La luz y la vida

[carliños]

[FONT=Times New Roman]Cuando leo y/o veo videos sobre la relatividad especial de Einstein, siempre me viene a la mente una cuestion con respecto a la relatividad del tiempo. Voy a intentar explicarla con el “lenguaje” que me caracteriza por ser, simplemente, un aficionado a este mundo tan “absorbente” de la fisica.[/FONT]
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[FONT=Times New Roman]He leido varias veces como se demuestra matemáticamente o gráficamente , por ejemplo, la paradoja de los gemelos, o el tema tan recurrente de los mesones, esas particulas caidas del cielo ,con un tiempo de vida tan corto que no podrían llegar a la superficie de la tierra, pero que, experimentalmente se pueden detectar a nivel de suelo. Y esto , solo explicable por la relatividad, a base de ecuaciones y mas ecuaciones.[/FONT]
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[FONT=Times New Roman]Como escribía POD en un hilo reciente: [/FONT]
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Todo esto se resume en una frase: "la velocidad de una onda es independiente del movimiento de su fuente", ya te dije que era importante. Para una onda mecánica, "la velocidad de una onda" significa la velocidad medida desde el punto de vista del medio por el que se propaga. Pero para una onda electromagnética, como no hay un medio que proporcione un sistema de referencia privilegiado, esto significa que la velocidad de una onda es independiente del movimiento de su fuente, en todos los sistemas de referencia.

De hecho, con todo esto, ya hemos cubierto los dos principios que la relatividad especial postula:

1. No se puede detectar el movimiento uniforme, absoluto.
2. La velocidad de una onda electromagnética es independiente del movimiento de su fuente.

El primero viene a significar que la física es la misma en todos los sistemas de referencia uniformes. El segundo, es todo lo que hemos estado hablando Toda la relatividad; la invariancia de la velocidad de la luz, , etc. viene de esos dos postulados únicamente
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[FONT=Times New Roman]Si la radiación electromagnetica y sus caracteristicas es la clave a partir de la cual se puede explicar MATEMATICAMENTE la relatividad especial, entiendo que, por ejemplo, lo de los mesones, que son particulas que “viven” o “se codean” con la radiación electromagnetica, pues tenga una “facil” explicación y mejor entendimiento.[/FONT]
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[FONT=Times New Roman]Pero cuando hablamos de la vida, cuando podemos asegurar que, en la paradoja de los gemelos, el reloj biológico se puede alterar. ¿ Como se puede explicar?, ¿como se puede demostrar sin matematicas, sin ecuaciones? ¿ Como una mente humana puede llegar a entender que, por el simple hecho de darse una vueltecita por el espacio a una “gran velocidad” , el reloj de la vida, de las células, puede se alterado?[/FONT]
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[FONT=Times New Roman]A veces pienso que es imposible entenderlo si no es con los numeros, no se….[/FONT]

[pod]

Re: La luz y la vida

Para este tipo de preguntas, casi deberías esperar al foro de Filosofía de la ciencia, de creación en los próximos días.

Sin entrar en filosofadas en este foro, te diré que las dilataciones temporales son un fenómeno físico que se ha medido experimentalmente con relojes atómicos en aviones. La diferencia de tiempo a velocidades "mundanas" es tan ridícula que no puede llegar a notarse en la edad aparente de las personas (que es un concepto muy relativo, nada científico), pero los relojes atómicos son lo suficientemente precisos para diferenciar ese tipo de cosas.

[carliños]

Re: La luz y la vida

Pues no creo que sea una filosofada lo que he escrito antes, pero en fin....si tu lo dices

Y me quieres decir que, como no se ha demostrado experimentalmente la dilatacion temporal en seres humanos, no se puede dar por valida la teoria en este caso?? Joer, pues vaya decepción!! Pensaba que eso estaba superado ya.

saludos

[pod]

Re: La luz y la vida

Y me quieres decir que, como no se ha demostrado experimentalmente la dilatacion temporal en seres humanos, no se puede dar por valida la teoria en este caso?? Joer, pues vaya decepción!! Pensaba que eso estaba superado ya.

