POR SARA BALLEN ALVAREZ

Historia del desarrollo de la dilatación del tiempo:La dilatación del tiempo en primera instancia fue observada por Albert Einstein en 1905 quien la dedujo según todo lo

investigado y sus postulados de la relatividad. Más tarde los en 1938 la dilatación del tiempo fue observada por Ives y

Stilwell quienes realizaron un experimento con este mismo nombre. Más tarde la dilatación del tiempo siguió causando

fascinación y otros físicos como Pound y Rebka en 1959 la probaron mediante otro experimento. Actualmente las

investigaciones la llevan a cabo el Instituto Max Planck de Física Nuclear quienes han conseguido constatar con una precisión sin precedentes los fenómenos de la dilatación.

Principio básico:

La dilatación del tiempo es el fenómeno que se relaciona con la teoría de la relatividad de Albert Einstein, la cual se basa en dos postulados: El primero habla de que cualquier fenómeno que ocurra en un sistema inercial se da de la misma manera;

el segundo habla de que la velocidad de la luz es la misma para todos los sistemas inerciales. En otras palabras, la velocidad de la luz es la misma cualesquiera que sean el movimiento del foco y del observador. Lo que se define

propiamente como dilatación del tiempo es que el intervalo de tiempo medio por el reloj en movimiento es mucho mayor

que el de un reloj estacionario. Este fenómeno es completamente simétrico pues cada uno de los observadores

vera el reloj del otro a una velocidad menor.

La Dilatación del tiempo

La dilatación del tiempo es un fenómeno predicho por la teoría de la relatividad, según el que si se suministran dos relojes que midan exactamente igual el tiempo a dos observadores

inerciales en movimiento relativo entre ellos, cada observador constataría que el reloj del otro está marcando el tiempo a un ritmo más lento que el marcado por el suyo.

La interpretación clásica es que el tiempo se ha ralentizado (dilatado) para el otro observador, pero esto no se corresponde con la realidad, pues localmente el tiempo siempre

pasa al mismo ritmo, sino que es consecuencia de las transformaciones de Lorentz.La siguiente animación te permitirá visualizar el porqué de esta dilatación temporal.

Muestra dos sistemas emisor de luz-espejo, uno en reposo y otro cuya velocidad puede seleccionarse con la barra deslizante superior "speed", en múltiplos de la velocidad de la luz (c). Si este selector está puesto a 0, verás cómo ambos relojes marcan el mismo tiempo (10 s)

en realizar el trayecto de ida y vuelta.Sin embargo, en el momento que el segundo sistema comienza a moverse, el rayo luminoso (que puedes ver marcando la casilla "Show Light Path" cada vez tiene que recorrer un mayor espacio. Como la velocidad de la luz es constante, el tiempo observado por el observador en reposo debe ser mayor que aquel que se mueve con el sistema, ya que para él ha recorrido

una distancia mayor.

LA DILATACIÓN DEL TIEMPO EN LA TEORÍA ESPECIAL DE LA RELATIVIDAD

Fue Postulada En 1905 Por Albert Einstein Y Fue Resumida En Dos Postulados: Todas Las Leyes De La Naturaleza Son Las Mismas En Todos Los Marcos De Referencia Con Movimiento Uniforme, Por Lo Tanto No Existe Ningún Marco De Referencia En Donde Se Puedan Hacer Mediciones Absolutas •La Velocidad De La Luz Tanto En El Vacío Como En Cualquier Marco De Referencia Inercial Es Constante Con Un Valor De C = 3*108 M/S, Sin Importar El Movimiento De La Fuente O Del Observador. Estos Dos Postulados Pusieron Fin A Muchas Dificultades, Presentes Gracias A Antiguos Paradigmas, Pero Especialmente A La Creencia De La Existencia De Un Llamado Marco De Éter, De Esta Teoría Se Derivan Impresionantes Consecuencias Como La Dilatación Del Tiempo, La Contracción De La Longitud Y La Simultaneidad De Eventos. TEORÍA ESPECIAL DE LA RELATIVIDAD

DILATACIÓN DEL TIEMPO En Las Teorías De La Relatividad De Albert Einstein La Dilatación Temporal Del Tiempo Se Manifiesta En Dos Circunstancias: •En La Teoría De La Relatividad Especial, Relojes Que Se Muevan Respecto A Un Sistema De Referencia Inercial (El Hipotético Observador Inmóvil) Deberían Funcionar Más Despacio. Este Efecto Esta Descrito Con Precisión Por Las Transformaciones De Lorentz. •En La Teoría De La Relatividad General, Los Relojes Que Estén Sometidos A Campos Gravitatorios Mayores, Como Aquellos Que Se Encuentren Cerca De Un Planeta, Marcan El Tiempo Más Lentamente. Esta Dilatación Gravitacional Del Tiempo Es Mencionada Brevemente En Este Artículo Pero Se Encuentra Descrita En Otro Lugar.http://science.sbcc.edu/~physics/flash/relativity/relatvisticclocks.html

