Ruta de aprendizaje · etapa 1

¿Qué significa realmente «al mismo tiempo»?

Tres estaciones sobre la relatividad especial. En cada una te comprometes primero con una respuesta y después la compruebas tú mismo en el experimento. Quien se compromete de antemano recuerda la respuesta mucho mejor, sobre todo cuando su apuesta falló.

Estación 1 de 3

Dos rayos y un tren

Uno de los experimentos mentales más famosos de Einstein, de su libro de 1917: un tren circula junto a un terraplén y caen rayos en su parte delantera y trasera.

El tren y los rayos

Velocidad del tren: 50 % c

Instante: 0 ns

–

Separación entre los dos impactos, medida en este sistema

–

Lo que M′, en el centro del tren, ve primero (tiempo en este sistema)

Distancia A–B en el terraplén: 300 m. Instante cero: el momento en que M′ pasa junto a M.

Estación 2 de 3

El viaje de los gemelos

Si el «ahora» no es el mismo para todos, tampoco el tiempo pasa igual de rápido para todos.

Tu propio viaje de gemelos

Tu edad hoy (años)

Destino

Velocidad de crucero: 99 % c

–

– a.

pasan a bordo

– a.

pasan en la Tierra

–

factor de Lorentz γ

Simplificado: velocidad constante a la ida y a la vuelta, con giro instantáneo; se omiten las fases de aceleración y frenado.

Estación 3 de 3

GPS: la relatividad en la vida cotidiana

¿Suena a ciencia ficción? Tu móvil cuenta con ella a diario.

GPS sin corrección relativista

Días sin corrección: 1

Velocidad (relatividad especial): −7,2 µs al día Gravedad más débil (relatividad general): +45,8 µs al día

– µs

Relojes del satélite adelantados (+) o atrasados (−) respecto a los de tierra

– km

Recorrido de la luz c · Δt: el error de cada medición de distancia a un satélite

El mapa es un esbozo: la cuadrícula y los anillos solo indican la escala.

Fuentes: