G8N11

Universidad Nacional de Colombia. Facultad de ingenieria, Sede Bogota
 * La dilatación del tiempo en la teoría especial de la relatividad **
 * Autor: ** Laura Maria Fonseca Aponte **Cod:** 244127





El presente ensayo trata sobre una de la consecuencias de la teoria especial de la relatividad de Albert Einstein formulada en 1905, la dilatacion del tiempo, la cual tanto en epocas pasadas como en la actualidad da mucho de que hablar pues nos demuestra, que lo que conocemos como verdadero y absoluto, en realidad no lo es y que para avanzar en nuestro conocimeiento debemos como seres humanos tener la mente abierta para nuevas ideas. Se han realizado varias investigaciones sobre este tema prinicpalmente con la meta de volver realidad la idea de un viaje en el tiempo.
 * Resumen:**

** La dilatación del tiempo en la teoría especial de la relatividad ** Albert Einstein fue uno de los mas grandes científicos de todos los tiempos pues tan solo a la edad de 26 años revolucionó totalmente la física, publicando cuatro artículos científicos, uno de los cuales le mereció el premio Nóbel de física en 1921, a los cuales tan solo les dedico su tiempo libre durante su trabajo como oficial asistente en la oficina de patentes de suiza en Berna, luego de esto siguió dando contribuciones al desarrollo de la física a lo largo de su vida; esto a muchos nos debe llevar a pensar que hubiera llegado incluso a realizar si, desde pequeño hubiera podido tener muchas mas oportunidades, y como todos nosotros, podríamos también llegar a realizar grandes cambios en un mundo que tanto lo necesita. Este ensayo esta orientado a ilustrarnos una de las consecuencias, la dilatación del tiempo, en la teoría especial de la relatividad de este gran científico, la cual se considera hoy en día su mas importante contribución, y como en su época, y aun ahora, rompe algunas barreras impuestas por nuestro sentido común, y de que manera nos lleva a pensar en la posibilidad plausible de un viaje en el tiempo.
 * Introducción: **



Fue postulada en 1905 por Albert Einstein y fue resumida en dos postulados: Estos dos postulados pusieron fin a muchas dificultades, presentes gracias a antiguos paradigmas, pero especialmente a la creencia de la existencia de un llamado marco de éter, luego de múltiples experimentos realizados, entre ellos el conocido experimento de Michelson y Morley en 1887, no se obtuvo ningún indicio de alguna propiedad física del éter, por lo tanto era consecuente dudar de la existencia del mismo, sin embargo la idea estaba tan arraigada que permaneció durante algún tiempo hasta la llegada de la teoría de einstein. De la teoría especial de la relatividad se derivan impresionantes consecuencias que nos llevan a modificar nuestras nociones acerca del espacio y el tiempo a las que estamos acostumbrados, las más conocidas son acerca de la dilatación del tiempo, la contracción de la longitud y la simultaneidad de eventos, de los cuales la primera se tratara con mas profundidad. Según einstein la medida de un intervalo de tiempo dependerá del marco de referencia desde el cual se toma, abandonando la idea de newton en la cual el tiempo es universal para todos los observadores. Para ilustrar este acontecimiento debemos imaginar un carro moviéndose a una velocidad v, un observador A que se encuentra dentro del carro tiene un reloj que funciona con dos espejos paralelos separados una distancia d y un rayo de luz que rebota, el reloj de este observador medirá un intervalo de tiempo llamado tiempo propio dado por: Donde c es la velocidad de la luz 3*108 m/s Otro observador B ubicado afuera ve pasar el carro, y ve la trayectoria recorrida por el rayo de luz de una forma muy diferente: El rayo de luz // recorre una distancia más grande // que la que separa los espejos, lo cual se podría explicar por dos razones o el rayo viaja mas rápido o el tiempo va mas lento, pero como sabemos que el rayo no puede ir mas rápido pues la velocidad de la luz es constante, solamente queda decir que el tiempo va mas lento es decir el rayo se ha demorado mas en ir de un espejo al otro, este nuevo intervalo de tiempo lo podemos calcular utilizando el teorema de Pitágoras: Y despejando t obtenemos: Y reemplazando finamente tenemos:
 * Teoría especial de la relatividad: **
 * **// Todas las leyes de la naturaleza son las mismas en todos los marcos de referencia con movimiento uniforme, //** por lo tanto no existe ningún marco de referencia en donde se puedan hacer mediciones absolutas
 * **// La velocidad de la luz tanto en el vacío como en cualquier marco de referencia inercial es constante con un valor de c = 3*108 m/s //****, ** sin importar el movimiento de la fuente o del observador.
 * Dilatación del tiempo: **



Donde: t = Es el tiempo del observador A que se mueve a gran velocidad (tiempo propio). t'= Es el tiempo relativo medido por observador B v=  es la velocidad a la que se mueve el observador c= es la velocidad de la luz Pero no solamente el tiempo del reloj va mas lento, en realidad todo lo demás por ejemplo los latidos de corazón del observador A, si analizáramos un caso extremo, en el cual el carro se moviera a la velocidad de la luz, el tiempo se pararía pues el rayo de luz nunca alcanzaría la otra pared pues esta se mueve a su misma velocidad. Esto es lo que le pasa a los fotones, los cuales al ser vistos desde nuestro sistema de referencia no cambian jamás.

**Paradoja de los gemelos:** Un buen ejemplo de este fenómeno es llamada la paradoja de los gemelos, en la cual un par de gemelos se despiden cuando uno de ellos A aborda una nave espacial que dará una vuelta por la galaxia, los dos en el momento de la despedida cuentan con 25 años, el hermano que va en la nave espacial viaja a 0.98c y de acuerdo con la ecuación de dilatación del tiempo dará que t = 5t0, al cabo de 10 años de travesía la nave llega a la tierra y el hermano astronauta tiene 35 años y encuentra un hermano gemelo anciano B que tiene 75 años.

**Investigaciones:** Actualmente a habido un creciente interés por este fenómeno, s** e ha llegado a pensar en la posibilidad de viajar en el tiempo usando este principio, llevando a grandes investigaciones acerca de “los agujeros negros y los agujeros de gusano, en los cuales la gravedad es muy intensa lo cual puede conducir a la dilatación del tiempo o “curvatura” del tiempo”, **se han utilizado dispositivos GPS con el objetivo de medir la dilatación del tiempo, entre 1938 y 1941 los científicos Ives y Stilwell midieron el efecto Doppler de la radiación emitida por rayos catódicos llegando a la relación predicha por einstein, en 1941 Rossi y Hall compararon la población de muones producidos por rayos cósmicos en lo alto de una montaña y el observado a nivel del mar utilizando la dilatación del tiempo como explicación de que estos pudieran llegar a la superficie terrestre, en noviembre del 2007 se llego a una “confirmación experimental de la dilatación del tiempo gracias a un estudio realizado con dos átomos que alcanzaban velocidades de 0.64c y 0,03c. Según los investigadores del Instituto Max Planck (Alemania), se pudo ** determinar la edad de los átomos con una alta precisión sin precedentes gracias a una técnica creada por el ** premio Nobel Theodor Hänsch** basada en la utilización de láser”. **
 * Cada vez estos estudios avanzan con una mayor rapidez, y el interés crece con la idea de poder viajar en el tiempo, ya que muchos científicos anuncian que el primero se hará en este siglo, pues es más cuestión de dinero y tecnología que de física, será realmente una realidad? Si se realiza que consecuencias tendrá para la humanidad? y que nuevas innovaciones saldrán de estos estudios? **

Problema:
 * Referencias: **
 * 1) Introducción a la física moderna. Mauricio García. Universidad Nacional de Colombia. 2003. Págs. 5 – 14
 * 2) Fisica. Serway Mc Graw Hill. Tomo II, cuarta edicion,1997. Pags 1156-1172
 * 3) [|www.queciencia.com/2007/11/18/][|logran][|-][|demostrar-la-dilatacion-del-tiempo][|/]
 * 4) [|www.memo.com.co/fenonino/aprenda/fisica/fisic8.html]
 * 5) http://eltamiz.com/2007/05/18/relatividad-sin-formulas-dilatacion-del-tiempo/
 * 6) es.wikipedia.org/wiki/Dilatación_del_tiempo
 * 7) http://www.tendencias21.net/Nueva-confirmacion-de-la-dilatacion-del-tiempo_a1911.html

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El contenido de este ensayo es totalmente propio,todas las referencias utilizadas han sido citadas y las imagenes utilizadas se encuentran en las referencias o han sido buscadas por google imagenes.
 * Declaracion de etica:**