He encontrado un artículo muy bien documentado ( 27 libros, si no he contado mal) sobre las teoría innovadoras de Albert Eintein sobre el TIEMPO, que con él dejó de ser una magnitud ABSOLUTA Corresponde a Adriana González Serrano, de quien copio algunos de sus argumentos basados en la extensa bibliografía que menciona.
-Es en los Anales de Física donde Einstein publica en 1905 —hace ya 100 años— su artículo "Sobre la electrodinámica de cuerpos en movimiento". En este artículo se encuentran los fundamentos de la teoría especial de la relatividad, teoría que supone la re-formulación de conceptos físicos clásicos, como los de tiempo, espacio y masa. El que interesa aquí es el concepto de tiempo, el cual se analizará desde una perspectiva filosófica y se comparará con otras concepciones.
la teoría física del final del siglo XIX postulaba que, al igual que las olas y el sonido necesitan de un medio para transportarse (agua y aire, respectivamente), la luz y el magnetismo lo necesitaban también. Así fue como se postuló la existencia del éter, que llenaba todo el espacio y constituía, de este modo, el medio en el que se podían transportar los fenómenos electromagnéticos.
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Al espacio absoluto de la física clásica se le llenaba ahora con éter, constituyendo así un sistema de referencia absoluto que contenía todos los fenómenos de la naturaleza, tanto corpóreos como de ondas. A este sistema se le atribuía el estado de reposo absoluto, por lo que era el sistema al que había que referir todos los demás movimientos físicos. En nada difería, por lo tanto, del vacío o del espacio absoluto de Newton, que por su naturaleza y sin relación a cualquier cosa externa, siempre permanece igual e inmóvil.
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Mach fue uno de los precursores de Einstein en negar un espacio, un tiempo y un movimiento absolutos en la física. El mismo Einstein había puesto de manifiesto que la lectura de las obras de Mach, en especial El desarrollo histórico-crítico de la mecánica, influyó de manera importante en su juventud[3] Y es que Einstein postuló, en su teoría especial de la relatividad, la no existencia de entidades absolutas. Eliminó el éter, y con él, la existencia de marcos de referencia u observadores privilegiados. "Ni los fenómenos de la mecánica, ni tampoco los de la electrodinámica tienen propiedades que correspondan al concepto de reposo absoluto… la introducción de un éter lumínico se mostrará superflua, puesto que la idea que se va a desarrollar aquí no requerirá un espacio en reposo absoluto dotado de propiedades especiales"[4]
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El principio de la relatividad que Einstein acoge en su teoría, es el siguiente: "si K' es un sistema de referencia que se mueve uniformemente y sin rotación respecto a K, entonces los fenómenos naturales transcurren con respecto a K' según idénticas leyes generales que con respecto a K"[ . Significa que todos los sistemas de referencia que se encuentran en movimiento con una velocidad relativa constante respecto de un sistema inercial determinado, son equivalentes: ninguno ostenta una posición de privilegio
Todas las leyes de la física (las de la mecánica, de la electricidad y del magnetismo, las de la óptica y la termodinámica, etc.) son las mismas en todos los marcos de referencia que se muevan con velocidad constante relativa entre sí: tal fue la convicción de Einstein. Dos observadores que se muevan a una velocidad constante, uno respecto al otro, observarán unas leyes naturales idénticas actuando en lo que están observando. Por lo tanto, no existe un marco de referencia ni un observador privilegiado, como se indicó arriba. Así mismo, es imposible detectar movimiento o reposo absoluto.
Por el teorema de adición de velocidades de Galileo, se creía que si un observador viajaba en la misma dirección que la luz, la velocidad de esta le parecería menor, y si viajaba en dirección opuesta a la de la luz, su velocidad le parecería mayor. Pero lo cierto es que en ambos casos es de 300 000 km/s. Esto es así porque la velocidad de la luz es independiente del observador y tiene el mismo valor en todas las direcciones
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Ahora, Einstein había extendido este principio a la electrodinámica, y, a su vez, esta estaba demostrando empíricamente la constancia de la velocidad de la luz. El teorema de adición de velocidades de Galileo estaba siendo válido en el mundo de la física clásica, fundamentalmente mecánico, mas no lo estaba siendo en el mundo de la electromecánica… es válido para bolas y trenes, pero no para el recorrido de rayos de luz[6]
La teoría especial de la relatividad de Einstein propuso una solución a las dificultades que estaban presentando algunos fenómenos físicos que no se habían podido medir, tales como la velocidad del éter con respecto a la tierra y el teorema galileano de adición de velocidades en el caso de la luz. Así mismo, alteró por completo las nociones de espacio y de tiempo que se venían manejando desde hacía bastante.
Según la teoría especial de la relatividad, cada observador emplea un sistema de coordenadas como marco de referencia para establecer las medidas de un acontecimiento o suceso cualquiera, y un sistema puede transformarse en el otro mediante una manipulación matemática. Esto es el principio de la relatividad, y la manipulación matemática que se menciona es la ecuación de trasformación de Lorentz
La transformación de Lorentz permite entonces mantener el valor de la velocidad de la luz en todos los sistemas de referencia, pero a un precio: el abandono de las nociones de espacio y tiempo absoluto.
A modo de aclarar, lo siguiente. Dos observadores (A y B) presencian un suceso cualquiera desde dos sistemas de referencia inerciales diferentes, uno en movimiento constante respecto al primero (K y K', respectivamente). Dicho suceso involucra tanto materia (un tren) como procesos electromagnéticos (una señal de luz). El observador A toma nota de lo que observadesde su sistema de referencia, al igual que el observador B desde su sistema. El resultado es el siguiente: las mediciones que se establezcan del suceso, varían de observador a observador. ¿Cómo interpretar este hecho?
En la física clásica, lo que cambia al pasar de un sistema de coordenadas a otro, es la velocidad. Pero como la constancia de la velocidad de la luz es un principio fundamental en la teoría especial de la relatividad, lo que cambia ahora, con la transformación de Lorentz, son las cantidades de tiempo y espacio. Al pasar del sistema K (en reposo) al sistema K' (en movimiento constante respecto a K) se obtiene un acortamiento de longitudes como consecuencia del movimiento, y por la misma razón, el reloj marcha algo más despacio que en estado de reposo[9] Lo que interesa aquí es el tiempo, por lo que se continuará sólo refiriéndose a él.
Lorentz llamó a estos tiempos diferentes para un mismo suceso, según el sistema de referencia desde el cual se esté observando, tiempos locales..Einstein, por el contrario, vino a revolucionar la física, afirmando la existencia real de tales tiempos locales o relativos. Existen tantos tiempos como sistemas de referencia. Como bien lo explica Stephen Hawking, la constancia de la velocidad de la luz en todos los sistemas de referencia, exigió abandonar la idea de que hay una magnitud universal, llamada tiempo, que todos los relojes pueden medir. En vez de ello, cada observador tendría su propio tiempo personal. Los tiempos de dos personas coincidirían si ambas estuvieran en reposo la una respecto de la otra, pero no si estuvieran desplazándose la una con relación a la otra[11]
La teoría de la relatividad relativizó, entonces, la noción física del tiempo.
Toda interacción requiere un mínimo de tiempo, es decir, una velocidad máxima: la velocidad de la luz. Estando el tiempo relacionado con la simultaneidad, esta es también relativa en la teoría especial de la relatividad. La conclusión a la que llega Einstein es la siguiente:
"no podemos atribuir significado absoluto al concepto de simultaneidad; en su lugar, dos sucesos que son simultáneos cuando son observados desde algún sistema de referencia de coordenadas concretas (en reposo) ya no pueden considerarse simultáneos cuando son observados desde un sistema que está en movimiento relativo a dicho sistema"[17]
Se concluye entonces que, dos eventos que son simultáneos en un sistema de referencia en reposo, no lo son en un sistema que se mueva con una velocidad constante respecto al primero. En la teoría de la relatividad, el movimiento o la velocidad afectan al tiempo, así como al espacio. El tiempo se dilata, dura más, en un cuerpo que se mueve uniformemente con respecto al marco del observador, el cual estaría ubicado en otro sistema de referencia, permaneciendo en reposo respecto a lo que está observado. El espacio se contrae en la dirección del movimiento[20] Por lo tanto, el espacio y el tiempo no son dimensiones constantes ni independientes la una de la otra; no es posible ubicar el momento en que ocurre un suceso sin una referencia al lugar donde ocurre, y viceversa.
De esta manera, Albert Einstein rompió con la física clásica. Abandonó la noción de un tiempo absoluto y todo lo que éste implica, como el ser una única entidad objetiva, homogénea, inmutable, autónoma e independiente del espacio y del movimiento, así como el que implícitamente exista un observador privilegiado que pueda captarlo.
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