VIAJES A TRAVES DEL TIEMPO. MI CREDO Y MI RELIGION: 'TEORIA DE LA RELATIVIDAD EN SIMULTANEIDAD', RELATIVIDAD SIMULTANEA, NUEVAS CORRIENTES DELA FISICA

Viaje a través del tiempo

Para los viajes a través del tiempo en la ciencia ficción y literatura, véase Viaje a través del tiempo (ciencia ficción).

Representación tridimensional del futuro causal y el pasado causal de un evento. El evento en cuestión es el vértice central del punto de vista de la luz (azul) donde se unen el cono superior y el inferior. Todos los puntos dentro del cono superior son su futuro causal, todos los puntos en el cono inferior son su pasado, el eje vertical (rojo) representa el avance del tiempo y las dos flechas horizontales dos direcciones espaciales.El viaje a través del tiempo es un concepto de desplazamiento hacia delante o atrás en diferentes puntos del tiempo, así como lo hacemos en el espacio. Adicionalmente, algunas interpretaciones de viaje en el tiempo sugieren la posibilidad de viajes entre realidades o universos paralelos.

Este artículo analiza la posibilidad teórica y técnica de viajes en el tiempo, y la posibilidad de que existan paradojas asociadas a dicho viaje a través del tiempo (por ejemplo evitar el nacimiento de nuestros propios antepasados).

Contenido [ocultar]
1 Los viajes a través del tiempo en la física
1.1 Movimientos en el tiempo y en el espacio
1.2 La posibilidad de los viajes en el tiempo
1.3 La posibilidad de las paradojas temporales
1.3.1 Paradoja de la inexistencia de viajeros del tiempo
1.4 Los equivalentes de viaje temporal y viaje a la velocidad de la luz
1.5 Viajes hacia el futuro
1.6 Métodos propuestos para su realización
1.6.1 Utilización de los agujeros de gusano
1.6.2 Utilización de cilindros rotatorios gigantescos
1.6.3 Utilización vórtices de luz coherente (láser)
1.6.4 Utilización de una cuerda cósmica
1.6.5 Utilización de un núcleo atómico pesado
1.6.6 Utilización del entrelazamiento cuántico
1.6.7 Utilización de líneas temporales cerradas
1.6.8 Utilización del viaje convencional a través del tiempo
2 La filosofía y los viajes a través del tiempo
2.1 La visión “presentista"
2.2 La visión del principio antrópico
3 La religión y los viajes a través del tiempo
3.1 Profecías: información del futuro
3.2 Yoga: ver el futuro
4 Referencias
4.1 Referencias científicas
4.2 Referencias literarias
4.3 Referencias filosóficas
5 Véase también
6 Notas y referencias
7 Enlaces externos

[editar] Los viajes a través del tiempo en la física
[editar] Movimientos en el tiempo y en el espacio
De acuerdo con la descripción convencional de la teoría de la relatividad las partículas materiales al moverse a través del espacio-tiempo se mueven hacia delante en el tiempo (hacia el futuro) y hacia un lado u otro del espacio. El hecho de que la energía total y la masa sean positivas está relacionado con el hecho de que las partículas se muevan hacia el futuro.

Un aspecto comprobado de la teoría de la relatividad es que viajar a velocidades cercanas a la velocidad de la luz ocasiona una dilatación del tiempo, por la cual el tiempo de un individuo que viaja a esa velocidad corre más lentamente. Desde la perspectiva del viajero, el tiempo "externo" parece fluir más rápidamente, causando que el viajero llegue a un lugar más adelante en el futuro. Sin embargo, este fenómeno en sí mismo, no es lo que suele denominarse como viaje a través del tiempo.

El concepto de viaje en el tiempo ha sido frecuentemente utilizado para examinar las consecuencias de teorías físicas como la relatividad especial, la relatividad general y la teoría cuántica de campos, aunque no existe evidencia experimental del viaje en el tiempo y existen razones teóricas importantes para considerar posible la existencia de cierto tipo de viaje a través del tiempo. En cualquier caso, las teorías actuales de la física no permiten cualquier posibilidad de viajar en el tiempo.

[editar] La posibilidad de los viajes en el tiempo
La teoría especial de la relatividad de Albert Einstein (y por extensión la teoría general) permite explícitamente un tipo de dilatación temporal que ordinariamente se podría denominar “viaje en el tiempo”. La teoría sostiene que relativamente a un observador estacionario, el tiempo parece fluir más lentamente para los cuerpos que se desplazan rápidamente: por ejemplo, un reloj que se desplaza parecerá correr más lento; al incrementar su velocidad y acercarse a la velocidad de la luz parecerá haberse detenido completamente. Sin embargo, este efecto sólo hace posible el “viaje en el tiempo” hacia adelante en el futuro, nunca hacia atrás. Este tipo de viaje no es típico de la ciencia ficción, y no se tiene ninguna duda acerca de su existencia; sin embargo, de aquí en adelante “viaje en el tiempo”, propiamente dicho, se referirá al recorrido con algún grado de libertad hacia el pasado o el futuro.

Muchos científicos consideran que el viaje a través del tiempo propiamente dicho es imposible. Esta opinión se ve reforzada por un argumento basado en la navaja de Occam. Cualquier teoría que permita el viaje en el tiempo requiere que algunas situaciones relacionadas con la causalidad (o, en su caso, retrocausalidad) sean resueltas. ¿Qué pasaría si alguien trata de viajar en el tiempo y mata a su propio abuelo? (Ver la “paradoja del abuelo”).

Además, en la ausencia de cualquier evidencia experimental de la posibilidad del viaje en el tiempo, es teóricamente más simple suponer que no puede ocurrir. De hecho, el físico Stephen Hawking ha sugerido que la ausencia de turistas del futuro constituye un fuerte argumento en contra de la existencia del viaje en el tiempo (véase Conjetura de protección de la cronología). Eso sería una variante de la paradoja de Fermi (“si no hay visitantes extraterrestres es porque los extraterrestres no existen”), en la que se hablaría de “viajeros del tiempo” en lugar de “visitantes extraterrestres”. Dadas estas circunstancias, otros sugieren —a los que sostienen la posición de Hawking— que en el caso de que en un futuro el ser humano pudiese viajar al pasado, éste no podría regresar a un espacio temporal anterior al momento de la puesta a punto de la hipotética máquina del tiempo que lo permitiese.

También se ha sugerido que al viajar al pasado estaríamos “creando” un universo paralelo y no viajaríamos a nuestro propio pasado sino a una copia de éste, pero con una diferencia: la existencia de un turista temporal. Tendríamos así dos espacios temporales simultáneos: uno donde aparece un turista del tiempo y otro donde no aparece. Ésta sería una hipótesis para discutirnos la paradoja de “Si mañana planeo un viaje a hoy para decirme ‘hola’, ¿por qué hoy no tengo un doble al lado mío diciéndome ‘hola’?” Sin embargo, asumiendo que el viaje temporal no es posible, también resulta interesante para los físicos la pregunta de por qué y qué leyes físicas lo impiden.

[editar] La posibilidad de las paradojas temporales
El principio de autoconsistencia de Novikov y cálculos recientes de Kip S. Thorne indican que simples masas pasando en el tiempo a través de agujeros de gusano no podrían generar paradojas, ya que no existen condiciones iniciales que induzcan una paradoja una vez que es introducido el viaje en el tiempo. Si sus resultados pueden ser generalizados sugerirían, curiosamente, que ninguna de las paradojas formuladas en las historias de viaje temporal puedan ser realmente formuladas en un nivel físico: es decir, que cualquier situación que se provoque en una historia de viaje temporal puede permitir muchas soluciones coherentes. Las circunstancias podrían sin embargo, tornarse casi increíblemente extrañas.

Los universos paralelos son una posibilidad teórica que evitaría la mayor parte de las paradojas relacionadas con viajes a través del tiempo. La interpretación de mundos múltiples de H. Everett sugiere que todos los eventos cuánticos posibles pueden ocurrir simultáneamente en historias exclusivas. Estas historias alternas o paralelas, formarían un árbol ramificado que simbolizaría todos los posibles resultados de cualquier interacción.