No, todo lo contrario. Te estoy diciendo que es un fenómeno físico real y que cualquier reloj físico lo notaría. Sólo que para ser apreciable en humanos hay que ir más rápido.

[carliños]

Re: La luz y la vida

Entonces solo nos falta la nave que nos transporte a esa velocidad.

Y parece que la explicacion a la cuestion de mi primer post se va a demorar mas que el primer viaje en esa, actualmente, hipotética nave.

Bien entonces, seguiremos esperando...

[aLFRe]

Re: La luz y la vida

[FONT=Times New Roman]Pero cuando hablamos de la vida, cuando podemos asegurar que, en la paradoja de los gemelos, el reloj biológico se puede alterar. ¿ Como se puede explicar?, ¿como se puede demostrar sin matematicas, sin ecuaciones? ¿ Como una mente humana puede llegar a entender que, por el simple hecho de darse una vueltecita por el espacio a una “gran velocidad” , el reloj de la vida, de las células, puede se alterado?[/FONT]

Esto como casi todo lo que posteo, no viene al caso
pero hace unos años tuve una discusión con un catedrático de mi Facultad
al respecto de la paradoja de los gemelos.
Yo intenté hacerle ver que usar términos tales como joven, envejecimiento
complicaba entender el asunto para una persona que estuviese iniciando
sus estudios de la teoría.
El me cortó con un seco "el tiempo biológico es el mismo que el tiempo físico"
y me remitió a que consultase a otros profesores y libros
por si no había entendido la teoría.

La juventud de un organismo está asociado a los procesos
bioquímicos que tienen lugar en su organismo, el entorno en que está,
hábitos de vida y un montón de variables.
Otra cosa es que legalmente, nosotros establecemos la edad
como el tiempo transcurrido ( implícitamente en la misma referencia, La Tierra)
tras el día de nacimiento, o la fecha comunicada al Registro Civil.
En ese sentido usamos como unidad el tiempo empleado por La Tierra
en dar una vuelta en torno a El Sol.

La Teoría de la Relatividad Especial implica que los intervalos de tiempo
medidos en referencia inerciales que se mueven a velocidades distintas
son diferentes y no hay nada mágico en esto.
Vd. moviéndose a más velocidad, siendo esta constante
viviría su vida de la misma forma en que hace ahora,
pero en el momento en que comparase intervalos de tiempo con otra
persona que se mueve a otra velocidad uniforme obtendría discrepancias.

Yo no gastaría ni cinco minutos en explicar
de la forma en que se plantea la paradoja de los gemelos en clase.

Un saludo.

[carliños]

Re: La luz y la vida

Gracias ALFRE, parece que tu y yo "sintonizamos" con menos interferencias.

Pero si...

"el tiempo biológico es el mismo que el tiempo físico"


Por supuesto, Y si....

La Teoría de la Relatividad Especial implica que los intervalos de tiempo
medidos en referencia inerciales que se mueven a velocidades distintas
son diferentes y no hay nada mágico en esto.
Vd. moviéndose a más velocidad, siendo esta constante
viviría su vida de la misma forma en que hace ahora,
pero en el momento en que comparase intervalos de tiempo con otra
persona que se mueve a otra velocidad uniforme obtendría discrepancias.

Por supuesto, si esto esta clarisimo.


Pasa igual que en el hilo en el que se explica la diferencia entre los "medios" por donde se mueve el electromagnetismo.( el effecto doppler). Al final me entendisteis y me respondisteis. Aqui sigue habiendo una cuaestion clave.

¿ Que le hace, que "punto clave" le "toca" el electromagnetismo a la vida,
para que eso sea posible, para que los dos gemelos sientan el paso del tiempo igual hasta que se comparan?

Saludos

[pod]

Re: La luz y la vida

Por lo visto, tus problemas están en que sigues viendo las cosas como si hubiera un sistema de referencia absoluto de alguna forma. Eso no es lo mismo que preguntaste al principio, preguntarse sobre las matemáticas y la realidad es diferente (que, por cierto, traté un poco por encima en este artículo tan antiguo).

