Sobre paradojas temporales

[ulises7]

La dilatación gravitacional del tiempo es una consecuencia de la teoría de la relatividad de Albert Einstein y de otras teorías relacionadas

Para entenderlo mejor, porque creo que no es eso lo que se quiere decir... La dilatación gravitacional del tiempo se explica con la teoría de la relatividad de Einstein, ¿verdad? Porque decir que es una consecuencia me parece muy pretenciosos. Es decir, el fenómeno que llamamos dilatación gravitacional del tiempo es consecuencia de la realidad, no de Einstein, ¿verdad?

Correcto. La teoría de la relatividad general explica la dilatación temporal debido a la presencia de masas. Pero también se puede mirar del otro modo, que las masas deforman el espacio-tiempo (explicado por la relatividad general) y en consecuencia el tiempo se dilata. Supongo que es el típico caso de equivalencia en ambos sentidos. A nivel histórico es importante destacar que primero salieron los cálculos y luego las comprobaciones experimentales (pero los fenómenos naturales donde sucede esto ya estaba allí desde mucho antes obviamente).

La materia se comporta como onda cuando nadie la observa y como partícula cuando estamos pendientes de ella.

De nuevo necesito una aclaración. Afirmar esto es afirmar mucho. De hecho, yo en mi vida he visto que la materia se comporte como una onda. Otra cosa es que en cierto experimento con electrones, como se ha visto en el video divulgativo de la doble renura, eso sí ocurra. Si esa sentencia fuera cierta, cuando nadie me observe, me comportaré como onda, claro, ni yo mismo podría mirarme, pero sería gracioso saber que me muevo como Peter la Anguila.

Es afirmar mucho, sí. Por eso la física cuántica supuso una revolución, porque va contra nuestra intuición y afirma cosas muy raras.

En nuestra vida cotidiana no vemos que la materia se comporte como onda porque su longitud de onda asociada es extremadamente pequeña y no interactua a escala macroscópica. El cálculo es bien sencillo, se le llama hipótesis (ya comprobada experimentalmente, entre los experimentos está el de la doble rendija) de De Broglie:

Longitud de onda = constante de Planck / (masa x velocidad)

Este es el cálculo clásico a velocidades no relativistas, si hay velocidad relativistas hay que poner el factor de Lorentz en el denominador de la ecuación. Como la constante de Planck es muy pequeña y las masas del mundo macroscópico muy grandes, el orden de la longitud de onda es muy pequeño (un objeto de 1 kg moviéndose a una velocidad de un metro por segundo, tendrá exactamente la longitud de onda igual a la constante de Planck, esto es: 6,62606957x10^-34 metros. Este número es increíblemente pequeño, nuestros ojos por ejemplo sólo ven la radiación electromagnética comprendida entre 380 nm y 760 nm (3,8 x 10^-7 m y 7,6 x10^-7 m ). Por debajo y encima de esta longitud de onda nuestros ojos no ven nada y tenemos que utilizar aparatos diseñados con este fin.

[Lopez de la Osa]

Entonces, ¿a qué velocidad tendría que moverme yo para comportarme como una onda? Mi masa aproximada es de 70 kilogramos en la Tierra.

Si estuviera en la Luna, ¿cambiaría esa velocidad?

[ulises7]

Entonces, ¿a qué velocidad tendría que moverme yo para comportarme como una onda? Mi masa aproximada es de 70 kilogramos en la Tierra.

Estoy realizando el cálculo relativista y mi calculadora científica da error xD (no puede operar con órdenes de magnitud mayores de 100). Te dejo el cálculo en todo caso:

v = {-[m^2 x lambda^2 x c/ h^2] +- [(m^4 x lambda^4xc^2/h^4) + 4c])}/2

He cogido como lambda el color violeta (380 nm) que es el de mayor energía que podemos ver, pero lambda puede ser el que tu busques que ya se puedan observar fenónemos ondulatorios a escala macroscópica (microondas, etc.).

