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| Albert Einstein |
¿Cómo se observaría el mundo?
A quien no es matemático lo sobrecoge un misterioso escalofrío cuando oye hablar de objetos "cuatridimensionales" como si se tratara de conceptos ocultos.
Y, sin embargo hay afirmación más trivial que decir que nuestro mundo es un espaciotiempo continuo cuatridimensional.
A. EINSTEIN
Casi al inicio de 1900, los científicos empezaron a poner en tela de juicio el tiempo y la luz, pues estaban sufriendo serios cuestionamientos y las teorías parecían derrumbarse. Un experimento que Albert Michelson realizó en 1881 y que seis años más tarde reedito con Edward Morley en el que dirigió la luz en distintas direcciones, resulto descubriendo que, aunque reubicase el aparato, la velocidad de la luz no tenía ningún cambio. Esto iba en contra de las leyes de Newton.
Einstein postuló que no existe un tiempo absoluto, ni un espacio absoluto, por lo tanto ¿con respecto a qué debe medirse la velocidad de la luz? La respuesta fue tajante: la velocidad de la luz (en el vacío) es la misma en cualquier sistema de referencia inercial. Después de todo, eso es lo que indicó el experimento de Michelson y Morley.
La invariancia de la velocidad de la luz parece contradecir toda experiencia. Si la velocidad de la luz es de trecientos mil kilómetros por segundo, se esperaría que al correr tras una señal luminosa ésta parecería tener una velocidad menor.
Sin embargo, según Einstein, no importa cómo se mueva un sistema de referencia, pues la velocidad de la luz medida en él será siempre de 3.0 x 105 kilómetros por segundo. En la teoría de la relatividad, las velocidades no se suman o ni se restan simplemente, pues hay que tomar en cuenta también cómo se mide el tiempo en un sistema de referencia dado.
En resumen, la velocidad de la luz en el vacío es una constante fundamental de la naturaleza, independiente de quién la mida. Es una velocidad extremadamente alta en comparación con nuestra experiencia cotidiana (un rayo luminoso sólo necesita dos segundos para ir de la Tierra a la Luna y volver). ¿Por qué la luz tiene esa velocidad y no otra? Esta pregunta no la puede responder la física; lo único que se puede afirmar es que, de ser otra la velocidad de la luz, el Universo sería muy distinto al que conocemos y no existiríamos nosotros para formularnos tales preguntas.
La Teoría de la Relatividad de Einstein alteró básicamente nuestros conceptos de espacio y tiempo, que dejaron de ser categorías independientes para fusionarse en un solo concepto: el espaciotiempo.
El espacio posee tres dimensiones: esto quiere decir que, para determinar la posición de un punto, se necesita un sistema de referencia y tres números (llamados coordenadas) O, dicho de otro modo, que todo cuerpo posee altura, anchura y profundidad.
El tiempo, por otro lado, es unidimensional y sólo se necesita un número para precisar un intervalo de tiempo.
- En la mecánica clásica, el espacio y el tiempo eran dos absolutos, independientes entre sí.
- En la teoría de la relatividad, se unen para formar el espaciotiempo de cuatro dimensiones: tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal; cada "punto" del espaciotiempo es un suceso que se caracteriza con cuatro números: tres para describir la posición donde ocurre y uno para determinar el tiempo al que sucede.
El hecho de que el espaciotiempo tenga cuatro dimensiones no es nada sorprendente, al contrario de lo que podría sugerir la idea de una cuarta dimensión. Lo único novedoso es que las cuatro coordenadas del espaciotiempo aparecen unidas en la teoría de la relatividad, mientras que en la física clásica están disociadas en tres espaciales y una temporal.
Incluso, el espaciotiempo de cuatro dimensiones posee propiedades geométricas bien establecidas. Esto lo demostró en forma convincente el matemático Herman Minkowsky, poco después de que apareciera la teoría de la relatividad. Los fenómenos físicos ocurren en el espaciotiempo que los físicos y matemáticos llaman espacio de Minkowsky, un espacio de cuatro dimensiones en el que cada punto es un suceso y en el que se puede, incluso, definir la "distancia" entre sucesos.