Por otra parte, como te dijimos en otros hilos, la luz no tiene nada que ver en todo esto. Simplemente, fue el primer "objeto sin masa" que se descubrió. Cualquier otra partícula que no tenga masa se corresponde a ondas que no necesitan ningún medio por el que propagarse, y por lo tanto no tienen más remedio que moverse a la velocidad de la luz. La relatividad es una característica del tiempo y del espacio, y se cumple en cualquier proceso físico, intervenga la luz o no.

Otra cosa: la edad aparente de una persona no es adecuada para medir el tiempo, ya que depende de muchas cosas; hábitos, accidentes, enfermedades, etc. Imagínate que se realiza el experimento de la paradoja de forma que un gemelo vuelve con 40 años y el otro tiene 50; pero el más joven ha fumado toda su vida, y el de 50 se ha hecho un lifting. Tampoco es aceptable la visión psicológica del tiempo, todo el mundo sabe que cuando nos divertimos el tiempo nos parece pasar más rápido, y cuando te aburres al contrario. Un reloj físico aceptable por ejemplo sería un péndulo; los péndulo son perfectamente regulares, siempre tardan lo mismo en hacer una oscilación, por lo que uno puede contar el tiempo simplemente contando cuantas oscilaciones ha realizado el péndulo. Es algo perfectamente objetivo y regular.

Ahora bien, un reloj mide el tiempo en su sistema de referencia. Es decir, cada gemelo para saber su edad real tiene que mirar un reloj que esté junto a ellos, en reposo relativo. Imagínate un experimento mental: tenemos dos observadores moviéndose a velocidad constante relativa entre si. Cada cual tiene consigo un reloj y un telescopio muy potente que le permite mirar lo que marca el reloj del otro observador. Cada cual sabe suficientes matemáticas como para poder tener en cuenta que la velocidad finita a la que viaja la información. El observador A le pide al observador B que, a una hora concreta, mire a ver cuando marca el reloj que A lleva consigo. Cuando lo haga, B mirará el reloj de A por su telescopio, y le dirá a A lo que ha visto: "Pues mira, señor A, yo he visto en tu reloj que que marcaba las doce y cuarto". Y A responderá: "pues tienes razón, yo también he visto que marcaba eso".¿por qué coinciden? Por que ambos han mirado el mismo reloj, en el mismo sistema de referencia. Todos los observadores del universo pueden realizar este experimento, y todos verán cuanto marca el reloj de A, y siempre estarán de acuerdo en apuntar cuál es el tiempo propio del sistema referencia A.

La diferencia viene cuando un observador compara el tiempo en el reloj del otro con el suyo propio. A le dice a B, a través de mi telescopio, puedo ver que el tiempo en tu reloj pasa (por ejemplo) justo a la mitad del ritmo que el mio; A puede aplicar la formula de dilatación temporal y entender que la razón de esa observación es que, en su sistema de referencia, B se mueve con una cierta velocidad. Pero todo es relativo: en el sistema de referencia de B, es A quien se mueve con cierta velocidad (la misma, pero en sentido contrario claro); podrá aplicar la misma formula y le saldrá que, para él, es el reloj de A el que avanza a medio ritmo: la observación con su telescopio lo corroborará.

¿Quien tiene razón? ¡Los dos! La física es la misma en todos los sistemas de referencia. Las observaciones (bien hechas) en todos los sistemas de referencia son correctas. No hay una medición más absoluto que la otra.

¿Que hemos aprendido de estos dos experimentos mentales? Del segundo hemos aprendido que las observaciones de tiempo (y se pueden hacer razonamientos similares para el espacio) dependen de en que sistema de referencia se realicen. Pero del primero hemos visto que todos los sistemas de referencia están de acuerdo en las mediciones de un sistema de referencia dado. En el caso de la paradoja de los gemelos, el que se quedó en la tierra dirá: "he analizado tu viaje siguiendo las fórmulas de la relatividad, y estoy de acuerdo en que, para ti, han pasado 40 años; mientras que para mi han pasado 50". Y viceversa, sólo que el otro tendrá que usar fórmulas más complicadas por culpa de haber sufrido aceleraciones.

