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7/24/2019 Cabalgando Sobre un Rayo de Luz.pdf

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[ESCRIBA EL NOMBRE DE LA COMPAA]

CABALGANDO SOBRE UN

RAYO DE LUZIsaas Zenteno Ramrez

Ingeniera Electromecnica 4 Semestre

Direccin: 7 Sur # 509, Col. Centro; Atlixco, Puebla. 74200

Instituto Tecnolgico Superior de Atlixco

Av. Prolongacin Heliotropo # 1201, Col. Vista Hermosa

Atlixco, Puebla, Mxico. 74218

Basado en el libro

Relatividad para Principiantes


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Cabalgando Sobre un Rayo de Luz

El hablar de tiemponos podra llevar a pensar en el tic tac de un reloj antiguo, en los siglos

que han marcado la historia del hombre, el periodo de educacin escolar, las estaciones de

un ao, la distancia recorrida en un lapso determinado, la duracin de los das de un periodo

vacacional, las horas de un da, los minutos que transcurren de la casa a la escuela; y en

general, las unidades con que ste se mide como milenio, siglo, lustro, ao, mes, da, hora,

minuto y segundo. Pensar que desde la existencia del hombre en la Tierra, pareciera que el

tiempo lo tiene condenado, atado al cronmetro de su vida con una cantidad de tiempo que

va en retroceso y que su lmite tender a cero en un momento de su existencia... Con los

ejemplos mencionados se afirma que el tiempo siempre ir de la mano con el hombre,

siempre junto a l, pues ste requiere del ser humano para existir, as como el hombre del

tiempo. Ya que en estos das de desarrollo humano y tecnolgico, vivir sin cuantificar las

actividades diarias como las horas de una jornada de trabajo, las salidas de los vuelos, el

cierre de la bolsa de valores, etc., sera un caos; por consiguiente, el tiempo influye sobre el

hombre. Cabalgar nos da la idea de desplazamiento, el desplazamiento que realizamos de

un lugar a otro en cierto tiempo; pero, qu tiene que ver desplazamiento con tiempo. Bueno,

pues esos dos conceptos han dado muchos dolores de cabeza a nuestros predecesores,

puesto que en sus inicios no fueron aceptados por la religin dominante de la poca.

Afortunadamente, no nos centraremos en el manejo de frmulas para describir estos

fenmenos; simplemente, con explicaciones sencillas y cotidianas que facilitarn elaprendizaje, nos permitirn comprender este suceso natural, ya que lo que no se relaciona

con nuestras actividades cotidianas termina por olvidarse. As que, cabalgaremos juntos en

un viaje maravilloso sobre un rayo de luz.


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Cules seran los efectos de cabalgar sobre un rayo de luz?

Discur so y demostraciones matemticas en torno a dos nuevas ciencias, relati vas a la

mecnica y a los movimientos locales, publ icadaen 1638.(ALTSHULER; 2002, Fondo

De Cultura Econmica: 18)

Estos efectos no se podran explicar sin antes haber comentado sobre la persona que inici

la ciencia del movimiento, Galileo Galilei, quien fuera considerado por Albert Einstein

como el Padre de la fsica. Todos al desplazarnos recorremos cierta distancia de un punto a

otro, y tardamos un cierto tiempo en llegar de un punto a otro, tambin. Galileo introdujo

los conceptos de velocidady aceleracin, que son simplemente la razn entre la distancia

recorrida por el tiempo, es decir, el tiempo en que se recorre una distancia determinada

