Divulgación y desinformación – 3
El espacio. ¿Existe el espacio si no existen los objetos? A veces se dice que el espacio son los campos. ¿Que campos? Es preciso especificarlos. Pero, por ejemplo, uno que podemos entender con facilidad es el campo electromagnético (EM), porque un coche, al moverse por una carretera, va sintiendo (en los electrones de su antena) un campo EM que es la mezcla de un número tremendamente elevado de otros campos EM, que se originan en partículas cargadas. Los electrones de la antena experimentan fuerzas (o si se quiere, hoy día está más de moda) absorben energía del campo y se aceleran (¿recuerdan: F = m x a).
Ahora, si no hay objetos (imaginar podemos imaginar lo que queramos, minotauros, centauros, o ausencia total de objetos) ¿qué es el campo, como se detecta? ¿Existe?
Una característica básica del espacio es el concepto de distancia, de hecho podemos decir que el espacio son las distancias entre los objetos. Pero para que exista distancia, debe haber al menos dos objetos. Pero con dos objetos no aparece aún el concepto de distancia. ¿Cuan lejos o cuan cerca están esos objetos entre sí? Necesitamos más objetos para comparar, probablemente tres y casi con seguridad cuatro. De hecho hay muchos, muchísimos más objetos, y por tanto hay espacio como conjunto de las distancias entre ellos.
¿Y el tiempo?
Einstein describe en 1905 su teoría de la Relatividad (no es preciso poner el calificativo de “especial”, puesto que la otra es realmente una teoría de la gravitación) mediante reglas (distancias) y relojes. Hoy los relojes pueden tener agujas que se mueven o números que cambian. Si nos fijamos, acabamos de decir: “se mueven”, “cambian”. La esencia del tiempo es el cambio de distancias entre objetos. Antes de la existencia de relojes, la medida del tiempo era un objeto, el sol, y otros objetos: La colina rocosa, por donde salía, el campanario de la Iglesia, la fuente del pueblo, el árbol tras el que se ponía. Hoy el tiempo deriva de las oscilaciones (movimientos) de los electrones en los átomos. Es por tanto un concepto unido al, pero derivado del, espacio. Sin objetos no hay tiempo.
Tiempo y velocidad son conceptos totalmente relativos. Dependen de los objetos a que nos refiramos. Me parece increíble que ni Galileo ni Newton fueran capaces de entender esto tan sencillo. Probablemente hoy nos cuesta mucho menos aceptar que los tiempos son distintos en diferentes lugares del espacio por la facilidad de los vuelos, y la comunicación casi instantánea de las radios. Incluso cuando Einstein publicó su teoría, a las personas les costó mucho entenderla.
En muchos textos de divulgación se habla, llenándose la boca, del “espacio-tiempo”, uniendo las coordenadas del espacio con el tiempo. Se puede decir exactamente igual “espacio y tiempo”, porque el tiempo no es el espacio, sino un cambio del espacio.
Ahora, si el tiempo es un cambio del espacio, depende del lugar en que se encuentren los relojes y cómo se muevan, o exactamente lo mismo, como se mueva el observador. Si la medida del tiempo es, por ejemplo, el paso del sol delante o detrás de puntos señalados en el espacio, si el observador se mueve, ese paso cambia con este movimiento.
El principio básico del movimiento, que es relativo entre objetos o cuerpos, se puede substanciar observando relojes y reglas en dos naves espaciales en movimiento con velocidad constante, es decir sin aceleración. Es sencillo saber, desde dentro de una nave, si lleva aceleración o no. Un cuerpo masivo, colgado de un hilo en su interior, se puede dejar en cualquier posición. Si la nave acelera en alguna dirección , el hilo hará un ángulo con respecto a la línea de suspensión original.
Ambas naves se mueven sin aceleración. Los navegantes de cada una, y los átomos de cada una, detectan que es la otra nave la que se mueve, mientras ellos están con velocidad igual a cero. Es lo mismo que ocurre a veces cuando estamos sentados en un tren que comienza a moverse sin ruido ni vibración, y pensamos que es el andén el que se retira hacia atrás. Desde cada nave, cuyos componentes y navegantes asumen que su velocidad es cero, las longitudes de las reglas en la otra nave se ven acortadas, y los relojes se observan marchando más lentamente que los suyos. Esto ocurre en ambas naves.
Ahora, puesto que cada nave, y cada regla en la nave, y cada reloj en la nave está, si está rodeado por cuantas otras naves aparezcan, sin movimiento (salvo el mecanismo de los relojes), esos relojes siguen marcando el tiempo de manera uniforme, y las longitudes no cambian. Pero desde las otras naves los relojes se observan moviéndose más despacio, y las longitudes acortadas. ¿Se acortan esas magnitudes porque otras naves se muevan lejos de la propia? Y ¿Se acortan de manera distinta de acuerdo con cada una de las naves que, con distintas velocidades, se mueven con respecto a la primera?
El retraso de los relojes y la disminución de las longitudes es una observación del resto de las naves sobre la primera. En ésta no se acorta ni se retrasa nada.
Y puesto que cada nave sabe que no acelera, esto mismo observa cada nave en las demás.
Los relojes y las reglas de cada nave no pueden retrasarse de manera distinta dependiendo de las velocidades distintas de múltiples naves, o de que cada una de las otras naves desaparezca. Este es el principio de la Relatividad.