Conéctese Regístrate


21/10/2014

Tendencias 21
25 Aniversario




Nueva confirmación de la dilatación del tiempo

Su precisión supera la del sistema GPS, lo que mejorará el seguimiento por satélite


Un nuevo experimento desarrollado en el Instituto Max Planck de Alemania ha confirmado con una precisión sin precedentes el fenómeno de la dilatación del tiempo. Usando una tecnología procedente de la óptica cuántica, por la que uno de los artífices del experimento obtuvo el Nobel de Física en 2005, obtuvieron una comprobación de las predicciones de la relatividad especial, en lo que concierne al factor de la dilatación relativista del tiempo, con una precisión 10 veces superior que las obtenidas con el sistema GPS, lo que puede mejorar las aplicaciones de seguimiento por satélite, entre otras posibilidades. Por Vanessa Marsh.





Creatividad sobre la dilatación del tiempo. Silly pictures.
Creatividad sobre la dilatación del tiempo. Silly pictures.
En 1905 Albert Einstein dio a conocer su Teoría de la Relatividad Especial, que solucionaba algunas paradojas de la mecánica clásica, relacionadas con las medidas de la velocidad de la luz.

Esta teoría introdujo además por vez primera el concepto de espacio-tiempo como entidad geométrica en la que se desarrollan todos los eventos físicos del universo.

El espacio-tiempo hace referencia a la necesidad de considerar de manera unificada la localización geométrica tanto en el tiempo como en el espacio, dado que la diferencia entre componentes espaciales y temporales es relativa, y depende del estado de movimiento del observador.

Uno de los fenómenos predichos posteriormente por la Teoría de la Relatividad Especial fue el de la dilatación del tiempo, descrito con la imagen de dos relojes que, moviéndose respecto a un sistema de referencia inercial (un hipotético observador inmóvil), debían funcionar más despacio (este efecto fue explicado con las llamadas transformaciones de Lorentz.

Por otro lado, en la Teoría de la Relatividad General se señala que los relojes sometidos a potenciales gravitatorios mayores, como aquellos que se encuentren cerca de un planeta, marcan el tiempo más lentamente.

Constatación precisa de la dilatación

Para los científicos, la dilatación del tiempo resulta uno de los aspectos más fascinantes de la relatividad especial, dado que acaba con la noción del tiempo absoluto. Esta dilatación fue observada por vez primera de manera experimental en 1938 por Ives y Stilwell, y también, más adelante, por otros físicos, como Pound y Rebka (en 1959).

Ahora, una nueva investigación realizada en el Instituto Max Planck de Física Nuclear, y cuyos resultados aparecen publicados en la revista Nature, ha conseguido constatar con una precisión sin precedentes el fenómeno de la dilatación del tiempo.

En los últimos años, ha ido creciendo el interés por la posibilidad de experimentar y probar con mayor certeza, gracias a la tecnología moderna, algunas teorías científicas porque nada indica que la teoría de Einstein sea una descripción exacta de la realidad en todas las situaciones y fenómenos.

Espectroscopia de absorción saturada

La técnica utilizada por los científicos del Instituto Max Planck procede de la óptica cuántica, un campo de investigación que se ocupa de la aplicación de la mecánica cuántica a fenómenos que implican la luz y sus interacciones con la materia.

La técnica empleada se conoce como espectroscopia de absorción saturada, siendo la espectroscopia el estudio del espectro luminoso de los cuerpos. El desarrollo de la espectroscopia basada en el láser es la obra de uno de los artífices del experimento del Instituto Max Planck, el alemán Theodor Wolfgang Hänsch, Premio Nobel de Física en 2005 por esta contribución.

Siguiendo esta técnica, los investigadores utilizaron dos láseres, uno con una frecuencia, o número de oscilaciones por segundo, estable; y otro láser de frecuencia modulable. Asimismo, fabricaron unos paquetes de átomos de litio-7 (Li7) ionizados y con dos niveles energéticos parecidos, lo que dio lugar a una frecuencia de transición electrónica de alrededor de 546 terahercios (THz).