investigaciones1941 Rossi Y Hall Compararon La Población De Muones Producidos Por Rayos Cósmicos En Lo Alto De Una Montaña Y El Observado A Nivel Del Mar Utilizando La Dilatación Del Tiempo Como Explicación De Que Estos Pudieran Llegar A La Superficie Terrestre Cada Vez Estos Estudios Avanzan Con Una Mayor Rapidez, Y La Idea De Poder Viajar En El Tiempo Se Ve Mas Cercana, Pues En Este Momento Es Más Cuestión De Dinero Y Tecnología Que De Física, Será Esta Realmente Una Realidad? Si Se Realiza, Que Consecuencias Tendrá Para La Humanidad? Y Que Nuevas Innovaciones Saldrán De Estos Estudios? • 2007 Confirmación Experimental De La Dilatación Del Tiempo. Estudio De Dos Átomos Que Alcanzaban Velocidades De 0.64c Y 0,03c. Instituto Max Planck (Alemania), Se Determino La Edad De Los Átomos • Se Han Utilizado Dispositivos GPS Con El Objetivo De Medir La Dilatación Del Tiempohttp://es.slideshare.net/GabrielP92/dilatacin-del-tiempo-y-paradoja-de-los-gemelos-25803823

Dilatación del tiempo por velocidadLa fórmula para determinar la dilatación del tiempo en la relatividad especial es:

Donde:es el intervalo temporal entre dos eventos co-locales para un observador en

algún sistema de referencia inercial. (por ejemplo el número de tic tacs que ha hecho su reloj)

es el intervalo temporal entre los dos mismos eventos, tal y como lo mediría otro observador moviéndose inercialmente con velocidad v, respecto al primer observadorv es la velocidad relativa entre los dos observadoresC la velocidad de la luz

y es el también conocido como factor de lorebtz.

De esta manera la duración del un ciclo de reloj del reloj que se mueve se ha incrementado: esta "funcionando más despacio". Según lo indicado las transformaciones de Lorentz pueden ser utilizadas para casos más generales.

Como se ve, el efecto se incrementa de manera exponencial respecto a la velocidad relativa o influencias gravitacionales. El orden de magnitud de estas variaciones en la vida ordinaria, incluso en un viaje espacial, no son suficientemente grandes como para producir dilataciones detectables, y estos minúsculos efectos pueden ser ignorados sin problemas. Solo en aquellos objetos que se acercan a velocidades del orden de 30.000 km/s (1/10 parte de la velocidad de la luz), o que permanecen en el interior de intensos pozos gravitacionales de objetos estelares masivos, aparece un efecto importante.La dilatación del tiempo por el factor de Lorentz fue predicha por Joseph Larmor (1897), al menos para los electrones que orbiten un núcleo:...los electrones individuales describen partes correspondientes de sus órbitas en tiempos más cortos para el [resto] del sistema según esta razón:

Larmor, 1897

La dilatación del tiempo con magnitud correspondiente al factor de Lorentz ha sido confirmada, como se explica en el siguiente apartado

Dilatación del tiempo por gravitaciónLa teoría de la relatividad general predice que el tiempo propio medido por un observador A en reposo sobre la superficie de un planeta es menor que el tiempo propio medido por otro observador B en reposo respecto al primero pero situado a mayor altura. Así, para un planeta con simetría esférica, masa M y radio R la relación entre los tiempos propios medidos por los observadores A y B son:

Donde h es la altura de B respecto a A. Para observadores situados sobre la superficie de la Tierra la dilatación del tiempo relativa entre un observador A sobre la superficie y otro a cierta altura es muy pequeña:

Donde:= 9.806 m/s2, es la aceleración de la gravedad en superficie.

= 6.371 106 m, es el radio de la Tierra.C = 2.988 108 m/s, es la velocidad de la luz.Por lo que la diferencia de transcurso de tiempo entre un observador en la superficie y otro en el punto más alto del planeta es francamente insignificante.

Paradoja de los gemelosUna de las consecuencias más turbadoras de la dilatación del tiempo es la denominada "paradoja de los

gemelos".En ella dos hermanos gemelos toman caminos distintos: uno de ellos viaja hasta una estrella lejana a velocidades próximas a la velocidad de la luz, mientras que el otro permanece en la Tierra. Según la

dilatación temporal predicha por la relatividad general, el gemelo viajero debería ser significativamente más joven que el gemelo terrestre.

Esto es cierto pero sólo en parte, pues el gemelo que permanece en la Tierra envejecerá más que el viajero ya que para este los relojes del gemelo de la nave van más lentos que los suyos, lo que implicaría un mayor

envejecimiento.Sin embargo, ponte ahora en el lugar del gemelo de la nave espacial; desde su perspectiva el que se está

alejando (y por tanto moviéndose a velocidades próximas a la luz) es el gemelo terrestre, por lo que debería ser él quien envejeciera más rápido. He aquí la paradoja, ¡¡para ambos es el otro gemelo el que

envejece a menor ritmo!!Sin embargo esta paradoja no es totalmente simétrica, ya que el gemelo viajero no sería un observador

inercial, ya que debería acelerar y decelerar en su viaje interestelar, además del hecho que en el planteamiento se ha tenido en cuenta únicamente un efecto: la dilatación temporal, obviando un

segundo efecto clave: la contracción de las longitudes, que vas a ver en el siguiente apartado.La solución física a la paradoja no es simple (puedes encontrar en internet distintas soluciones), pero el

resultado es siempre el mismo: el gemelo que permanece en la Tierra envejece más rápidamente.

http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/3000/3240/html/23_consecuencias_dilatacin_del

_tiempo.html