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Charla «Los fundamentos del espacio-tiempo: Parte 2 – Andrew Pontzen y Tom Whyntie» de TED-Ed en español.
Ver la lección completa en: http://ed.ted.com/lessons/the-fundamentals-of-space-time-part-2-andrew-pontzen-and-tom-whyntieView parte 1: http://ed.ted.com/lessons/the-fundamentals-of-space-time-part-1-andrew-pontzen-and-tom-whyntie
La luz siempre viaja a una velocidad de 299 792 458 metros por segundo. Pero si también estás en movimiento, vas a percibirla como si viajara más rápidamente, ¡lo que no es posible! En esta segunda entrega de una serie de tres partes sobre el espacio-tiempo, los científicos del CERN, Andrew Pontzen y Tom Whyntie, utilizan un diagrama espacio-tiempo para analizar el movimiento a veces confuso de la luz.
Lección por Andrew Pontzen y Tom Whyntie, animación por Giant Animation.
- Autor/a de la charla: Andrew Pontzen
- Fecha de grabación: 2014-05-01
- Fecha de publicación: 2019-03-01
- Duración de «Los fundamentos del espacio-tiempo: Parte 2 – Andrew Pontzen y Tom Whyntie»: 275 segundos
Traducción de «Los fundamentos del espacio-tiempo: Parte 2 – Andrew Pontzen y Tom Whyntie» en español.
La luz: la cosa más rápida en el universo, pero todavía podemos medir su velocidad si retrasamos la animación, podemos analizar el movimiento de la luz utilizando un diagrama de espacio-tiempo, que toma un librito de paneles de animación, y lo ponemos de lado.
En esta lección, vamos a añadir el hecho experimental único de que cada vez que alguien mide la velocidad de la luz obtiene la misma respuesta: 299 792 458 metros por segundo, lo que significa que cuando dibujamos la luz en nuestro diagrama de espacio-tiempo, su línea de universo siempre tiene que aparecer en el mismo ángulo.
Pero vimos anteriormente que la velocidad, o equivalente los ángulos de las líneas de universo, cambian cuando miramos las cosas desde la perspectiva de otras personas.
Para explorar esta contradicción, vamos a ver qué pasa si me empiezo a mover mientras yo me quedo quieto e ilumino a Tom con un láser.
En primer lugar, tendremos que construir el diagrama espacio-tiempo.
Sí, eso significa tomar todos los diferentes paneles que muestran los diferentes momentos en el tiempo y apilarlos.
De un lado, vemos la línea de universo de la luz láser en su ángulo fijo correcto, al igual que antes.
Hasta ahora, todo bien.
Pero ese diagrama espacio-tiempo representa la perspectiva de Andrew.
¿Qué es lo que parece a mí? En la lección anterior, mostramos cómo conseguir la perspectiva de Tom moviendo todos los paneles hasta que su línea de universo sea completamente vertical.
Pero presten atención a la línea de universo de luz.
La reordenación de los paneles significa que ahora está sobreinclinada demasiado.
Yo mido la luz que viaja más rápido que lo que Andrew haría.
Pero todos los experimentos que hemos hecho, y hemos intentado muy duro, dicen que todo el mundo mide la misma velocidad de la luz.
Así que vamos a empezar de nuevo.
En la década de 1900, un tipo inteligente llamado Albert Einstein trabajó en la manera de ver las cosas correctamente, desde el punto de vista de Tom, mientras que sigue recibiendo la misma velocidad de la luz.
En primer lugar, tenemos que pegar los paneles separados en un bloque sólido.
Esto nos da nuestro espacio-tiempo, convertido en espacio y tiempo un material suave y continuo.
Y ahora, aquí está el truco.
Lo que hace es estirar su bloque de espacio-tiempo a lo largo de la línea de universo de luz, luego aplastarlo en la misma cantidad, pero en ángulo recto con la línea del universo de luz, y ¡abracadabra! Línea de universo de Tom se ha vuelto vertical, así que esto sí representa el mundo desde su punto de vista, pero lo más importante, la línea del universo de luz nunca ha cambiado su punto de vista, y así la luz medida por Tom será la velocidad correcta.
Este magnífico truco es conocido como una transformación de Lorentz.
Sí, más que un truco, rebana el espacio-tiempo en nuevos paneles y tendrás la animación físicamente correcta.
Estoy parado en el coche, todo lo demás viene a mí y la velocidad de la luz resulta ser el mismo valor fijo que sabemos que todos medirán.
Por otra parte, algo extraño ha sucedido.
Los postes de la cerca no están ya espaciados a un metro de distancia, y mi mamá va a estar preocupada que me veo un poco delgado.
Pero eso no es justo.
¿Por qué no consigo yo verme delgado? Pensé que la física se suponía que era la misma para todo el mundo.
Sí, no, lo es y lo hace.
Todo el estiramiento y aplastamiento del espacio-tiempo solo acaba juntando todo lo que solíamos pensar por separado como el espacio y el tiempo.
Este efecto de aplastamiento particular, se conoce como contracción de Lorentz.
Está bien, pero yo todavía no me veo delgado No, sí, lo eres.
Ahora que sabemos más sobre el espacio-tiempo, debemos redibujar cómo se ve la escena para mí.
Para ti, yo aparezco Lorentz contraido.
Ah, pero a ti, parezco Lorentz contraido.
Sí.
Uh, bueno, al menos es justo.
Y hablando de equidad, así como el espacio se confunde con el tiempo, el tiempo también se confunde con el espacio, en un efecto conocido como dilatación del tiempo.
No, a velocidades de todos los días, como el coche de Tom que llega, En realidad todos los efectos son mucho, mucho más pequeños de lo que nosotros les hemos mostrado.
Oh, y sin embargo, experimentos cuidadosos, para observar el comportamiento de diminutas partículas zumbando alrededor del Gran Colisionador de Hadrones confirmaron que los efectos son reales.
Y ahora que el espacio-tiempo es una parte confirmado experimentalmente de la realidad, podemos ser un poco más ambiciosos.
¿Qué pasaría si tuviéramos que empezar a jugar con el material del propio espacio-tiempo? Lo sabremos todo esto en la siguiente animación.
https://www.ted.com/talks/andrew_pontzen_and_tom_whyntie_the_fundamentals_of_space_time_part_2/