Cita de: Lopez de la Osa en 28 de Diciembre de 2016, 15:03:56La teoría de la Relatividad se basa una hipótesis muy 'simple': nada puede viajar más rápido que la luz, y ésta siempre viaja (en el vacío) a la misma velocidad, 300.000 km/s. Y como hipótesis que es, se puede/debe intentar refutar. A lo mejor os acordáis del revuelo que montó hace unos años la colaboración OPERA, creyendo que había medido neutrinos moviéndose a velocidades superiores. Forma parte del método científico: publicaron sus resultados aunque pareciese una locura que iba contra una teoría muy contrastada (y bella), y poco después se dieron cuenta de que un cable mal conectado les indujo al error.
Pregunta sobre "partículas que viajan al 60% de la velocidad de la luz (a unos 180.000 km/s). A esas velocidades, para ellas el tiempo pasa un 25% más despacio que para nosotros. Y nos hartamos de comprobarlo. Algunas tienen una vida media que no les permitiría alcanzar ciertos detectores, pero gracias a que su tiempo fluye más despacio los alcanzan."
Realmente, ¿cómo se mide que el tiempo de una partícula pasa más despacio? Por cuestionarse cosas, ¿pudiera ser que al ir a esa velocidad lo que ocurre es que se prolonga la vida de esa partícula en vez de que el tiempo pase más despacio?
Una vez asumimos que nada puede viajar más deprisa, se deducen todas las fórmulas que nos llevan a dos mundos paradójicos: el de las grandes velocidades (teoría especial) y el de la gravedad intensa (teoría general). La primera se llama "especial" porque sólo es válida para velocidades constantes (aceleración nula), la segunda vale para cualquier caso (los efectos de un campo gravitatorio son los mismos que los de una aceleración). En nuestra vida diaria sobre la superficie de la Tierra, las velocidades y los cambios de gravedad son demasiado pequeños para que notemos nada, por eso a nuestro cerebro le cuesta entender lo que pasa fuera de ese contexto cotidiano. Por ejemplo, aunque una partícula viaje al 90% de la velocidad de la luz, si emite luz en su dirección de movimiento ésta nunca sobrepasará el 100%! Por culpa de ese límite absoluto las velocidades no se suman.
En ambos casos, el tiempo transcurre más lentamente para un observador que se mueve muy deprisa o para uno que está sometido a un campo gravitatorio más intenso. El ejemplo más claro es el del 'muón', una especie de electrón pesado e inestable que se produce por la colisión de rayos cósmicos en las capas altas de la atmósfera, y que vive sólo 2 millonésimas de segundo (se acaba transformando en un electrón). A pesar de lo rápido que se desplazan hacia nosotros, al 99.99% de la velocidad de la luz, en 2 microsegundos no deberían poder atravesar la atmósfera. Pero a esa velocidad, la relatividad especial nos dice que su tiempo fluye 70 veces más despacio! (el factor es 1/sqrt{1-(v/c)**2}) Y que deberían llegar a la superficie terrestre. Y de hecho llegan (es la mayor contribución a la radioactividad natural que nos bombardea continuamente).
Por supuesto que podría haber sido que la vida media de las partículas cambia con su velocidad. Pero no es el caso, es la teoría la que tiene razón (como podréis imaginar, una teoría que lleva a conclusiones tan paradójicas ha sido comprobada en mil y un experimentos). Como no tenemos acceso a naves que viajen tan deprisa, ni a campos gravitatorios que cambien de forma notable, hemos tenido que esperar a que la precisión de los instrumentos permita medir lo rápido que fluye el tiempo para pequeñas variaciones. Con relojes atómicos, puedes hacer que uno se desplace lo más rápidamente que pueda y comprobar que ha retrasado respecto a otro en reposo. Y puedes subir uno a cierta altura y comprobar que el que se queda abajo es el que retrasa (siente un poquito más la gravedad terrestre). Y si subes uno a un avión, tienes la combinación de los dos efectos, que la teoría predice hasta la última cifra significativa. Y esto no son más que algunos ejemplos, fáciles de entender.
Así que el tiempo no fluye igual, y no hay que intentar entenderlo desde nuestra perspectiva estática y tradicional. Pero una cosa importante es que se trata de la teoría de la relatividad: el flujo es distinto de forma relativa! Es decir, al muón que atraviesa la atmósfera al 99.99% de la velocidad de la luz no le da tiempo a hacer 70 cosas más que al que producimos en laboratorio a velocidades muy pequeñas: vive más tiempo, pero un tiempo que transcurre más despacio! Así que para ambos pasan sólo 2 microsegundos y les da tiempo a hacer las mismas cosas. Lo podéis ver en la película Interstellar, el tiempo pasa más despacio para Cooper por someterse a campos de gravedad más intensos que su hija, pero en ese tiempo su hija ha hecho muchas cosas y él no ha hecho 'casi nada'. Así que no es una solución para vivir más años que otro, simplemente tus mismos años van a transcurrir más despacio que los del otro. Puedes morir después que el otro, pero tu esperanza de vida será la misma...
Cita de: Lopez de la Osa en 28 de Diciembre de 2016, 15:03:56No, no lo hacemos delante de ellos! Entre otras cosas porque estaría prohibido, los experimentos se hacen en salas cerradas y blindadas contra radiaciones. Pero les explicamos con una especie de maqueta del núcleo lo que es: un conjunto de protones (carga +1, una bolita imantada roja) y de neutrones (carga 0, una bolita imantada azul). Una vez tienen un 'núcleo' en su mano, les pedimos que cuenten las bolitas rojas, y eso les dice de qué elemento se trata: 1 el Hidrógeno, 2 el Helio, 6 el Carbono... y 79 el Oro. Si a uno con 8 bolitas rojas (Oxígeno) le quitamos 2, les decimos que lo acabamos de transformar en Carbono. Y claro, yéndonos a buscar alguno curioso, como el Oro, les explicamos que el elemento 80 es el Mercurio, y que basta hacerlo chocar contra otro núcleo para arrancarle un protón y dejarlo sólo con 79, convirtiéndolo en Oro.
Sobre el oro... " A la gente, en las exposiciones al público que hacemos, le cuesta creérselo." pues imagina yo sin verlo en una exposición... la gente en las exposiciones, ¿cómo lo ve?
Y entonces entienden que todos los núcleos están hecho del mismo 'material', que sólo los distinguen las proporciones. Lo 'mágico' del Oro no está en su núcleo, en sí se parece mucho al núcleo de Mercurio. La magia reside en que el átomo está formado por el núcleo rodeado por un cortejo de electrones (carga -1, tantos como protones), y el número de electrones dicta las propiedades químicas del elemento. Son las propiedades químicas del Oro las que lo hacen especial. El núcleo, muy pequeño a la escala del átomo, se comporta como un contenedor de ADN, insensible al movimiento de los electrones a su alrededor: sin piezas nuevas de un elemento a otro, su contenido dicta los electrones que lo van a tener que rodear para que el átomo sea neutro, y como esos electrones se sitúan en capas y el llenado de éstas dicta las propiedades químicas, un pequeño cambio del núcleo puede dar elementos con propiedades (químicas) radicalmente distintas.
PS/ Como curiosidad, los electrones alrededor del núcleo dictan las propiedades químicas, pero las propiedades radioactivas del núcleo de ese átomo las dictan el número de neutrones (para algo tenían que servir éstos!) que contiene. El Carbono-12, con 6 protones y 6 neutrones, no es radioactivo. El Carbono-14, con 6 protones y 8 neutrones, es tan Carbono como el otro pero ya es radioactivo (lo que nos permite por ejemplo datar objetos de miles de años).