Claro, todo esto es independiente de que lo que vaya en el cohete sea una persona o un ordenador con un reloj. Lo único es que los experimentos mentales siempre quedan más espectacular poner a personas. Al fin y al cabo, la vida está sujeta a las mismas leyes físicas que cualquier otro objeto.

[aLFRe]

Re: La luz y la vida

¿ Que le hace, que "punto clave" le "toca" el electromagnetismo a la vida,
para que eso sea posible, para que los dos gemelos sientan el paso del tiempo igual hasta que se comparan?

Perdón por insistir, creo que ya está todo más o menos dicho...
No puede ser de otra forma.
Recuerda que no se puede hacer ninguna experiencia física
que establezca si el que se mueve con velocidad
(siempre que esta sea uniforme, no hay aceleraciones )
eres tú o el resto del mundo.
Si un gemelo fuese consciente de esto podría determinar
su estado de movimiento de forma absoluta.

Si tienes un reloj, por ejemplo el péndulo que ha citado
el moderador,
los intervalos de tiempo entre sucesos están perfectamente determinados
en cada referencia inercial.

Cuando comparas entre dos referencias,
hay una discrepancia en esas medidas.
Puedes atribuirla a que los relojes marchan de forma distinta.

Esto si es importante.
Las leyes de la Física y de la Química, deben de ser cumplidas por todo el Cosmos,
si no fuese así no serían leyes.
La vida forma parte de ese todo.
Y el electromagnetismo... y la vida... pufff... si los átomos fuesen esferas con masa
que sólo se atrajesen por la fuerza de la gravedad... este mundo sería menos
divertido ¿no crees?

Un saludo.

[carliños]

Re: La luz y la vida

Bueno, ante todo, y a pesar de ser tan cabezon con el tema, todavia teneis ganas de intentar hacerme comprender estas cosas.Gracias.

Os parecerá que no, pero casi todo lo que habeis dicho, ya lo tenía mas o menos superado, y aún así, perdonarme pero todavia no he encontrado, en vuestras palabras, la respuesta a mis dudas.
Pero no voy a insistir hasta que no me lo re-piense mas y de paso voy a leer el tema ¿QUE ES LA FISICA?.

A veces es dificil explicarse y que te entiendan en los foros y mas a un aficionado a los temas que se discuten.

Me tomo un tiempo para reflexionar.

Saludos

[pepe.campana]

Re: La luz y la vida

[FONT=Verdana]Saludos para tod@s.[/FONT]

[FONT=Verdana]Ya he oído en algún momento (o leído en algún lugar), que tal como dice pod, [/FONT]

las dilataciones temporales son un fenómeno físico que se ha medido experimentalmente con relojes atómicos en aviones,

[FONT=Verdana]aunque he estado buscando bibliografía al respecto y no la he podido encontrar.[/FONT]

[FONT=Verdana]Supongo que el experimento consistiría en sincronizar en Tierra los dos relojes atómicos, situar uno de ellos en alguna nave supersónica que daría un número determinado de vueltas a la Tierra y, tras su regreso, comparar la lectura de ambos relojes. Es de suponer que de esta comparación de lecturas se determinaría que, en efecto, el tiempo marcado por el reloj viajero sería inferior al tiempo marcado en el reloj que quedó en Tierra, obteniéndose así una evidencia clara de la dilatación del tiempo tal como predice la Teoría Especial de la Relatividad.[/FONT]

[FONT=Verdana]Insisto en que, a pesar de que he buscado información sobre el experimento no la he encontrado. De todos modos, por lo que puedo recordar y de la información que facilita pod, supondré que los hechos transcurrieron así: El reloj viajero había atrasado respecto del que quedó en Tierra.[/FONT]

[FONT=Verdana]La cuestión es la siguiente: Si el experimento del avión es una constatación empírica de la dilatación del tiempo, ¿cómo es posible, cuando hablamos de los gemelos, que … [/FONT]

el que se quedó en la tierra dirá: "he analizado tu viaje siguiendo las fórmulas de la relatividad, y estoy de acuerdo en que, para ti, han pasado 40 años; mientras que para mi han pasado 50". Y viceversa, sólo que el otro tendrá que usar fórmulas más complicadas por culpa de haber sufrido aceleraciones?