Por cierto, tu masa será de 70 kg aquí en la Tierra, en el Sol o en Júpiter. Lo que cambia según la gravedad es el peso no la masa. (Aunque en verdad hay un término que es la masa en movimiento que sí que cambia con la velocidad, este es un efecto relativista).

Si estuviera en la Luna, ¿cambiaría esa velocidad?

No. La velocidad como puedes ver arriba sólo depende de la masa (no el peso) y la longitud de onda. La h que es la constante de Planck y c son fijas, ya que son constantes universales.

[Trampington]

Eso sí, como aceleres todo eso no es que te comportes como una onda, sino como un montón de carne muy, muy picadita puesta delante de un ventilador muy, muy potente.

[ulises7]

En realidad no hace falta hacer el cálculo relativista, se puede aplica rel normal porque para que se consiga ese resultado la velocidad debe ser muy baja, prácticamente cero. Del orden de magnitud de 10^-29. Lo cual no tiene sentido físico...

De Broglie se aplica sólo a partículas con masa muy pequeñas y con velocidades altas, para que el órden de magnitud resultante tenga sentido físico. Como los electrones por ejemplo, ahí sí que se puede observar su longitud de onda.

[Cẻsar]

También se puede observar a nivel macroscópico, se ha comprobado en algunas moléculas (ahora no recuerdo si eran fullerenos)

[madelcampo]

Bueno, es algo que ya salió en este hilo, por lo que recomiendo leerlo desde el principio. La Teoría de la Relatividad es tan contraria a la intuición y tan cercana a la fantasía que urgentemente necesitaba de la comprobación experimental para que ganase algo de solidez y no se quedase en el mundo cerebral de la especulación matemática.

Será fantasía para el neófito en matemáticas, para los entendidos, el artículo del 1905 "Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento" revolucionó los cimientos de la física. Pero costó digerirla, cierto, porque va en contra de la intuición y el artículo es espeso. Nuestra idea del tiempo al fin y al cabo no había cambiado desde Galileo Galilei (no sigas escudándote en Kant y Schopenhauer por favor, porque si postulas que como sujetos atados a nuestra realidad que no puede alejarse para estudiar el objeto en sí, niegas el sentido de toda la labor que realizan los científicos que es estudiar el comportamiento de la naturaleza en base por supuesto a lo que percibimos con nuestros instrumentos, la metafísica no interesa a la física dicho de otra forma), donde se consideraba el tiempo absoluto y las transformadas con su nombre son bien sencillas. Pero los experimentos de Michelson y Morley necesitaban de un marco teórico que les diese validez y aplicando las transformadas galileanas daba error, como siempre manda el experimento: la teoría prevaleciente sucumbe, muere el éter, la velocidad de la luz en el vacío es una constante universal  y el espacio y el tiempo se vuelven relativos al observador. Es un gran año para la humanidad.

Decía que es “cercana a la fantasía”, no que sea fantasía, porque partiendo de lo matemático elabora una idea del universo considerablemente extraña y anti-intuitiva. Con eso no quiero decir que no tenga su fundamento.

Pero no se puede decir que nuestra idea del tiempo no cambió desde Galileo, cuando precisamente Kant dio su "giro copernicano" al colocar al sujeto, al conocimiento, como el centro de la realidad exterior, siendo ésta tan condicionada por aquél, es decir, siendo tanto lo que pone el conocimiento en la formación de la experiencia exterior, que incluso el espacio y el tiempo parten del sujeto para formar la realidad, en vez de ser realidades externas con sus propiedades independientes, de tal manera que deja de existir el conocimiento, y se acaba el espacio y el tiempo. El peso de la razón y la lógica empleadas por uno de los filósofos más rigurosos de la historia del pensamiento ofrecen pocas dudas a quien lo entiende. Como dice él mismo: “ Por lo que se refiere a la certeza, me he impuesto el criterio de que no es en absoluto permisible el opinar en este tipo de consideraciones y de que todo cuanto se parezca a una hipótesis es mercancía prohibida, una mercancía que no debe estar a la venta ni aun al más bajo precio, sino que debe ser confiscada tan pronto como sea descubierta” Por eso no quiero hacer aquí resúmenes que demostrasen la teoría kantiana del conocimiento, porque quedarían cojas, y tengo que remitirme a la lectura, tanto de Kant como de Schopenhauer.

