Fuente: http://www.foxnews.com
Los filósofos han debatido la naturaleza del tiempo mucho tiempo antes que Einstein y la física moderna. Pero desde hace 106 años (precisamente después de Einstein), la visión que prevalece en física ha sido que el tiempo es la cuarta dimensión del espacio y que es matemáticamente representada como la cuarta dimensión del espacio-tiempo de Minkowski. Sin embargo, para algunos científicos, incluyendo a Amrit Soril y Davide Fiscaletti, fundadores del Instituto de la Vida del Espacio en Esolvenia, el tiempo existe de manera completamente independiente del espacio. En un nuevo estudio, estos dos investigadores han mostrado que dos fenómenos de la relatividad especial como la dilatación del tiempo y la contracción del espacio, pueden ser descritos en el marco de un espacio de 3 dimensiones donde el tiempo es la cantidad utilizada para medir el cambio (el movimiento de los fotones en este espacio).
Los científicos han publicado su artículo en un número reciente de la revista Physics Essays aunque el trabajo se basa en artículos previos, en los que han investigado la definición de tiempo como “órden numérico de cambio material”.
Los principales conceptos de la relatividad especial como que la velocidad de la luz es la misma en todos los sistemas de referencia inerciales, y que no existe un sistema de referencias absoluto, han sido tradicionalmente formulados en el marco del espacio-tiempo de Minkowski. En este marco, las tres dimensiones espaciales son intuitivamente visualizadas, mientras que la dimensión de tiempo es matemáticamente representada por coordenadas imaginarias por lo que es imposible de visualizarla de forma concreta.
Aquí vemos a relojes de luz o de fotones moviéndose horizontalmente a través del espacio. De acuerdo con la contracción del espacio, el reloj A hace “tic” de manera más rápida que el reloj B. En este nuevo estudio, los científicos arumentan que no hay contracción del espacio y que ambos relojes deben hacer “tic” a la misma velocidad de acuerdo con la teoría especial de la relatividad /Fuente: http://www.physorg.com
En su investigación Sorli y Fiscaletti arguyen que, mientras que los conceptos de la relatividad especial son conocidas y pueden ser descritas perfectamente, la introducción de la cuarta dimensión de tiempo de Minkowski ha creado un malentendido del concepto del tiempo que carece de pruebas experimentales. También arguyen que los bien conocidos experimentos sobre dilatación del tiempo, tales como aquellos que demuestran que los relojes de hecho funcionan de forma más lenta en aviones de alta velocidad que en reposo, apoyan la teoría especial de la relatividad y la dilatación del tiempo pero no necesariamente el espacio-tiempo de Minkowski o la contracción del espacio. De acuerdo con el punto de vista convencional, los relojes funciona más lentamente a altas velocidades debido a la propia naturaleza del espacio-tiempo de Minkowski como resultado de la dilatación del tiempo y la contracción del espacio. Pero Sorli y Fiscaletti argumentan que los relojes lentos pueden ser descritos mejor por la velocidad relativa de los dos marcos de referencia ya mencionados: dilatación temporal y contracción del tiempo, con las medidas de los relojes, pero no con los relojes formando parte de las medidas. Desde éste punto de vista, espacio y tiempo son dos entidades separadas.
“Con relojes medimos el órden numérico del movimiento en un espacio de tres dimensiones. El tiempo está separado del espacio en el sentido de que el tiempo no es una cuarta dimensión del espacio. En cambio, el tiempo como un orden numérico de cambio sí que existe en un espacio de tres dimensiones. Nuestro modelo sobre el espacio y el tiempo está fundado en medidas y correspondencias que se ajusten mejor a la realidad física”, dijeron los investigadores.
Para ilustrar la diferencia entre las dos perspectivas que se tienen sobre el tiempo, Sorli y Fiscaletti consideran un experimento que involucra dos relojes de luz cuyo mecanismo consiste en un fotón que se refleja hacia atrás y hacia adelante entre dos espejos, de modo que la trayectoria de un fotón de un espejo hacia el otro representa un “tic” del reloj. Los relojes están dispuestos perpendicularmente uno del otro en una plataforma, donde el reloj A está orientado horizontalmente y el reloj B verticalmente. Cuando la plataforma es desplazada horizontalmente a una velocidad alta y, de acuerdo con la contracción del espacio en la cuarta dimensión espacio-temporal, el reloj A debe contraerse de tal forma que su fotón tenga una trayectoria menor que recorrer, causándo que los “tics” de su mecanismo vayan más rápido que los del reloj B.
