Opiniones sobre la Relatividad
(Primera versión: 25 de
enero de 2003
Última modificación: 28-01-03)
En otras páginas de este sitio he realizado comentarios respecto a las opiniones de diferentes pensadores sobre la relatividad. Sin embargo, en esta página quiero hacer un resumen global de este tipo de opiniones. De esta forma espero ayudar a encuadrar sus ideas a aquellos que se sienten confusos frente a la visión relativista del Universo.
Dejando de lado opiniones políticas como las que dieron lugar al libro "100 científicos contra Einstein" (aparentemente promocionado por Hitler, aunque nunca tuve acceso a un original), la Relatividad como teoría científica y filosófica ha generado diferentes reacciones, algunas emocionales y otras racionales.
A través de diferentes lecturas e intercambios de opiniones, tanto entre profesionales físicos o profesionales de otras ramas, he encontrado cuatro grupos principales de personas.
Casi todos los integrantes del Grupo 4 y algunos del Grupo 3, creen tener una solución alternativa. Pero cada uno tiene la suya propia. :-(
Como habrán advertido los lectores de este sitio, mi grupo de pertenencia es el Grupo 4. Pero, al igual que los otros integrantes de este grupo, obtuve esta ubicación luego de convencerme, con mucho esfuerzo, que no puedo formar parte del Grupo 1.
Mi experiencia al dialogar con integrantes de los otros Grupos es la siguiente:
Para entender el tipo de enfoques incompatibles entre integrantes del Grupo 1 y del Grupo 4, es válido emplear un ejemplo clásico relacionado históricamente con la relatividad.
En épocas de Galileo se suponía que existía un prueba irrefutable de la inmovilidad de La Tierra: "Las piedras que se dejan caer desde lo alto de una torre siguen un camino perfectamente vertical hasta el pie de las mismas".
Ahora sabemos que la Tierra no está inmóvil y que el recorrido de la piedra tiene que ver con la ley de inercia, pero analicemos este ejemplo con algún detalle, empleando supuestos observadores con modelos (paradigmas) diferentes.:
Créanme que, excepto que alguno de los observadores cambie su paradigma (impulso permanente o ley de inercia) es imposible que se pongan de acuerdo. Y también créanme que cambiar de paradigma es una tarea muy difícil para un individuo formado en una determinada escuela de pensamiento.
Y, como ejemplo de discusión típica entre integrantes del Grupo 1 del Grupo 4, puedo (debo) citar la famosa Paradoja de los Gemelos.
Tanto el observador OG1 (Observador Grupo 1), como el observador OG4 (Observador Grupo 4) están de acuerdo en que el Gemelo viajero retorna más joven que el Gemelo que permaneció estacionario. Sin embargo, como en el ejemplo de la piedra y la torre, la interpretación de este resultado es totalmente diferente.
Para ser más específico voy a reducir el ejemplo a su mínima expresión y luego voy a simular la típica discusión subsiguiente:
Hasta aquí estoy empleando una variante simple de cómo se expone la paradoja de los gemelos en Relatividad Especial. (simplifiqué el ejemplo para minimizar el número de arranques y frenadas de GemeloB).
Veamos una típica discusión entre OG1 y OG4 con respecto a este "experimento" entre gemelos.
En todos los casos el dato experimental crucial (como lo era la caída de la piedra) es que GemeloA y GemeloB coinciden en que GemeloA es 10 años más viejo en el momento del cruce. Tanto OG1 como OG4 coinciden en que éste es el resultado experimental.
Comienza, entonces un diálogo típico:
OG4 - (Calentando Motores) No hay motivos para suponer que la marcha de los relojes de GemeloA haya sufrido alteraciones en todo el período.
OG1 - De acuerdo. GemeloA permaneció en un eje inercial durante toda la experiencia.
OG4 - En ese caso, el resultado experimental demuestra que los relojes de GemeloB sufrieron una alteración REAL durante el trayecto.
OG1 - (Habitualmente con reluctancia, pues la relatividad especial afirma que las alteraciones de relojes son sólo aparentes y dependen del observador). Hmmm!...., si, debe ser así. Aunque hay que tener presente que GemeloB estuvo sometido a aceleraciones y por lo tanto para describir su comportamiento es necesario recurrir a la Relatividad General (RG).