Ahora bien, algo sí debe ser dicho. Tio Trasgo se equivoca por completo:

Querer refutar la física empírica desde la metafísica teórica o la objetividad desde la subjetividad es una tremenda chorrada.

Pero muy subjetiva, eso sí.

En primer lugar, la Teoria de la Relatividad no es física empírica, es física teórica, y la Crítica de la razón pura de Kant no es metafísica teórica “subjetiva”. Esto es desconocer por completo a Kant. Precisamente lo que hace Kant es una crítica de la metafísica ( es decir, a todo aventurarse a hablar de lo que trasciende la experiencia). El camino que emprende es el de saber qué es posible conocer más allá de la experiencia, es decir, qué límites tiene la razón pura.

Sin embargo, la coincidencia con un experimento concreto no es necesariamente garantía de la validez de una teoría.

Te han mencionado algún experimento. Hay muchísimos más. Por no comentar el elegante corpus teórico que hay construido, con predicciones comprobadas empíricamente. Pero supongo que es más fácil escribir en el cajón de sastre lo primero que le pase a uno por la cabeza como que el tiempo es una mesa con una cerveza en la mano en lugar de estudiar la teoría de la relatividad especial y general. Todo esto es muy español, así que no me sorprende.

Bueno, ya he hecho una crítica de los que quizá sean los 2 experimentos más conocidos (el de los relojes y el del planeta Mercurio). Unos hechos pueden deberse a diversas causas que lo expliquen, incluso con la misma precisión. Un avión o un planeta pueden funcionar tanto si la gravedad es una fuerza, y el espacio y el tiempo no se curvan, como si la gravedad no es una fuerza sino que es el efecto de una geometría espacio-temporal. Un mundo radicalmente distinto puede dar lugar a los mismos resultados.

Por otra parte, tengo que salir en defensa de la idea del tiempo-mesa de Dragonmilenario, porque te quedas con la anécdota graciosa, el símil de la mesa, pero la idea del tiempo como una realidad completa de una vez, que solo queda fragmentada por la percepción no es una mera ocurrencia a la española, es algo que me encontré, recuerdo, en un artículo de Investigación y Ciencia, que supongo que es una publicación que va más allá del cerveceo y demás. Eso sí, me parece buena la idea de que el tiempo depende del sujeto, pero que sea “en realidad” otra cosa, ya es lo dudoso, sobre todo por lo problemático de conferir una realidad en sí misma a algo que de manera segura solo conocemos como percepción.

Además, es muy recomendable conocer teorías, pero mal vamos si desdeñamos el pensamiento propio. La visión genuina, el encuentro directo con la realidad  es lo propio del genio y es la via para los grandes avances del conocimiento, y no la mera acumulación de los conocimientos de otros.

La experimentación sobre el movimiento del sol en el cielo podría entonces dar por válida la idea de que el sol da vueltas a la tierra. En efecto, los hechos pueden deberse a otras causas. En el caso de los relojes y su desfase, es en principio más razonable pensar que algo ocurre con los relojes, (desde un problema con la medición debido a la distancia, a una influencia en ellos de la diferente gravedad), y no con el tiempo, sobre todo si estamos dado por válidos conceptos completamente absurdos como el de una velocidad del tiempo. Sería oportuno ver lo que ocurriría si en vez de relojes atómicos, se usasen relojes solares, uno en la tierra, y otro en órtbita y ver si en efecto, hay un desfase.

Como ya te han comentado anteriormente: ¿?

