21 de junio de 2007

MUNDO RELATIVISTA 2, El ciclista relativista: presentación Julio 2007

INSTALACIÓN INTERACTIVA
Inspirada en El breviario del Señor Tompkins,
de George Gamow (1940)

Estreno en el Festival de Cine y Video Científicos del MERCOSUR,
viernes 13 y sábado 14 de Julio de 2007,
en la Biblioteca Nacional,
Agüero 2502, 1º piso, Buenos Aires,
Sala Guimaraes Rosa,
junto al Auditorio Borges.

Inauguración del Festival:
viernes 13, de 11.30 a 12.30 hs.

Exhibición:
viernes 13, de 12.30 a 17.30 hs,
sábado 14, de 12.00 a 17.30 hs.


Mundo Relativista
es un proyecto de divulgación científica
que intenta exhibir en instalaciones interactivas
efectos predichos por la

Teoría de la Relatividad de Einstein.

El Festival de Cine y Video Científicos
del MERCOSUR
nos ha invitado
a presentar la primera versión
de Mundo Relativista 2 (MR-2),
El ciclista relativista
.

Cuando entramos a MR-2
nos sumergimos en un universo paralelo
donde la luz viaja a menos de 30 km/h.
¿Qué modifica esto en
nuestra percepción de las cosas?

¿Podremos alcanzar a la luz
andando en bicicleta?
Y si la alcanzamos,
¿veremos al mundo como lo vemos
en nuestra vida cotidiana?

La Teoría de la Relatividad
de Einstein predice cambios
en nuestra percepción
del espacio y del tiempo,
y en el tiempo mismo,

cuando nos movemos a
velocidades cercanas a la de la luz.

Las distancias y longitudes
se acortan
Las distancias se acortan
en la dirección de nuestro movimiento,
porque la luz viaja para todos
con la misma velocidad.
No importa que nos movamos
hacia ella o en su mismo sentido,
la luz siempre nos alcanza
con la misma rapidez
.












Así veríamos el mundo si corremos a la par
del ciclista Tompkins. Éste conservaría
un aspecto perfectamente "normal".
Todo lo que se moviese respecto de
nosotros, se vería comprimido a lo largo.
(Dibujo de George Gamow)

Tampoco podemos superar esa rapidez.
Alcanzamos el 99% de la
velocidad de la luz, el 99,9%,
el 99,99%, pero jamás el 100%.
La luz es el fenómeno
natural más veloz y nada más
que ella puede viajar a esa velocidad.
Por más rápido que corramos,
la luz siempre nos alcanza.

La matemática de la Teoría
de la Relatividad traduce
este fenómeno, verificado
experimentalmente
,
en la contracción de las longitudes.
Cuanto más rápido avanzamos
en nuestra bicicleta,
más se comprimen a lo largo
las cosas, a derecha e izquierda.
Y hacia delante, las distancias
parecen acortarse y los objetos
que dejamos atrás se agolpan
delante de nosotros...
La luz nos alcanza.

El tiempo se ralenta
También le ocurre
algo muy extraño al tiempo.
Para el ciclista, cuanto más rápido avanza,

los sucesos en la sala discurren
más lentamente que en su mundo-bicicleta.

La razón es bastante simple:
desde punto de vista móvil
del ciclista, la luz proveniente
de dos sucesos
ocurridos en la sala
recorre mayor distancia
entre dichos sucesos
que la distancia medida
por un visitante quieto.
¡Esto es porque para el ciclista esos
sucesos se mueven
y para el visitante no!
Y como la luz viaja
a la misma velocidad
según ambos observadores,
para recorrer mayores distancias
la luz emplea mayores tiempos.


Luz emitida por puntos azul y rojo y reflejadas por espejo verde: en este caso ambas fuentes se hallan en reposo entre sí. Según ambos observadores, rojo y azul, ambas luces tardan lo mismo en retornar a sus respectivos observadores.



