jueves, 10 de enero de 2008

Para mentes brillantes

Voy a plantearos un problema. En física es sabido que una partícula con masa no puede alcanzar la velocidad de la luz (por todo eso de E=mc^2, y el aumento de masa y no se qué). Vamos a aceptar (con un poco de fe) este hecho como verdadero. Sin embargo, se han medido partículas muy pequeñas con velocidades del órden de 0.9c (siendo c la velocidad de la luz, que por cierto le podrían poner L y no c). Bueno, ahora suponemos que podemos coger y acelerar partículas a esas velocidades (sukarra dispone de un acelerador propio, no hace falta irse a Ginebra), y las mandamos en la misma dirección peró en sentido opuesto. Hasta ahora no violamos la física actual. Parece lógico pensar, por eso, que una respecto la otra se moverá a 1.8c. Como en física podemos coger como sistema de referencia cualquier sistema que no sea acelerado, escogemos nuestro sistema de referencia una de las dos partículas, es decir, nos situamos encima de una de ellas,por lo que veremos a la otra partícula alejarse a 1.8c. Y aquí si hay un problema. Hemos dicho que ningún cuerpo puede ir a mayor velocidad que la luz.

Bueno, os dejo aqui un problemilla de relatividad. Si habéis leido algo sobre el tema ya sabréis la respuesta. Los que no, podéis intentar resolver el enigma, y os iré diciendo si váis bien o mal. Pensad que si lo respondéis bien os podéis considerar muy muy brillantes (a mí no creo que se me ocurriera). No hacen falta fórmulas matemáticas, se puede llegar a la solución conceptualmente.

Saludos

11 comentarios:

Baterpruf dijo...

Tiene que ver con el famoso ejemplo de los dos gemelos que uno se va de viaje por el universo... no?
El que viaja envejece menos, es decir, que el tiempo no transcurre igual según la velocidad que lleves.

El siguiente ejemplo no aplica en cuanto a relatividad, pero es un concepto similar:
Una vez vi un reportaje en el que se ponían en el punto de vista de una mosca (que se mueve mucho más rápido que un humano) pero la ralentizaban hasta velocidad humana. Entonces te dabas cuenta de porqué es tan difícil cazarlas, para ellas nuestros movimientos son absurdamente lentos, ven venir la mano con tranquilidad y se apartan sin mucho estrés.
Si fuese imposible ir más rápido que una mosca, nosotros pensaríamos "si una mosca vuela hacia el sur y otra hacia el norte, una ve a la otra al doble de la velocidad posible" Pero es que para ellas el tiempo pasa de otra forma, y cuando calculasen la velocidad no harían 2x/t sino 2x/2t.

Los que sí sabéis de Física, sed benévolos.

koco dijo...

En fin, esperaba que tuviera un poco más de vidilla, ya que a mí, antes de saber la respuesta, me mosqueaba bastante. Más o menos es lo que dice bater. Hay una "dilatación temporal", es decir, el tiempo no transcurre igual en las dos partículas. Si por ejemplo nostros estuviéramos encima de una de las dos partículas y enviamos a ppi en la otra (por coger a alguien al azar, no es que quiera que se aleje al doble de la velocidad de la luz), veríamos como sus movimientos se ralentizan, cada vez más a medida que la velocidad de la partícula se acerque más a c (concretamente su tiempo se ralentizaría en un factor t'=t*(1-v²/c²)½). Como véis, este efecto solo es notable cuando v es comparable con c. Bueno, da igual, el caso es que, des de nuestro punto de vista, la otra partícula nunca llega a alcanzar la velocidad de la luz, porque cuando se aproxima a ella, para nosotros "su tiempo" va más despacio, y como la velocidad es espacio por tiempo (o despacio por tiempo, segun algunos), si el tiempo decae, la velocidad también, más o menos. Así que por mucho que queramos, ppi, nunca se alejará a más de la velocidad de la luz.

koco dijo...

tachaaaaaaaaaaaaaaaan!

kpacha dijo...

es una de esas teorías que se deben creer y punto... es la única explicación posible... creo que el ejemplo utilizado por einstein es el del cálculo de la velocidad de un rayo de luz respecto a dos observadores, uno quieto y el otro en movimiento.

aunque sea verdad que eso de que al acercarse su velocidad a c, el tiempo en relación al objeto se contrae en función de esa velocidad cercana a c y que sea ese tiempo comprimido el que se utilice para calcular de nuevo la velocidad, me parece una explicación tres puntos por encima de 'rebuscada' y uno por debajo de 'inverosímil'.

otra cosa curiosa es pensar en qué vería un observador montado en una de esas partículas lanzadas a la velocidad de la luz... todo lo que dejase atrás quedaría negro al instante, ya q no vería los reflejos de la luz... o sea, q para él, la otra partícula desaparece en el mismo momento en el que alcanza la velocidad de la luz... así q para qué discutir sobre la velocidad a que lo verá alejarse?

koco dijo...