Eso no tiene pinta de ser una respuesta válida, Ulises. Si lo que quieres decir es que no lo entiendes, puedo probar a decirlo más claro: El tiempo no va a ninguna velocidad. Luego no puede ir más rápido o más lento. Luego si se experimenta un desfase de relojes, tiene que deberse a otra causa.

 

Lo mismo ocurre con el experimento del planeta Mercurio. Es mucho más lógico pensar que es la luz lo que se desvía ante la presencia de un campo gravitacional, y no el espacio.

Pura semántica.

No te entiendo. ¿Es pura semántica el problema de si es la luz lo que se curva o es en cambio el espacio? Me parece que no, que el espacio es una cosa muy distinta de la luz. Y es más lógico pensar que es la luz lo que se desvía, no el espacio.

La idea de una curvatura del espacio es también absurda, porque toda curvatura se da en el espacio, es decir, lo presupone a priori. Son las cosas las que se curvan, no el espacio, porque el espacio es el marco de referencia para toda curvatura.

Estás pensando en el espacio en 2D, es lógico, no podemos intuir con nuestro limitado cerebro en la curvatura del espacio en 3D porque eso requiere que seamos conscientes de dimensiones >3 y no es el caso. No obstante, como bien llevas diciendo siempre esto no es un argumento de su no existencia. Con lo que dices no das ninguna prueba de que el espacio no se curve. La relatividad general te da un marco teórico que te dice "el espacio se curva".

No estoy pensando en el espacio en 2d porque el espacio es en 3d. Lo que es 2d es el plano. Pero por supuesto que se puede intuir una curva 3d: una hélice, por ejemplo. La cuestión es que el espacio que únicamente podemos decir que existe con seguridad es el intuitivo, que es de 3 dimensiones, y es la base para la existencia del espacio empírico y para el concepto de espacio, y es el que coincide con lo que en matemáticas se denomina espacio euclídeo. Este es el que llevamos de serie en nuestro conocimiento, el que hace absolutamente cierto que por dos puntos solo pueda pasar una recta (seguridad debida a que es una forma a priori de la intuición, base ésta de la seguridad propia de lo matemático, y no algo venido por la experiencia) Todos los demás espacios no-euclídeos, curvos, riemannianos, de más de 3 dimensiones, etc, son meras abstracciones mentales, conceptos de nuestra razón, formulaciones matemáticas, entes de nuestro cerebro, no cosas del mundo real que percibimos. Cuando se dice, por ejemplo, que la trayectoria más corta entre dos puntos puede no ser una recta, sino una curva porque estamos hablando de la superficie de una esfera, por supuesto, surge la pregunta ¿y por qué hay que restringirse a esa esfera, si la esfera presupone el espacio tridimensional euclídeo, si sólo puede ser concebida dentro de él, y por lo tanto, la recta que une esos dos puntos por dentro de la esfera sigue siendo la trayectoria más corta?

La idea de que el espacio se curva es tan absurda como la de que en un dibujo sobre un papel, el papel se convierte en dibujo. No, el dibujo presupone un marco, un soporte donde tiene lugar, que es el papel. De igual forma, toda curvatura, de lo que sea, está siempre inserta en un espacio. Luego si se dice que el espacio se curva, lo debe hacer sobre un segundo espacio, y eso sería defender la extraña idea de un doble espacio. Pero esa idea de que el espacio se curva ¿qué me lo está diciendo? La experimentación ya hemos visto que no es algo seguro, así que , como bien dices es un marco teórico. Pero ese marco teórico es algo surgido de la abstracción y del mundo de las ecuaciones matemáticas...  Me parece más seguro el mundo que se percibe intuitivamente y el de la lógica que el de la pizarra y la tiza.

Afirmar esa curvatura del espacio-tiempo

No es una afirmación, es una respuesta con un sólido apoyo teórico y empírico detrás.