Relojes atómicos ópticos

Tal y como explican los científicos en Nature, el método seguido está basado en relojes ópticos atómicos, es decir, en un tipo de relojes muy exactos que se regulan por la vibración de las frecuencias de determinados átomos o moléculas.

Los iones de litio fueron lanzados a una velocidad del 6,4% y del 3%, respectivamente, de la velocidad de la luz, sobre un anillo de almacenamiento magnético. Posteriormente fueron iluminados en dos direcciones opuestas con los láseres antes mencionados, de frecuencias distintas, cuyos fotones provocaron en los iones una re-emisión por fluorescencia. De esta forma, se produjo una resonancia en la intensidad de la luz absorbida por los iones, que no era la misma con ambos láser.

Según la teoría de la relatividad especial y las fórmulas del llamado efecto Doppler (que consiste en la variación de la longitud de onda de cualquier tipo de onda emitida o recibida por un objeto en movimiento), el producto de las dos frecuencias es igual a la frecuencia de transición entre los niveles de energía atómica precedentes, cuando los iones se encuentran en reposo en el referencial del laboratorio.

Precisión inédita

El acuerdo de las predicciones de la relatividad especial, en lo que concierne al factor de la dilatación relativista el tiempo en el efecto Doppler, arroja una precisión de esta dilatación del tiempo 10 veces mayor que las obtenidas con el sistema de satélites GPS.

Aunque los satélites GPS han sido utilizados hasta ahora para medir la dilatación del tiempo predicha por Einstein, el estudio alemán señala que su experimento supera la sensibilidad obtenida por los GPS.

El experimento alemán no sólo confirma por tanto la validez de la dilatación del tiempo predicha por Einstein con una precisión inédita, sino que además aporta un importante punto de referencia para futuras aplicaciones prácticas, como la mejora del Sistema de Posicionamiento Global (GPS en inglés).


Sábado, 17 de Noviembre 2007
Vanessa Marsh
Artículo leído 43726 veces


Nota



Comente este artículo

1.Publicado por Gonzalez Artiles el 20/11/2007 13:59
Considero que esta precisión ayudará considerablemente al desarrollo de nuevas aplicaciones. Estamos en una época caracterizada por desarrollos constantes y permanentes y este es uno de los más significativos...

2.Publicado por Mariano Olea el 01/12/2007 18:31
Es de referencia el artículo publicado en Internet por tendencias21 titulado “Nueva confirmación de la dilatación del tiempo” firmado por Vanessa Marsh el 17/11/2007.

El experimento citado en el artículo en el Instituto Max Planck, no aporta nada nuevo que apruebe definitivamente la teoría de la relatividad, pues se limita a confirmar, una vez más, aunque con una precisión inédita muy útil para aplicaciones futuras, que los relojes òpticos atómicos miden menos tiempo cuando están en movimiento que cuando están en reposo, pues, tal y como indica Vanesa Marsh en el artículo: “nada indica que la teoría de Einstein sea una descripción exacta de la realidad en todas las situaciones y fenómenos”.

Con la “teoría cuántica del movimiento” (TCM), basada en el nuevo paradigma, que afirma que “la energía es la única sustancia del universo constituyente del espacio y de las partículas” , se deduce que la masa m y la constante h de Planck aumentan con el movimiento del emisor en el espacio, del mismo modo que la masa relativista, es decir, la constante de Planck con el emisor en movimiento es igual a la constante de Planck en reposo dividida por el mismo factor alfa de contracción relativista. La energía interna del átomo emisor es constante e igual al producto de la frecuencia de la onda por la constante de Planck, por consiguiente: la frecuencia de la onda emitida por el átomo emisor en movimiento es igual a la frecuencia emitida en reposo por el factor alfa, es decir, la frecuencia de la onda emitida por el átomo emisor en movimiento, disminuye con la velocidad de éste y se producirá una dislocación hacia el rojo del espectro. Esto se produce independientemente del efecto Doppler.

