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Cuando el metro mide algo menos de un metro

¿Y qué pasará con otras medidas, por ejemplo, las del espacio? Veamos: ahora vamos a suponer que construimos dos reglas exactamente iguales, con las cuales nos disponemos a medir la distancia que hay entre dos postes de telégrafo, pero mientras unos hacen la medida directamente sobre el camino, otros en cambio lo harán desde un tren que pasa a gran velocidad. Los primeros no tendrán evidentemente ninguna dificultad: con sólo ver cuántas veces cabe la regla dentro del espacio que hay entre ambos postes, tendrán la medida. Para los que viajan en el tren la tarea no es tan sencilla; pero supongamos que ellos logran realizar, cuando el tren pasa frente a los postes, dos marcas simultáneas -aquí está la dificultad- que les señalen en el tren la distancia que separa ambos postes. Logradas tales marcas, entonces no tendrían más que medir con la regla la distancia señalada. La Teoría Espacial de la Relatividad nos dice que ambas medidas serán distintas, en tal forma, que la realizada por los viajeros del tren será mayor que la longitud medida por los que se hallan en el camino. ¿Cómo se explica esto? Pues porque la teoría afirma que todo cuerpo que se desplaza a una cierta velocidad sufre una contracción según la dirección en que se mueve. Entonces lo que ha ocurrido es que la regla de los viajeros del tren se ha contraído, o sea que se ha hecho más corta por efecto de la velocidad, y claro está que entonces ella entrará más veces dentro del espacio que separa ambos postes y la medida resultará mayor. Sin embargo, hagamos notar también aquí que, para que las diferencias sean apreciables, las velocidades deben ser próximas a la velocidad de la luz.

Así es que las mediciones de espacio y tiempo son, pues, relativas, y por ende, todas aquellas magnitudes que incluyan estas medidas, como por ejemplo las velocidades. Pero ¿qué ocurriría si se midiese la velocidad de la luz desde un vehículo que se desplazara a gran velocidad? Pues resultaría del mismo valor que si se la midiese en el laboratorio. La velocidad de la luz es rigurosamente constante, cualquiera sea el lugar o sistema desde el cual se la mida.

Si nosotros quisiéramos representar en escala nuestra casa, no podríamos hacerlo totalmente en un plano. Podremos dibujar en él, únicamente, la planta de la misma. Una representación más real nos exige que lo realicemos en tres dimensiones, o sea según largo, ancho y alto. Todos los objetos del espacio pueden estar ubicados en un sistema de representación que tenga tres dimensiones, y nadie vería ningún inconveniente en ello, si la unidad de medida fuese constante en todas partes. Pero ya hemos visto que las medidas de espacio son relativas, y dependen del lugar en que se realice la medición. Entonces no podremos realizar una representación universal, o sea, común para todos, pues cada observador tiene, digamos, una unidad de medida distinta. Y otro tanto ocurre con el tiempo. Para poder representar el espacio, o el tiempo, sería necesario tener una unidad tal que en todas partes fuera constante, porque no se modificara.

Hermán Minkowski, nacido en Lituania, descubrió que esta dificultad provenía del hecho de que nosotros queríamos representar el espacio aislado por un lado, y el tiempo por otro; pero si consideramos un Universo en el que aparezcan superpuestos el espacio y el tiempo, entonces puede darse una unidad común e invariable para todos. Este Universo tendría cuatro dimensiones: tres de espacio y una de tiempo, y cada suceso estaría representado por el lugar y el tiempo en que ocurrió. O sea, pues, que en el Universo de Minkowski, espacio y tiempo están estrechamente unidos. Es que la “realidad” no es solamente aquello que ven nuestros ojos, sino que todo hecho ocurre simultáneamente en el espacio y en el tiempo. Y Minkowski ideó, matemáticamente, un Universo en el que el tiempo es una dimensión más, semejante a las del espacio. Dicho modelo de Universo es tan abstracto y se aparta tanto de nuestra experiencia diaria, que nuestra mente no puede imaginarlo sino con gran trabajo.