No es tan así. El apoyo empírico vino después. En cualquier caso, decir "afirmar esa curvatura" no quiere decir afirmar sin fundamento, se puede afirmar con fundamento

sería dar por sentado un concepto del espacio y del tiempo como entes reales,

Vuelvo al punto de arriba sobre Kant y Schopenhauer. Y reitero que es lógico que el ser humano quiera estudiar el espacio y el tiempo y que ninguno negará que para todos nosotros notamos los efectos del tiempo y la presencia del espacio. ¿Qué existe más allá de nuestra percepción y conocimiento? No creo equivocarme si hablo en nombre de los físicos al decir que no lo saben (nadie lo puede saber por propia definición) y lo que es más importante: no les importan (ya están muy ocupados estudiando los fenómenos físicos que para todos nosotros son muy reales...).

Bien, es muy razonable ese punto de vista. El problema viene porque no basta con la afirmación “no podemos saber lo que es el mundo en sí mismo, independiente de nuestro conocimiento”, sino que las ideas y los conceptos científicos tienen que ser consecuentes con esto. Si sólo conocemos el tiempo y el espacio como percepción, entonces decir que, por ejemplo, el tiempo comenzó hace x millones de años, es ilícito, porque es suponer una existencia real del tiempo con independencia del sujeto, con sus propiedades independientes, como la de poder comenzar en un momento determinado. Tampoco es lícita la idea de Carl Sagan (y de la mayoría de científicos) con la que subtitula su obra Cosmos: “Una evolución cósmica de quince mil millones de años que ha transformado la materia en vida y consciencia”, porque eso es dar por sentado que hay una realidad en sí misma (metafísica) que es la materia, a partir de la cual se forma todo, incluido la consciencia. Pero suponer que el sujeto (consciencia) es efecto del objeto (la materia) es dar un salto inaceptable, porque solo estamos autorizados a establecer la ley de la causalidad en la relación entre objetos, es decir, en el fenómeno dado a la consciencia, y no en la relación entre materia y consciencia. Y esto es porque la causalidad no es una ley del universo, sino una ley del conocimiento.

En el caso del espacio en la relatividad, lo que Einstein presupone es un concepto material del espacio, un objeto externo a nosotros e inherente a la materia, y es a partir de ese concepto que puede llegar a concluir que es algo deformable y curvable en función de sus ecuaciones. Todavía puede ser lícito partir de ese concepto si se aclara que esas propiedades son propiedades del fenómeno observable del espacio, y no del espacio en sí. El problema es que está tratando con un ente nunca visto, nunca identificado, nunca aislado, como sí pueden ser los objetos materiales, por la sencilla razón de que el espacio no es nada real, sino una idea mental necesaria para hacer posible la experiencia del mundo

incluso físicos

Bueno, es lo que estudia la física, que estudia cosas físicas, que existen.

Claro, pero me refería al sentido de “físico” como “corpóreo”, “material”

y como tales deformables como si fuesen materia.

El espacio y el tiempo se deforman, es lo que tiene la relatividad especial y general. Un agujero negro por ejemplo es un gran pozo de deformidad del espacio.

Sí, ya se que es lo que tiene la relatividad. Otra cosa es que sea cierto. Un agujero negro puede ser simplemente una concentración de masa y gravedad, no un pozo de deformidad del espacio. Aunque realmente es complicado tener seguridad con cosas tan poco observables y experimentables.

Pero ya Kant demostró que el espacio y el tiempo son formas a priori de nuestro conocimiento, una condición de posibilidad de la experiencia de una realidad exterior. Si fuesen algo exterior a nosotros, algo que llega a nuestro conocimiento de manera empírica (a posteriori) nunca podrían dar lugar a relaciones apodícticas, absolutamente necesarias, por ejemplo: 1+1=2, que se basa en la intuición del espacio (2 cuadrados dan un doble cuadrado), o del tiempo mediante la sucesión: 1,1, es 2.

Sinceramente no he leído a Kant más allá de las típicas insuficientes lecturas de bachillerato, pero es que para el tema tratado no importa. La metafísica no tiene nada que aportar a la física, porque no propone soluciones ni métodos ni nada, sólo disquisiciones epistemológicas que no conducen a ningún lado.

