Tiempo espacial: que es y como funciona (SIMPLEMENTE)

- 15 Oct 2019

tiempo espacial

El tiempo espacial, o como se le conoce tiempo y Espacio, es una de las teorías desarrolladas por Einstein e impulsadas en teorías de otros científicos, como lo son Newton y Maxwel.

Newton inicialmente dijo que nuestro espacio es plano, que no hay curva de ningún tipo, en este caso se usaron modelos en 3D para reproducir cualquier elemento como las coordenadas cartesianas, estas contienen tres ejes “x, y y z”. A lo que, según argumento de Newton, solo necesitamos 3 dimensiones x,y y z para definir un objeto. De manera que el espacio y el tiempo son diferentes, el tiempo es constante y el espacio y el tiempo son iguales para todos los observadores. Durante más de 200 años se creía que el tiempo era absoluto al igual que el espacio.

Más tarde Einstein, basándose en evidencia científica de Newton y de MAxwell, explica, que esto no sucede de esta manera.

Dentro de la necesidad de Einstein de demostrar cómo sería viajar a la velocidad de la luz al lado de un haz de luz, el científico busco idear la forma cómo sería la luz cuando la velocidad relativa entre él y la luz fuera cero, sin embargo, al analizar las ecuaciones de Maxwell, logro demostrar que la velocidad de la luz nunca cambia.

Luego de sus investigaciones, Einstein afirma que, el tiempo y el espacio son relativos, es decir, el espacio no existe sin tiempo y el tiempo no existe sin espacio.

Una manera simple de ilustrar esta teoría es llevándolo a un ejemplo.

Dicho de esta forma, no sería posible caminar en el espacio sin tiempo, y en tal caso de que lo hagamos tendría que ser en el tiempo y el espacio. Podría parecer un poco complejo, pero en el contexto, el científico logro argumentar esta teoría.

El tiempo espacial es el resultado de las teorías más importantes del siglo XX y que hasta la actualidad siguen representando uno de los grandes enigmas de la ciencia, pues a pesar de que ha sido muy analizada y discutida en el mundo de la ciencia, podría decirse que ninguna conclusión ha sido definitiva.

Entonces, ¿Qué es el tiempo espacial según Einstein?

Según Einstein, el espacio y el tiempo constituyen lo que se conoce como un continuo, lo cual es presentado de forma matemática como la suma del espacio euclidiano tridimensional al cuadrado y el tiempo multiplicado con la velocidad constante de la luz al cuadrado con signo negativo. Esta suma es cero en relatividad especial y se denota por invariante s.

Es decir, se trata de un modelo matemático, en conjunto el tiempo y el espacio en el cual se desarrollan todos los eventos físicos del Universo, entendiendo que uno no puede existir sin el otro.

¿En qué consiste la teoría del tiempo espacial?

La velocidad de la luz (aproximadamente 300,000,000 metros por segundo) es la misma para todos los observadores, ya sea que se muevan o no. Cualquiera que se mueva a una velocidad constante debe observar las mismas leyes físicas.

Para Einstein, esta es la evidencia para afirmar que el espacio y el tiempo son relativos, es el hecho de que un objeto en movimiento en realidad experimenta el tiempo a un ritmo más lento que uno en reposo, esta afirmación ha sido demostrada a través de experimentos científicos realizados con relojes atómicos que han sido enviados en cohetes de alta velocidad, y a su regreso su tiempo está ligeramente retrasado con los relojes que se mantienen en tierra.

Tal vez podría lucir un poco absurda la teoría sin embargo ha sido sustentada a nivel científico.

¿Cuántas dimensiones existen?

Para entender un poco el tema de las dimensiones, lo primero que haremos será explicar que es una dimensión.

Una dimensión es el número mínimo de coordenadas las cuales se necesitan para especificar cualquier punto dentro de él.

Ahora bien, las teorías de la física hablan principalmente de tres dimensiones físicas, sin embargo, hoy día se conocen hasta unas 10 dimensiones.

Las tres dimensiones son dimensiones espaciales anchura, altura y profundidad. estas tres dimensiones suelen ser introducida en los pensum de educación media, no solo por ser las principales si no que a su vez son las de más simple comprensión.

Una forma simple de comprender estas tres dimensiones en ejemplificando cada una de ellas.

  • Para describir un objeto que se encuentre en una sola dimensión, podríamos representarlo con una línea horizontal, ya que esta solo refleja una longitud.
  • En el caso de representar un objeto bidimensional o de dos dimensiones, podemos usar un cuadrado ya que este posee longitud y ancho.
  • Finalmente, para añadirle la tercera dimensión en este caso profundidad, podemos representarlo con un cubo, en este caso se dice que es tridimensional, también podrías representarlo a través de un cuadro rectangular en el cual se puede medir si longitud, el ancho y el alto (el cual se representa con regularidad como (x , y “y” z ).

Dentro de estas principales dimensiones se habla de una cuarta dimensión, la cual es menos mencionada, pero que igualmente es reflejada en algunos contextos, como física en donde se menciona para hablar del tiempo y su relación en la teoría de la relatividad, (espacio tiempo), matemática donde se conoce como geometría euclidiana, la cual está relacionada con una mayor variedad de formas para existir que en tres dimensiones y también se habla de esta cuarta dimensión en ciencia ficción, la cual se relaciona con el arte, para interpretar hechos paranormales o ilusiones creadas por esta, con mucha frecuencia se habla de este concepto de “dimensión” para hacer referencia a universos paralelos o alternativos u otros planos imaginarios de existencia

Ahora bien, no solo existen estas tres dimensiones, se habla de que podrían existir al menos unas 10 dimensiones, e incluso la teoría de las cuentas basónicas hablan de que existen 26 dimensiones.

¿Por qué si dice que el tiempo es relativo?

Cuando hablamos de la teoría de la relatividad, necesariamente tenemos que haber visto la afirmación de que el tiempo es relativo, sin embargo.

¿A que se refiere esta afirmación, porque se dice que el tiempo es relativo?

Quien hablo de esta afirmación fue Einstein, hace alrededor de unos 100 años en su teoría de la relatividad. En esta teoría, el científico afirmo, tal y como lo hemos venido desarrollando a lo largo de este poste, que la única velocidad constante es la velocidad de la luz.

Dentro de la teoría, Einstein buscaba demostrar que el tiempo era completamente relativo por lo que este en ella sugería que el tiempo puede transcurrir más o menos rápido dependiendo de la altitud y la velocidad.

La ciencia ha demostrado la teoría, gracias a la invención de relojes atómicos, a través de los cuales pudieron determinar que realmente a mayor altitud el tiempo transcurre de manera mas rápida.

Luego de las investigaciones, los científicos demostraron por cada pie sobre el suelo, se puede envejecer alrededor de 90 mil millonésimas de segundo más rápido durante una vida de 79 años, lo cual fue descrito por el Dr. Chou.

La invención de relojes atómicos, ha sido trascendental en el proceso de demostración de la relatividad del tiempo, con estos es posible medir el tiempo a milmillonésimas de segundo siendo estos perfectamente precisos en un segundo en más de 3.7 mil millones de años, y esto es lo que ha permitido que los científicos demuestren cómo el tiempo puede disminuir o acelerar dependiendo sobre la posición y la velocidad de quien hace la observación. De hecho, ya para el año 1962, los científicos habían colocado dos relojes atómicos en dos ejes, uno superior y uno inferior en una torre de agua, donde el reloj en la parte inferior, el cual era el más cercano al centro masivo de la Tierra, funcionaba más lento que el reloj en la parte superior. Dentro de este experimento Einstein le dio el nombre de dilatación del tiempo.

Para comprender un poco más a profundidad a que se refiere la relatividad del tiempo, haremos mención a un ejercicio mental, planteado por Einstein, a través del cual el cientifico reafirma su teoría de que el tiempo es relativos, este ejercicio, el cual el menciona como un ejercicio mental es conocido dentro de su teoría como la “Paradoja Gemela” en este ejercicio el científico infiere que, si un hermano gemelo viaja a través del espacio en un cohete, este envejecerá más lentamente que su hermano que permanece en tierra firme. Para la época, el ejercicio pudo presentar un dejo de confusión en su entorno, el cual más tarde sería constatado por la ciencia moderna.

La relatividad del tiempo contiene brechas de investigación interesantes que han sido objeto durante años de la investigación y aplicación de modelos con los cuales han podido demostrar los aspectos más relevantes.

La ciencia y sus constantes avances han proporcionado resultados verdaderamente increíbles en relación a las teorías basadas en estos científicos, e incluso ha permitido ampliar sus investigaciones y hasta completarlas, a través de todo lo que representa el universo observable, o plantear objetivos para todo aquello fuera de este.

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