La frecuencia de transición energética de los átomos de cesio (en el experimento del Instituto de Max Planck utilizan Litio-7) en los relojes atómicos se sintoniza con la frecuencia de la onda emitida, suministrando una cantidad uniforme que puede tomarse como tiempo patrón. La frecuencia de la onda emitida en el reloj atómico disminuirá con la velocidad del reloj atómico por la contracción alfa y el reloj atómico medirá menos. De esta forma, la TCM explica el retraso de los relojes atómicos en movimiento sin necesidad de la contracción temporal relativista.

Para aceptar la contracción temporal relativista pienso que es prioritaria la confirmación del principio relativista de la constancia universal de la velocidad de la luz. Se hicieron tres experimentos para confirmar este principio.

En el experimento de Michelson tanto el emisor como el receptor estaban fijos a la Tierra, lo cual permite explicar el resultado por efecto balístico, sin más que considerar que la luz se propaga en la superficie de la Tierra en una corteza de espacio envolvente compuesto de una sustancia material que es energía, que es arrastrada por la Tierra. Para afirmar la constancia de la velocidad de la luz, sería necesario mover el receptor a gran velocidad y medir la velocidad de la luz respecto de éste, experimento que no se ha realizado hasta la fecha..

En el experimento de J.Bradley de la aberración de la luz procedente de una estrella fija, se midió un ángulo de desviación del telescopio insuficiente para apreciar la diferencia de velocidades de la luz, respecto del espacio y respecto de la Tierra en movimiento.

En el experimento de De Setter (y en experimentos posteriores con la luz emitida por los bordes del Sol) se apreció que las velocidades de los dos rayos procedentes de estrellas binarias eran iguales al incidir en la Tierra, independientemente de las velocidades opuestas de las estrellas emisoras. En la teoría cuántica del movimiento se explica este resultado pues, una vez que la luz abandona la corteza de energía que envuelve la estrella, se propaga en la energía del espacio con una velocidad que es inversamente proporcional a la densidad de energía que encuentre a su paso e independiente de la velocidad de la estrella emisora, y esto sucede a todos los rayos de luz emitidos por las estrellas y los focos en movimiento en el espacio exterior.

La energía cinética que adquiere un cuerpo al moverse libremente desde un punto muy alejado, exento de gravedad, hasta un lugar determinado (a distancia r a la Tierra, cuya masa es M), es igual a la diferencia entre la energía total en movimiento y la energia en reposo (o energía interna) y es igual, a su vez, a la energía potencial (o de posición) adquirida, por lo cual, esta última también depende del factor alfa. Por consiguiente, alfa se puede expresar en función de la posición de un foco emisor en el campo gravitatorio, en lugar de expresarlo en función de la velocidad. Por lo cual, la frecuencia de la luz emitida por el átomo a la distancia r será menor que la frecuencia a menor diatncia de la Tierra. Si un reloj atómico se deposita en la cima de una montaña, a pesar de que la velocidad del foco emisor es nula, el factor alfa y la frecuencia aumentarán, por lo cual, el reloj adelantará. Por eso, los relojes atómicos se retrasarán cerca de los cuerpos de gran masa, es decir, cerca del nivel del mar en la Tierra.

Todo lo cual significa que el tiempo no se contrae por relatividad, sino que lo que cambia es la medida del tiempo de los relojes atómicos. El tiempo universal permanece inalterable, en contra de la relatividad.