Debido a que todas las posibilidades existen, cualquier paradoja puede ser explicada al ocurrir los eventos paradójicos en un universo diferente. Este concepto es frecuentemente utilizado en la ciencia ficción. Sin embargo, en la actualidad, los físicos creen que dicha interacción o interferencia entre estas historias alternativas no es posible (véase la conjetura de protección cronológica de Stephen Hawking).

[editar] Paradoja de la inexistencia de viajeros del tiempo
Si tenemos en cuenta que cada vez sabemos más de física cuántica y que la tecnología progresa a través del tiempo, se puede postular que deberíamos ser visitados por viajeros del tiempo, hecho no observado, y que puede ser considerado una paradoja. Para explicar esto, se ha postulado que esto puede indicar que la humanidad se extinguirá antes de descubrir la tecnología de viajar en el tiempo, lo que también se aplicaría a presuntos mundos en universos paralelos, porque ellos tampoco habrían desarrollado la tecnología para viajar entre universos.

Otra paradoja dice que aún siendo posbile crear una máquina del tiempo dentro de cien años, esta no podría volver más atrás del momento en el que se construyó dicha máquina porque se tardaría más de cien años en crear una relación de tiempo de cien años. Dicho esto, se podría construir una máquina durante ciento diez años para regresar atrás en el tiempo cien años, pero no cuatrocientos. La única posibilidad sería, por ejemplo, que otra civilización hubiese construido una máquina mucho antes de nuestra existencia para así poder volver hasta el punto en el que se construyó, es decir, antes de haberse creado la tierra.[1]

Otras explicaciones menos convencionales y con características pseudocientíficas, son que también podríamos postular que ya existen viajes en el tiempo debido a la creencia en presuntos viajeros (llamados, tal vez erróneamente, extraterrestres), que podrían existir o que van a existir. Tales viajeros rehusarían manifestarse públicamente y actuarían como auténticos "turistas" temporales u observadores, sin, aparentemente, mayor ingerencia en los asuntos de la humanidad actual. Igualmente, hay vestigios de civilizaciones con una presunta tecnología muy similar a la nuestra, como por ejemplo el Mecanismo de Antiquitera que data de entre los años 82 y 65 a.C; con lo que podríamos postular que se basan en tecnología de su futuro.

[editar] Los equivalentes de viaje temporal y viaje a la velocidad de la luz
Podemos señalar que si alguien es capaz de mover información de un punto a otro más rápido que la velocidad de la luz, de acuerdo a la relatividad especial, eso equivale a que un observador percibe una transferencia de información hacia el pasado. Por otro lado no se han propuesto mecanismos físicos que sugieran que esa posibilidad es técnicamente viable de acuerdo con la relatividad especial.

La teoría general de la relatividad por su parte ofrece algunas posibilidades teóricas adicionales. Esta teoría formulada por Einstein generaliza la teoría especial de la relatividad que hemos considerado hasta ahora. Esta teoría además de su mayor generalidad es capaz de describir adecuadamente la gravedad desde un punto de vista relativista. La interpretación de la gravedad que hace esta teoría es que la materia “curva” el espacio y el tiempo que se encuentra a su alrededor. Estas propiedades de la curvatura abren nuevas posibilidades para el viaje a través del tiempo:

Teóricamente existen soluciones de las ecuaciones que incluyen líneas temporales que se curvan alrededor de un círculo y se reconecten con su propio pasado. La primera y más famosa de estas soluciones, conocida como universo de Gödel, fue hallada por Kurt Gödel, aunque dicha solución atribuye al universo ciertas características físicas que no parecen corresponderse con las de nuestro universo. La teoría de la relatividad general en sí misma no prohíbe la curva temporal cerrada o curva cerrada de tipo tiempo (traducción literal del inglés closed timelike curve), que puede llegar a aparecer en las soluciones de las ecuaciones. Sin embargo, la mayoría de los físicos cree que es necesario explicar correctamente las condiciones si se pretende una descripción completa y realista, es decir, las condiciones adicionales, las cuales, de no cumplirse, eliminarían la posibilidad de las curvas temporales cerradas debido a sus implicaciones paradójicas, por ejemplo aquellas que se relacionan con la hipotética retrocausalidad (la posibilidad que tendría el viajero al pasado de influir en el mismo, con los consiguientes resultados en el presente, según vemos contempla la paradoja del abuelo).
Existe además la posibilidad de que diferentes regiones del espacio inicialmente separadas entren en contacto mediante la formación de un "puente" o "agujero de gusano". En general estas requerirían pasar por estados topológicamente no equivalentes que involucren "rasgado" del espacio-tiempo, posibilidad recientemente considerada en la teoría de cuerdas y explicado divulgativamente por Brian Greene en El universo elegante.
[editar] Viajes hacia el futuro
En realidad todas las partículas viajan continuamente hacia el futuro, ya que el tiempo fluye siempre en la misma dirección, y el paso del tiempo es sólo el movimiento hacia el futuro, en los términos en que los describe la teoría de la relatividad. Sin embargo, el flujo de avance hacia el futuro puede ser algo lento para la duración de la vida humana. Para conocer lo que sucederá mañana, sólo tenemos que esperar un día sin necesidad de desplazarnos, pero conocer el futuro lejano y, por ejemplo, conocer a nuestros tataranietos o contemplar la civilización dentro de mil años, es diferente. El efecto relativista de la dilatación del tiempo nos ofrece, al menos teóricamente, la posibilidad de viajar al futuro evitando envejecer.

En la paradoja de los gemelos, los dos hermanos se encontraban en el futuro pero habían recorrido caminos diferentes, y uno de ellos, el que se había acelerado hasta viajar a gran velocidad en una nave espacial, había reducido su envejecimiento. Aunque el tiempo propio medido por un observador en movimiento respecto a otro será menor y la magnitud del efecto viene dada por la velocidad (v) del observador en movimiento y la velocidad de la luz (c):


Sin embargo, desde el punto de vista del propio observador en movimiento, él mismo está en reposo y él no percibe que esté envejeciendo más lentamente. De hecho, para este observador en movimiento sería el observador en reposo quien estaría envejeciendo más rápidamente. Sólo en situaciones en que aparecen sistemas de referencia no inerciales en que los dos observadores se encuentren puede darse una situación en que ambos observadores coincidan en que uno de ellos dos ha envejecido más lentamente.

Si consideramos un observador que se aleja en una nave con una velocidad que sea un 90% de la luz, el tiempo transcurrido en la Tierra, ignorando el efecto de Dilatación gravitacional del tiempo para simplificar, sería unas 2,30 veces más lento según un observador en la Tierra. Es decir, que incluso yendo a esta altísima velocidad sólo ganaríamos un modesto factor dos en nuestro viaje al futuro. Para hacer viajes interesantes al futuro necesitamos que la nave vaya a velocidades realmente considerables.

Para viajar a futuros más lejanos ‘sólo’ sería necesario hacer que la velocidad fuera aún más cercana a la de la luz. Nuestra nave viajando a gran velocidad en un camino con origen y regreso a la Tierra es una máquina del tiempo para viajar al futuro que, en la medida en que seamos capaces de incrementar su velocidad, nos puede llevar sin envejecer a cualquier tiempo posterior al nuestro.

Es evidente que la construcción de esta nave, de esta máquina del tiempo, está fuera de las posibilidades técnicas de nuestra civilización. Sin embargo, hay ejemplos que demuestran que la idea es correcta. En la Tierra recibimos partículas que vienen del centro de nuestra galaxia a distancias que la luz tarda miles de años en recorrer. Es decir, fueron producidas hace miles de años terrestres. Sin embargo, estas partículas no pueden resistir un viaje ni siquiera de un minuto ya que se desintegran en cuestión de segundos después de haber sido creadas. ¿Cómo explicar esta paradoja? Haciendo uso de la dilatación temporal: las partículas han sido aceleradas a velocidades tan cercanas a la de la luz, que sólo habían envejecido segundos mientras que en la Tierra transcurrían miles de años.

Nuestra máquina del tiempo es unidireccional, sólo nos permite viajar al futuro. Esto, sin duda, limita mucho el encanto del viaje. No sería posible, por ejemplo, viajar al futuro para echar un vistazo a los resultados de un juego de azar y volver atrás... La posibilidad de viajar al pasado, que es la que hace realmente interesante una máquina del tiempo, es muy dudosa y puede afectar a principios muy generales. Sin perder de vista estas restricciones, en otro apartado discutiremos cómo podríamos transformar nuestra máquina del tiempo unidireccional basada en la paradoja de los gemelos en una máquina del tiempo de dos direcciones usando un ‘agujero de gusano’.




[editar] Métodos propuestos para su realización
[editar] Utilización de los agujeros de gusano

Representación 2D de un agujero de gusano.Una máquina de viaje temporal propuesta que utilice un agujero de gusano funcionaría (hipotéticamente) de la siguiente manera: se crea de alguna manera un agujero de gusano. Un extremo del túnel es acelerado a una velocidad cercana a la de la luz, quizás con una nave espacial avanzada, y entonces se regresa de vuelta al punto de origen. Debido a la dilatación temporal (debida a la velocidad), el extremo acelerado del túnel ha envejecido menos que el extremo estacionario (desde el punto de vista de un observador externo).

Sin embargo, el tiempo se ve diferente a través del túnel que fuera de él: dos relojes sincronizados puestos en cada extremo del túnel se mantendrán siempre sincronizados (desde el punto de vista de un observador dentro del túnel), sin importar la diferencia de velocidad.

Esto significa que un observador que entrara al extremo acelerado, saldría por el extremo estacionario cuando el extremo estacionario tenía la misma edad que el extremo acelerado en el momento antes de entrar. Por ejemplo, si antes de entrar al agujero de gusano el observador notó que el reloj en el extremo acelerado mostraba 2006 mientras que el reloj en el extremo estacionario ya decía 2007, entonces el observador podría salir por el extremo estacionario cuando el reloj estacionario todavía decía 2006.

Una limitación significativa de tal máquina es que sólo es posible viajar hacia el pasado en el punto inicial cuando fue creada la máquina; en esencia, se considera más como un pasaje a través del tiempo que un dispositivo que se mueve a través del tiempo: no permite que la propia tecnología en sí misma viaje a través del tiempo.

Esto puede permitir una explicación alternativa a la paradoja de Hawking: algún día se podrá construir una de estas máquinas al pasado, pero todavía no han sido construidas, por lo que los turistas temporales nunca podrán llegar a nuestro presente.

Crear un agujero de gusano de un tamaño apropiado para una nave macroscópica, mantenerlo estable y mover uno de sus extremos con la nave requeriría un nivel significativo de energía en un orden mucho mayor que la cantidad de energía que un sol como el nuestro puede generar en todo su periodo de vida. La creación de un agujero de gusano también requeriría la existencia de una sustancia llamada “materia exótica”, que —aún cuando no es imposible— no se sabe si existe en formas útiles para la generación de un agujero de gusano (Ver por ejemplo el efecto Casimir).

Por lo tanto es inverosímil que tal dispositivo sea construido, incluso con tecnología altamente avanzada. Por otra parte, agujeros de gusano microscópicos aún pueden ser útiles para enviar información de regreso al pasado a través del tiempo.

En 1993, Matt Visser argumentó que los dos extremos de un túnel de gusano con tal diferencia temporal inducida no podrían ser reunidas sin generar un campo cuántico y unos efectos gravitacionales que provocarían que el túnel colapsara o que los dos extremos se repelieran. [1]

Debido a esto, los dos extremos no podrían acercarse lo suficiente porque tendría lugar una violación de la causalidad. Sin embargo, en un paper de 1997, Visser conjeturó que la compleja configuración de un “anillo Roman” (así nombrado en honor a Tom Roman) de un número N de agujeros de gusano alineados en un polígono simétrico podría actuar como una máquina del tiempo, aunque concluye que esto no sería tanto un defecto en la teoría clásica de la gravedad cuántica, sino más bien la prueba de que es posible violar la causalidad. [2]

[editar] Utilización de cilindros rotatorios gigantescos
Otra teoría, desarrollada por el físico Frank J. Tipler, implica un cilindro rotatorio. Si un cilindro es lo suficientemente largo y denso, y gira lo suficientemente rápido en relación a su eje longitudinal, entonces una nave que volara alrededor del cilindro en una trayectoria espiral podría viajar atrás en el tiempo (o hacia adelante, dependiendo del sentido del movimiento de la nave). Sin embargo, la longitud, la densidad y la velocidad requerida son tan grandes que la materia ordinaria no es suficientemente fuerte para construirla.

[editar] Utilización vórtices de luz coherente (láser)
Ronald Mallett ha planteado crear vórtices láser envolventes e incluyentes de los objetos a cronotransportar, su idea se basa en la Teoría General de la Relatividad, más exactamente en el postulado por el cual la energía (en este caso la luz) no solo es curvada por la gravedad sino que puede tener efectos másicos que curvan al tejido espacio-temporal, haciendo arrastres de marco y curvas cerradas de tipo tiempo.

[editar] Utilización de una cuerda cósmica
Se puede construir un dispositivo similar a partir de una cuerda cósmica, que es un tipo de materia exótica especial, cuya existencia es postulada hipotéticamente en diversas teorías físicas especulativas. Las energías involucradas para interactuar con ellas serían probablemente prohibitivamente altas y seguramente constituirían una posibilidad tecnológicamente inviable.

El dispositivo mediante cuerdas cósmicas propuesto por Richard Gott se basa en la solución de las ecuaciones de la relatividad general para ese tipo de materia exóticas. De acuerdo con el esquema de Gott serían necesarias dos cuerdas cósmicas moviéndose en direcciones opuestas. Al seguir una trayectoria cerrada que rodee las cuerdas se logra el viaje en el tiempo. Una característica notable de esta solución es que el viaje en el tiempo es sólo posible para los observadores dentro de una cierta región del espacio-tiempo. Una vez las cuerdas se han alejado lo suficiente el mecanismo ya no puede ser usado para realizar un viaje en el tiempo.

[editar] Utilización de un núcleo atómico pesado
El físico y escritor de ciencia ficción, Robert L. Forward sugirió que una aplicación ingenua de la relatividad general a la mecánica cuántica permitiría construir una máquina del tiempo. Un núcleo atómico pesado situado dentro de un fuerte campo magnético podría alargarse hasta formar un cilindro, cuya densidad y rotación serían suficientes para viajar en el tiempo. Los rayos gamma proyectados podrían permitir enviar información (aunque no materia) de regreso al pasado. Sin embargo, él precisó que hasta que no tengamos una sola teoría que combine la relatividad y la mecánica cuántica, no tendremos idea si tales especulaciones son absurdas.

[editar] Utilización del entrelazamiento cuántico
Los fenómenos de la mecánica cuántica tales como el teletransporte cuántico, la paradoja EPR (nombrada por las iniciales de Albert Einstein, B. Podolsky y Nathan Rosen), o entrelazamiento cuántico puede parecer que genera un mecanismo que permite la comunicación FTL (faster than light: más rápida que la luz) o viaje temporal. De hecho algunas interpretaciones de la Mecánica cuántica (tales como la interpretación de Bohm) presumen que las partículas intercambian información de manera instantánea para poder mantener la correlación entre ellas. Einstein se refería a este efecto como la “espeluznante [spooky] acción a distancia”.

