilómetros hasta llegar a nosotros. Sucede que toda la premisa relativista está basada en la velocidad de la luz, a qué pasaría si viajáramos a su velocidad, forjándola de este modo a instantánea; mas lo único instantáneo en el universo es la visión de todo ser vivo, la cual no es onda ni partícula. La visión de todo ser registra todo acontecimiento, toda acción al instante en nuestra vida cotidiana, pero hasta donde ella nos permite llegar. Entre más avancemos a un lugar veríamos más la simultaneidad del sitio al cual llegamos, pero no podemos notar la simultaneidad de los eventos de los sitios que vamos dejando atrás, o los que están muy lejos a nuestro alcance. Con una visión extraordinaria no tendríamos problemas en observar todo al mismo tiempo, no importando si avancemos a un lugar o no.
El otro gran error de los relativistas es confundir la luz con la fuente de luz, creando así los aterradores fantasmas cósmicos, como los fantasmas de dinosaurios que regresan con la luces de las estrellas contemporáneas de su época. No tenemos una visión especial para demostrar la instantaneidad de los sucesos lejanos con los sucesos nuestros, la cual despejaría todas las dudas de la simultaneidad.
Subrayamos también que la masa no se encoge ni se transforma a velocidades extremas, ni tampoco un ser humano se trasfigura. Entonces para dejar tranquilos a muchos, supongamos que la nave verdaderamente se acorte o se divida en dos partes, esto debido a un dispositivo de la misma, algo así como los transformers de las series televisivas o por un choque con un asteroide, el cual la partió en dos pedazos. Es decir, la nave se parte en dos por motivos diferentes a la velocidad de la luz. La masa en este caso se acorta, pero de todos modos nuestro tercer observador especial vería ese hecho como un accidente dentro del evento o como una nave robot que se divide en dos, una anécdota que no percibiría la paralización o dilatación del tiempo. El ave con su ojo privilegiado pondría su vista en el reloj del astronauta, en el de su gemelo y en su propio reloj, así vería las manecillas correr con normalidad y a la par. Obvio que la nave al perder masa acelera su velocidad, en este caso más veloz que la luz o a la de los neutrinos, de todos modos para el Águila esa luz seguirá siendo un gusanito que viaja por el espacio, un fenómeno lento.
Entonces la paradoja de esta novela de hermanos surge cuando el gemelo terrestre reclama que él fue el que realmente viajó a velocidad de la luz, por tanto, envejeció menos. Pues, siendo así, según la teoría relativista, o por lo menos la entendemos así, todos los habitantes de la Tierra igualmente envejecieron menos. Pues se supone entonces que la Tierra es la nave del gemelo que se quedó estacionado, que ahora hace de supuesto viajero terrestre, puesto que la Tierra es la que viaja por el espacio. Desde cualquier punto de vista es irracional que toda una civilización atrase o adelante su proceso evolutivo por culpa de una nave que viaja a velocidad del la luz. Basado en todo lo que hemos expuesto, en esta paradoja ningún humano, animal o planta ralentizaron sus respectivos procesos de crecimiento. Todos los relojes de cada habitante caminaron con normalidad, salvo aquellos que se deterioraron o se les acabó su vida útil, o los manipuló el hombre.
Ahora bien, si no ha quedado claro y para no dejar cabos sueltos, continuemos con el final de esta paradoja: el regreso de nuestra Águila a la Tierra. Puesto que tuvo hambre y no hay nada que comer en la cumbre de la estrella. Desde allí, el ave imaginaria, con su potente visión divisó en la Tierra un conejillo de indias escondido en su madriguera. A esta ave también le asignamos velocidades extremas en su regreso a la Tierra. Además debemos añadir que si la ida y vuelta de la nave duró 50 años, el regreso del águila a la Tierra estaría estimado en 25 años.
Sin más que agregar, el Águila alza sus alas desde la estrella a la Tierra, con la vista fija en el conejillo. Desde el punto de vista del ave, a medida que avanza al planeta, notará que el conejillo cambia su aspecto físico gradualmente en el transcurso de los años; de la misma manera, observará que la Tierra no gira sobre su eje más de prisa o menos; observa la Tierra avanzar en su traslación al mismo ritmo de duración como lo hace siempre. Al echarle un vistazo al big Ben, el reloj de Londres, sabrá que no da un campanazo más o un campanazo menos. Con el rabito del ojo mira su cuerpo y a su plumaje, no nota nada extraño, solo el viento «solar» pegando con fortaleza en su pecho. Su cambio físico va de acuerdo a su evolución, no se trasfigura o acorta su tamaño. Si es de transfigurarse ha de ser por el viento solar pegando en su rostro, igual que nos sucede cuando nos pega una fuerte brisa o cuando los perros asoman la cabeza por la ventana de un carro en movimiento; pero en el espacio vacío no hay cabida para transfiguración alguna. En esos 25 años que dura el recorrido del ave al llegar a la Tierra hubo la misma cantidad normal de giros de la Tierra alrededor del sol, es decir, 25 giros. El conejillo de indias sigue los acontecimientos cotidianos que normalmente realiza en esos 25 ciclos de traslación: comer hierbas y zanahorias, escabullirse de los lobos, dormir, reproducirse por montones, etc. Y por supuesto, envejeció al igual que el Águila, lo que realmente iba envejecer en esos 25 años, ya que al sistema de información de sus células le tiene sin cuidado que un Águila venga desde una estrella a velocidad de la luz a merendárselo, esa labor le corresponde a las neuronas de su sistema nervioso Y como el promedio de vida de estos roedores es de 25 años, (quizás mucho menos, pero teníamos que ajustarlo al ejemplo), el caso es que este conejillo está longevo, haciendo más fácil la labor al águila.
Al aterrizar el Águila después de 25 años volando por el espacio, y luego saciar su apetito, en su informe registró que todo ese evento del conejillo transcurrió sobre una roca giratoria en esa cantidad de ciclos, y sin modificaciones del espacio tiempo.
Es ilógico que existan dos tiempos para un solo evento. También es descabellado que el tiempo se paralice, que la masa se acorte a velocidades de la luz y luego se unifique con el espacio. Todo evento o teoría no siempre tiene que ser metido en una burbuja para demostrar que es verdadero. Dicho esto, aclaramos, sin fórmulas, que no le pueden salir canas a la primavera solo porque alguien viaje a velocidad de la luz.
Sobre las premisas de Isaac Newton, las cuales indican que todos los eventos acontecen en simultánea en cualquier punto del universo, yo le aderezaría lo siguiente: también acontecen en simultánea con la última estrella del último universo.
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