(distancia sobre tiempo). Por el momento nos concentraremos slo en el concepto de

velocidad. Imaginemos que vamos un da cualquiera hacia la escuela y caminamos

tranquilamente, por lo que tardamos 10 minutos en recorrer el trayecto; pero, qu pasara

si al da siguiente, por azar del destino, despertramos un poco tarde y tuviramos examen

en la primera clase?, algo complicado, no?, pues si se llegara tarde la puerta se cerrara y

perderamos el examen. Luego, suponiendo que entramos a las 8:00 a.m. y tardamos 10

minutos en llegar, tenemos que salir de casa a las 7:50 a.m.; no obstante, en esta ocasin se

nos hizo tarde y nos vamos a las 7:56 a.m., por lo que tendremos que apresurar el paso para

estar a tiempo. As que lo primero que se nos ocurre es ir caminando deprisa o incluso

correr; qu consecuencia trae a la velocidad el andar rpido?, pues que la velocidad

aumentara y el tiempo disminuira, lo cual implicara que recorriramos la misma distancia

en 4 minutos. Observemos muy bien que cada vez que aumentamos la velocidad para

trasladarnos de un lugar a otro, el tiempo disminuye. Pongamos especial atencin a este

efecto, ya que ms adelante se ver su aplicacin al viajar a grandes velocidades.


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La experi encia cotidiana se debe a un principio que Gali leo Gali lei enunci en el siglo

XVI I : Las Leyes de la Fsica son independientes de cualquier sistema de referencia.

(HACYAN; 2005, Fondo de Cultura Econmica: 11,12)

Qu quiere decir Galileo consistema de referencia? Sistema de referencia es un conjunto

de zonas especficas; en este caso, al decir que las Leyes de la Fsica son independientes de

cualquier sistema de referencia se refiere a que dichas leyes se cumplen en cualquier zona.

Un simple ejemplo de sistema de referencia es nuestro planeta Tierra, en el cual se efectan

la mayora de los experimentos; si subimos a una torre y lanzamos una piedra, por

gravedad, la piedra caer en lnea recta (siempre y cuando no exista la inferencia del aire

que la desve) y finalmente, llegar al suelo. El sistema de referencia, en este caso, fue ellugar en donde se realiz el experimento. Otro ejemplo sencillo e interesante es el siguiente,

imagina que estamos en la cubierta de un barco y soltamos unas llaves, nuestro

pensamiento dir: como el barco se mueve, las llaves caern en un lugar diferente del cual

las he soltado; pero no sucede eso, pues stas caen en el mismo sitio de donde fueron

soltadas. Sin embargo, como nosotros somos exigentes en los experimentos, decidimos

tirarlas en el interior del navo para evitar cualquier interferencia del aire, pero el resultado

es el mismo, ya que las llaves vuelven a caer en el mismo lugar. Cmo es esto posible, si

el barco se mueve las llaves deberan caer en un punto diferente? Podemos ver, a simple

vista, que cada sistema de referencia somete a cada objeto que est dentro de l a sus leyes.

En nuestro caso, los seres humanos vivimos en la Tierra y sta es un sistema de referencia

para nosotros, pues al estar dentro de ella nos sometemos a sus leyes, como la gravedad,

entre otras; as que estos son los sistemas de referencia.

ADEMS de la mecni ca, la otr a gran contr ibuci n de Newton a la fsica es la pti ca,

el estudi o de la luz.(HACYAN; 2005, Fondo De Cultura Econmica: 23)


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Hablemos ahora de la luz. La luzen uno de los fenmenos que fascinaba a los cientficos de

los siglos XVI y XVII, pues se desconoca de qu elementos estaba compuesta y esto les

causaba un gran misterio. Su estudio comenz con Isaac Newton al publicar su segundo

libro ptica, despus de ms de veintin aos de haber divulgado Principios Matemticos.

Newton estudi la descomposicin de la luz en sus colores y la trayectoria de los rayos

luminosos a travs de lentes transparentes. Sin embargo, no se logr comprender o saber

de qu estaba constituida, es decir, cul era la naturaleza de la luz. Entonces, qu es la luz?

El mismo Newton pensaba que la luz estaba compuesta por partculas que se mueven por

un medio desconocido que ms tarde fue llamado ter. El ter era una palabra que serva

para darle nombre a fenmenos que no se podan ver a simple vista, uno de ellos es el

medio que utiliza la luz para viajar. Pasaron tres siglos, hasta que lleg Albert Einstein con

la Teora de la Relatividad para dar fin al ter y acabar con los misterios que la luz causaba;

empero, esta teora dio origen a una nueva rama de la fsica llamada Mecnica Cuntica,

que es la encargada de estudiar el mundo de las partculas y su movimiento, es decir, cmo

se comporta lo infinitamente pequeo.

