Absoluto y relativo
¿Tamaño absoluto?
En nuestro diario hablar, muchas veces usamos los términos absoluto o relativo en forma trivial, sin pensar mayormente sobre su significado más profundo.
Albert Einstein (1879 – 1955), nos ha mostrado que deberíamos ser algo más cuidadoso con esto, cómo lo demostrarán los siguientes ejemplos. Desde Newton, tiempo, espacio y velocidad fueron términos absolutos, invariables, que eran válidos en todo el universo, Einstein derribó esta imagen del mundo con su teoría especial de la relatividad. Ante todo con la expresión absoluto deberíamos ser más cuidadosos, como lo veremos a continuación.
Echémosle un vistazo al árbol en nuestro jardín:
Éste tiene una altura de 10 metros. ¿Es esto una medida absoluta? En el primer momento uno naturalmente diría si. ¡Pero este anuncio es sólo una comparación! A ser con el metro estándar, una barra métrica de una aleación de Platino e Iridio guardada desde 1971 en Paris, que tiene un largo equivalente a la cuarenta millonésima parte de la circunferencia de la Tierra. A esta distancia la llamamos metro. Hoy día somos mucho más exactos y definimos 1 [m] como la 299 792 458 ava parte de un segundo luz. “Un segundo-luz es una unidad de longitud. Se define como la distancia que luz viaja en el vacío en un segundo, esto es, equivale a 299 792 458 m. Este número es exacto, ya que, de hecho, el metro se define a partir de la velocidad de la luz en el vacío c (una constante universal), como la distancia que recorre la luz en el vacío en 1/299792458 s (aprox. 3,335641 ns).” Wickipedia.
Imaginémoslos ahora, que durante la noche pasa algo extraño:
Todo lo que existe en el universo, todas las estrellas, árboles, personas, simplemente todo se contrae por el factor de 100. ¿Si nos levantamos a la mañana siguiente, notaríamos algo? ¡Nada! No podemos determinar, que nuestro árbol es 100 veces más pequeño que el día anterior, ya que nuestra vara de medir, también se ha reducido. Todas las personas habrían mantenido su tamaño, al igual que la Tierra y la Luna, y Próxima Centauro aún estaría a una distancia de 4,2 años luz *
Por consiguiente, si queremos determinar el tamaño “absoluto” de un objeto, nos encontramos frente a una tarea insoluble. Ya que no existe en ninguna parte del universo una medida de calibración, a la cual es posible referir todas las indicaciones del largo. Cada especificación de tamaño es relativa, siempre se refiere a una medida de comparación, que es elegido en forma arbitraria. Del mismo modo podemos elegir como base de medida el tamaño de un hombre, un átomo de hidrógeno, una taza de café o un árbol, todo esto está permitido para realizar una descripción de tamaño. Sin embargo no se puede determinar una extensión absoluta. Más adelante veremos, que el tamaño (largo) de un objeto, depende de la velocidad a la cual nos movemos.
* Nota: Pero si existiría una posibilidad, para comprobar la contracción del universo. Por ejemplo, la distancia hacia la Luna, aparentemente no ha variado. Pero si dirigimos un rayo láser a ella y lo dejamos reflectar y medimos el tiempo, que necesita para la ida y la vuelta, entonces podríamos deducir una distancia reducida por el factor 100. La velocidad de la luz no habrá variado por la contracción, ella es constante. Ya que nuestra Luna está cien veces más cerca, la luz sólo necesitaría una centésima del tiempo para recorrer el camino.
¿Tiempo absoluto?
¿Y que sucede ahora con el tiempo? Según nuestra percepción el tiempo transcurre en forma totalmente regular, día tras día ¿O? Nuestro horario diario de trabajo es de 8 horas. Esto es un tercio del tiempo que necesita la Tierra para un giro alrededor de su eje. Pero también esta premisa es relativa, ella se refiere a la velocidad de giro de la Tierra. La rotación de la Tierra, visto por espacios de tiempos más largos, es todo menos que constante. El largo de los días, con el correr del tiempo, aumenta constantemente por la influencia de la Luna. El concepto hora como medida del tiempo, es tan arbitrario como el metro.
Imaginémonos ahora, que a partir de mañana, todos los sucesos del universo se desarrollan ½ veces más lentos, como hasta ahora. No tendríamos ninguna posibilidad que un año sería el doble de largo, ya que nuestros relojes también se harían más lentos. También el tiempo es relativo, no existe un tiempo absoluto. En ninguna parte del cosmos se encuentra colgado un reloj, que da la misma hora para cada lugar. De igual manera, todo podría funcionar 1 veces más rápido, avanzaríamos como en cámara rápida por el espacio. Pero no lo podríamos determinar, no sería medible para nosotros
Más difícil se hace nuestra observación, ya que el tiempo es influenciado por el movimiento e incluso por la acción de la gravitación. Los próximos capítulos muestran porqué esto es así
¿Velocidad absoluta?
Si se mide una velocidad, entonces es un dato, de cuanto tiempo se necesita para recorrer una determinada distancia. Matemáticamente se expresa como:´
v = s/t
Donde v es la velocidad, s la distancia y t el tiempo. Como vimos arriba el tiempo y el tamaño son valores relativos, también la indicación de una velocidad es relativa.
Si viajamos en un auto por la carretera, podemos determinar nuestra velocidad, midiendo por ejemplo el tiempo de una ciudad a otra. Nuestra velocidad es entonces relativa a los lugares, está relacionada al punto de referencia Tierra. En nuestro diario vivir hacemos como si la Tierra estuviera quieta, aunque deberíamos saber que no es así.
Estamos sentados a la sombra de nuestro hermoso árbol y gozamos de la calma. ¿Realmente estamos en calma?, No, giramos a una velocidad de 1667[Km./h] (1,3 veces la velocidad del sonido), ya que esta es la velocidad del giro de la Tierra. Y ta Tierra vuela con 30 [Km./s] al rededor del Sol. Y el Sol por su lado gira a una velocidad de 220[Km./s] alrededor del centro de la Vía Láctea, y también esta se mueve dentro del grupo local de galaxias ¿Cuál es ahora de “real” y “valedera” velocidad? Cada una vista en particular es correcta, ya que se refiere a un punto de referencia. Pero ninguna de estas premisas hace una declaración sobre la velocidad absoluta. Esta tampoco puede existir, ya que no conocemos en el cosmos ningún punto de referencia, que tiene una velocidad absoluta de 0[Km./s]. Con esto nuevamente nos encontramos con una tarea insoluble, si quisiéramos determinar una velocidad absoluta
Como “tarea para la casa” podremos tratar ahora determinar la “verdadera” velocidad, cuando usted viaja en un auito a 100[Km./h]. – incluyendo las velocidades arriba mencionada de la rotación terráquea, la velocidad alrededor del Sol, del sistema solar y del movimiento de la galaxia. Pero por favor no pregunte referido a qué…
Y ahora nos podemos imaginar, que estamos viajando en un cohete sin tracción por el espacio. Las ventanas están completamente cerradas. ¿Podríamos ahora determinar nuestra velocidad? Para nada, ya que no tenemos ningún punto de referencia. Ahora mirando por las ventanas, vemos pasar las estrellas, las podemos usar como puntos de referencia para la medir la velocidad (aunque estas también se están moviendo). Un observador que se encuentra en otro sistema de referencia (Cohete o planeta), obtendrá valores, de nuestra velocidad, totalmente distintos.
¿Y si el universo estuviera totalmente vacío, y no podríamos ver estrellas? Entonces ya no existiría ninguna posibilidad de determinar una velocidad. Y con esto en un universo inhóspito así, ya no existiría ningún movimiento. Podríamos “acelerar” nuestro cohete cuanto quisiésemos – jamás podríamos determinar una velocidad a un cambio de lugar.
Albert Einstein meditó profundamente sobre estas relaciones y creó en 1905 su teoría de la relatividad especial y en 1915 la teoría de la relatividad general. Mientras que la primera se ocupa de la constancia de la velocidad de la luz; la equivalencia de energía y materia; el tiempo y los sistemas en movimiento. La teoría general de la relatividad representa una teoría de la gravitación y de la estructura espacio-tiempo.
Última revisión: 7 de Septiembre 2006
Traducida al castellano por AAGB, Stgo. Chile, Agosto 2008. Con la gentil autorización de Werner Kasper, Mittelweg 1, D- 35117 Münchhausen, Abenteuer-Universum (Aventura Universo)
¿Tamaño absoluto?
