MIÉRCOLES DE LIBRO

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.