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Una explicación de la Contracción de Lorentz. Por qué los objetos se contraen al viajar a velocidades cercanas a la de la luz.

Creada01-04-2006
Modificada15-07-2014
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Explicación de la Contracción de Lorentz

Hemos visto cómo en los átomos, los electrones navegan por su interior siguiendo órbitas que en principio serían elípticas, pero que debido a la constante marejada ondulatoria en la que navegan ven desviada su trayectoria casi continuamente. Eso hace que nunca podamos saber con precisión dónde se va a encontrar un electrón, por lo que representar el movimiento de un electrón en torno al núcleo es tarea casi imposible. En vez de ello asumimos que alrededor del núcleo hay una zona donde es más probable que se encuentre. En un átomo con uno o dos electrones, esta zona adquiere la forma de una esfera alrededor del núcleo. El electrón podría estar más adentro o más afuera de esa esfera, pero el 99% del tiempo se encontrará en ella y sus movimientos estarían distribuidos por igual en todas las direcciones del espacio en la superficie de esa esfera.

Cuando el átomo está desplazándose por el espacio, sin embargo, se produce un fenómeno peculiar.

Para el núcleo no hay apenas diferencias entre estar detenido o en Movimiento Rectilíneo Uniforme. Pero el electrón que da vueltas a su alrededor en todas las direcciones del espacio, se encuentra que, cuando viaja en la misma dirección del núcleo tendría que viajar más rápido, y cuando lo hace en dirección contraria, más lento. Lógicamente, el electrón no puede cambiar de velocidad, por lo que lo que ocurre es que tarda más tiempo en hacer un recorrido de popa a proa que de proa a popa. No obstante ambos ciclos se compensan y un ciclo viene a tardar exactamente lo mismo que si el átomo estuviera detenido.

Pero cuando el electrón se desplaza alrededor del núcleo en una órbita perpendicular a la dirección de su movimiento, el tiempo que tarda en completar la órbita es ligeramente mayor. Mientras más rápido viaje el átomo, mayor será la diferencia de tiempo, y al viajar a una velocidad cercana a la de la luz el electrón tardará mucho más del doble de tiempo en completar un ciclo cuando se encuentre viajando de forma perpendicular al movimiento del átomo.

Movimiento Electrónico a velocidades cercanas a la Luz

Podemos apreciarlo en el gráfico adjunto. Cuando un átomo está detenido, la trayectoria de los electrones será circular, pero si el núcleo se está desplazando, en los períodos en que el electrón viaje en dirección perpendicular al movimiento del núcleo recorrerá una trayectoria helicoidal, como un muelle. Si desenrollamos la trayectoria del electrón vemos que su recorrido es una simple línea diagonal y que usando el teorema de Pitágoras podremos calcular cuánto tiempo tardará el electrón en completar una vuelta en torno al núcleo.

Como resultado de ello, los electrones estarán más tiempo en la zona del átomo perpendicular al movimiento del núcleo que en las zonas de proa y popa del movimiento y la zona donde con más probabilidades puede encontrarse un electrón deja de ser esférica y pasa a estar aplanada respecto al movimiento del átomo, y como todos los objetos están compuestos de átomos, al aplanarse los átomos, los objetos que componen se acortarán en el sentido de la marcha.

Además, al tardar los electrones más tiempo en dar la vuelta alrededor del núcleo, también se ralentizarán los procesos físicos y químicos, por lo que las personas que viajen en cohetes a muy altas velocidades experimentarán que para ellas el tiempo ha transcurrido más lento que para las personas que permanecieron en el punto de partida. De ahí viene la famosa paradoja de los gemelos. Si un astronauta parte en un viaje a una velocidad del 90% de la de la luz, al llegar a su destino frena y regresa a la Tierra, al volver descubrirá que en la Tierra ha pasado el doble del tiempo que marcan los relojes que él ha llevado en su viaje, y si dejó en la Tierra un hermano gemelo, este tendrá ahora varios años más que el astronauta.

El fenómeno de la contracción de los objetos a altas velocidades fue mencionado por primera vez poco después de que los físicos Michelson y Morley, en 1887, hicieran un experimento para conocer la velocidad absoluta de la Tierra en el Universo (Ver El experimento Michelson-Morley).

La conclusión del experimento fue que la Tierra estaba completamente detenida en el universo, y como se sabía que eso era imposible, pues como mínimo la Tierra viaja a 30 Km/s en torno al Sol, intentaron encontrar algún motivo que explicase tan inesperado resultado. Una de las explicaciones que se dieron fue que la Tierra se achataba en el sentido del movimiento, pero esta explicación le pareció tan ridícula a muchos de los científicos de la época que tardó muchos años en ser aceptada y no fue hasta muchos años más tarde que los científicos comprobaron que este fenómeno efectivamente tenía lugar.

