Alberto Lacasa

Reflexiones sobre televisión y cine

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¿Qué es un instante?

¿Te habías hecho alguna vez esta pregunta? Tranquilo, yo tampoco. Pero Albert Einstein sí. Por eso Einstein es Einstein y nosotros… En fin…

La pregunta puede parecer baladí. Intuitívamente nos parece que un instante no es más que un punto en el tiempo. Las fotografías retratan instantes. Sí, ya, diría el sabio. Pero, ¿cómo puedo saber si dos cosas pasan en un mismo instante? Y no se vale decir que si salen en la foto es porque pasan a la vez. A ver, ¿qué le pasó al famoso físico para que se preguntara estas cosas tan absurdas? Hagamos un poco de retrospectiva.

Isaac Newton, algo más de tres siglos antes, había desarrollado un conjunto de leyes que explicaban con mucha exactitud lo que pasa en nuestro mundo. Sus leyes tenían una gran ventaja y es que son deterministas. Eso quiere decir que, en base a unas condiciones inciales podíamos saber con exactitud lo que pasaría. Por ejemplo, si nos dicen de qué ciudad sale un coche y a qué velocidad va, podemos saber a qué hora llegará a nuestra casa para recogernos.

Una de las deficiones más útiles de la física newtoniana es la de velocidad, que no es más que una distancia que recorremos entre el tiempo que tardamos en recorrerla. En expresión matemática, la distancia dividida entre el tiempo.

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Esta teoría se basa en que hay dos cosas absolutas; el espacio y el tiempo. Dicho con otras palabras, el tiempo avanza de forma constante e inexorable sin que nada pueda hacerlo ir más rápido ni más lento. Y tanto más de lo mismo con el espacio. La distancia entre dos puntos ha de ser siempre la misma, con independencia de las condiciones que se den en ese momento. Esta idea tenía todo el sentido del mundo porque era más que intuitiva. Es lo que nos dice el olfato.

Pero el olfato falla, por lo menos el mío. Y no siempre lo que parece es. Durante años se estaban efectuando experimentos que iban en contra de toda lógica. Imagina la siguiente situación. Vas subido en un tren de cercanías que, claro, no pasa de los 40 Km/h. Ves que se acerca tu estación y decides levantarte de la silla. Y caminas en la misma dirección que lleva el tren a 10 Km/h.

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Pero el maquinista se duerme y tu madre, que te estaba esperando, ve pasar el tren a 40 Km/h. Si además tuviera la vista de Superman y pudiera ver a través del barro que se acumula en los cristales, a ti te vería pasar a 50Km/h. Ella, desde fuera, sumaría la velocidad del tren (40Km/h) y la tuya propia (10Km/h), por lo tu velocidad respecto a ella es de 50Km/h.

Ahora vamos a subirnos en un AVE, pero como todo el mundo sabe que a la alta velocidad le cuesta coger la velocidad punta, vamos reducir (y mucho) la velocidad de la luz. La velocidad de la luz es de 300 mil Km. cada segundo. No está mal. Casi como yo cuando hago los 100 metros lisos. Pero, para nuestro problema, vamos a suponer que es de 20 m/seg. El vagón tiene 40 metros de largo y el tren se desplaza a 10 m/seg. Y entonces, en la punta trasera del vagón, encendemos un foco. Al otro lado del vagón, un amigo calcula cuánto tarda en llegar la luz hasta allí. Como hemos impuesto la velocidad de la luz a 20 m/s, en 2 seg. recorrerá los 40 metros del vagón. Justo lo que esperábamos.

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Pero tu madre, que es muy paciente sigue en la estación preparada para medir ella también la velocidad de la luz. Siguiendo la misma lógica que antes nos llevó a la conclusión que íbamos a 50Km/h respecto a tu madre, ahora la luz debería viajar a los 20 m/seg que lleva la luz más los 10 m/seg del tren. Es decir, a 30 m/seg. Pero tu madre se lleva una sorpresa cuando ella mide exáctamente la misma velocidad que tú subido al tren, es decir 20 m/seg. ¿Cómo puede ser?

Y lo que es aún más extraño; vamos a tratar de entender qué recorrido ha hecho, según tu madre, la luz en el tren. Si, para ella, la luz también iba a 20 m/s, pasados los dos segundos que antes le permitían llegar hasta la otra pared del tren… ¡ahora sólo habrá recorrido la mitad del vagón! Porque el tren sigue avanzando a un ritmo de 10 m/seg, así que después de 2 segundos, habrá avanzado 20 metros más. Luego, los 40 que tenía que recorrer, más los 20 que ha avanzado, menos los 40 metros que ya ha recorrido, le quedan otros 20 metros.

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Según las leyes que escribió Newton, ya os lo digo yo aunque es muy fácil de calcular, para tu madre, la luz tarda 4 segundos en cruzar todo el tren. Y aquí viene la clave de todo. Vamos a la ecuación de antes de la velocidad. Si v=distancia/tiempo y la velocidad de la luz (los físicos la llaman c) es constante para los dos observadores, necesariamente tiene que haber cambiado la distancia, el tiempo o las dos cosas. ¡Sorprendente! Y otra evidencia, las leyes de Newton no nos funcionan. Nuestro mundo se desmorona.

Bueno, no es para tanto. Es muy contraintuitivo, pero lo que realmente sucede es que, a velocidades próximas a las de la luz, el espacio y el tiempo dejan de ser constantes para volverse elásticos. Hablando en cristiano, a altas velocidades, el tiempo se dilata, es decir, pasa más poco a poco. En cambio, el espacio se contrae. Pero cuidado con esto y aquí viene lo más incomprensible y, claro, más abrumador y divertido.

Esto no quiere decir que el vagón y tu os hagáis más pequeños. Depende de para quien. Tu madre ahora, si midiera la longitud del tren, le saldría inferior a los 40 metros que hemos dicho que tiene el vagón. Pero tú, que vas a la misma velocidad que el tren, seguirías midiendo 40 metros. ¡Por eso Einstein llamó a esto Teoría de la relatividad! Porque las reglas de medida (tanto del espacio como del tiempo) son relativas y varían en función del que las mide.

Imagino que alguno puede pensar que esto es una paranoia que les ha dado a los físicos, que están un poco locos. Algo de razón tiene. Pero que sepáis que está comprobadísimo. En 1971, J. C. Hafele y R. Keating, subieron un reloj atómico (son los más precisos) a un avión supersónico y lo sincronizaron con otro en la Tierra. Hicieron volar al avión durante 40 horas y, cuando aterrizó de nuevo, los relojes ya no estaban sincronizados. El del avión iba algo atrasado.

¿Sorprendido? Esta nueva concepción de la física, Einstein la publicó en 1905. En realidad esto es sólo lo que llamó Teoría de la Relatividad Especial porque sólo funciona con objetos que van a velocidad constante. A la que algo acelera o se frena, todo se va al traste. Pero no os preocupéis, que años después, Einstein descubrió cómo tratar también a los objetos que se aceleran. Pero esa ya es otra historia; la de la Teoría de la Relatividad General.

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