Pero Sorli y Fiscaletti argumentan que la longitud de la contracción del reloj A y las subsecuentes diferencias en las velocidades de “clicks” de los relojes A y B no coinciden con la relatividad especial, la cual postula que la velocidad de la luz es constante en todos los marcos de referencia inerciales. Afirman también que, manteniendo la misma velocidad del fotón para ambos relojes, ambos deben producir “tics” con velocidades similares sin ninguna contracción del espacio para el reloj A. También demuestran matemáticamente cómo se puede resolver el problema reemplazando el espacio-tiempo de Minkoswki de 4 dimensiones con un espacio de 3 dimensiones que involucre Transformaciones de Galileo para tres coordenadas espaciales X,Y y Z y una ecuación matemática (el formalismo de Seleri) para la transformación de la velocidad del cambio material, que es completamente independiente de las coordenadas espaciales.
Por su parte, Sorti explica que la idea de que los dos relojes de fotones marquen o hagan “tic” en la misma proporción no está en desacuerdo con los experimentos de “relojes voladores” y otras pruebas que se han utilizado para medir la dilatación del tiempo. Esa diferencia, dice, se debe a la desigualdad que existe entre los relojes basados en fotones y los relojes atómicos.
“La velocidad de los relojes basados en fotones en sistemas inerciales rápidos no se ralentizará con respecto a los relojes que funcionen en sistemas inerciales que estén en reposo debido a que la velocidad de la luz es constante en todos los sistemas inerciales”, afirma.
También explica que, sin la contracción del espacio, la dilatación del tiempo existe pero de una manera diferente de la que usualmente creemos.
“La dilatación del tiempo simplemente significa que, en un sistema inercial que va más rápido, la velocidad de cambio se ralentiza y ésto es válido para todos los observadores. El sistema GPS confirma que relojes que se encuentran en estaciones orbitales tienen diferentes velocidades que aquellos relojes que se encuentran en la superficie de nuestro planeta, y ésta diferencia es válida para observadores que se encuentran en la estación orbital o en la superficie del planeta. Esto se puede interpretar en el sentido de que la dilatación del tiempo no requiere contracción del espacio y que, como mostramos en nuestro artículo, lleva a una contradicción por la luz de los relojes que se encuentran posicionados de forma diferente en un sistema inercial de movimiento”.
También señala que que la definición alternativa de tiempo también está de acuerdo con la noción de tiempo propuesta por el matemático y filósofo Kurt Gödel.
“La definición de tiempo como un órden numérico de cambio en el espacio está reemplazando la concepción que existe desde hace 106 años sobre lo que es el tiempo como una dimensión física en la que se ejecuta el cambio”, afirma Sorli. “Consideramos que el tiempo es sólo una cantidad matemática de los cambios que medimos con relojes, esto de acuerdo con el punto de vista de Gödel sobre el tiempo. En 1949, Gödel había producido una prueba notable: `En cualquier Universo descrito por al teoría de la Relatividad, el tiempo no puede existir´. Nuestra investigación confirma la visión de éste: el tiempo no es una dimensión física del espacio a través de la cual uno podría viajar hacia el pasado o hacia el futuro”.
El filósofo y matemático Kurt Gödel (1906-1978) /Fuente: http://www.wikipedia.org
En el futuro, Sorli y Fiscaletti planean investigar cómo éste punto de vista del tiempo se ajusta con el entorno. Hacen notar también que otros científicos ya han investigado la idea de separar espacio y tiempo, pero a menudo sugieren que ésta perspectiva es formulada mejor en el marco de un éter, que es un medio físico que permea todo el espacio. En contraste, Sorli y Fiscaletti piensan que la idea puede ser modelada mejor en el marco de un vacío cuántico de 3 dimensiones ya que, en lugar de considerar al espacio como un medio que transporta luz, la propagación de la luz es gobernada por las propiedades electromagnéticas (la permeabilidad y la permitividad) del vacío cuántico.
“Estamos desarrollando un modelo matemático donde proponemos que la gravedad es el resultado de la disminución de la densidad de energía de un vacío cuántico de 3 dimensiones causada por la presencia de un objeto estelar o cuerpo material”, afirma Sorli. “La masa inercial y la masa gravitatoria tienen el mismo orígen: la disminución de la densidad de energía del vacío cuántico. Éste modelo proporciona cálculos exactos tanto para el perihelio de Mercurio como para los cálculos de la teoría general de la relatividad”.
TRADUCCIÓN Y EDICIÓN de Julio García.
FUENTE: Physorg.com