Si expongo esta explicación es únicamente debido a que, a pesar de que hace muchos años que la conozco, nunca la he visto descrita en ninguna publicación ni en Internet. Puede ser que los físicos piensen que es tan evidente que no hace falta explicarlo, pero a mí me hubiera gustado haber visto esta explicación de la contracción de los objetos a altas velocidades y no haber tenido que deducirla.

Bueno, también podría ser que yo estuviera equivocado, y que haya imaginado esta explicación cuando los físicos actuales conocen perfectamente la explicación verdadera. Quizás soy un torpe que no ha sabido encontrar la explicación de la contracción de los cuerpos y la dilatación del tiempo en la extensa bibliografía publicada.

Si alguien conoce esa verdadera explicación, por favor, decídmelo para salir de mi error.

Mientras tanto, asumiré que la ralentización del tiempo y la contracción de los objetos que se produce a velocidades casi lumínicas es por este motivo.

Pero esto a su vez puede llevarnos a algunas conclusiones que la física actual aún no ha vaticinado.

La ecuación que define la ralentización del tiempo y el achatamiento de los objetos a altas velocidades debe ser una función estadística que tenga en cuenta en qué porcentaje del tiempo total los electrones están viajando en sentido perpendicular al desplazamiento del núcleo y en sentido paralelo al mismo. Mientras más largos sean los periodos de tiempo a considerar más probable es encontrar una respuesta estadísticamente homogénea.

Es como tirar una moneda un millón de veces. Si hacemos la media de las veces que ha salido cara y las que ha salido cruz en un millón de tiradas la probabilidad será muy cercana al 50%. Pero si de este millón de tiradas cogemos grupos de diez tiradas consecutivas las probabilidades pueden variar mucho. Habrá grupos de tiradas con cinco caras, pero los demás tendrán más o menos, al cincuenta por ciento, e incluso habrá algunos grupos en los que todas las tiradas hayan caído del mismo lado. Sin embargo, cuando se hace el cómputo global el resultado tiende a ser de un 50%.

El resultado de esa ecuación muy probablemente coincidirá en gran medida con la ecuación que define la contracción de Lorentz, Raíz(1-v²/c²), pero por desgracia no tengo medio de confirmarlo.

Consecuencias de los Viajes Casilumínicos

Si una nave espacial consigue viajar a una velocidad cercana a la de la luz, los fenómenos físicos serán más lentos y los objetos se achatarán en el sentido de la marcha, pero en un astronauta que viaje en esa nave hay billones de células, cada una de ellas compuesta de billones de átomos organizados en moléculas.

En el interior de las células las moléculas reaccionan a una velocidad que nos puede parecer sorprendente. Por ejemplo, cuando una célula se reproduce su ADN se duplica a razón de más de 50.000 bases por segundo. Eso significa que las moléculas se desplazan a bastante velocidad encajándose en el interior de los cromosomas conforme éstos se separan. Todo ello es un mecanismo bastante complejo y, por desgracia, fácil de fallar produciendo errores en la duplicación de las células que pueden provocar mutaciones. Las moléculas reaccionan entre sí gracias a que son más o menos elásticas y conservan su forma y propiedades por la tensión electrónica, por las fuerzas electromagnéticas entre los distintos átomos que componen la molécula.

Si un ser vivo con moléculas orgánicas como el ADN, nucleótidos o hemoglobina viajara en una nave espacial a una velocidad cercana a la de la luz, las moléculas orgánicas estarían achatadas en dirección al movimiento de la nave, pero estas moléculas suelen vibrar y girar y reaccionar entre sí a muy altas velocidades dentro del núcleo celular y eso sometería a dichas moléculas a una tensión que aumentaría enormemente la probabilidad de que se produjeran errores en la replicación de las células con el consiguiente riesgo de que el ser vivo, sencillamente, acabe con una enorme cantidad de moléculas destruidas, células muertas que provocarían su muerte.

Velocidad Longitud
0 Km/s 1
30.000 Km/s 0'995
75.000 Km/s 0'968
150.000 Km/s 0'866
260.000 Km/s 0'499
290.000 Km/s 0'256
300.000 Km/s 0

A una velocidad de un décimo de la velocidad de la luz, 30.000 Km/s, la deformación que sufrirían las moléculas sería de un 0'5%, por lo que es posible que esa velocidad sería bastante inofensiva para los viajeros espaciales, pero el riesgo de mutaciones y errores en la replicación de las moléculas orgánicas irá aumentando conforme aumenta la velocidad de la nave espacial, y llegará un momento en que ese riesgo sería inaceptable.