Una consecuencia importante de la influencia del movimiento del átomo sobre el valor del cuanto de acción h (o constante de Planck), afecta a la ley de decadencia de los cuerpos radiactivos y su desintegración, porque no se calculan los tiempos reales de desintegración, sino la probabilidad de tránsito, w , de un estado k a otro m que, según la Mecánica Ondulatoria, es inversamente proporcional a la constante de Planck . En el caso de que el átomo emisor esté en movimiento, h aumenta, por lo que la probabilidad de tránsito w disminuye con la velocidad de la partícula, lo cual predice que todos los procesos elementales de desintegración transcurrirán más despacio cuando ocurren en partículas en movimiento. Esto explica la prolongación de la semivida de los mesones rápidos y de otras partículas cósmicas que llegan a la Tierra, sin necesidad de recurrir a la teoría de la relatividad.

3.Publicado por Alejandro Gustavo Sabatini el 23/02/2008 18:24
El problema que jamás se pone en juego es el de la REPRESENTACIÓN. Con ello quiero hacer referencia a lo que media entre el objeto real y el sujeto, sí la palabra y además las matemáticas. Desde los albores de la Filosofía hasta nuestros días se ha llegado a la idea de Tiempo, Espacio y Materia. Con ello quiero advertir sobre los recortes de la realidad que realiza la mente-cerebro humana de los científicos, en este caso los físicos, pues no ponen en juego que la Fisica y su apoyatura matemática, depende de la representación que estos tomen para hacerla más o menos OBJETIVA !! y así afirmar sus conceptos con cierta autoridad de cuerpo de espíritu. Las mediciones que se realizan implican siempre un tiempo en REPOSO y otro en MOVIMIENTO. Quiero se sutil y recuerden a Galileo Galilei, estamos envueltos en un movimiento que no sentimos!!!! Y no solo comento el del planeta Tierra sino de la Galaxia Via Láctea. Por todo lo cual se entrelazan las relatividades de un modo no previsto. Y entonces estos científicos solo han fijado un tiempo en reposo que carece de realidad y otro en movimiento que al igual que el primero no es del todo real como se afirma rapidamente.
cordialmente

4.Publicado por fernades el 05/05/2008 03:18
la ley de la confirmacion dela materia y energia

5.Publicado por W B el 14/11/2008 01:43
1º Pie, apertura a discusión:


La resultante de una dilación de la “resistencia positiva infinita de la dimensión tiempo” (previa a ello) la llevó tanto hacia su polo opuesto (cero absoluto) que ahora tiene por propiedad un cociente específico finito; de modo que provoca que esa “resistencia” se presente demostrando su “disposición” exacta (cuanto) en la relación de penetrabilidad al transcurso del traslado en todo evento, tal que el suceso de (e=m.cª) es la condición emergente de su aplicación.-
De donde se puede calcular cual sea el “cuanto” de la dimensión de “dilación del medio de la densidad de la dimensión temporal”. Que conforma el presente estado físico material, estructurado a base de su presencia real y mesurable.
Esa unidad (es admisible “contarla” como “onda-corpúsculo” de “espacio-tiempo finitos” a modo de “factor-tractor” del movimiento continuo presente en el cosmos cual abarca) es la constante universal dispuesta a base de una reducción a un finito estable del todo y la nada anterior, acorde a nuestra capacidad de interpretarlo.-
X - Walter B. 08/11/08






Si se cuenta al tiempo como una dimensión. Para deducir, "qué haya", en el espacio vacío, si solamente el tiempo puede ser tenido en cuenta, antes del primer elemento.
Es como me lo pregunté.
Para imaginar, que una variación natural (fluctuación periódica finita) del tiempo puede prestarse para delimitarla a una esfera espacial acorde a cuanto oscila, y aun sin otra "unidad" "parcial replicable", cualquier punto en ese lugar ocupado por esa "falla" del estado de unidad absoluta del espacio y tiempo, pasa a ser una referencia en movimiento continuo. Y si redundan estos "corpúsculos" tendrían orientación que pudieran interferirse, demostrando el movimiento de ese "motor primordial", en la relación entre esas partes. Que pudiendo encausarse en sectores, pueda darse un orden y relación en entropía de estados asimétricos diversos, en apariencia, a base de un orden geométrico perfecto, delimitado a cuanto quieras, siempre que sea múltiplo, que "cierre" al algoritmo establecido, cuyas densidades son solamente de relación, de movimiento. A lo que añado, los estados se trasladan de unos a otros, en circulación continua, sin perderse la proporción existente de estados diferentes, como una difusión espontánea en que la entropía permanece igual al principio, si no de su formación, de "tal" modo de "estimar" al "cuanto", (“originable”) desde la nada inicial.
Es una diversión... Que me encantó llamar: Efecto "TAL".-
Agrego.
Si la oscilación fuese del valor del vector "tiempo", relativiza la distancia del eslabón "espacio"; y para que sea fijo, debiera solamente variar su orientación comparada a la de los espacios puntuales en que se replique a su entorno, con esa misma mesura. Y eso, teniendo en cuenta traslados en que se opta entre polos desde el cero hacia el infinito, pero en un punto delimitado al ancho X de tal "parte prima".-