El punto azul ahora se mueve a velocidad cercana a la de la luz: el observador rojo mide dos tardanzas diferentes para rayos de luz emitidos simultáneamente cuando ambos puntos coinciden espacialmente. La luz emitida desde su rojo punto de vista "estático" retorna tardando lo mismo que antes. También desde su rojo punto de vista, la luz emitida desde el punto azul tarda más en volver a éste: en la animación se ve claramente que llega después.
Rojo mide dos tiempos diferentes para sucesos que antes eran simultáneos: ve el tiempo del azul mayor que el suyo, ya que según él, la luz de azul debe recorrer mayor distancia (los lados oblicuos del triángulo blanco y azul). Ésta es la dilatación temporal predicha en las Transformaciones de Lorentz de la Relatividad einsteniana. Hasta aquí lo que puede verse en estas animaciones.
Desde el otro punto de vista, para el observador azul, nada ha cambiado dentro de su sistema, mide el mismo tiempo que cuando estaba quieto respecto del rojo. Sin embargo, azul ve la misma dilatación temporal mencionada anteriormente en el punto rojo, con exactamente los mismos valores (esto no aparece representado en la animación). Las distorsiones espacio-temporales son simétricas en la Teoría Especial de la Relatividad, que abarca sólo cuerpos y sistemas moviéndose en línea recta y a velocidad constante entre sí.
(Material gráfico contenido en
http://casa.colorado.edu/~ajsh/sr/time.html)

Este fenómeno, verificado
y medido rutinariamente por
científicos y técnicos,
se llama dilatación del tiempo.

Reciprocidad
Es una buena observación
afirmar que los visitantes parados
en la sala verían los mismos
fenómenos de contracción
longitudinal y dilatación
temporal en el ciclista
que se mueva a velocidades
cercanas a la de la luz.

La Teoría Especial de la Relatividad,
la primera parte de
la creación de Einstein, establece
la simetría de las observaciones,
pero sólo abarca movimientos
sin grandes aceleraciones
y en campos gravitatorios débiles.


















Los transeúntes quietos ven la contracción de longitudes
y la dilatación del tiempo en el ciclista: la simetría
en las observaciones se mantiene en la Teoría Especial
de la Relatividad. (Dibujo de George Gamow)


Leyes naturales iguales para todos
Esta simetría se rompe
cuando entran en juego
grandes aceleraciones
o gravedades intensas.


Cuando arrancamos o frenamos bruscamente
con la bicicleta sufrimos empujones,
hacia atrás o hacia delante,

respectivamente.

Al intentar demostrar que
las leyes de la naturaleza
pueden ser descriptas
por cualquier observador y
sin dependencia de su movimiento,
Einstein creó la

Teoría General de la Relatividad.

El tiempo se dilata
absolutamente
con las aceleraciones

Para dar consistencia a semejante
afirmación, Einstein debió
establecer que esos empujones
equivalen a la acción de
campos gravitatorios, y
modifican irreversiblemente
el latir del tiempo en el ciclista
y su bicicleta, por ejemplo.

La gravedad marca el ritmo del tiempo.

Cuanto más alta sea la aceleración,
mayor será la dilatación temporal
del cuerpo acelerado
respecto de los cuerpos
que no sufrieron esa aceleración.
El ciclista ve que los sucesos en
la sala se aceleran como
en una película de Chaplin:
su propio tiempo se estira
sin que él lo perciba.

Los campos gravitatorios intensos
ralentan el paso del tiempo

Esto sería un cuento de hadas
si no fuera porque los cálculos
de la Teoría General de la Relatividad
se usan, por ejemplo,

en el ajuste periódico
de los relojes de los satélites
de posicionamiento global (GPS)

para sincronizarlos con los de tierra.
La gravedad terrestre
en órbita satelital es
mucho más débil
que aquí en la superficie.
Por ello, los relojes orbitales...
adelantan respecto de los nuestros.