Curiosamente, las reglas de la mecánica cuántica parecen impedir la transmisión de información útil por estos medios, y por lo tanto parece que no “permitiera” el viaje en el tiempo o la comunicación FTL. Este hecho es exagerado y mal interpretado por cierto tipo de libros y revistas de pretendida divulgación científica acerca de los experimentos de teleportación. En la actualidad, la manera en que trabaja la mecánica cuántica para mantener la causalidad es un área muy activa de investigación científica.

[editar] Utilización de líneas temporales cerradas
Algunas soluciones exactas de las ecuaciones de Einstein describen espacios-tiempo que contienen líneas temporales cerradas lo cual permite en teoría que ciertos observadores al viajar sobre ellas hacia el "futuro" después de un cierto tiempo cíclico vuelvan al mismo punto del que partieron. De hecho en esas soluciones no existe una manera consistente de distinguir entre pasado y futuro, porque no son orientables temporalmente.

Una de estas soluciones es el universo de Gödel, que describe un tipo de universo que no se parece al nuestro. De hecho algunos físicos dudan que el universo de Gödel y otras soluciones que contienen curvas temporales cerradas sean descripciones físicamente adecuadas de algún tipo de universo, aún cuando satisfacen las ecuaciones de campo de Einstein. Nótese que este método de viaje en el tiempo sólo es posible en universos que tengan de por sí cierta estructura, pero en general no sería posible modificar esas condiciones para viajar a cualquier punto del pasado ni modificar las trayectorias posibles que llevan a algunos puntos del "pasado".

Otro teórico de estas estructuras especiales es el estadounidense John Richard Gott, quien postula un universo inflacionario que generaría brotes de nuevos universos; una de esas ramas podría curvarse hacia atrás en un bucle convirtiéndose en su propio origen (véase [3]).

[editar] Utilización del viaje convencional a través del tiempo
Esta teoría implica ver pasar el tiempo como un observador, lo cual a nuestra velocidad normal sería suficiente como para viajar en el tiempo, pero este modo no se puede usar para retroceder, claro está.

Un ejemplo de este tipo de viaje es el satélite KEO que servirá como una cápsula del tiempo; será enviado al espacio en una órbita que volverá a cruzarse con la Tierra en 50.000 años.

[editar] La filosofía y los viajes a través del tiempo
[editar] La visión “presentista"
El presentismo sostiene que ni el futuro ni el pasado existen, que la materia del universo sólo existe en el presente, y que el tiempo es simplemente un concepto del ser humano utilizado para describir lo que sucede a su alrededor. De esta manera no habría un lugar adonde el viajero del tiempo pudiera ir, lo que, según esta teoría, anula el tema del viaje a través del tiempo.

Sin embargo, la teoría de la relatividad en la simultaneidad (dentro del marco de la física moderna) pone en tela de juicio el presentismo y favorece la visión conocida como tetradimensionalismo o cuadridimensionalismo (relacionado con el eternalismo y con la idea del bloque de tiempo), en el cual los eventos pasados, presentes y futuros coexisten todos en un mismo espacio-tiempo.

[editar] La visión del principio antrópico
Físicos como Max Tegmark han sugerido que la ausencia del viaje en el tiempo y la existencia de causalidad pueden darse debido al principio antrópico. El argumento que él propone es que un universo que permitiera viajes en el tiempo y ciclos cerrados de tiempo sería un universo en que postula que la inteligencia no debería evolucionar debido a que sería imposible para una entidad determinar (clasificar) los eventos en un pasado o en un futuro, hacer predicciones, o comprender el mundo a su alrededor. Observando que esto no impondría ninguna restricción ante la creencia de agentes supernaturales (como Dios) los cuales postula que no serían confinados por los límites del espacio-tiempo.




[editar] La religión y los viajes a través del tiempo
[editar] Profecías: información del futuro
En la teología judeo-cristiana, por ejemplo, se supone que el Dios Yahveh existe sin ser limitado por el espacio o el tiempo. Según esta doctrina, Yahvé es omnisciente y omnipresente. Algunas declaraciones en la Biblia, tales como la de Jesús: “Antes de que Abraham naciera, yo soy” (Juan 8.58) y la de Pedro: “Jesús fue elegido antes de la creación del mundo” (1 Pedro 1.20) siempre asumiendo que la creación del mundo comenzó en t = 0) implica que Yahvé no se rige por la misma línea temporal que la nuestra, o bien que establece los principios rectores de la misma. Esto es apoyado por la aserción “Yo, el Señor, no cambió” (Malaquías 3.6), ya que un cambio requeriría desplazamiento de un lugar a otro y ser contenido por una serie temporal continua.

Dos interpretaciones temporales de estas declaraciones son que Yahvé: 1) existiría fuera del continuo espacio-tiempo; o que 2) Yahvé existiría simultáneamente en cualquier punto del espacio-tiempo. En cualquier caso, Yahvé podría transferir sin restricciones información de un punto del espacio-tiempo a cualquier otro punto.

[editar] Yoga: ver el futuro
Según el físico Fred Alan Wolf —en su libro The Yoga of Time Travel (‘el yoga del viaje en el tiempo’)— el proceso interno de meditación del yoga (que se basa en los Yoga Sutras de Patañjali) permitiría acceder al conocimiento del pasado y del futuro en el presente. Wolf sugiere que esta forma de viaje en el tiempo se podría lograr si se superaran las anclas terrenales del ego mental con que el ser humano se bloquea desde dentro. El hinduismo cree que un ser puro de esta naturaleza sería un tri-kala-gñá (tri: ‘tres’, kala: ‘tiempos’, y gñani: ‘conocedor’), que sabe acerca de los tres tiempos: el pasado, el presente y el futuro.

Sin embargo, no hay prueba alguna de que esa capacidad sea posible.

[editar] Referencias
[editar] Referencias científicas
Davies, Paul, Cómo construir una máquina del tiempo, ISBN 0-14-200186-4.
Davies, Paul, About Time (‘Acerca del tiempo’) ISBN 0-684-81822-1.
Gott, J. Richard, Time Travel in Einstein's Universe: The Physical Possibilities of Travel Through Time (‘El viaje en el tiempo en el universo de Einstein: las posibilidades físicas del viaje a través del tiempo’), ISBN 0-618-25735-7.
Nahin, Paul J., Time Machines: Time Travel in Physics, Metaphysics, and Science Fiction (‘Máquinas del tiempo: el viaje en el tiempo en la física, la metafísica y la ciencia ficción’), ISBN 0-387-98571-9.
Pickover, Clifford A., Time: A Traveler's Guide (‘Tiempo: guía para el viajero’), ISBN 0-19-513096-0
Tipler, Frank J., Rotating Cylinders and the Possibility of Global Causality Violation (`Los cilindros rotativos y la posibilidad de una violación global de la causalidad’), Physical Review (D 9, 2203), 1974.
Violat Bordonau, F. Problemas y paradojas del Viaje Temporal, 2007, Ed. Asesores Astronomicos Cacereños.
[editar] Referencias literarias
Asimov, Isaac: El fin de la eternidad.
Appel, Allen: Twice Upon a Time.
Benford, Gregory: Cronopaisaje.
Borges, Jorge Luis: El jardín de senderos que se bifurcan, relato El otro, en el Libro de Arena.
Carpenter, Richard: Catweazle.
Crichton, Michael: Esfera y Rescate en el tiempo.
Dickens, Charles, Un cuento de Navidad.
Du Maurier, Daphne: The House on the Strand.
Finney, Jack: Time and Again, From Time to Time, The Third Level y otras.
Forde, Jasper: Lost in a Good Book.
Heinlein, Robert A.: Puerta al verano, Todos vosotros, zombies (All You Zombies), By His Bootstraps, The Cat Who Walks Through Walls, Farnham's Freehold y Time Enough For Love.
Herrnsdorf, Alejandro: Manual de los viajes en el tiempo
Lafferty, R. A.: Thus We Frustrate Charlemagne.
Niffenegger, Audrey: La mujer del viajero en el tiempo.
Niven, Larry: Rotating Cylinders and the Possibility of Global Causality Violation.
Powers, Tim: Las Puertas de Anubis.
Rowling, J. K.: Harry Potter y el prisionero de Azkaban.
Swanwick, Michael: Bones of the Earth.
Tarr, Judith y Harry Turtledove: Household Gods (1999).
Twain, Mark: A Connecticut Yankee in King Arthur's Court.
Vonnegut, Kurt: Timequake.
Wells, H. G.: La máquina del tiempo
Willis, Connie: Doomsday Book (ISBN 0-553-56273-8) y To Say Nothing of the Dog.
Wilson, Robert C.: A Bridge of Years y Los cronolitos.
[editar] Referencias filosóficas
Wolf, Fred Alan: The Yoga of Time Travel, ISBN 0-8356-0828-X, 2004.
[editar] Véase también
Agujero de gusano
Isaac Asimov
Cápsula del tiempo
Ciencia ficción
Espacio-tiempo
Estructura causal
Paradoja del viaje en el tiempo
John Titor
Experimento Filadelfia
Universos paralelos
Más rápido que la luz
Paradoja del abuelo
Flecha del tiempo
Retrocausalidad
Principio de autoconsistencia de Novikov
Curva cerrada de tipo tiempo
Conjetura de protección de la cronología
Paradoja del lingote de plata
Sergéi Krásnikov
Teoría de la relatividad
Teoría del campo unificado
Vadim Alexandrovich Chernobrov
[editar] Notas y referencias
1.↑ Punset, Eduardo (2004). «VIII» (en español). Cara a cara con la vida, la mente y el Universo. Conversaciones con los grandes científicos de nuestro tiempo. (Primera edición en colección Booket septiembre 2006 edición). Avinugda Diagonal, 662, 6º plnanta. 08034 Barcelona (España): Ediciones Destino. pp. 232. ISBN 978-84-233-3800-9. «VIII.Entrevista a Paul Davies, físico.»
[editar] Enlaces externos
Cyberdark.net, el viaje en el tiempo en la ciencia ficción.
Ciencia-Ficción.com, glosario de ciencia ficción: viajes por el tiempo.
La Crónica, “Creen posible viajar por el tiempo a través de los agujeros negros”.
HispAmp3.com, la física del viaje en el tiempo.
Noticias.info, resuelta una de las mayores dificultades para viajar en el tiempo.
Tendencias21.net, la máquina del tiempo es cuestión de dinero y no de física.
Usuarios.Iponet.es, el viaje en el tiempo.
Texto completo de la "Paradoja del lingote de plata"
[4],viajar al pasado o al futuro divide a los científicos



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ACERCA DE LA SIMULTANEIDAD EN LA RELATIVIDAD.


En los dos postulados de Einstein que propuso en su teoría, y que describimos anteriormente –principio de la relatividad y constancia de la velocidad de la luz– se encierra una contradicción. En el primero, confirma y generaliza la validez de uno de los principios de la mecánica clásica, mientras que en el segundo, le otorga a la luz un papel privilegiado: la libera de participar en los movimientos de los sistemas inerciales y, con ello, reniega de la mecánica clásica. Es obvio que aquí asalte la pregunta ¿cómo podría el principio de la relatividad ser valedero para los fenómenos ópticos, si el movimiento de un sistema inercial, que arrastra una fuente luminosa, es incapaz de modificar la velocidad de la luz? Sin embargo, es justamente la eliminación de esta contradicción la coadyuvante para hallar importantes conclusiones que emanan de la teoría, ya que Einstein reconcilia ambos postulados, remplazando el concepto de simultaneidad –y con él los de duración y distancia– por otros nuevos y revolucionarios.

Einstein, en la formulación de su teoría restringida, construye su mecánica sometiendo al concepto de simultaneidad, que está en la base de toda medición del tiempo, a un ingenio tan sencillo como novedoso. Cuando dos sucesos remotos, A y B, son medidos simultáneamente con un reloj R1 situado en un sistema de referencia K, es porque la luz que procede de ambos ha llegado al mismo tiempo al reloj. Naturalmente, si consideramos ahora la existencia de otro reloj R2, que se encuentra ubicado más cerca que R1 a uno de los dos sucesos, como ser a A, esto implica que la luz procedente de ambos sucesos ya no llega al mismo tiempo al reloj R2, es decir, para un observador del reloj R2, tales sucesos no son simultáneos. Llegará a R2 la luz de A antes que la luz de B. En consecuencia, nos encontramos frente a sucesos que son simultáneos en un reloj R1, pero pueden no serlo en otro reloj R2, ya sea si ambos se encuentran en reposo relativo o con movimiento uniforme uno respecto del otro. El ejemplo que se da en las figuras ubicadas más abajo, grafica de manera sencilla esta descripción sobre la simultaneidad.
Uno de los más importantes conceptos introducidos por Einstein en la teoría de la relatividad restringida o especial es el de la «simultaneidad». Dos acontecimientos físicos que ocurren al mismo tiempo en un marco de referencia inercial son, a su vez, simultáneos si ocurren en cualesquier otro marco inercial, al unísono y en el mismo lugar, ya que ¡el tiempo es relativo¡

En las dos figuras que hemos insertado a la izquierda, aparecen dos diversos marcos inerciales, que nos ayudaran a clarificar el concepto de simultaneidad:
Figura superior:
En el marco inercial del vagón, las lámparas adosadas en su interior se encienden simultáneamente y los rayos luminosos emitidos por ambas llegan a la muchacha ( R1 ) al mismo tiempo.

Figura inferior:
En el marco inercial del observador fuera del vagón( R2 ), éste percibe que la lámpara de la derecha se enciende primero, aunque para la muchacha que se encuentra en el interior del vagón ( R1 ) ambas lámparas se encienden simultáneamente.




Ahora bien, para llegar a coordinar en el tiempo dos o más acontecimientos remotos que se dan en lugares distintos, es imprescindible disponer de dos o más relojes sincronizados. Aquí las primeras preguntas que nos hacemos es cómo sincronizar relojes separados en el espacio y si es posible establecer algún criterio de medición del tiempo en un conjunto de relojes, de manera de lo que resulta simultáneo para uno también lo fuera para los restantes. Enviando, por ejemplo, una señal luminosa de un lugar a otro. Desde luego, no basta conocer la distancia que separa los relojes; se requiere, además, conocer la velocidad de la señal, para poder efectuar la sincronización. Sin embargo, para establecer la velocidad de una señal es imprescindible disponer de, a lo menos, de dos relojes ya sincronizados. Lo anterior implica, pues, que la tarea de establecer la simultaneidad de acontecimientos que se producen en distintos lugares del espacio conduce a un círculo vicioso.

Para Einstein, ese círculo vicioso carece, en realidad, de salida. Solamente si la velocidad de la luz fuera infinita, o si existiera otra señal ultrarrápida, susceptible de ser transmitida sin demora alguna en el tiempo, por ejemplo, barras absolutamente rígidas, que admitieran la propagación de una presión con velocidad infinita; solamente bajo esas condiciones, sería determinable la simultaneidad de sucesos acaecidos en distintos lugares del espacio, por grande que fuese la distancia que los separaran. La inexistencia de velocidades infinitas en la naturaleza quita base experimental al concepto de la simultaneidad absoluta, valedera para todos los puntos del espacio. Puesto que no podemos asociarle ninguna experiencia verificadora, carece de sentido, y Einstein en su teoría procede a eliminarla de la mecánica. En un artículo publicado en septiembre de 1905, Einstein escribe: "Una noción adquiere derecho a existir únicamente por su encadenamiento claro y unívoco con los acontecimientos, es decir, las experiencias físicas. Por esta razón, en la teoría de la relatividad, los conceptos: simultaneidad absoluta, velocidad absoluta, aceleración absoluta, están eliminados, siendo imposible establecer su vínculo con las experiencias.