Juas, un poco de razón si que tienes. La verdad es que cuesta entenderlo. A ver si me explico un poco. La mecánica que observamos nosotros en el dia a dia, es la conocida como mecánica newtoniana. En el ella el tiempo es invariable y único para cualquier evento. Si un suceso pasa en un instante de tiempo, me esté moviendo o no lo detectaré en el mismo instante de tiempo. Bien, en la física relativista eso no es así. Esta física parte de una premisa, y es que la velocidad de la luz es constante en cualquier sitema de referencia. Y a partir de esta premisa se deducen todos sus resultados. Por lo tanto, si añades una constante, por huevos, algun valor que antes era constante deja de serlo, y ese es el tiempo. No es algo en lo que tengas que tener fe. Es matemático. La cosa está en la premisa de si el valor de la luz es constante o no lo es. Si esto estuviea mal, toda la física estaría mal. Pero los resultados de las mediciones en este sentido, hasta ahora, indican eso mismo, que c es constante. Y, como es constante, aunque te muevas a 0.9c, tu seguiras viendo las cosas igual, puesto que c es constante(no se si lo había dicho), es decir, la luz que te llegue a ti desde cualquier fuente y puedas medir, aunque esa fuente la veas alejarse o acercarse a 0.9c, te llegará a la velocidad c (bufff, vaya lío). No parece lógico, pero así es.

PPi dijo...

Es curioso... es algo sobre lo que me gustaría dedicar un día, una semana o un año a pensar... de todas maneras, por qué la velocidad de la luz es 300000Km/s y no 400000Km/s, por ejemplo? Hay respuesta a eso?
El tiempo tiene que ver también con la masa del sistema gravitatorio donde nos encontramos. Así, en un planeta con muchísima más masa que la Tierra, el tiempo transcurriría más despacio. Leí un cuento de cienciaFicción ( Hombre en su tiempo, de Brian W. Aldiss *) en el que una persona que había viajado a Marte volvía con su reloj desincronizado, adelantado unos 3 minutos. Con lo que la gente veía que respondía a preguntas que luego le hacían... curioso, no? Creo que en el libro ElUniversoElegante de BrianGreene se explica que esto no podría pasar realmente. El capítulo del Tiempo y la Velocidad de la Luz está muy bien explicado. Una cosa muy curiosa que dice es que si viajas a la velocidad de la luz, el tiempo no transcurre. Por eso para los fotones no ha pasado el tiempo!!!

* Cronopaisajes, MiquelBarceló-PeterHaining

kpacha dijo...

o sea, que lo había planteado mal... si no lo he entendido mal lo de la compresión del tiempo a velocidades cercanas a c para mantener c como constante, si los objetos se lanzan en direcciones opuestas a velocidades de 0.99c, cada uno verá al otro alejarse a una velocidad 0.99c pero con el tiempo alterado (en plan a cámara lenta). y se verán pq los fotones irán siempre a velocidades de c respecto a ellos, o sea que siempre les alcanzarán 'rápidamente'. Es así?
otra cosa, si un tercer objeto se quedase en medio, los otros dos lo verían moverse a cámara rápida? (esto sería el ejemplo de los gemelos separados q comentaba el bater, creo).
joer ppi, q leído q estás!

Baterpruf dijo...

Extraído de la wikipedia:

"...Existe sin embargo un experimento inquietante realizado por los científicos del "NEC Research Institute at Princeton ", los cuales afirman haber logrado pulsos de luz ,a una velocidad 300 veces superior a c., más información sobre esta noticia y algunas de sus implicaciones se pueden encontrar en: http://www.khouse.org/articles/2000/265/..."

koco dijo...

Me parece una explicación tres puntos por encima de 'rebuscada' y uno por debajo de 'inverosímil'.

Baterpruf dijo...

Siguiendo algunos enlaces desde la página que he puesto antes he llegado a este interesante cacharro:

http://es.wikipedia.org/wiki/Girocomp%C3%A1s

... y al final del artículo ha aparecido lateralmente Albert Einstein!!

koco dijo...

He leído el artículo que sale en la wikipedia sobre superar la velocidad de la luz:

"In work carried out by Dr. Lijun Wang, a pulse of light was transmitted towards a chamber filled with specially treated cesium gas. Before the pulse had fully entered the chamber, it had gone right through it and traveled an additional 60 feet across the laboratory. In effect it appeared to exist in two places at once, a phenomenon that Dr. Wang explains by saying it traveled 300 times faster than the normal velocity of light."

Esto viola claramente la teoría de la relatividad. Aunque, por lo visto, no la mecánica cuántica. Seguiremos hablando de ello.