OG4 - Aunque no creo que la RG resuelva el problema, coincido en que GemeloB ha sufrido más sacudidas que su hermano. Dime entonces dónde crees que se produjo la alteración REAL de los relojes de GemeloB?. Durante el vuelo inercial o durante el período de aceleración?
OG1 - (Otra vez con reticencia a dar una respuesta categórica). Puede haber sido en una combinación de ambos períodos.
OG4 - Déjame, entonces ser más explícito en la pregunta: Crees que durante los 20 años de vuelo inercial (tiempo medido por GemeloA y todos los observadores solidarios al eje estacionario) los relojes de GemeloB marcharon REALMENTE a menos velocidad que los de GemeloA?.
OG1 - (evitando responder a la pregunta). Todo depende del sistema de referencia que elijas. Desde el punto de vista de GemeloA son los relojes de GemeloB los que marchan más lentamente. Pero para GemeloB, son los relojes de GemeloA los de comportamiento perezoso.
OG4 - Pero...., habíamos quedado de acuerdo que cuando los Gemelos se encuentran, ambos están de acuerdo en que GemeloB es más joven. Y como GemeloA, estuvo lánguidamente en reposo inercial, sólo podemos concluir que GemeloB vio alterada REALMENTE la marcha de sus relojes en algún momento. Cómo explicas de otra forma el resultado experimental?.
OG1 - Primera alternativa:... Cómo ven venir las consecuencias, muchos responden en este punto algo así como: "Lo que ocurre es que quieres analizar la paradoja de los gemelos desde la RE, y eso es imposible. Debes estudiar relatividad general para resolver este problema!." . De esta forma cortan la discusión y esconden bajo la alfombra las paradojas de la Relatividad Especial. Llegado a este punto de nada vale afirmar que los aceleradores de partículas funcionan de acuerdo con la Relatividad Especial o que Einstein mismo usó la RE para desarrollar la primera versión de la paradoja de los gemelos en 1905, donde concluyó que el gemelo viajero sufre un atraso REAL en su reloj.
OG1 - Segunda alternativa (La usan quienes creen firmemente que la RG resuelve la Paradoja de los Gemelos): De acuerdo. En ese caso podemos aceptar momentáneamente que el cambio se produjo durante el período de aceleración. Pero te recuerdo que este cálculo escapa a la RE.
OG4 - (Desconfiando de lo fácil que viene la cosa) Bien, déjame asegurarme que estamos hablando de lo mismo. Los puntos en que estamos de acuerdo son los siguientes:
1.- La observación de GemeloA es totalmente coincidente con el resultado de la experiencia (como en los aceleradores de partículas, donde el observador estacionario puede describir exactamente la vida media, la masa y otras propiedades de las partículas aceleradas.
2.- En algún período los relojes de GemeloB atrasaron 10 años REALMENTE.
OG1 - Tu insistes en que el atraso es REAL pero insisto en que todo depende del observador (agarrado con uñas y dientes a la equivalencia de todos los sistemas inerciales).
OG4 - Insisto en que el atraso es REAL, pues es la única manera en que puedo explicar que cuando están uno al lado del otro, GemeloB es más joven que GemeloA. Si, tal como puede hacerse en un acelerador de partículas, divido una población de isótopos de determinada vida media y luego a una mitad la acelero a velocidades relativistas y determino que se desintegraron menos partículas en el grupo acelerado que en el que se quedó en reposo, debo concluir que la desintegración fue REALMENTE más lenta en el grupo sometido a la aceleración. O no?
OG1 - Bien. Concedido momentáneamente.
OG4 - Entonces, si aceptamos que el atraso de los relojes de GemeloB es sólo aparente durante el vuelo inercial, estamos obligados a concluir que GemeloB perdió REALMENTE los 10 años durante la aceleración.
OG1 - Momento. Tu concluyes cosas demasiado rápidamente.
OG4 - Bien, dame otra posible conclusión.
OG1 - Bueno, por ahora no se me ocurre ninguna. Pero no te olvides que no hemos considerado los resultados de la RG. (y dale con la RG ...)