Sin la abolición de esos conceptos absolutos, la decisión de combinar los postulados de la universalidad de la relatividad con la invariancia de la velocidad de la luz no habría podido salir adelante sin arrastrar contradicciones, ya que nociones cinemáticas como reposo, movimiento, instante, duración, simultaneidad, tiempo, velocidad, etc., eran referidas de forma explícita a definidas operaciones de medición con vista a dar una expresión algebraica de sus magnitudes o de sus relaciones entre esas magnitudes. Con la decisión de Einstein, ya no basta con decir, por ejemplo, que la variable numérica t representa el tiempo sin precisar sobre qué tipo de verificación experimental se apoya esta representación y, en particular, si la datación del suceso considerado se efectúa en el mismo lugar en que este se produce, por un reloj situado en ese lugar, o en un lugar distante por medio de una señal.

Por ello, lo primero que hace Einstein es darse un «sistema de coordenadas» en reposo cuya definición es bastante distante de la idea intuitiva de «reposo», pero su análisis lo inserta directamente dentro del contexto que la ciencia acepta: tal sistema, en el cual la posición de un objeto puede ser definida a través de las reglas fijas de la geometría euclidiana, está «en reposo» si las mediciones que se efectúan en él contrastan las ecuaciones mecánicas newtonianas.

Así definido un sistema en reposo, para hacer una medición del «movimiento» se necesita también disponer de una definición de «tiempo» (en el sentido de fecha de un suceso). Para ello, obviamente, se requiere contar de un reloj: la simultaneidad entre el dato de origen del suceso y la identificación de un reloj ubicado en el mismo lugar donde se da el suceso que, al ser constatada en el mismo lugar de los hechos, permitirá definir el tiempo de un suceso y, luego, el intervalo de tiempo que transcurre entre dos sucesos; de este modo se puede contar con un «tiempo» bien definido y medible en un punto cualquiera A. Si ese tiempo es tA, con el objeto de tener una medida común para dos puntos A y B se necesita una concertación que permita asociar tA con tB, y esta concertación va a mancomunar el concepto de «tiempo» con el de «luz». En efecto, la concertación establece que la luz necesita el mismo «tiempo» para hacer su recorrido de B a A que de A a B. De esa manera, si un rayo luminoso parte de A en tA y retorna en t'A después de reflejarse en B en tB, los dos relojes situados en A y B son, por definición, «sincronizados» si:
[04.04.01]
tB – tA = t'A – tB.
Esta definición de sincronización, para un conjunto Rs de relojes obedece al moderno criterio de los lógicos, a través del cual se establece una «relación de equivalencia» (simétrica y transitiva) y que, permite a su vez también, extender la utilización de la misma variable «tiempo» a todos los puntos de un sistema en reposo. Esta relación consiste en establecer en el conjunto el siguiente muodo operandi:
El Reloj RA está sincronizado con el reloj RB si para una señal que emana del primero, RA, partiendo en el tiempo tA, se refleja en el segundo, RB, y retorna al reloj RA en el tiempo tB , se constata, que el tiempo medido en el reloj RB en el tiempo de recibir la señal procedentes de RA es:
[04.04.02]

( tA + tB ) / 2
No caben dudas que se trata de una relación reflexiva, simétrica y también transitiva. Por tanto, es de equivalencia.

Ahora bien, cuando se da un intervalo temporal entre dos sucesos que tienen lugar en un sistema, se le denomina como «propio», si para su medición es suficiente un solo reloj solidario al sistema de referencia desde el cual se hace la medición. Por otra parte, se dice que es «impropio» si el intervalo temporal necesita de dos relojes sincronizados solidarios al sistema desde donde se hace la medición.

Por otra parte, la noción de sincronización de los relojes cae en una contradicción si dos sucesos que tienen lugar en un sistema reciben una idéntica información emitida por relojes que están respectivamente en reposo y en movimiento con respecto al sistema en cuestión: dos relojes sincronizados en un sistema no lo son en otro. Lo anterior implica que la simultaneidad de dos acontecimientos en dos puntos distintos no puede ser reconocida, no puede ser verificada; solamente puede ser definida. Esto está prescrito a la teoría por el carácter privilegiado que distingue a la señal luminosa entre todas las otras señales. Dos acontecimientos separados en el espacio son simultáneos, si son vistos en el mismo instante por un observador que se encuentra a igual distancia de ambos. Este observador, desde luego, puede ser tanto un ser humano corno un aparato registrador cualquiera: telescopio, placa fotográfica, cronómetro, etc. Esta sencilla definición implica la relatividad de la simultaneidad: dos acontecimientos simultáneos para el observador en reposo, ubicado a igual distancia de ambos, no lo son para todos los demás. El orden de los acontecimientos en el tiempo depende de la velocidad de los sistemas en los que se encuentran los observadores. El sistema de cada uno de ellos tiene su propio tiempo: el reloj universal, que marca el tiempo valedero para todos los observadores, donde quiera que se encuentren en el espacio y cualquiera sea la velocidad de sus movimientos, se revela como una ficción ilícita. El tiempo newtoniano, da paso a los tiempos locales, definidos en cada sistema por relojes en reposo con respecto al sistema.


Relatividad de la simultaneidad
relatividad de la simultaneidad es el concepto que la simultaneidad no es absoluta, solamente el dependiente en el observador. Es decir, según teoría especial de la relatividad formulado cerca Albert Einstein en 1905, es imposible decir en absoluto sentido si ocurren dos acontecimientos al mismo tiempo si esos acontecimientos se separan en espacio. Donde el acontecimiento ocurre en un solo lugar-para el ejemplo, en un coche estrellar-todos observadores dondequiera que sean pueden convenir que un coche estrellado con el otro al mismo tiempo. Pero donde los acontecimientos se separan en espacio, tal como un coche que se estrella en América y otro en China, la cuestión de si tales acontecimientos son simultáneos es relativo; algunos pueden calcular los dos accidentes como sucediendo “al mismo tiempo” y otros, mirando los acontecimientos mientras que en un diverso estado del movimiento, verá el desplome americano como ocurriendo primero, mientras que todavía otros pueden ver el desplome chino como ocurriendo primero. La teoría especial de Einstein demuestra que hay ocasiones cuando no hay respuesta “correcta”, donde ningún observador tiene un estado privilegiado, y todos los observadores pueden demandar estar “correctos” aunque el su ordenar de acontecimientos discrepan con uno a.

Si imaginamos a un observador que calcula que dos acontecimiento-en diversos puntos adentro espacio-ocurren en exacto el mismo tiempo, un observador que se está moviendo concerniente al primeros discrepará generalmente, calculando los dos acontecimientos como ocurriendo en diversas horas. Esta noción se ilustra en paradoja de la escala, a experimento del pensamiento cuál utiliza el ejemplo de una escala que se mueve en la velocidad a través de un garage.

Una forma de la relatividad de la simultaneidad fue introducida cerca Hendrik Lorentz en 1895 (el tiempo “local” de Lorentz), solamente la idea no era entendido extensamente en su forma moderna hasta Einstein'introducción de s de la relatividad especial. Particularmente, Einstein dedujo la falta de la simultaneidad absoluta a partir de dos asunciones indicadas:

principio de la relatividad- la equivalencia de los bastidores de inercia, tales que los leyes de la física se aplican igualmente en todos los sistemas coordinados de inercia;
la constancia del velocidad de la luz detectado en espacio vacío, independiente del movimiento relativo de su fuente.
Contenido
1 El experimento del pensamiento de la entrenar-y-plataforma
1.1 Diagramas de Spacetime
2 Transformaciones de Lorentz
3 Evolución del concepto
3.1 Relatividad de la simultaneidad y del “tiempo local”
4 Referencias
5 Vea también



El experimento del pensamiento de la entrenar-y-plataforma
Un cuadro popular para entender esta idea es proporcionado por el experimento del pensamiento de Einstein que consiste en un tren móvil de una mitad del camino centraa del observador en el tren, y otro observador situado a mitad del camino en la plataforma mientras que el tren se mueve más allá. Vea [1] para una exposición video del concepto. Aquí presentaremos una versión levemente modificada.

Un flash de la luz se emite en el centro del tren en el momento en que los dos observadores se pasan. El observador en el tren ve el frente y la parte posteriora del tren en las distancias fijas lejos de la fuente del flash ligero (desde el frente, la parte posteriora, y el observador del tren están todo en el mismo marco de inercia). Según este observador, los flashes ligeros alcanzan el frente y detrás del tren en el mismo instante del tiempo- that está exacto, simultáneamente.

Por otra parte, el observador en la plataforma ve la parte posteriora del tren que se mueve hacia el punto en el cual el flash fue emitido, y el frente del tren que se mueve lejos de él. Esto significa que el flash ligero que va hacia la parte posteriora del tren tendrá menos distancia a la cubierta que el flash ligero que va al frente. Pues la velocidad de la luz está finita, e igual en cualquier dirección concerniente a la plataforma (sin importar el movimiento de su fuente), los flashes no pulsarán los extremos del tren simultáneamente.

Ésta es la imagen dominante en entender este concepto, así que nos dejó movernos con él más detalladamente. Una luz del estroboscópico en el medio del tren pulsa una vez, emitiendo la luz en todas las direcciones. Algo de esta luz comienza su viaje hacia la parte posteriora del tren, y algo de él dirigió hacia adelante, pero la fuente es igual. Al observador de la plataforma, la parte posteriora del tren cierra una cierta distancia entre el punto original de la fuente (no la posición actual del dispositivo de la fuente sí mismo, que se moverá) antes de que la luz pulse la parte posteriora del tren. Al observador del tren, sin embargo, la luz aparece haber viajado la distancia exacta de la fuente a la parte posteriora del tren, y ningún menos. Inversamente, el observador de la plataforma ve la cubierta ligera una mayor distancia al frente del tren, en más tiempo pero a la misma velocidad observada por el observador del tren. Para ambos observadores, viajó la velocidad en quienes la luz está constantes, pero la distancia viajó (y el tiempo consumió así en cubrir la distancia) varía dependiendo del movimiento relativo del observador.

Ahora, puede ser que intentemos decidir si un observador tiene el razón y el otro mal. Sin embargo, la otra asunción de Einstein es que los dos marcos de inercia (la plataforma contra el tren móvil) debe funcionar bajo leyes físicos equivalentes. Esto significa que ni unos ni otros uno se pueden demostrar mal, y que una simultaneidad en un marco de inercia no necesita ser exterior verdadero que enmarca.


Diagramas de Spacetime
Es a veces provechoso visualizar esta situación con diagramas del spacetime. Para un observador dado, t- el eje se define para ser un punto remontado hacia fuera a tiempo por el origen del coordenada espacial x, y se dibuja verticalmente. x- el eje se define como el sistema de todos los puntos en espacio en ese entonces t=0, y se dibuja horizontalmente. La declaración que la velocidad de la luz es igual para todos los observadores es representada dibujando un rayo ligero pues una línea 45°, sin importar la velocidad del observador.

En el primer diagrama, vemos los dos extremos del tren dibujado como líneas rojas. Porque los extremos del tren son inmóviles con respecto al observador en el tren, estas líneas son apenas líneas verticales, demostrando su movimiento a través de tiempo pero no de espacio. El flash de la luz se demuestra como las líneas amarillas 45°. Vemos que los puntos en los cuales los dos flashes ligeros golpean los extremos del tren están en el mismo nivel en el diagrama. Esto significa que los acontecimientos son simultáneos.

En el segundo diagrama, vemos los dos extremos del tren que se traslada al derecho, demostrados por las líneas paralelas. El flash de la luz se emite en un punto exactamente intermedio entre los dos extremos del tren, y forma otra vez dos líneas 45°, expresando la constancia de la velocidad de la luz. En este cuadro, sin embargo, los puntos en el cual los flashes ligeros golpean los extremos del tren están no en el mismo nivel; son no simultáneo.

La línea azul rayada entre los acontecimientos de los rayos de luz que golpean los extremos de los trenes identifica un volumen de simultaneidad para el observador en el tren, es decir. esos acontecimientos que él calcula ocurren en el mismo instante del tiempo (éstos forman una superficie de 3 dimensiones plana). Observe que para el observador en la plataforma, cada punto en esa línea (que identifica un plano donde y y z los coordenadas son iguales) están en un diverso nivel. Tan cada punto en esa línea azul rayada existe en diversa hora para el observador de la estación, y al mismo tiempo para el observador en el tren. Ésa es la esencia de la relatividad de la simultaneidad.


Transformaciones de Lorentz
La relatividad de la simultaneidad puede ser el usar calculado Transformaciones de Lorentz, que se relacionan los coordenadas utilizaron por un observador a los coordenadas usados por otro en el movimiento relativo uniforme con respecto al primeros.

Asuma que el primer observador utiliza los coordenadas etiquetados t, x, y, y z, mientras que el segundo observador utiliza los coordenadas etiquetados t', x', y', y z'. Ahora suponga que el primer observador ve la segunda mudanza en x- dirección en una velocidad v. Y suponga que el eje coordinado del observador es paralelo y que tienen el mismo origen. Entonces, las transformaciones de Lorentz demuestran que los coordenadas son relacionados por las ecuaciones

donde c es la velocidad de la luz. Si dos acontecimientos suceden al mismo tiempo en el marco del primer observador, tendrán valores idénticos del t- coordenada. Sin embargo, si tienen diversos valores del x- coordenada (diversas posiciones en x- dirección), vemos que tendrán diversos valores del t' coordenada; sucederán en diversas horas en ese marco. El término que explica la falta de la simultaneidad absoluta es ése .

La constante del t'= de la ecuación define una “línea de la simultaneidad” en (sistema coordinado del t') de x', para el segundo observador (de mudanza), apenas mientras que la ecuación t=constant define la “línea de la simultaneidad” para el primer observador (inmóvil) en (x, t) el sistema coordinado. Podemos ver de las ecuaciones antedichas para el Lorentz transformamos que el t es constante si y solamente si = constante. Así el sistema de los puntos que hacen constante de t es diferente que el sistema de puntos que hace constante del t. Es decir, el sistema de los acontecimientos se miran que como simultáneo dependen del marco de la referencia usado para hacer la comparación.

Gráficamente, esto se puede representar en un diagrama del espacio-tiempo por el hecho de que un diagrama del sistema de puntos mirados como simultáneo genera una línea que dependa del observador. En el diagrama del espacio-tiempo en la derecha, la línea discontinua representa un sistema de puntos considerados ser simultánea con el origen por un observador que se mueve con una velocidad v de un cuarto de la velocidad de la luz. La linea horizontal punteada representa el sistema de puntos mirados como simultáneos con el origen por un observador inmóvil. Se dibuja usando (x, t) los coordenadas del observador inmóvil, y se escala este diagrama de modo que la velocidad de la luz sea una, es decir. de modo que un rayo de la luz fuera representado por una línea con un ángulo de 45 grados del eje de x. De nuestro análisis anterior, dado que es v=0.25 y c=1, la ecuación de la línea discontinua de la simultaneidad y con v=0, la ecuación de la línea punteada de la simultaneidad está .


Evolución del concepto
Cuando esa relatividad especial fue introducida, la relatividad de la simultaneidad existió ya como concepto práctico.

Antes de fin de diecinueveavo siglo, la luz fue concebida como fenómeno de la onda, propagando cierta velocidad con respecto a Éter de Luminiferous. Los astrónomos no podrían determinar la velocidad de la luz unidireccional verdadera concerniente a la Sistema Solar; en lugar tomaron simplemente la velocidad de la luz para ser isotrópicos concerniente a su marco de la referencia.

