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[Viktor]

Buenas, encantado de formar parte de esta comunidad.

Viendo un documental del universo el otro día se me planteó una duda.

Se dice que el tiempo fluye más o menos rápido en un lugar en función de la gravedad a la que está sometido ese sitio, no? Y se pone el ejemplo de que si colocas un reloj atómico en orbita terrestre, este reloj se adelantará ligeramente a otro situado en la superficie de la tierra.

Bien, ahora imaginemos dos relojes atómicos en la superficie terrestre uno en un lugar cálido y otro en un lugar frío. El reloj atómico situado en el lugar cálido se adelantará respecto al otro reloj, no?

Entonces podemos deducir que el tiempo fluye más despacio en un lugar conforme menor es su temperatura?

[guibix]

Re: El paso del tiempo en función de la temperatura

Hola Viktor.

Bien, ahora imaginemos dos relojes atómicos en la superficie terrestre uno en un lugar cálido y otro en un lugar frío. El reloj atómico situado en el lugar cálido se adelantará respecto al otro reloj, no?

Entonces podemos deducir que el tiempo fluye más despacio en un lugar conforme menor es su temperatura?

Creo que estás confundiendo términos. La temperatura es una medida de la energía cinética media de las partículas que conforman el cuerpo estudiado. En este contexto, la temperatura no está relacionada con el paso del tiempo (no porqué las cosas frías vayan más lentamente significa que su tiempo sea diferente).

Ahora bien, la Teoría General de la Relatividad describe la gravedad como un efecto de la deformación espacio-temporal. Esta deformación viene dada por la distribución de la masa/energía en el espacio. Cuanta más energía y más concentrada, mayor es la deformación espacio-temporal y en consecuencia mayor es la gravedad y menor es el tiempo de un objeto sujeto a dicho campo en comparación a un objeto libre de él.

Teniendo en cuenta esto y si hemos dicho que la gravedad es proporcional a la masa/energía presente, entonces un cuerpo con una temperatura alta tendrá más energía que otro cuerpo más frío. Esto significa que si quieres contemplar la contribución de la energía térmica para el campo gravitatorio, a mayor temperatura, mayor es la gravedad del cuerpo, porqué su energía total es mayor. Por lo tanto y visto así, se podría decir que es el cuerpo más caliente es el que tiene un tiempo más lento que el frío y no al revés.


Saludos.

[Viktor]

Re: El paso del tiempo en función de la temperatura

Muchas gracias guibix, no lo había pensado de esa manera y veo mucho sentido a lo que dices. aunque dé como resultado algo contrario a lo que yo esperaba! jajaj De hecho se me olvida a menudo pensar que la masa es una forma de energía y que por lo tanto masa y energía crean gravedad.


Mira, te explico brevemente por qué llegué a la conclusión de que un reloj atómico a mayor temperatura adelantaría:

Miré la definición de segundo en wikipedia que dice:

"Un segundo es la duración de 9 192 631 770 oscilaciones de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio (¹³³Cs), a una temperatura de 0 K"

Me fijé que variando la temperatura varían esas oscilaciones y pensé que eso tenía sentido, puesto que como bien dices la temperatura
es una medida de la energía cinética media de las particulas, luego a mayor temperatura más oscilaciones.

Entonces pensé que si un reloj atómico lo que hace es medir las oscilaciones emitidas por un átomo de cesio, si lo colocamos en un lugar a mayor temperatura adelantaría.

Y luego pensé pues parece que algo de sentido tiene porque por ejemplo lo que hacemos con un frigorífico es alargar la vida de los alimentos, ralentizar los procesos químicos que los deterioran, semejante a lo que ocurre a esas partículas que aceleran y que por ello tardan más en desintegrarse y dicen que el tiempo fluye más despacio para ellas..

[guibix]

Re: El paso del tiempo en función de la temperatura

"Un segundo es la duración de 9 192 631 770 oscilaciones de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio (¹³³Cs), a una temperatura de 0 K"

Me fijé que variando la temperatura varían esas oscilaciones y pensé que eso tenía sentido, puesto que como bien dices la temperatura
es una medida de la energía cinética media de las particulas, luego a mayor temperatura más oscilaciones.

Entonces pensé que si un reloj atómico lo que hace es medir las oscilaciones emitidas por un átomo de cesio, si lo colocamos en un lugar a mayor temperatura adelantaría.

Todas las sustancias emiten distintas longitudes de onda en función de la energía que contienen y por ende de su temperatura. Si pones el cesio133 a otra temperatura no estás cambiando la velocidad del tiempo, solo lo estás excitando para que emita luz de más frecuencia. Decir que el tiempo cambia al subir la temperatura del cesio133 es como decir que el espacio se dilata al calentar y dilatar una regla de medir.

Y luego pensé pues parece que algo de sentido tiene porque por ejemplo lo que hacemos con un frigorífico es alargar la vida de los alimentos, ralentizar los procesos químicos que los deterioran, semejante a lo que ocurre a esas partículas que aceleran y que por ello tardan más en desintegrarse y dicen que el tiempo fluye más despacio para ellas..

Si el frío conserva los alimentos es porqué con poca energía las moléculas son incapaces de iniciar reacciones químicas. Cuando la temperatura sube, las moléculas se excitan y vibran facilitando las reacciones responsables del deterioro de la materia orgánica. Además, los principales responsables de este deterioro son otros seres vivos como las bacterias y los hongos, que a bajas temperaturas no pueden desarrollar sus funciones metabólicas y no se "comen" los alimentos.

Salud!

[visitante20160513]

Re: El paso del tiempo en función de la temperatura

Que yo sepa la relatividad no establece ninguna relación directa entre la temperatura y el tiempo. Los fenómenos descritos son demasiado complejos para poder analizarlos con la sencilla explicación que se muestra en los ejemplos dados. Dos relojes a distinta temperatura no necesariamente marcarán tiempos distintos y si lo hacen no será como consecuencia de efectos relativistas. Puede ocurrir que marquen distintos tiempos, por supuesto que nadie lo niega, pero distintas temperaturas no implican distintos campos gravitatorios o distintas velocidades y en consecuencia tampoco implican distintas dilataciones temporales.

Pensemos por ejemplo que las moléculas de un reloj están viajando a distintas velocidades y cada una vería, según la relatividad, distintos intervalos temporales. La pregunta es ¿porqué no se destruyen los enlaces químicos entre ellas? Pues porque la relatividad solo da cuenta de los efectos macroscópicos pero no explica los fenómenos microscópicos a nivel molecular, atómico o inferior.

La conclusión es que no existe relación (conocida) entre la temperatura a que ocurren dos sucesos y el tiempo transcurrido entre ellos. O dicho de otra forma la temperatura a que ocurren dos sucesos no modifica el intervalo temporal entre ellos.

Salu2

[Viktor]

Re: El paso del tiempo en función de la temperatura

Vale ya veo que no me van a dar el nobel de física jajaj

Me imagino que en el reloj atómico hacer la corrección debido a la temperatura tiene que ser algo realmente complicado porque o bien lo mantienen a una temperatura constante o bien le acoplan un medidor de temperatura super preciso para hacer la corrección y recuerdo que un profe mio de termodinámica me decía que es muy dificil medir la temperatura con varios decimales de precisión.

Bueno guibix muchas gracias tus respuestas me han sido de gran ayuda.