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).