Vuelvo a decir que la filosofía kantiana no es metafísica, sino una investigación sobre los límites de nuestro conocimiento, epistemología si quieres. En este sentido, Kant es mucho más prudente que Schopenhauer, quien sí intenta dar el paso a explicar lo que es el mundo en sí mismo, reconociendo la dificultad y el problema de aventurarse a ello. Pero por supuesto que la epistemología conduce a cosas valiosas, sobre todo en el caso de Kant, para advertir sobre lo que es lícito o no decir acerca del mundo.

Lo empírico nunca da lugar a un conocimiento absolutamente cierto.

¿Por qué no?

Porque el conocimiento que ofrece la experiencia es inductivo, y eso no otorga necesidad y certeza absoluta. Partir de las consecuencias para llegar a la razón de ellas tiene el problema de que la misma consecuencia puede deberse a diferentes razones. Y aunque muchas consecuencias apunten a una razón, nunca se pueden tener todos los casos posibles. A pesar de que tenemos la experiencia de que la Tierra de vueltas al Sol, mañana podría ser que la Tierra se parase porque en realidad había un Dios que hace y deshace a su antojo, pero en ese momento, y por toda la eternidad, 2+2 seguirían sumando 4, porque su certeza nace del conocimiento a priori, es decir, independiente y anterior a la experiencia.

Por último, la teoría de la relatividad cae con la idea de la curvatura del espacio-tiempo en un nuevo problema: postula que la gravedad no es una fuerza, sino el efecto de la curvatura espacio-tiempo, y sin embargo, algo hace curvar el espacio-tiempo en presencia de una masa ¿qué es, la gravedad? Entonces la gravedad es una causa sui, es decir, un absurdo.

No se puede aplicar métodos de lógica básicos creando una falacia para un tema tan serio y complejo como la gravedad.

Como respuesta a tu pregunta, pues bueno, hay que estudiar los campos y ondas gravitatorias. Pero eso de coger un libro técnico para hablar con propiedad sobre un tema sobre el que se está discutiendo no se estila. No obstante, te concedo que en estos temas hay muchas incógnitas y algunas muy importantes. Como ya han comentado por ejemplo no se puede reconciliar de momento la teoría de la relatividad general con la mecánica cuántica, falta alguna pieza en el puzzle. Pero esto no obstante, no invalida el corpus teórico de cada ciencia cuando se aplica en los rangos en que son validas (igual que la física Newtoniana sigue siendo tan cierta y válida cuando uno estudia colisiones de coches por ejemplo...), no obstante, sí que a nivel epistemológico son incompletas.

Bien, pero entonces me quedo sin una respuesta clara, y la teoría tiene un serio problema ahí: ¿qué es eso que hace curvar el espacio tiempo en presencia de una masa? Porque no puede ser la gravedad.

[Lopez de la Osa]

Entonces, ¿qué es el tiempo?

[madelcampo]

Lo mejor sería leer a Kant, a Schopenhauer y a Einstein, pensar por uno mismo y sacar tus propias conclusiones.

[Cẻsar]

Para alguien interesado en física, una definición operativa sería "lo que mide un cronómetro".

[madelcampo]

Pero si uno se queda en esa definición, es que tiene pocas ganas de conocer el mundo.

[Cẻsar]

Bueno no entro en juicios de valor. Sólo señalar que también estás equivocado al afirmar eso.

[Cẻsar]

Ah, pues ahora que lo dices, a César, es decir a mí mismo. Tacha mi respuesta anterior.

«El tiempo es una mesa». Ahora está claro que tengo ganas de conocer mundo

[madelcampo]

Así no, César. Sintiéndolo

[Lopez de la Osa]

Ah, pues ahora que lo dices, a César, es decir a mí mismo. Tacha mi respuesta anterior.

«El tiempo es una mesa». Ahora está claro que tengo ganas de conocer mundo

Perdón, me pereció ver que el usuario que decía de lo la equivocación era otro.