OG4 - Entonces repito: Estamos obligados a concluir (hasta que aparezca otra alternativa), que los relojes de GemeloB atrasaron 10 años durante la aceleración. Pero...., la aceleración duró sólo un día (medida por GemeloA y todos los observadores inerciales). Cómo es posible que en 1 día, un reloj atrase 10 años?.
OG1 - (Sin asumir la magnitud de lo que está diciendo OG4). Seguramente, si haces las cuentas con la RG verás que es posible.
OG4 - Aunque me parece absurdo, propongo que en vez de hacer las cuentas, aceptemos que la RG es capaz de generar ese resultado. Entonces, estamos de acuerdo que, durante la aceleración, los Relojes de GemeloB atrasaron REALMENTE 10 años.
OG1 - (Respirando aliviado). Bien, en ese caso queda demostrado que la RG resuelve la paradoja de los Gemelos.
OG4 - No exactamente. Veamos a que conduce la solución "mágica" de la RG. Digamos que cambiamos el experimento y que después de la aceleración GemeloB descubre que olvidó algo que quería llevarle a su hermano. Entonces GemeloB comienza un frenado de 1 día (otra vez medido por GemeloA que está habilitado por la RE para hacerlo) hasta que se encuentra en reposo, nuevamente con respecto a GemeloA. Pregunta: Que pasó durante el frenado con los relojes de GemeloB?.
OG1 - No entiendo la pregunta.
OG4 - Me explico mejor, si durante la aceleración de 1 día, los relojes de GemeloB atrasaron REALMENTE 10 años, que pasa con esos mismos relojes durante el frenado de 1 día?.
OG1 - Habría que recurrir nuevamente a la RG.
OG4 - Concedido. Pero te dejo elegir la respuesta. No importa cuál, pero seguramente algún resultado obtendremos.
OG1 - Por qué pones sólo dos opciones?
OG4 - Son dos casos extremos. Puedes elegir cualquier otra respuesta. Verás que la conclusión no depende del resultado que obtengas con la RG.
OG1 - Bien, aunque no es definitivo, veamos que ocurre con la opción 1.
OG4 - Eso significa que GemeloB es REALMENTE 20 años más joven que GemeloA al final del proceso de aceleración y frenado?.
OG1 - (Desconfiando). Puede ser
OG4 - Pero ese resultado es insostenible. Durante la aceleración y el frenado sólo pasaron 2 días para GemeloA, quien sigue teniendo 30 años (+ dos días). Para que GemeloB sea REALMENTE 20 años más joven, debería tener sólo 10 años de edad al finalizar el proceso que empezó cuando tenía 30 años. (Hemos encontrado la fuente de la juventud)
OG1 - Entonces debe ser válida la Posibilidad 2. Eso es!. Durante el frenado, GemeloB recupera los 10 años que había perdido durante la aceleración.
OG4 - ¿¿!!!!??. Estás afirmando que GemeloB REALMENTE envejece 10 años durante el frenado de 1 día?. Debo recordarte que la RG demuestra que los relojes acelerados (o sometidos a campos gravitatorios) marchan más lentamente que los inerciales.
Lo que sigue es pura fantasía pues la conversación nunca se extiende hasta este punto. Esto es sólo una simulación. :-)
OG1 - Y que otra alternativa existe?
OG4 - Finalmente lo preguntas!!.
La respuesta es simple, pero para aceptarla debes haberte convencido que la Relatividad Especial genera, INEVITABLEMENTE, paradojas. Si todavía crees que esto es sólo un juego que no demuestra nada, de poco vale tratar de generar una alternativa racional exenta de paradojas.
Y además debes convencerte de que una teoría que genera paradojas verdaderas (NO paradojas aparentes) tiene alguna falla lógica.
Aunque la respuesta está plenamente desarrollada en otras partes de este sitio, en este punto suspendo el desarrollo, para incluir a continuación los comentarios que me envíen a [email protected]
Y de ese modo podré cumplir con el objetivo de esta página que era el de incluir la opinión de diferentes personas sobre la relatividad. Y para ser más ordenado, en cada caso solicito que, junto con el comentario que crean pertinente, incluyan el correo electrónico y el grupo de pertenencia con el que se identifican (Grupo 1, 2, 3, 4 o ....).
Notas Especiales: