Acompáñeme en SMTA Pan Pacific 2023 para aprender sobre la paradoja de los gemelos

Amigos,

Aunque mi doctorado es en ciencia de los materiales, mi licenciatura fue en ingeniería física. Mientras obtenía mi licenciatura, estudié la teoría de la relatividad especial de Einstein, que se presentó por primera vez en un artículo en 1905 titulado "Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento". Este artículo fue parte de su Annus Mirabilis [i] (Año milagroso). Einstein publicó ese año cuatro artículos que revolucionaron la física. Además del artículo de la relatividad especial, escribió un artículo explicando el movimiento browniano que establecía la existencia de moléculas y átomos. En otro artículo, explicó el efecto fotoeléctrico, que ayudó a establecer la mecánica cuántica. Por este artículo, ganó el Premio Nobel de Física. En un artículo final, Einstein desarrolló posiblemente la ecuación más famosa del mundo: E=mc2. Es interesante considerar que realizó todo este trabajo mientras era empleado en la oficina de patentes de Suiza. Estos cuatro artículos, más su teoría general de la relatividad desarrollada en 1915, son parte de las bases de la física moderna. Sería difícil exagerar la magnitud de todos estos logros.

El artículo, "Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento", resultó en el concepto más comúnmente llamado la Teoría de la relatividad especial. Es "especial" porque solo trata con sistemas de referencia que están en velocidad uniforme, o en otras palabras, no aceleran. Estos tipos de sistemas de referencia se muestran en la figura 1. Parte de la Teoría de la relatividad especial establece que no se puede realizar ningún experimento que demuestre que un marco de referencia está estacionario o se mueve con una velocidad uniforme. Si una persona lanza una pelota en cualquiera de los sistemas de referencia como se muestra en la Figura 1, su movimiento será el mismo.

Figura 1. El marco de referencia de la izquierda es estacionario, mientras que el de la derecha viaja con una velocidad constante. En ambos casos, la pelota tendrá el mismo patrón de vuelo.

¿Qué significa "relativo"? La mayor parte de las personas asume que el tiempo, la distancia y la masa son absolutos. Una hora es una constante, un metro es una constante, al igual que un kilogramo. La Teoría de la relatividad especial postula que ninguna de estas medidas es constante. La única constante es la velocidad de la luz en el vacío, que tiene la misma velocidad en cualquier sistema de referencia ya sea que esté estacionario o se mueva con una velocidad constante.

Este hecho de que la velocidad de la luz mida lo mismo en un marco de referencia estacionario y en movimiento da lugar a varias "paradojas" interesantes. Una es que, si una gemela viaja a una estrella a seis años luz de distancia al 60% de la velocidad de la luz y regresa a la misma velocidad, tendrá 16 años, mientras que su hermana gemela, que se quedó en la tierra, ¡habrá envejecido 20 años!

Explicaré esta paradoja en SMTA Pan Pacific 2023. Acompáñennos para ver esta y muchas presentaciones de ensamblaje electrónico.

Saludos,

Dr. Ron