En nuestro diario hablar, muchas veces usamos los términos absoluto o relativo en forma trivial, sin pensar mayormente sobre su significado más profundo.
Albert Einstein (1879 – 1955), nos ha mostrado que deberíamos ser algo más cuidadoso con esto, cómo lo demostrarán los siguientes ejemplos. Desde Newton, tiempo, espacio y velocidad fueron términos absolutos, invariables, que eran válidos en todo el universo, Einstein derribó esta imagen del mundo con su teoría especial de la relatividad. Ante todo con la expresión absoluto deberíamos ser más cuidadosos, como lo veremos a continuación.
Echémosle un vistazo al árbol en nuestro jardín:
Éste tiene una altura de 10 metros. ¿Es esto una medida absoluta? En el primer momento uno naturalmente diría si. ¡Pero este anuncio es sólo una comparación! A ser con el metro estándar, una barra métrica de una aleación de Platino e Iridio guardada desde 1971 en Paris, que tiene un largo equivalente a la cuarenta millonésima parte de la circunferencia de la Tierra. A esta distancia la llamamos metro. Hoy día somos mucho más exactos y definimos 1 [m] como la 299 792 458 ava parte de un segundo luz. “Un segundo-luz es una unidad de longitud. Se define como la distancia que luz viaja en el vacío en un segundo, esto es, equivale a 299 792 458 m. Este número es exacto, ya que, de hecho, el metro se define a partir de la velocidad de la luz en el vacío c (una constante universal), como la distancia que recorre la luz en el vacío en 1/299792458 s (aprox. 3,335641 ns).” Wickipedia.Imaginémoslos ahora, que durante la noche pasa algo extraño:
Todo lo que existe en el universo, todas las estrellas, árboles, personas, simplemente todo se contrae por el factor de 100. ¿Si nos levantamos a la mañana siguiente, notaríamos algo? ¡Nada! No podemos determinar, que nuestro árbol es 100 veces más pequeño que el día anterior, ya que nuestra vara de medir, también se ha reducido. Todas las personas habrían mantenido su tamaño, al igual que la Tierra y la Luna, y Próxima Centauro aún estaría a una distancia de 4,2 años luz *
Por consiguiente, si queremos determinar el tamaño “absoluto” de un objeto, nos encontramos frente a una tarea insoluble. Ya que no existe en ninguna parte del universo una medida de calibración, a la cual es posible referir todas las indicaciones del largo. Cada especificación de tamaño es relativa, siempre se refiere a una medida de comparación, que es elegido en forma arbitraria. Del mismo modo podemos elegir como base de medida el tamaño de un hombre, un átomo de hidrógeno, una taza de café o un árbol, todo esto está permitido para realizar una descripción de tamaño. Sin embargo no se puede determinar una extensión absoluta. Más adelante veremos, que el tamaño (largo) de un objeto, depende de la velocidad a la cual nos movemos.
* Nota: Pero si existiría una posibilidad, para comprobar la contracción del universo. Por ejemplo, la distancia hacia la Luna, aparentemente no ha variado. Pero si dirigimos un rayo láser a ella y lo dejamos reflectar y medimos el tiempo, que necesita para la ida y la vuelta, entonces podríamos deducir una distancia reducida por el factor 100. La velocidad de la luz no habrá variado por la contracción, ella es constante. Ya que nuestra Luna está cien veces más cerca, la luz sólo necesitaría una centésima del tiempo para recorrer el camino.
¿Tiempo absoluto?
¿Y que sucede ahora con el tiempo? Según nuestra percepción el tiempo transcurre en forma totalmente regular, día tras día ¿O? Nuestro horario diario de trabajo es de 8 horas. Esto es un tercio del tiempo que necesita la Tierra para un giro alrededor de su eje. Pero también esta premisa es relativa, ella se refiere a la velocidad de giro de la Tierra. La rotación de la Tierra, visto por espacios de tiempos más largos, es todo menos que constante. El largo de los días, con el correr del tiempo, aumenta constantemente por la influencia de la Luna. El concepto hora como medida del tiempo, es tan arbitrario como el metro.
