HISTORIA DEL TIEMPO
(Del Big Bang a los Agujeros Negros)
Stephen Hawking
Capítulo 2: ESPACIO Y TIEMPO (Páginas: 33 – 44)
Nuestras ideas actuales acerca del movimiento
de los cuerpos se remontan a Galileo y Newton. Antes de ellos se creía en las
ideas de Aristóteles, quien decía que el estado natural de un cuerpo era estar
en reposo. De ello se deducía que un cuerpo pesado debía caer más rápido que
uno ligero, porque sufría una atracción mayor hacia la tierra.
La tradición aristotélica mantenía que las
leyes, no eran necesario comprobarlas por medio de la observación.
Galileo demostró que las anteriores ideas de
Aristóteles eran falsas dejando caer diferentes pesos. Sus mediciones indicaron
que cada cuerpo aumentaba su velocidad al mismo ritmo, independientemente de su
peso.
Las mediciones de Galileo sirvieron de base a
Newton para la obtención de sus leyes del movimiento.
Además de las leyes del movimiento, Newton
descubrió una ley que describía la fuerza de la gravedad, una ley que nos dice
que todo cuerpo atrae a todos los demás cuerpos con una fuerza proporcional a
la masa de cada uno de ellos.
La ley de la gravedad de Newton nos dice también
que cuanto más separados estén los cuerpos menor será la fuerza gravitatoria
entre ellos.
La diferencia fundamental entre las ideas de
Aristóteles y las de Galileo y Newton estriba en que Aristóteles creía en un estado
preferente de reposo, en el que todas las cosas subyacerían. Por el contrario,
de las leyes de Newton se desprende que no existe un único estándar de reposo.
La falta de un estándar absoluto de reposo
significaba que nos e podía determinar si dos acontecimientos que ocurrieran en
tiempos diferentes había tenido lugar en la misma posición espacial. Así pues
la no existencia de un reposo absoluto significa que no se puede asociar una posición
absoluta en el espacio con un suceso como Aristóteles había creído.
Newton no concordaba con su idea de un Dios absoluto.
De hecho rehusó aceptar la no existencia de un espacio absoluto. Fue duramente
criticado sobre todo por el obispo Berkely, un filósofo que creía que todos los
objetos materiales junto con el espacio y el tiempo, eran una ilusión.
Tanto Aristóteles como Newton creían en el
tiempo absoluto. Ambos pensaban que se podía afirmar inequívocamente la
posibilidad de medir el intervalo de tiempo entre dos sucesos sin ambigüedad, y
que dicho intervalo sería el mismo para todos los que lo midieran, con tal que
usaran un buen reloj.
El hecho de que la luz viaja a una velocidad
finita muy eleva, fue descubierto en 1676 por el astrónomo danés Ole
Christensen Roemer.
Una verdadera teoría de la propagación de la
luz no surgió hasta 1865, en que el físico británico James Clerk Maxwell consiguió
unificar con éxito las teorías parciales que hasta entonces se había usado para
definir las fuerzas de la electricidad y el magnetismo. Podían existir
perturbaciones de carácter ondulatorio del campo electromagnético combinado, y
que éstas viajaría a velocidad constante como las olas de una balsa. Si tales
ondas poseen una longitud de onda (la distancia entre una cresta de onda y la siguiente)
de un metro o más, constituyen lo que hoy en día llamamos ondas de radio.
Aquellas con longitudes de onda menores se llaman microondas (unos pocos
centímetros) o infrarrojas (más de una diezmilésima de centímetro). La luz
visible tiene sólo una longitud de onda de entre cuarenta y ochenta
millonésimas de centímetro. Las ondas con todavía menores longitudes se conocen
como radiación ultravioleta, rayos X y rayos gamma.
En 1867, Albert Michelson y Edwuard Morley compararon la velocidad de la luz en la
dirección de movimiento de la Tierra, con la velocidad de la luz en la dirección
perpendicular a dicho movimiento. Para su sorpresa, ¡encontraron que ambas
velocidades eran exactamente iguales!
A Einstein se le reconoce como el creador de la
nueva teoría, mientras que a Poincaré se le recuerda por haber dado su nombre a
una parte importante de la teoría.
El postulado fundamental de la teoría de la relatividad,
era que las leyes de la ciencia deberían ser las mismas para todos los
observadores en movimiento libre, independientemente de cual fuera su
velocidad. Cuanto mayor sea la velocidad de un objeto más difícil será aumenta
su velocidad. Cuando la velocidad de un objeto se aproxima a la velocidad de la
luz, su masa aumenta cada vez más rápidamente. De hecho no puede alcanzar nunca
la velocidad de la luz, porque entonces su masa había llegado a ser infinita, y
por la equivalencia entre masa y energía, habría costado una cantidad infinita
de energía el poner al objeto ene se estado. Por esta razón, cualquier objeto
normal está confinado pro la relatividad a moverse siempre a velocidades
menores que la de la luz. Sólo la luz, y oras ondas que no posean masa intrínseca,
pueden moverse a la velocidad de la luz.
En la teoría de Newton, el tiempo es un
concepto absoluto y el espacio no es un concepto absoluto. La teoría de la
relatividad acabó con la idea de un tiempo absoluto.
Hoy en día, podemos medir con más exactitud
tiempos que distancias. El metro se define como la distancia recorrida por la
luz en 0,000000003335640952 segundos, medidos por un reloj de ceso. La unidad
de longitud llamada segundo-luz se define como la distancia que recorre la luz
en un segundo. En la teoría de la relatividad, se definen hoy en día las
distancias en función de tiempos y de la velocidad de la luz. La teoría de la
relatividad nos fuerza, por el contrario, a cambiar nuestros conceptos de
espacio y tiempo. El tiempo no está completamente separado e independiente del
espacio, sino que por el contrario se combina con él para formar un objeto
llamado espacio-tiempo.
