sábado, 10 de mayo de 2014

El tiempo es uno solo pero se aprecia de manera diferente en la tierra y en el cosmos: Por qué la Teoría de la Relatividad Clásica es aplicable al tiempo


                                                           Al Dios del Universo
Índice
  1. Premisa
  2. Teoría de la Relatividad Clásica
  3. Por qué la Teoría de la  Relatividad Clásica es aplicable al tiempo
  4. Evolución del estudio del movimiento de los cuerpos en el espacio
  5. Conclusión
1.      Premisa
Los sentidos de los seres humanos aprecian el tiempo de manera diferente, dependiendo del lugar donde se encuentre la persona: la tierra o  el espacio exterior. Los sentidos de un astronauta en su laboratorio espacial solo perciben la obscuridad del universo a su alrededor y la luz de los cuerpos celestes visibles en la distancia; esto revela que para el astronauta el tiempo no presenta evidencia significativa de cambio físico.  Ocurre lo contrario en la tierra,  donde los sentidos de las personas si captan permanentemente las consecuencias más visibles y mayores del paso del tiempo como el día y la noche y las estaciones: invierno, primavera, verano y otoño. Por las razones antes expuestas, he llegado a la conclusión de que la Teoría de la Relatividad Clásica o Teoría de la Relatividad de Galileo Galilei es también aplicable al tiempo, tema que constituye el objetivo principal de este ensayo,  el cual desarrollo a continuación.
2.      Teoría de la Relatividad Clásica o Teoría de la Relatividad de Galileo
En el mundo occidental, los filósofos y científicos de la Edad Antigua, de la Edad Media y parte de la Edad Moderna se interesaron por descubrir los secretos del universo pero algunos de sus descubrimientos fueron ignorados y en algunas ocasiones censurados por las limitaciones que imponía la religión en ese momento. El caso más conocido es el de Galileo Galilei (1564-1642), condenado por la Inquisición por recordar y apoyar la teoría de Nicolás Copérnico (1473-1543), quien años antes había afirmado que la tierra no era el centro del universo como lo sostenía el pensamiento de la época, sino que el centro del universo era el sol,  alrededor del cual giraba la tierra, la luna y los planetas.
En  su extensa obra científica, Galileo mostró gran interés por el estudio del movimiento de los cuerpos en el espacio. Galileo aseguró que el movimiento de los cuerpos es relativo y depende del lugar en que el observador perciba el movimiento. Esta premisa de Galileo la comprobamos fácilmente cuando viajamos en un avión o en un barco. Si usted se asoma por la ventana del avión u observa  el interior del avión usted no percibe que el avión se está moviendo. El movimiento del avión es imperceptible para quien está en su interior. Lo mismo ocurre a quien está en el interior de un barco. Pero las personas que están en tierra o que están en otro barco si pueden percibir el movimiento del avión o el barco. Si usted mira en este momento a su  alrededor la tierra parece quieta; usted no percibe que la tierra se está moviendo; sin embargo, en la realidad, la tierra se está moviendo a una gran velocidad de 108.000 kilómetros por hora, pero los seres humanos aquí en la tierra no nos damos cuenta de ello. En cambio, un astronauta desde una estación espacial si puede percibir el movimiento de la tierra. Estos ejemplos explican en forma práctica lo que se conoce como la Teoría de la Relatividad Clásica o Teoría de la Relatividad de Galileo Galilei.  
3.      Por qué la Teoría de la Relatividad Clásica es aplicable al tiempo
Hasta ahora, la Teoría de la Relatividad Clásica ha sido aplicada sólo al movimiento de los cuerpos en el espacio. Pero creo que la Teoría es aplicable al tiempo, porque las mismas premisas aplicables a la apreciación del movimiento de los cuerpos en el espacio son aplicables también a la apreciación del tiempo en el espacio. En efecto, lo mismo que ocurre con la apreciación del movimiento de los cuerpos en la tierra, dependiendo de donde se encuentre el observador, ocurre con la apreciación del tiempo, dependiendo de si el observador se encuentra en la tierra o en el espacio exterior. Desde la tierra los seres humanos percibimos las consecuencias del paso del tiempo; pero un astronauta en su estación espacial no percibe esos cambios en su entorno porque en el cosmos no hay ni día ni noche ni invierno, primavera, verano ni otoño. Desde la distancia el astronauta podrá ver sólo las zonas de luz y sombra de la tierra pero no percibirá los efectos del tiempo en el espacio exterior a su alrededor; en consecuencia, podemos afirmar que la apreciación del tiempo como lo conocemos los seres humanos es relativa y depende del lugar donde se encuentre el observador: la tierra o el espacio exterior.
4.      Evolución del estudio del movimiento de los cuerpos en el espacio
Desde la Antigüedad el hombre ha tratado de comprender el movimiento de los cuerpos en el espacio, comenzando por el propio movimiento de la tierra y de los astros. Estudios realizados por Isaac Newton en el siglo XVII, demuestran que las civilizaciones más antiguas, Babilonia, Caldea, Egipto, Grecia y Roma sabían que la tierra y los astros giran alrededor del sol. Existen testimonios que prueban que un astrónomo griego, Aristarco de Samos (310 A.C-230 A.C), expuso primero la idea del Heliocentrismo.  Sin embargo, las fuentes de la historia han atribuido la paternidad del concepto únicamente a Nicolás Copérnico (1473-1543), por su libro Sobre de las esferas celestiales (1531).