Ángel Castro


MUNDO RELATIVISTA 2,
El ciclista relativista

IDEA, DIRECCIÓN y PRODUCCIÓN
Ángel Castro
Eduardo Kreiman

PROGRAMACIÓN
Ángel Castro
Eduardo Kreiman
Matías Romero Costas
Tarcisio Pirotta

DISEÑO DE ESPACIO
Eduardo Kreiman
Ángel Castro

CONSULTOR CIENTÍFICO
Prof. Jorge Rubinstein

SONORIZACIÓN
Gaby Kerpel

Agradecemos inmensamente
la generosa y lúcida colaboración de
Pilar Bravo Hansen, José Luis Castiñeira de Dios,
Susana Podzamczer, Gaby Kerpel,
Prof. Jorge Rubinstein, Matías Romero Costas,
Tarcisio Pirotta, Lucas Kreiman,
Adelina Fattore, Argentina Niesi,
Juan Pablo Menchón, Cooperativa La Ruca,
Estefanía Piccini, Débora Zanolli,
Adriana Irigoyen, Paloma Castro.

DATOS DE CONTACTO
Prof. Ángel Castro:
angelpcastro@gmail.com
Arq. Eduardo Kreiman:
ekreiman@gmail.com

Puede visitar el texto complementario incluido en el folleto de la instalación clickeando aquí.

Clickeando aquí puede hallar un exhaustivo compendio de verificaciones empíricas y usos prácticos de la Teoría de la Relatividad (PDF).

10 comentarios:

S. dijo...

te zarpaste Angelito!!!!!!!!! Me encantó andar en bici y ver como se deformaba el video...aluciné realmene... tu explicación apasionada. se vio todo muy autentico .Gracias por invitarme..besos

simón de colombia dijo...

Muy chévere la instalación, muy didáctica y clara. Debería ser más nitido el video y más aislado el "mundo relativista". Todavía tenemos que digerir las explicaciones. Los felicitamos.Sigan adelante!

MIRTHA dijo...

SU INSTALACION ES UNA PROPUESTA MUY VALIENTE, NADIE HACE UNA COSA ASI HOY EN DIA: EXOPLICAR UAN TEORIA TAN COMPLEJA COMO LA RELATIVIDAD Y EMULAR SUS EFECTOS EN LA IMAGEN Y EN EL TIEMPO... JAMAS VI ALGO IGUAL!!!! EXCELENTE TRABAJO MUCHACHOS!!!! NO IMPORTAN LAS CRITICAS. MEJOREN LO QUE TENGAN QUE MEJORAR, SIGAN ADELANTE!!!!
ESPERO VOLVER A VER OTRO "MUNDO RELATIVISTA"

G dijo...

El proyecto es muy interesante pero ganaria mucho con mejor calidad de video y de procesamiento. NOte qure los cambios en el video eran muy briuscos por momentos y que la calidad del video no era optima porque el software exigia demasiado procesamiento,como dijo uno de ustedes. deberian intentar mudarse a otro software que maneje video. Igual, muy buena laintencion.

Anónimo dijo...

Buenísima idea, leí el libro hace mucho y nunca creí que lo vería en la realidad, me encantó...Deberian presentarlo en el museo de ciencia del centro cult. recoleta y en el museo de los niños del shoping abasto.
Los felicito, buena suerte!!!!!!!

Anónimo dijo...

deberían dedicarle más trabajo a la estética del espacio, es muy pobre así como la presentaron. la porpuesta es interesante. p.

oscar dijo...

Angel,
está muy buena la idea de la instalación. Pero aún tengo preguntas que necesito responder.
La teoría de la realtividad es una teoría de óptica?
¿La luz es lo que único que nos permite conocer el universo?
Es muy claro el ejemplo de los puntos azul y rojo, se ve el triángulo y que el móvil recore más distancia, y entiendo que la clave es que la velocidad de la luz es la misma y entonces los tiempos tienen que ser diferentes...

Tenía entendido que la velocidad de la luz había sido medida con bastante exactitud antes de Einstein, no la descubrió él, ¿cuál fue su aporte?

Me cuesta entender la "aceleración".

Bueno, son algunas de las preguntas que tu instalación me inspiraron, tengo más, ojalá pudiésemos charlar un día así entiendo bien esta teoría.
Nos vemos.

Mundo Relativista dijo...

Oscar,
gracias por tu comentario, es muy alentador recibir preguntas y ver tanta gente interesada en el tema que tratamos aquí.

Trataré de empezar a responder tus inquietudes:

1- La Teoría de la Relatividad tiene a la luz como uno de sus protagonistas, pero no es una teoría sobre óptica, va mucho más allá. Desde ella se admite que la información que recibimos del universo, y nos permite describirlo, no puede viajar instantáneamente. Ya no podemos ignorar que la información debe tomarse su tiempo para viajar por el espacio. Y la mayor velocidad con la que esa información puede alcanzarnos es la velocidad de la luz: las ondas electromagnéticas (la luz entre ellas) son el medio informativo más rápido del que disponemos para "percibir" y medir al universo, todos sus cuerpos, todos sus sucesos.

2- Es cierto, la velocidad de la luz comenzó a medirse "científicamente" desde Galileo.
La novedad revelada por Einstein fue que debemos aceptar que esa velocidad es una constante más de la naturaleza, y que cualquier observador con movimiento rectilíneo y de velocidad constante recibe a la luz siempre con ese misma única rapidez.

3- Puedo expresarte el concepto de aceleración con una sensación que vivís cotidianamente: cuando acelerás con el auto, tu espalda se pega al respaldo del asiento; cuando frenás repentinamente, sentís que te vas hacia adelante. Son empujones que ningún cuerpo te aplica, aparentemente. En la secundaria aprendemos a llamarlos "inercia". La materia tiende a mantener sus estados de movimiento, es "inerte", como nos enseñó el viejo Newton.
Para Einstein, esos empujones son equivalentes a campos gravitatorios que aparecen momentáneamente y nos atraen hacia atrás o hacia adelante. La inercia de la materia es equivalente a la acción de campos gravitatorios. Éste es el planteo de la Teoría General de la Relatividad.

Pero, ¿qué sentido tiene asumir esta equivalencia?
Al considerar que un sistema de referencia acelerado puede tratarse como un laboratorio sumergido en un campo gravitatorio, Einstein pudo hacer la traducción matemática para convertirlo en un laboratorio donde las leyes de la física fueran las mismas que en un sistema de referencia que NO está acelerado.
Generalizar las leyes de la naturaleza para laboratorios con velocidades fijas y movimientos rectos, y para laboratorios acelerados, obligó a Einstein a equiparar aceleración con gravedad.
La consecuencia de esta equiparación no es inocua, para nada. El pago es la deformación del espacio-tiempo, de las coordenadas espaciales y temporales en las proximidades de las masas gravitatorias y en los sistemas acelerados.
Por eso el "ritmo" del tiempo de una cosa depende de la intensidad y forma del campo gravitatorio o aceleración al que está sometida esa cosa.

Espero te haya servido esta primera réplica.
Un abrazo.
Ángel Castro

Mundo Relativista dijo...

A todos quienes acercan sus comentarios a Mundo Relativista les estoy inmensamente agradecido.
De esta manera están contribuyendo a que este proyecto crezca y evolucione hacia algo mejor.

Tomo puntualmente cada crítica y cada alabanza para continuar el camino. Hay mucho por mejorar y es imposible hacerlo sin el aporte de opinión de los espectadores.

Con estos aportes y con ideas nuevas íntentaré que los futuros "espectadores experimentadores" de MR-2 gocen de una experiencia más refinada y completa.

Nuevamente, gracias.

Ángel Castro

morgana dijo...

Se pudo comprobar por la asistencia continua del público que la propuesta interesa, que la idea y la forma en que fue planteada interesa.
Sí habría que darle más atención a ciertos "detalles" que ya te mencioné:
La bici debería ser accesible a todo tipo de público, debería ser blanda, ligera, que no sea una dificultad pedalearla pero que tampoco se vaya a un punto de extrema aceleración.
El video debería poder reproducir simultáneamente lo que pasa al frente y al costado.
Estas apreciaciones ya fueron hechas, pero reitero lo que yo pude ver en toda la tarde del domingo: La gente está más interesada en la Teoría de lo que se hubiera supuesto en un principio.
Esto es más que suficiente para seguir sobre el tema, perfeccionarlo, ayudarlo con publicación de lecturas accesibles (esto ya lo estás haciendo al introducir links relacionados).
Comparto la idea de cierta desprolijidad, esto sólo hace que debas seguir adelante.
Besos.