26/5/13

Sobre la teoría de la relatividad - Einstein - 9. La relatividad de la simultaneidad



9.   La relatividad de la simultaneidad

Hasta ahora hemos referido nuestros razonamientos a un determinado cuerpo de referencia que hemos lla­mado «terraplén» o «vías». Supongamos que por los carriles viaja un tren muy largo, con velocidad cons­tante v y en la dirección señalada en la Fig. 1. Las per­sonas que viajan en este tren hallarán ventajoso utilizar el tren como cuerpo de referencia rígido (sistema de coordenadas) y referirán todos los sucesos al tren. Todo suceso que se produce a lo largo de la vía, se produce también en un punto determinado del tren. Incluso la definición de simultaneidad se puede dar exactamente igual con respecto al tren que respecto a las vías. Sin embargo, se plantea ahora la siguiente cuestión:


Dos sucesos (p. ej., los dos rayos A y B) que son simultáneos respecto al terraplén, ¿son también simultá­neos respecto al tren? En seguida demostraremos que la respuesta tiene que ser negativa.
Cuando decimos que los rayos A y B son simultá­neos respecto a las vías, queremos decir: los rayos de luz que salen de los lugares A y B se reúnen en el punto medio M del tramo de vía A-B. Ahora bien, los sucesos A y B se corresponden también con lugares A y B en el tren. Sea M' el punto medio del segmento A-B del tren en marcha. Este punto M' es cierto que en el instante de la caída de los rayos[1] coincide con el punto M, pero, como se indica en la figura, se mueve hacia la derecha con la velocidad v del tren. Un obser­vador que estuviera sentado en el tren en M', pero que no poseyera esta velocidad, permanecería constante­mente en M, y los rayos de luz que parten de las chis­pas A y B lo alcanzarían simultáneamente, es decir, estos dos rayos de luz se reunirían precisamente en él. La realidad es, sin embargo, que (juzgando la situación desde el terraplén) este observador va al encuentro del rayo de luz que viene de B, huyendo en cambio del que avanza desde A. Por consiguiente, verá antes la luz que sale de B que la que sale de A. En resumidas cuentas, los observadores que utilizan el tren como cuerpo de referencia tienen que llegar a la conclusión de que la chispa eléctrica B ha caído antes que la A. Llegamos así a un resultado importante:
Sucesos que son simultáneos respecto al terraplén no lo son respecto al tren, y viceversa (relatividad de la simultaneidad). Cada cuerpo de referencia (sistema de coordenadas) tiene su tiempo especial; una localización temporal tiene sólo sentido cuando se indica el cuerpo de referencia al que remite.
Antes de la teoría de la relatividad, la Física suponía siempre implícitamente que el significado de los datos temporales era absoluto, es decir, independiente del estado de movimiento del cuerpo de referencia. Pero acabamos de ver que este supuesto es incompatible con la definición natural de simultaneidad; si prescindimos de él, desaparece el conflicto, expuesto en §7, entre la ley de la propagación de la luz y el principio de la relatividad.
En efecto, el conflicto proviene del razonamiento del epígrafe 6, que ahora resulta insostenible. Inferimos allí que el hombre que camina por el vagón y recorre el trecho w en un segundo, recorre ese mismo trecho tam­bién en un segundo respecto a las vías. Ahora bien, toda vez que, en virtud de las reflexiones 'anteriores, el tiempo que necesita un proceso con respecto al vagón no cabe igualarlo a la duración del mismo proceso juz­gada desde el cuerpo de referencia del terraplén, tam­poco se puede afirmar que el hombre, al caminar res­pecto a las vías, recorra el trecho w en un tiempo que —juzgado desde el terraplén— es igual a un segundo. Digamos de paso que el razonamiento de §6 des­cansa además en un segundo supuesto que, a la luz de una reflexión rigurosa, se revela arbitrario, lo cual no quita para que, antes de establecerse la teoría de la relatividad, fuese aceptado siempre (de modo implí­cito).


[1] ¡Desde el punto de vista del terraplén!



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