teoría de la Relatividad Especial - Curso de Relatividad Especial al ...

Nosotros la llamaremos velocidad aparente pues tendrá una sensación muy real para los
viajeros, pero también porque resulta ser muy usada en R.E. (bajo el nombre de cuadrivelocidad)
para estudiar propiedades tan importantes como la energía y el momento (que nosotros no
estudiaremos en este nivel introductorio)
Anécdota 4: el problema de las aceleraciones.
Hasta ahora nos hemos centrado en un sólo sistema de referencia (por ejemplo S’) cada vez,
relacionándolo con S. Pero ahora que ya entendemos un poco como funcionan, podemos revisar el
significado de las aceleraciones en R.E.
Tradicionalmente se ha dicho que en R.E. no se podía trabajar con sistemas acelerados, pero
esto no es estrictamente cierto, ya que aunque resulte mucho más difícil que trabajar con sistemas
inerciales (con velocidad constante), es una manera interesante de entender las dificultades propias
de la R.G.
Aunque no haremos cálculos podemos entender la esencia de los sistemas acelerados con sólo
mirar que ocurre en los diagramas de Minkowski durante la aceleración o el frenado del problema
de los gemelos. Ésta es probablemente una de las maneras más sencillas de acercarse a la R.G.
En el problema de los gemelos hemos supuesto que la nave de Albert frenaba en un solo día,
pasando de una velocidad de 0,8 c (0,8 veces la velocidad de la luz, o sea 240 000 km/s) a estar
parado. Esto supone una aceleración inmensa (unos 280g, o sea unas 280 veces la fuerza de la
gravedad terrestre), pero dado que esto simplificaba notablemente nuestros razonamientos
decidimos suponer que algún día se superarán los problemas que generan estas aceleraciones tanto
para las personas como para la estructura de la nave.
En las páginas anteriores hemos justificado que para el problema de los gemelos la clave no está
el valor de la aceleración, sino el hecho de cambiar de un sistema S’ a otro S. Ahora volveremos
sobre el diagrama de Minkowski para analizar lo que pasa durante este período de frenado,
independientemente de que se realice en un día o en un año.
En los apartados anteriores hemos rehuido entrar en el problema y hemos simplificado el frenado
hablando sólo del sistema inicial S’ y del sistema final S, pero en la realidad no podemos pasar
directamente de la velocidad inicial (0,8 c) a la final (cero) sin pasar por todas las intermedias y esto
significa que constantemente estamos cambiando de sistema de referencia pues cada velocidad por
la que pasamos es un sistema de referencia distinto.
Como después acelerábamos de S a S” para el viaje de regreso, en la figura 7.9 estudiamos el
cambio completo de S’ a S” como si no parásemos en la estación estelar. Precisamente hemos
supuesto siempre estancias muy breves para poder despreciar esos tiempos.
El problema puede ser difícil hasta de imaginar pues cambiar de sistema de referencia
significa, entre otras cosas, cambiar de conjunto de observadores. En la figura 7.9 hemos
representado unos cuantos de estos sistemas (9 sistemas, en 9 colores distintos) que representan el
proceso de transición de S’ a S” pasando por S (el sistema de la Tierra en azul).
Evidentemente estos sistemas representan los 6,4 años que habíamos perdido en el apartado
anterior (ver Fig. 7.8 y comentarios en el texto). Sin embargo no hay que pensar que este tiempo
pasa bruscamente para Albert, sino que hemos visto que es simplemente la diferencia entre lo que
se ve desde S’y lo que se ve desde S” (lo que ven los observadores de S’ y lo que ven los de S”),
pero lo que se ve (lo que ve Albert) no será real hasta que realice el viaje hasta la Tierra.
La manera de medir el tiempo de cada sistema no hace pasar el tiempo bruscamente, pero si que
condiciona la manera de ver tu tiempo, por ejemplo tu futuro.
El hermano terrícola Tom no ha envejecido de golpe 6,4 años, sino que Albert ha cambiado de
manera de ver el tiempo y “sabe” (porque no lo ve) que si sigue en este sistema verá este
envejecimiento en su hermano al volver a casa (porque los cálculos se lo pronostican así). Sin
embargo este envejecimiento no es real hasta que vuelve a la Tierra. Si el decidiera volver a
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