6.Publicado por patricia iranzo girbes el 06/06/2009 23:37
bueno nolo h estudiado ni creeo q este en lo cierto pero creo q el tener una medida de el tiempo es totalmente relativa pra cada persona ya que cada cual le da el valor temporal a su propio tiempo,unos dias se t pasa mas rapido y otros mas lento,sinenbargo a cada uno le pasa con mas o menos marjen relativo, me gustaria exponer mi punto d vista....creeo q influyen mas factores adicionales a el propio tiempo,como el estado animico,la concentracion,l asimilacion del mismo,las sensaciones si son mayores menores malas buenas...bueno etc...cada uno medimos nuestro tiempo por intensidades emocionales.

7.Publicado por martin jaramillo el 10/02/2010 21:46
El espacio, por simple lógica, necesariamente tiene que ser: tridimensional e infinito. Para comprender que el espacio es infinito basta con apoyarnos en una ciencia: La filosofía y específicamente en la lógica, en el razonamiento lógico e imaginarnos cualquier posible límite o contorno del espacio y pensar que hay después de ese limite imaginario, la única respuesta posible es que hay más espacio, es decir hay más de lo mismo, o sea que no es posible un límite, que el espacio continua indefinidamente, eso es un axioma o una verdad que no requiere mas demostración, por que es tan obvia, tan clara y tan simple, que se justifica a si misma.
Para comprender porque tanto el espacio como el Universo son tridimensionales basta con entender que la energía que permanentemente irradiamos los componentes del universo visible, viaja a la velocidad de la luz por todo el espacio inicialmente vacío y en todas las direcciones y ese viaje tridimensional por el espacio, no tiene fin, porque la teoría vigente sobre la energía electromagnética nos dice que las ondas electromagnéticas en el vacío se auto regeneran indefinidamente y esa energía mientras viaja sigue siendo parte del Universo, y el espacio ocupado o utilizado por esa energía que viaja es también parte del Universo, y así seguirá ocurriendo indefinidamente, por eso el espacio y el Universo tienen que ser tridimensionales, como lo son todas las posibles trayectorias de las radiaciones electromagnéticas emitidas desde el universo visible o mejor desde el conjunto de materia-energía conocida y no me refiero solamente a la energía emitida desde el limitado universo visible por nosotros con nuestros instrumentos, sino desde todo el universo que pueda irradiar energía aunque nosotros no lo alcancemos a ver todavía o no lo podamos llegar a ver nunca.
El Universo es infinito y tridimensional, afirmar lo contrario es anticientífico, porque es ir contra lo aximático, de la lógica, y la lógica es también ciencia, porque la lógica es una parte de la filosofía y la filosofía es también ciencia.
Ver artículo completo en: Nueva Teoría Sobre El Universo.
http://nuevateoriasobreeluniverso.blogspot.com/
martinjaramilloperez@gmail.com

8.Publicado por Julián Sanz Pascual el 21/03/2011 18:40
Es evidente ya que el tiempo se dilata y se contrae de acuerdo con la dinámica de la realidad en que se estudia. Medir con precisión las diferencias temporales en las cuestiones que plantea el artículo es una hazaña, pero sería mucho más hazaña en otras cuestiones cuando se exige esa misma precisión. Por ejemplo: dos órgano simétricos de nuestro cuerpo. Tienen la misma fecha de nacimiento, por uno envejece más rapidamente que el otro. Ésta es una experiencia muy común. Efectivamente, anticiparse a medir con exactitud las diferencias de tempralidad de cada órgano corporal sería una hazaña intelectual gigantesca, pero acaso irrealizable. ¿Por qué? Porque un órgano de nuestro cuerpo es una realidad muy compleja, que no cabe en una fórmula. Los temas que se plantean en el artículo se refieren a realidades muy primarias, muy simples,de la física de partículas, de ahí la posibilidad de éxito en su medida con precisión.
Añado que eso del espacio-tiempo de la teoría de la relatividad, que tanto éxito ha tenido, es una falacia por muchas razones, siendo la más importante por el hecho de que. si lo aceptamos, el tiempo deja de ser relaitivo para convertirse en absoluto. En efecto, el tiempo espacializado deja de ser lo incierto de las cosas, El espacio es lo cierto, pues cabe en un afórmula; el tiempo es lo incierto, y no cabe en una fórmula, Añado además que el espacio en sí mismo tiene cuatro dimensiones, el espacio real se entiende, el más simplede todos, el tetraedro. Sus cuatro vértices se pueden relacionar con una ecuación cúbica de cuatro variables, la que tiene múltiples soluciones. Éstas por ejemplo: 1, 6, 8, 9; 27, 30, 37, 46; 7, 14, 17, 20; 18. 19, 21, 28. Esto es muy nuevo y no se le ha podido ocurrir a un matemático formalista, pero sí a un filósofo que sea un poco vivales. e-mail: cuartadim@yahoo.es.

9.Publicado por Francisco J. Carbajal el 29/04/2012 22:19
El tiempo ni se dilata ni se contrae. Las "transformaciones" tratan de cuantificar la relación entre un observador y un móvil. Ahora bien, ¿qué sucede si la transformación está equivocada?: una de sus muchas consecuencias es concluir que el tiempo se dilata o se contrae. La transformación de Lorentz demuestra insuficiencias menores que las de Galileo, pero es inexacta tanto en su pintoresca semántica como en su formulación. Para demostrar la inexactitud de dichas transformaciones he diseñado un "supuesto práctico" de un vagón atravesando una estación a c/3, sobre él se calculan los errores de las Transformación de Lorentz y de Galileo.
Espero que les resulte un grato pasatiempo visitar http://espacioytiempo.net/es/inconsistencia-de-la-transformacion-de-lorentz/ y sirva para desengañarse de este tipo de errores.
Saludos cordiales.

Nuevo comentario:
Twitter

Los comentarios tienen la finalidad de difundir las opiniones que le merecen a nuestros lectores los contenidos que publicamos. Sin embargo, no está permitido verter comentarios contrarios a las leyes españolas o internacionales, así como tampoco insultos y descalificaciones de otras opiniones. Tendencias21 se reserva el derecho a eliminar los comentarios que considere no se ajustan al tema de cada artículo o que no respeten las normas de uso. Los comentarios a los artículos publicados son responsabilidad exclusiva de sus autores. Tendencias21 no asume ninguna responsabilidad sobre ellos. Los comentarios no se publican inmediatamente, sino que son editados por nuestra Redacción. Tendencias21 podrá hacer uso de los comentarios vertidos por sus lectores para ampliar debates en otros foros de discusión y otras publicaciones.

Otros artículos de esta misma sección
< >

Martes, 17 de Septiembre 2013 - 12:12 El tiempo está en el ojo del observador





Forma parte de nuestra comunidad y contribuye al desarrollo e independencia de los contenidos de Tendencias21. Opta a becas.