Viajes en el tiempo y teoría de la relatividad.

¿Pertenecen los viajes en el tiempo a la ciencia ficción? ¿Habría alguna forma, aunque sea teórica de que algún día podamos llegar a realizarlos?

Son preguntas que toda, o casi toda persona, aficionada al cine de ciencia ficción, o simplemente que le dé por pensar seguramente se haya hecho.

Primero necesitamos hablar de la teoría de la relatividad, para comprender un nuevo concepto de tiempo.

Y es que, nos imaginamos el tiempo como algo imperturbable, constante, algo inquebrantable que avanza firme y sin ser alterado.

Nuestro amigo, Albert, demostró que esto no es así, no existe el tiempo sin estar ligado al espacio.

Imaginad una mosca volando a 2km/h en dirección al norte, en un tren que también viaja al norte a una velocidad de 100km/h.
Para un viajero del interior del vagón, verá la mosca viajar a 2km/h, un viajero en el exterior del vagón verá viajar la mosca a 102km/h.

Con esto podemos observar que la velocidad y el espacio recorrido son variables según el observador. !Supongo que no habrá duda respecto a esto!

Esto no es nada nuevo, ya se conocía de tiempos remotos que la velocidad dependía del sistema de referencia.

Einstein descubrió que en cambio esto no era aplicable a la luz. Esta siempre viaja a 300.000km/segundo.
Es decir, si un tío va corriendo a 30000km/s y lleva una linterna que proyecta luz, esta no irá a 330.000km/segundo, su velocidad es siempre constante 300.000km/segundo.
La velocidad de la luz es siempre constante.

Ahora, nos vamos a ir a un ejemplo precioso, a mi me encanta la verdad. A ver si me sé explicar ;).

Un chico viaja en un tren que va a casi la velocidad de la luz. Y con un puntero láser apunta al suelo, donde hay un espejo.
La luz del láser rebota en el espejo y vuelve a subir. El espejo está a 1 metro del puntero láser.
Para el chico del tren la luz habrá recorrido 2 metros (1 en bajar y otro en subir).

En cambio un observador de fuera que observe este singular hecho, verá como la luz no recorre esos 2 metros únicamente, ya que no lo vería como un trayecto vertical, si no que vería el trayecto de la luz inclinado debido a la velocidad a la que va el tren.

Como he puesto en el dibujo, el láser ahora no sólo "sube y baja", si no que también avanza (debido a la velocidad del tren) para el observador de fuera, siendo así la distancia que recorre más larga. (Click en la imagen para ampliar)














Y aquí viene lo bonito, hemos dicho que la velocidad de la luz es constante siempre, osea que para los dos observadores la velocidad es la misma.
Pero para el observador de fuera recorre más espacio ¿Cómo puede ser?

Espacio recorrido = velocidad * tiempo

Si la velocidad es constante, es que el tiempo no ha pasado igual para ambos observadores. (Ya que el espacio recorrido, hemos visto que era mayor para el observador de fuera)

Ha pasado menos tiempo para el observador de dentro del tren y más tiempo para el observador de fuera, por eso ha visto a la luz recorrer más espacio.


Esto es algo sorprendente y que cambio la forma de ver las cosas sin duda en la física de la época.

Esto significa que el observador de fuera verá al de dentro del tren moverse a cámara lenta, pues el tiempo pasa más rápido fuera que dentro.

El tiempo es relativo al sistema de referencia, todo es relativo.

Bueno, todo eso está muy bien ¿Pero qué tiene que ver esto con los viajes espaciales?

Pues muy sencillo, imaginemos de nuevo a alguien viajando en una nave espacial a velocidades cercanas a la velocidad de la luz.
El tiempo pasaría lentísimo dentro de la nave y en cambio muy rápido fuera.
Imaginemos que está viajando 5 años al 98% de la velocidad de la luz y luego vuelve al planeta tierra.

Pues bien, mientrás para él solo habrán pasado esos 5 años, en la tierra habrán pasado muchísimos más, por ejemplo 100. Por lo que habría viajado al futuro 95 años.

Los efectos de la relatividad son más intensos cuanto más se acerca la velocidad a la velocidad de la luz, creciendo exponencialmente. Así con el 99.999% de la velocidad de la luz, mientrás que para él solo pasarían 5 años, en la tierra habrían pasado miles, incluso millones de años.

Cabe señalar que es imposible alcanzar la velocidad de la luz, pues se necesitaría energía infinita.
También cabe señalar que la máxima velocidad a la que hemos llegado por ahora ha sido a un 1/15000 de la velocidad de la luz, donde los efectos de la relatividad son prácticamente despreciables.

Pero no os alegréis tanto, por desgracia los viajes al pasado parecen ser físicamente imposibles, o al menos eso parece. Por lo que pocas aplicaciones tendría esta fantasiosa teorización, quizá la de repoblar una tierra post-apocalíptica, como ha sugerido Stephen Hawking.
Os lo dejo a vuestra imaginación.

Aquí un video que explica muy bien la relatividad.




Un saludo, y espero que se haya entendido algo!