En una discusión sobre el problema de establecer simultaneidad, Poincaré escribió adentro “La Mesure du Temps”(1898) sobre eso acercamiento “opportunistic”:

“Cuando un astrónomo me dice que un fenómeno estelar que su telescopio revele a él en este momento, sin embargo ocurrido hace cincuenta años, intento descubrir lo que él intenta decir y por esta razón, yo le preguntaré inicialmente cómo él la sabe, es decir. cómo él midió la velocidad de la luz. Él comenzó si se asume que la luz tiene un de velocidad constante, y particularmente que su velocidad está igual en todas las direcciones. Ése es un postulado sin el cual ninguna medida de esta velocidad no podría ser procurada. “

Un experimento sofisticado con las señales ligeras, Experimento de Michelson Morley, no podido detectar el movimiento concerniente al éter y al él pronto fue propuesto eso contracción de la longitud hizo esta conspiración imposible-uno de la naturaleza que las marcas él imposible establecer simultaneidad absoluta en esta manera.

Uno podría pensar que en lugar de otro un procedimiento de la difusión del tiempo que usa los relojes portables rendiría un resultado inequívoco. Uno podía sincronizar los relojes portables y separarlos una distancia. Sin embargo, Poincaré tensionó que tal está basado en el postulado que la tarifa de reloj es completamente inafectada por tal transporte del reloj.

Para que los relojes sean sincronizados perfectamente para más que un instante, deben contar unidades del tiempo en la misma tarifa, y deben indicar simultáneamente el mismo tiempo. Como se convirtieron los cronómetros refinaron cada vez más las diferencias llegaron a ser más pequeños y más pequeños. Esta confianza inculcada que no importa dónde es un reloj que viaja, y no importa cómo llegó donde está, puede estar absolutamente en synchrony con tiempo-guardar universal.

En cambio, los esfuerzos de formular una teoría comprensiva del movimiento para los electrones trajeron a teóricos tales como Larmor, Lorentz, Poincaré y Einstein a un punto donde allí parecido ser la evidencia persuasiva que para electromágnetico así como mecanismos mecánicos el índice del tiempo de reloj no es fijo, solamente una función de la velocidad. Según teoría especial de la relatividad, los relojes que están en el movimiento no miden tiempo en la misma tarifa. Sufren un efecto llamado dilatación del tiempo; de modo que cuanto más rápidamente se mueven, más su la tarifa esté retardada. Por lo tanto, la trayectoria que el reloj toma a partir de un acontecimiento a otro afecta la cantidad de tiempo que indica ha pasado. Uno quisiera hacer una corrección para tal efecto justa como uno pudo corregir para las variaciones causadas por temperatura o la aceleración local de la gravedad. Sin embargo, tal corrección requeriría saber su velocidad absoluta que es imposible determinarse.

La relatividad especial predice que todos los procedimientos, usando los relojes portables o usándolos señalan para mantener tiempo-guardar sincronizado, rinde los resultados que no pueden ser distinguidos de ésos cuál sería visto si el mismo experimento fue hecho en un marco de la referencia cuál está en el resto absoluto. Consecuentemente ningún concepto de la simultaneidad absoluta no puede ser definido y una se fuerza para utilizar un concepto de relatividad de la simultaneidad. Por lo tanto, podemos abandonar la tentativa de corregir para el movimiento de nuestro bastidor de la referencia y de limitar nuestras correcciones a las que serían utilizadas si el marco de la referencia estaba en el resto absoluto. Podemos correcto inmóvil para la dilatación del tiempo, pero asumimos que el movimiento del reloj está solamente concerniente al marco de la referencia. Podemos corregir para la señal retrasamos, pero asumimos que la señal ligera se mueve a la misma velocidad en todas las direcciones.


Relatividad de la simultaneidad y del “tiempo local”
En 1898 (La Mesure du Temps), Henri Poincaré discutido en este contexto el postulado ligero según lo cotizado arriba, basado en qué simultaneidad fue establecida por la convención.

En 1900 Poincaré era más explícito sobre la “nueva regla” para establecer simultaneidad. Él comentó la invención “maravillosa” de ese Lorentz, “tiempo local”, se presentó cuando los relojes en un marco móvil de la referencia son sincronizados intercambiando las señales que se asumen para viajar con la misma velocidad en ambas direcciones, del procedimiento familiar ahora de la teoría especial de la relatividad.

Su ilustración descuida la contracción de la longitud y la dilatación del tiempo. Tales segundos efectos de la orden se pueden descuidar en la asunción que todas las velocidades del objeto son mucho más pequeñas que la de la luz ().

Suponemos que la tierra se está moviendo con velocidad v en x- dirección en un cierto sistema del resto (es decir. aether luminiferous marco), y ése tenemos dos relojes distantes que se espacien adelante x'. Para sincronizar los relojes aquí en la tierra ( marco) enviamos una señal ligera a partir de un reloj (en el origen) al otro y la despedimos detrás. Entonces obtenemos después de un cierto cálculo:

cuál corresponde al “tiempo local” según lo utilizado por Lorentz. Como puede ser visto en las ecuaciones de la transformación de Lorentz, como parte de sistemas coordinados de inercia, sólo el espacio y el tiempo entran en la teoría.

En 1908 Herman Minkowski utilizó a forma cuadrática para presentar un modelo primitivo de spacetime cerca de un acontecimiento dado tomado como el origen de un sistema coordinado cuadridimensional. Este modelo exhibe la relatividad de la simultaneidad con el concepto de a hyperplane simultáneo eso depende de la velocidad del viajero con el acontecimiento.

Einstein (1934) estaba claro que no había necesidad de hablar de un aether:

El “espacio físico y el aether son solamente diversos términos para la misma cosa: los campos son estados físicos del espacio. Si ningún estado particular del movimiento no se puede atribuir al aether, no se parece haber ninguna argumentos para introducirlo como entidad de una clase especial junto a espacio. “ -- Einstein en “Mein Weltbild” (Amsterdam, Querido, 1934)
En esta cotización anterior de Lorentz del respeto (1927) está también la persona notable:

“En cuanto a el aether (volverle una vez más), aunque el concepto de él tiene ciertas ventajas, debe ser admitido que si Einstein lo hubiera mantenido él ciertamente no nos habría dado su teoría, y así que somos muy agradecidos a él para ir a lo largo de los caminos pasados de moda.” -- H. A. Lorentz, “problemas de la física moderna; un curso de las conferencias entregadas en la California Institute of Technology, “Corrigió por el H. Bateman, Ginn_, 1927.

Referencias
Wikibooks tiene un libro en el asunto de
Relatividad especialEinstein, A. (1960) “relatividad: la teoría especial y general: una exposición popular ", traducción autorizada de Roberto W. Lawson: Methuen, Londres, 1960. QC173.55. E35 1960 [2], [3]
Lorentz, H. A. (1899) “simplificó la teoría de fenómenos eléctricos y ópticos en sistemas móviles”, Proc. Acad. Ciencia Amsterdam, I, 427-43.
Lorentz, H. A. (1904) “fenómenos electromágneticos en un sistema que se mueve con cualquier velocidad menos que el de la luz”, Proc. Acad. Ciencia Amsterdam, IV, 669-78.
Lorentz, H.A. (1920) La teoría de Einstein de la relatividad.
Macrossan, M. N. (1986) “Una nota sobre relatividad antes de Einstein”, Brit. J. Phil. Sci., 37, 232-234
Poincaré, H. (1898) “mesure du Temps del La”, reimpreso en el “La valeur de la science”, Ernest Flammarion, París.
Poincaré, H. (1900) “theorie de Lorentz del La et la Principe de Reaction”, Archivos Neerlandaies, V, 253-78.
Poincaré, H. (1905) “Sur la dynamique de l'electron”, Comptes Rendues, 140, 1504-8.
Peter Galison. Relojes de Einstein, mapas de Poincaré. Nueva York, W. W. Norton, 2003. ISBN 0-393-02001-0. Discute el clima intelectual que rodeó a Einstein en ese entonces que él creó relatividad especial.
Tim No-lugar Maudlin, “de Quantum y edición de la relatividad” 2da, 2002, el publicar de Blackwell

Vea también
Paradoja de Andromeda