[FONT=Verdana]He visto en muchos sitios explicar la paradoja de los gemelos argumentando que el cohete en el que viaja uno de los gemelos rompe la simetría del experimento en el momento en que invierte su marcha, lo que conduce a que finalmente se produzca un envejecimiento asimétrico real. Pero ¿qué ocurriría si el viajero no vuelve invirtiendo el sentido de su marcha sino que, desplazándose de forma continua a través del espacio y tras recorrerlo entero, se encontrara de nuevo en el punto de partida? ¿Serían en tal caso los dos gemelos igual de viejos? [/FONT]


Salud para tod@s

[pod]

Re: La luz y la vida

[FONT=Verdana]Saludos para tod@s.[/FONT]

[FONT=Verdana]Ya he oído en algún momento (o leído en algún lugar), que tal como dice pod, [/FONT]


[FONT=Verdana]aunque he estado buscando bibliografía al respecto y no la he podido encontrar.

http://en.wikipedia.org/wiki/Hafele-Keating_experiment

En la actualidad, la dilatación temporal se utiliza continuamente en los sistemas GPS (junto con efectos de relatividad general). Así que los GPS de los taxistas de Barcelona se pueden considerar una confirmación experimental.
[/FONT]

[FONT=Verdana]Supongo que el experimento consistiría en sincronizar en Tierra los dos relojes atómicos, situar uno de ellos en alguna nave supersónica que daría un número determinado de vueltas a la Tierra y, tras su regreso, comparar la lectura de ambos relojes. Es de suponer que de esta comparación de lecturas se determinaría que, en efecto, el tiempo marcado por el reloj viajero sería inferior al tiempo marcado en el reloj que quedó en Tierra, obteniéndose así una evidencia clara de la dilatación del tiempo tal como predice la Teoría Especial de la Relatividad.

Eran aviones comerciales normalitos de la época. En realidad, había tres relojes: uno hacia el este, uno hacia el oeste y otro "fijo" en una universidad.

[/FONT]

[FONT=Verdana]Insisto en que, a pesar de que he buscado información sobre el experimento no la he encontrado. De todos modos, por lo que puedo recordar y de la información que facilita pod, supondré que los hechos transcurrieron así: El reloj viajero había atrasado respecto del que quedó en Tierra.[/FONT]

[FONT=Verdana]La cuestión es la siguiente: Si el experimento del avión es una constatación empírica de la dilatación del tiempo, ¿cómo es posible, cuando hablamos de los gemelos, que … [/FONT]


[FONT=Verdana]He visto en muchos sitios explicar la paradoja de los gemelos argumentando que el cohete en el que viaja uno de los gemelos rompe la simetría del experimento en el momento en que invierte su marcha, lo que conduce a que finalmente se produzca un envejecimiento asimétrico real.

Así es. Hay algún hilo en este foro sobre la paradoja, si tienes dudas dirigete allí o crea otro nuevo si crees que tus dudas son diferentes.

[/FONT]

[FONT=Verdana]
Pero ¿qué ocurriría si el viajero no vuelve invirtiendo el sentido de su marcha sino que, desplazándose de forma continua a través del espacio y tras recorrerlo entero, se encontrara de nuevo en el punto de partida? ¿Serían en tal caso los dos gemelos igual de viejos? [/FONT]

Si uno no invierte su rumbo, no vuelve al punto de partida.

[pepe.campana]

Re: La luz y la vida

[FONT=Verdana]Hola de nuevo[/FONT]

[FONT=Verdana]Gracias por tu post. [/FONT]

[FONT=Verdana]El link a la Wikipedia me ha sido de utilidad. Parece ser, de hecho, que no eran tres los relojes utilizados en el experimento, sino cuatro, además del que quedó en la estación de referencia. Pero esto es de importancia menor.[/FONT]

[FONT=Verdana]Mi pregunta, no obstante, sigue siendo la misma, aunque para que no haya disquisiciones sobre si se invierte o no se invierte el rumbo, la formularé de otra manera: si uno de los gemelos hubiera viajado junto con Hafele y Keating, digamos hacia el este, al llegar a destino tendría unos 59 nanosegundos de vida menos que su hermano (y, de no ser porque no nos es posible prescindir de los efectos gravitacionales, hubiera llegado a ser hasta 144 nanosegundos más joven). ¿Dónde se rompe aquí la simetría del experimento? Cabría esperar que el que quedó en Tierra dijera, parafraseando a pod "he analizado tu viaje siguiendo las fórmulas de la relatividad, y estoy de acuerdo en que, para ti, han pasado 59 nanosegundos menos". Y viceversa, sólo que el otro tendrá que usar fórmulas más complicadas por culpa de haber sufrido aceleraciones?[/FONT]

Hasta la próxima

[pod]

Re: La luz y la vida

[FONT=Verdana]Hola de nuevo[/FONT]

[FONT=Verdana]Gracias por tu post. [/FONT]

[FONT=Verdana]El link a la Wikipedia me ha sido de utilidad. Parece ser, de hecho, que no eran tres los relojes utilizados en el experimento, sino cuatro, además del que quedó en la estación de referencia. Pero esto es de importancia menor.[/FONT]

[FONT=Verdana]Mi pregunta, no obstante, sigue siendo la misma, aunque para que no haya disquisiciones sobre si se invierte o no se invierte el rumbo, la formularé de otra manera: si uno de los gemelos hubiera viajado junto con Hafele y Keating, digamos hacia el este, al llegar a destino tendría unos 59 nanosegundos de vida menos que su hermano (y, de no ser porque no nos es posible prescindir de los efectos gravitacionales, hubiera llegado a ser hasta 144 nanosegundos más joven). ¿Dónde se rompe aquí la simetría del experimento? Cabría esperar que el que quedó en Tierra dijera, parafraseando a pod "he analizado tu viaje siguiendo las fórmulas de la relatividad, y estoy de acuerdo en que, para ti, han pasado 59 nanosegundos menos". Y viceversa, sólo que el otro tendrá que usar fórmulas más complicadas por culpa de haber sufrido aceleraciones?[/FONT]

Hasta la próxima

Los sistemas de referencia inerciales se mueven siempre a en movimientos rectilíneos uniformes (MRU). Dos MRU sólo coinciden en el mismo punto en un sólo instante de tiempo, como mucho. Eso significa que cualquier experimento que consista en "yo me espero aquí mientras tú te vas a dar una vuelta y cuando vuelvas comparamos cuan viejos somos cada uno" siempre implicará aceleración del segundo observador, rompiendo totalmente la simetría.

En el experimento de los aviones, hay por lo menos tres aceleraciones: despegue del avión, aceleración centrípeta mientras da la vuelta a la tierra, aterrizaje del avión. El reloj estacionario no sufre ninguna de esas aceleraciones.

El único experimento perfectamente simétrico es el que comentaba en un mensaje anterior, dos sistemas de referencia completamente inerciales durante todo el tiempo, que comparan sus relojes propios con los del otro sistema de referencia mediante un telescopio. En este caso, ambos sistemas de referencia creen que el otro va mas lento. Y ambas afirmaciones son completamente válidas, ya que se han hecho desde sistemas de referencia válidos, es decir, inerciales.

[carliños]

Re: La luz y la vida

Bueno, pero resumiendo a tu anterior post:

Cuando se sufren aceleraciones, ya sean positivas o negativas, dicho de otra forma: Cuando el cohete del gemelo vuelve a la tierra y se compara con su hermano, ya sea la edad de cada uno o un reloj atómico ¿ es mas joven el que vuelve de viaje? ¿está atrasado el reloj que viajó en el cohete?

SI o NO?

Despues de leer los post anteriores yo entiendo que SI se atrasa el reloj. Y tambien entiendo que el gemelo que queda en tierra es mas viejo, aunque sea muy poquito, aunque solo sea una arrugilla mas.