A una velocidad del 90% de c la deformación de las moléculas sería del 50% y cualquier reacción química de las moléculas orgánicas tendría un alto riesgo de malograrse.

Según la física actual no hay nada que pueda viajar más rápido que la luz. En mi opinión, ningún organismo vivo podrá viajar a una velocidad del 90% de la de la luz (a no ser que se congele) pues las moléculas de su organismo sufrirían enormes cantidades de mutaciones que le provocarían la muerte.

Movimiento Absoluto, Movimiento Relativo

Una de las suposiciones de la física moderna es que en el Universo no hay puntos de referencia, no hay ningún objeto que podamos llamar inmóvil pues todos se están moviendo en direcciones y a velocidades diferentes y por consiguiente, desde el punto de vista de la física un objeto detenido en el espacio es igual que otro que esté viajando a altas velocidades, ya que en algún otro lugar del universo habrá una galaxia que se desplace a esa velocidad.

De esa forma, si un bólido se desplaza por una carretera a 200 Km/h, es un hecho equivalente a que el bólido esté detenido y sea la carretera la que viaje a 200 Km/h.

Si un cohete está detenido en el espacio y a su lado pasa otro cohete a 200.000 Km/s, ninguno de los dos cohetes podrá saber si son ellos los que están detenidos o los que están viajando.

Por supuesto, según la teoría aquí expuesta, eso es incorrecto, y sí hay una importante diferencia. Veamos cuál.

Según mi teoría, la de que el Universo es una Onda, un objeto permanece totalmente inmóvil cuando sólo se desplaza en el sentido de la onda. Pero como nos resulta imposible mirar u observar en esa dirección, ya que es una dirección en la que nuestros sentidos no pueden apuntar ni nuestras mentes pueden imaginar, sólo podemos calcular nuestra velocidad absoluta por métodos indirectos.

Y la forma de hacerlo es simple: Observar todas las galaxias que nos rodean, ordenarlas por distancias y calcular la velocidad media de todas las galaxias que se encuentren a la misma distancia.

Con ello descubriremos dos cosas: La primera es a qué velocidad se desplaza nuestra galaxia en el universo. Y la segunda es a qué velocidad avanza la onda en la cuarta dimensión.

Porque debemos tener en cuenta un hecho fundamental. En un Universo Onda dos galaxias lejanas pueden estar ambas detenidas en el espacio y sin embargo la distancia entre ellas estará aumentando. A nosotros nos parecerá que nosotros estamos quietos y ellos se alejan de nosotros, pero los habitantes de aquella galaxia caerán exactamente en el mismo error. La verdad es que ambas galaxias estarán detenidas, pero la distancia entre ambas seguirá aumentando. Y la única explicación coherente para ello es darse cuenta de que el universo es una onda.

Por supuesto, casi todas las galaxias se están moviendo a más o menos velocidad en cualquier dirección del espacio debido a la atracción de otras galaxias o cuerpos masivos de su entorno, e incluso hay galaxias que acaban chocando, pero su velocidad con respecto a sus respectivos entornos casi nunca superará un 1% de la velocidad de la luz. La galaxia Andrómeda, por ejemplo, se acerca a nosotros a una velocidad de unos 140 Km/s (0'05% de c) y chocará con nuestra galaxia dentro de unos 3.000 MM de años.

Sin embargo las galaxias más lejanas que hemos podido detectar 'parecen alejarse' a velocidades de más del 50% de la velocidad de la luz. Como puede comprenderse fácilmente, es una falsa impresión. La distancia entre ellos y nosotros es la que aumenta, tal como la distancia entre dos surfistas aumenta aunque ambos cabalguen una ola sin desplazarse a derecha o izquierda.

Por todo ello podemos decir que el movimiento absoluto SI existe, y aunque no podemos observarlo directamente sí podemos calcularlo estadísticamente, calculando la velocidad media de todas las galaxias que estén a la misma distancia de nuestra galaxia. Y por supuesto, una nave espacial en el espacio puede conocer su propia velocidad calculando la velocidad de alejamiento de las galaxias que la rodean. 

Pero estos cálculos deben tener en cuenta dos cosas: Primero, que si vemos una galaxia a 5.000 MM de años/luz la estamos viendo tal como era hace 5.000 MM de años. Y segundo, que hace 5.000 MM de años la velocidad de la luz era sensiblemente superior a la velocidad actual.

Si no tenemos en cuenta estos dos hechos, todos nuestros cálculos nos llevarán a unos resultados distintos de la realidad.

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