¿Qué es el Continuo Espacio-Tiempo?
«Continuum Espacio-tiempo» puede sonar como un término de peso, pero no es demasiado difícil de entender si lo desglosamos.
«Espacio – tiempo» es simplemente una forma de ver el espacio y el tiempo como conceptos entrelazados, dos partes del mismo todo. Albert Einstein acuñó el término cuando propuso la teoría de la relatividad a principios de 1900. Se puede localizar cualquier cosa y a cualquier persona dentro del espacio-tiempo usando cuatro coordenadas; las tres dimensiones del espacio (ancho, ancho y largo) y el tiempo. Suena complicado, ¿verdad? Apliquemos esta información a un escenario práctico.
Digamos que quieres reunirte con un amigo. Para hacerlo, tendrá que definir una ubicación específica y una hora específica para reunirse. Planear «reunirse mañana» no es suficiente, tendría que especificar cuándo y dónde desea reunirse. Entonces, probablemente dirías algo como esto; » Nos vemos mañana a las 10:00 AM en Johnson’s Park.»¡Esta simple solicitud es un ejemplo de espacio-tiempo en juego! No puedes ocupar un cierto espacio en nuestro universo sin ocupar también un tiempo específico, ¡por lo tanto, el espacio-tiempo!
«Continuo» es una palabra elegante que se refiere a algo que continúa para siempre y que solo experimenta cambios graduales a lo largo del camino. Piense en un mapa gigantesco sin interrupciones, huecos o espacios en blanco. Este mapa representa todo y a todos en nuestro universo a través de cada punto en el tiempo que existe. ¡Lo que acabas de imaginar es el «continuo espacio-tiempo» en pocas palabras!
Usted existe dentro del continuo espacio-tiempo, junto a las estrellas en el cielo, los planetas de nuestro sistema solar y cualquier dispositivo que esté utilizando para leer este artículo.
¿Quién propuso el Continuo Espacio-Tiempo?
Como mencionamos anteriormente, Albert Einstein acuñó el término espacio-tiempo. Introdujo el concepto por primera vez en su artículo de 1905 «On the Electrodynamics of Moving Bodies». Las dos grandes conclusiones de este artículo (#1 las leyes de la física son consistentes en todos los marcos de referencia sin aceleración, y #2 la velocidad de la luz es constante en el vacío para todos los observadores) forman la base de la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein.
Es probable que haya encontrado «E = mc2″, o» la energía es igual a masa por la velocidad de la luz al cuadrado», en algún momento de su vida. Esta es la fórmula de equivalencia masa-energía, donde » E «significa » energía»,» m «representa» masa «y» c2 «simboliza la»velocidad de la luz al cuadrado». Esta fórmula simplemente significa que los objetos ganan más masa cuanto más rápido se mueven. Entonces, si un objeto se acercaba a la velocidad de la luz, su masa eventualmente se volvería infinita, ¡junto con la energía requerida para moverlo más lejos!
¿Cómo Entra en Juego la Teoría de la Relatividad General?
Einstein propuso más tarde la Teoría de la Relatividad General en 1916 para explicar cómo la gravedad y la masa afectan al continuo espacio-tiempo. Imagina el espacio-tiempo como un colchón y un planeta como una bola de bolos. Si coloca la bola de bolos encima del colchón, la tela se curvará alrededor de sí misma. Si coloca una pelota de golf junto a esa bola de bolos, caerá en la abolladura causada por el objeto más grande.
Los objetos enormes hacen lo mismo con el espacio-tiempo. Cuanto más grande es un objeto, más se dobla el espacio-tiempo a su alrededor, lo que lleva a otros objetos cercanos a moverse a través del espacio (y el tiempo) hacia él. ¡Eso es gravedad en pocas palabras! La Tierra, por ejemplo, es tan masiva que dobla el espacio-tiempo para mantenernos en su superficie.
¿Es Posible Viajar En el Tiempo?
Después de siglos de intenso estudio, la respuesta de la comunidad científica sigue siendo un rotundo «¿quizás?»Necesitaremos recapitular para explicar por qué. Einstein descubrió que la velocidad de la luz es constante independientemente de la rapidez con la que se muevan otros objetos. También aprendió que nada puede moverse más rápido que la luz (sin ganar masa infinita). Por lo tanto, considere esto; dos personas que se mueven a diferentes velocidades verán viajar la luz a la misma velocidad exacta. Esto hará que estos individuos experimenten el tiempo de manera diferente, por imposible que parezca.
Verá, el tiempo se ralentizará cuando se compare un objeto de movimiento rápido con otro objeto de movimiento no tan rápido. Este fenómeno único se llama dilatación del tiempo. ¡Varias películas importantes (como X-Men: Días del Futuro Pasado e Interestelar) muestran la dilatación del tiempo en acción! Además, si una persona abordara una nave espacial y viajara a la mitad de la velocidad de la luz, ¡envejecería mucho más lento que otra persona en la Tierra!
Incluso velocidades más bajas pueden crear este efecto. Los científicos utilizaron relojes especiales para determinar que un satélite que orbitaba la Tierra ganaba 38 microsegundos cada día. El satélite pasó a través del tiempo un poco más lento que los científicos de la Tierra, lo que apoya la idea de que los objetos se mueven a través del tiempo y el espacio en relación unos con otros.
Muchos científicos están de acuerdo en que la dilatación del tiempo es la única forma viable de viajar en el tiempo. Sin embargo, la Teoría de la Relatividad de Einstein incluye agujeros de gusano, o pasajes directos entre puntos separados en el espacio-tiempo. Viajar más rápido que la luz podría ser imposible en el sentido convencional, pero un agujero de gusano entre dos puntos en el espacio-tiempo permitiría que un objeto se moviera de A a B instantáneamente. Los agujeros de gusano son actualmente una idea abstracta, pero los científicos podrían descubrir cómo utilizarlos algún día.
Donde Nos equivocamos en el espacio-Tiempo
Hay algunas cosas que la Teoría de la Relatividad de Einstein y nuestro conocimiento actual del continuo espacio-tiempo no pueden explicar. A nivel atómico, por ejemplo, las partículas no siempre se mueven como deberían de acuerdo con la relatividad. Del mismo modo, no entendemos lo que le sucede a la materia cuando cae en un Agujero Negro, una región del espacio que tiene una densidad virtualmente infinita. Nuevas ideas como la teoría de cuerdas intentan hacer que la relatividad funcione en estas situaciones, mientras que el concepto de espacio de fase sugiere que todo el continuo espacio-tiempo podría ser relativo.
Las mentes inquisitivas nos ayudaron a desarrollar nuestra comprensión actual del continuo espacio-tiempo. Tenemos fe en que los conceptos erróneos de hoy allanarán el camino para las respuestas de mañana. Pero no espere a que otro físico teórico vaya más allá. ¡Sigue aprendiendo sobre nuestro universo y contribuye personalmente al discurso científico!