PRESENTE, PASADO Y FUTURO.
(Una ilusión llamada ¡TIEMPO!)
Volumen 1

¡El Tiempo! ¿Qué es el tiempo? ¿Cuándo comenzó?
¿Es igual para todos?. El tiempo, una cuarta dimensión.

Nos referimos al tiempo en múltiples ocasiones y por ser distintas situaciones y motivos como al referirnos a la duración de las cosas sujetas a cambios: época durante la cual ocurrieron unos hechos, edad de las cosas, estación del año, el periodo de vida de alguien desde que nace hasta que deja de existir, ocasión o coyuntura de hacer algo, cada uno de los actos sucesivos en que dividimos la ejecución de una cosa, etc. En física, el tiempo es la cuarta coordenada espacial en el continuo espacio-tiempo. En gramática, la categoría que indica el momento relativo en que se realiza o sucede la acción del verbo: pretérito, lo que ha sucedido, presente, lo que sucede en ese momento, y futuro, lo que aún no ha sucedido. Nos referimos al tiempo meteorológico para explicar el estado del clima (“hace mal tiempo”, “¡qué tiempo más bueno hace hoy!”, etc.). En mecánica, el tiempo puede estar referido a las fases de un motor. También están los tiempos referidos a cada una de las partes de igual duración en que se divide el compás musical. En astronomía nos referimos al tiempo de aberración refiriéndonos al recorrido de un planeta hasta llegar a un observador terrestre. El tiempo está también en la forma de cálculo horario que empleamos en nuestra vida cotidiana para controlar nuestros actos y evitar el caos (¿Qué haríamos sin horario de trenes, de comercios, bancos, oficinas, etc.?).

El tiempo es tan importante en nuestras vidas que está presente siempre de mil formas diferentes, desde que nacemos (cuando comienza “nuestro tiempo”), hasta que morimos (cuando “nuestro tiempo ha terminado”). El tiempo siempre está. Es algo que, simplemente, está ahí.

Sin embargo, a pesar de lo importante que es el TIEMPO, no he podido leer nunca una explicación satisfactoria sobre el mismo; una explicación que lo defina con sencillez y claridad sin restarle la importancia que tiene para todos y lo que en realidad es dentro del contexto – no ya de nuestras vidas, simples e insignificantes puntos en la inmensidad del Universo – de la Naturaleza Cósmica de la que formamos parte.

En el año 1.905, Einstein publicó su teoría de la relatividad especial y, desde entonces, el concepto de “Tiempo” cambió para el mundo.

Minkowski, un antiguo profesor de Einstein, cuando repasó el trabajo de la relatividad especial se dio cuenta de que a partir de ese momento se tendría que hablar del continuo espacio-temporal. El espacio y el tiempo dejan de estar separados, dejan de considerarse como entidades distintas para pasar a estar conectados; conexión que, desde el punto de vista matemático, la dan las transformaciones de Lorentz.

Las transformaciones de Lorentz ponen de manifiesto cómo varía el tiempo, considerado como una cuarta coordenada.

Estamos acostumbrados a considerar el mundo como tridimensional. Para especificar exactamente la posición de un objeto en una habitación, por ejemplo un reloj encima de una mesa, partiremos de un ángulo de la habitación, e indicaremos las distancias del reloj a las dos paredes que forman el ángulo y la altura respecto al suelo; la posición del reloj queda globalmente determinada por tres números, esto es, tres coordenadas espaciales.

Pero al hacerlo así no tenemos en cuenta el hecho de que el reloj en cuestión, que estaba encima de la mesa a las diez, puede estar en el dormitorio a las once y ser colocado en el mismo punto de la mesa que ocupaba antes a las once y media. Esto no importa cuando se considera un tiempo absoluto y, por tanto, hay un único reloj para todos los observadores, pero resulta esencial cuando sistemas de referencia en movimiento relativo tienen distintos relojes no sincronizables. Por tanto, todo observador tiene un espacio cua-tridimensional (el espacio-tiempo) relativo al propio sistema de referencia.

Las transformaciones de Lorentz son más complejas que las de Galileo, pero tienen la ventaja de eliminar todas las contradicciones halladas anteriormente. Sin embargo, para velocidades muy inferiores a la de la luz estas nuevas relaciones se reducen a las de Galileo y sólo se manifiestan grandes diferencias cuando los sistemas de referencia tienen velocidades relativas próximas a la de la luz, entonces, el tiempo transcurre más lentamente para ese hipotético viajero que viaje a esas velocidades relativistas.

La diferencia fundamental entre la mecánica clásica y la mecánica relativista radica en el hecho de que, en el primer caso, la velocidad de un cuerpo es diferente para un observador en reposo y para otro en movimiento, es decir, es un concepto relativo; sin embargo, en el segundo caso la velocidad es un concepto absoluto, no cambia con el movimiento y tiempo. El hecho de que dos velocidades que deben ser diferentes sean iguales obliga a que exista una variación en el espacio y el tiempo. Así se debe, no obstante, como cociente que es entre dos magnitudes fundamentales, espacio y tiempo, producir un acortamiento de los metros y un retrasamiento del tiempo. En la mecánica de Newton, por el contrario, los metros y los segundos son invariables.

Las transformaciones de Lorentz son un conjunto de ecuaciones que relacionan las coordenadas espacio-tiempo de dos sistemas que se mueven a velocidad constante el uno respecto al otro. Efectivamente, las fórmulas predicen una contracción espacial (contracción conocida como de Lorentz-Fitzgerald) y una dilatación temporal, cuando la velocidad relativa de los dos sistemas se aproximan a la de la luz. Sin embargo, Lorentz se vio obligado a introducir el concepto de tiempo local, que supone que el paso del tiempo varía según el lugar. Einstein se basó en la transformación de Lorentz y la mejoró para el desarrollo de su teoría de la relatividad especial.

El Diccionario Oxford-complutense de Física explica que, cuando se viaja a velocidades relativistas, cercanas a c, se produce lo que conocemos como contracción de Lorente-Fitzgerald que se concreta en la contracción de un cuerpo móvil en la dirección del movimiento. Fue propuesta independientemente por H. A. Lorente ( 1.853 -1.928 ) y G. E. Fitzgerald ( 1851-1.900 ) en 1892 para explicar el resultado negativo del experimento de Michelson – Morley. A la contracción se le dio el marco teórico en la teoría especial de la relatividad como antes hemos reseñado.

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