Una consecuenci a interesante de divul gar la mecni ca cuntica es la de conectar al ser

humano con su histor ia presente.(CLEMENTE; 2000, Fondo De Cultura Econmica:

13)

Esta parte de la fsica busca el origen de la creacin a travs de las partculas subatmicas,

que son las piedras angulares del Universo. Y la Teora de la Relatividad predice el

movimiento de los cuerpos celestes; de hecho, con sta se puede explicar con mayor

precisin el movimiento de Mercurio; as como el viaje de la luz. Hacemos mencin de

ambas para distinguirlas.


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El hecho de que el ti empo no tr anscur re en forma igual para observadores distin tos es

una de las predicciones ms sorprendentes de la teora de Einstein.(HACYAN; 2005,

Fondo De Cultura Econmica: 38)

En los tiempos antiguos todos estaban convencidos de que la Tierra era plana y que al

llegar a cierto punto los objetos caan a un vaco, tambin se pensaba que el da y la noche

se sucedan al mismo tiempo en todas partes, otra afirmacin fue que el tiempo era

exactamente igual en todo el planeta. En aquella poca, los conceptos de tiempoy espacio

eran incomprensibles para el hombre, incluso lo siguen siendo para aquellos que no

comprenden la relacin que existe entre ambos; sin embargo, es ms simple de lo que

parece. La teora afirma que cuanto ms cerca se est de viajar a la velocidad de la luz (300000 kilmetros por segundo) el tiempo se vuelve ms lento, es decir, se dilata. Qu quiere

decir esto? Imaginemos a un padre y a su hijo pequeo; el padre se va en un vuelo espacial

cuya nave viaja a la velocidad de la luz durante un tiempo determinado, al regresar a la

Tierra el seor tendr la misma edad y fuerza fsica con la que sali, es decir, no envejeci.

Sin embargo, al llegar a casa, como su hijo se qued aqu, encontrar que ya es un adulto y

quizs est casado.

De hecho, haciendo los clculos pertinentes, si hoy otra nave partiera de la Tierra viajando

a una velocidad de 294 000 km/s y regresara dentro de 1000 aos, el tiempo dentro de la

astronave transcurrira ms lento y las funciones vitales de los que van en ella se

retardaran, por lo que slo experimentaran 200 aos de vida. Ahora, que pasara si

aumentramos un poco la aceleracin y la nave alcanzara una velocidad de 299 792 km/s,

el tiempo dentro de ella se reducira a 2 meses; y si se acelerara solamente 4 centmetros

ms por segundo, el tiempo sera de tan slo 3 das.


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Con estos sencillos ejemplos, podemos ver la grandeza de este fenmeno, pues a quin no

le gustara vivir ms aos?, o disfrutar de una juventud prolongada?, o bien, adelantarse

al futuro? Empero, no podemos disfrutar de las maravillas de este efecto por la simple

razn de que an no tenemos la tecnologa para alcanzar velocidades cercanas a la luz.

Como conclusin, para aquellos que viajen a la velocidad de la luz el tiempo se dilatar,

mientras que para los que no lo hagan el periodo de su vida transcurrir normalmente.

Te gustara cabalgar sobre un rayo de luz?

Bibliografa:

Hacyan, Shahen, Relatividad para principiantes, 3a edicin, 2 reimpresin, Fondo deCultura Econmica, Mxico, 2005 (La Ciencia para Todos, 78).

Altshuler, Jos, A propsito de Galileo, Fondo de Cultura Econmica, Mxico, 2002 (LaCiencia para Todos, 190).

Clemente de la Torre, Alberto,Fsica cuntica para filo-sofos, 2 edicin, Fondo de CulturaEconmica, Mxico, 2000 (La Ciencia para Todos, 178).

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