El trabajo de Copérnico fue continuado por un matemático y astrónomo alemán, Johannes Kepler (1571-1630), quien estudió el movimiento de los planetas y formuló tres conceptos conocidos como las leyes de Kepler, los cuales ratifican que la tierra y los planetas se mueven  alrededor del sol  en forma elíptica y a velocidad variable dependiendo de la distancia respecto al sol: velocidad máxima en el perihelio y mínima en el afelio.
Isaac Newton (1643-1727), filósofo y matemático inglés sigue y amplía la línea de investigación de sus predecesores. Estudia el fenómeno de la luz y crea una nueva disciplina, el cálculo matemático, para predecir el cambio de la materia.  Formuló la Ley de la Gravitación Universal que explica la atracción que ejerce la masa de los cuerpos sobre otros cuerpos.  Newton dedujo que el sol, por su gigantesca masa, atrae a la tierra y a los planetas; la tierra atrae a la luna, los planetas se atraen entre si y de la misma manera la tierra atrae a la manzana que cae a ella. Es la fuerza gravitacional, según Newton, que opera en todo el universo, por lo que la gravedad es una ley universal.
Newton formuló tres conceptos sobre el efecto que ejerce la fuerza sobre el movimiento de los cuerpos, ideas conocidas como las leyes de Newton. También avanzó en el estudio de las propiedades de la materia y dedujo que los cuerpos se convierten en luz y viceversa, adelantándose al concepto de masa y energía como unidad, que sería desarrollado doscientos años después por Albert Einstein.
En el año 1905, el científico Albert Einstein (1879-1955), publicó su Teoría de la Relatividad Especial, en la que estudia el movimiento de los cuerpos en el espacio y  agrega una nueva dimensión: el tiempo, lo cual representa una completa revolución en el estudio del tema, ya que los científicos anteriores habían considerado al tiempo como una magnitud absoluta. Einstein cambia el concepto y demuestra que el tiempo y el espacio son relativos y constituyen una unidad indivisible. En 1915 amplía sus estudios sobre la materia y desarrolla la Teoría de la Relatividad General, en la que explica cómo se relacionan espacio, tiempo, materia y energía.
Einstein elabora una nueva teoría de la gravedad y asegura que la masa de los cuerpos curva el espacio a su alrededor y esa es la causa de la atracción entre los cuerpos. La fuerza gravitacional no existe, lo que existe es la curvatura del espacio que empuja los cuerpos y los atrae hacia otros cuerpos. El sol, con su gran masa, curva el espacio alrededor de la tierra y por eso la tierra es atraída hacia el sol. La tierra, con su gran masa, curva el espacio a su alrededor y atrae a la luna. Los planetas curvan el espacio a su alrededor y se atraen entre sí. Su teoría de la curvatura del espacio fue comprobada mediante pruebas en momentos de eclipse de sol en los años veinte  y observando la órbita de Mercurio alrededor del sol. En ambos casos se comprobó que la luz se curva en el espacio alrededor del sol. Esto cambió la idea de la gravedad vigente desde que Isaac Newton doscientos años antes formuló su Teoría de la Gravitación Universal.  Einstein creó, pues, una nueva teoría de la gravedad que representa una nueva visión del universo.
En paralelo, Einstein estudió las leyes de la materia y explicó cómo la masa de los cuerpos se convierte en energía, dando origen a una nueva realidad en el mundo: la Era Atómica.
5.      Conclusión
Sólo como una metáfora, podríamos hablar de la existencia de un tiempo cósmico y de un tiempo humano. Pero esa distinción es una creación arbitraria empleada únicamente para comprender mejor la realidad, porque el tiempo es uno sólo en el cosmos y en la tierra. Los seres humanos han creado conceptos limitados de tiempo que no existen en la realidad pero que sirven para ordenar las actividades de la vida: segundos, minutos, horas, días, semanas, meses y años. El concepto de tiempo en unidades de medida es una invención humana. El tiempo cósmico es uno sólo en un solo espacio donde  los astros  se encuentran en movimiento permanente.
Tiempo y espacio constituyen una unidad. En el cosmos esa unidad es perfecta e indisoluble.  Pero en la tierra los humanos hacemos distinción entre uno y otro apoyados en la prueba física que nos proporcionan los fenómenos ya descritos de día, noche y estaciones, fenómenos que, a su vez, provocan cambios en la naturaleza. Esos cambios son las evidencias del paso del tiempo.
En el tiempo cósmico no existe segundo,  minuto,  hora, día, semana, mes ni año;  lo único que existe es el movimiento de los astros; esa es la medida del tiempo.
El tiempo cósmico es una sola dimensión inseparablemente unida al espacio cósmico.
Galileo no pudo aplicar su teoría de la relatividad al tiempo por una razón muy simple: porque en su época no se conocían los viajes al espacio y, en consecuencia, él no podía saber que el tiempo en el espacio se aprecia diferente a como se aprecia en la tierra. Pero los seres humanos del siglo XX y XXI si conocen la perspectiva del universo desde el espacio por fotografías y otras evidencias tomadas en el espacio exterior; por eso, podemos distinguir el tiempo desde la tierra y el tiempo desde el espacio. En consecuencia, se puede concluir que la Teoría de la Relatividad Clásica de Galileo es aplicable hoy al tiempo; esa es mi hipótesis.
Otros ensayos del autor sobre el tema:
Relativity of the mathematical exactitude
Space and time is one unit









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