Imaginémonos ahora, que a partir de mañana, todos los sucesos del universo se desarrollan ½ veces más lentos, como hasta ahora. No tendríamos ninguna posibilidad que un año sería el doble de largo, ya que nuestros relojes también se harían más lentos. También el tiempo es relativo, no existe un tiempo absoluto. En ninguna parte del cosmos se encuentra colgado un reloj, que da la misma hora para cada lugar. De igual manera, todo podría funcionar 1 veces más rápido, avanzaríamos como en cámara rápida por el espacio. Pero no lo podríamos determinar, no sería medible para nosotros
Más difícil se hace nuestra observación, ya que el tiempo es influenciado por el movimiento e incluso por la acción de la gravitación. Los próximos capítulos muestran porqué esto es así
¿Velocidad absoluta?
Si se mide una velocidad, entonces es un dato, de cuanto tiempo se necesita para recorrer una determinada distancia. Matemáticamente se expresa como:´
v = s/t
Donde v es la velocidad, s la distancia y t el tiempo. Como vimos arriba el tiempo y el tamaño son valores relativos, también la indicación de una velocidad es relativa.
Si viajamos en un auto por la carretera, podemos determinar nuestra velocidad, midiendo por ejemplo el tiempo de una ciudad a otra. Nuestra velocidad es entonces relativa a los lugares, está relacionada al punto de referencia Tierra. En nuestro diario vivir hacemos como si la Tierra estuviera quieta, aunque deberíamos saber que no es así.
Estamos sentados a la sombra de nuestro hermoso árbol y gozamos de la calma. ¿Realmente estamos en calma?, No, giramos a una velocidad de 1667[Km./h] (1,3 veces la velocidad del sonido), ya que esta es la velocidad del giro de la Tierra. Y ta Tierra vuela con 30 [Km./s] al rededor del Sol. Y el Sol por su lado gira a una velocidad de 220[Km./s] alrededor del centro de la Vía Láctea, y también esta se mueve dentro del grupo local de galaxias ¿Cuál es ahora de “real” y “valedera” velocidad? Cada una vista en particular es correcta, ya que se refiere a un punto de referencia. Pero ninguna de estas premisas hace una declaración sobre la velocidad absoluta. Esta tampoco puede existir, ya que no conocemos en el cosmos ningún punto de referencia, que tiene una velocidad absoluta de 0[Km./s]. Con esto nuevamente nos encontramos con una tarea insoluble, si quisiéramos determinar una velocidad absoluta
Como “tarea para la casa” podremos tratar ahora determinar la “verdadera” velocidad, cuando usted viaja en un auito a 100[Km./h]. – incluyendo las velocidades arriba mencionada de la rotación terráquea, la velocidad alrededor del Sol, del sistema solar y del movimiento de la galaxia. Pero por favor no pregunte referido a qué…
Y ahora nos podemos imaginar, que estamos viajando en un cohete sin tracción por el espacio. Las ventanas están completamente cerradas. ¿Podríamos ahora determinar nuestra velocidad? Para nada, ya que no tenemos ningún punto de referencia. Ahora mirando por las ventanas, vemos pasar las estrellas, las podemos usar como puntos de referencia para la medir la velocidad (aunque estas también se están moviendo). Un observador que se encuentra en otro sistema de referencia (Cohete o planeta), obtendrá valores, de nuestra velocidad, totalmente distintos.
¿Y si el universo estuviera totalmente vacío, y no podríamos ver estrellas? Entonces ya no existiría ninguna posibilidad de determinar una velocidad. Y con esto en un universo inhóspito así, ya no existiría ningún movimiento. Podríamos “acelerar” nuestro cohete cuanto quisiésemos – jamás podríamos determinar una velocidad a un cambio de lugar.
Albert Einstein meditó profundamente sobre estas relaciones y creó en 1905 su teoría de la relatividad especial y en 1915 la teoría de la relatividad general. Mientras que la primera se ocupa de la constancia de la velocidad de la luz; la equivalencia de energía y materia; el tiempo y los sistemas en movimiento. La teoría general de la relatividad representa una teoría de la gravitación y de la estructura espacio-tiempo.
Última revisión: 7 de Septiembre 2006
Traducida al castellano por AAGB, Stgo. Chile, Agosto 2008. Con la gentil autorización de Werner Kasper, Mittelweg 1, D- 35117 Münchhausen, Abenteuer-Universum (Aventura Universo)
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