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Un paseo por la Relatividad Especial

Un paseo por la Relatividad Especial. Alberto Pascual García Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” (UAM-CSIC). ¿A qué velocidad viaja la luz en el vacío?. Distancia media de la Tierra-Luna 380.000 km. La velocidad de la pelota depende del punto de vista.

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Un paseo por la Relatividad Especial

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Presentation Transcript

  1. Un paseo por la Relatividad Especial Alberto Pascual García Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” (UAM-CSIC)

  2. ¿A qué velocidad viaja la luz en el vacío? Distancia media de la Tierra-Luna 380.000 km

  3. La velocidad de la pelota depende del punto de vista La velocidad de la luz NO depende del punto de vista

  4. El fotón: el más independiente y el más veloz Según la Teoría de la Relatividad Especial, en nuestro Universonada puede viajar a mayor velocidad que la luz en el vacío.

  5. ¿Hay en el Universo un límite de velocidad?

  6. Punto de vista de la viajera

  7. Punto de vista del jefe de estación

  8. ¿Qué trayectoria es la real? ¿El jefe de estación está quieto?

  9. ¿Qué significa estar quieto? ¿La Tierra está quieta?

  10. ¡Que paren el mundo que yo me bajo!

  11. ¿El Sol está quieto?

  12. El Sol da vueltas a la Vía Láctea

  13. ¿Hay algo quieto en el Universo?

  14. ¿Podemos hablar de velocidad sin decir respecto a qué?

  15. Volvamos a la estación Demos un farol al jefe de estación

  16. ¿Cómo verá la viajera la trayectoria del farol?

  17. Las trayectorias dependen del punto de vista En el siglo XVI, Galileo ya lo sabía.

  18. Transformaciones de Galileo x'=x+vt y'=y z'=z t'=t

  19. ¿Dependerá el tiempo del punto de vista?

  20. El tiempo depende del observador . Desde 1905 sabemos que el tiempo no es absoluto.

  21. Un experimento mental Usaremos dos artilugios idénticos.

  22. Mira y responde La clave: la velocidad de la luz “c” es siempre la misma.

  23. Lo que ve el jefe de estación

  24. Lo que ve la viajera

  25. El misterio de los relojes Cuando dos observadores se desplazan uno respecto a otro a velocidad constante, ambos observan que el reloj del otro atrasa.

  26. Transformaciones de Lorentz

  27. Paradoja de los gemelos

  28. Viajar al futuro Viajar al futuro es fácil...sólo hay que espera a que llegue...

  29. Un viaje al futuro de la Tierra ...pero nuestras naves no son tan rápidas

  30. 2005Se celebra centenario de laTeoría Especial de la Relatividad

  31. Créditos Esta charla forma parte de la experiencia piloto COSMOEDUCA, desarrollada por el Instituto de Astrofísica de Canarias y subvencionada por el anterior Ministerio de Ciencia y Tecnología. La información completa de esta experiencia se encuentra en ww.iac.es/cosmoeduca Guión original: www.iac.es/cosmoeduca/relatividad/unpaseoespecial.htm Evencio Mediavilla (IAC) y María C. Anguita (IAC)

  32. Créditos • Imágenes y animaciones (numeradas por diapositiva) • Animación artística: Puntos de vistasInés Bonet (IAC) • Imagen: Luz de la Luna a la Tierra:Composición artística de Inés Bonet (IAC)Imágenes originales de la Tierra y la Luna (NASA) • Animación: Composición de velocidadesInés Bonet (IAC) • Imagen: Carrera de partículasInés Bonet (IAC) • Imagen: Límite de velocidad Composición artística Inés Bonet (IAC)(a partir de originales de Laura Ventura (IAC) y de la NASA) • Animación: Trayectoria del farol-viajera desde el trenInés Bonet (IAC) • Animación: Trayectoria del farol-viajera desde la estaciónInés Bonet (IAC) • Imágenes: TrayectoriasInés Bonet (IAC)

  33. Créditos • Imágenes y animaciones (numeradas por diapositiva) • Imagen: Tierra:Fuente (NASA) • Imagen: que paren el mundoMaría C. Anguita (IAC) • Imagen: Sistema SolarComposición artística de Laura Ventura (IAC)Imágenes originales (NASA) • Imágenes originales:Que paren el mundo: María C. Anguita (IAC)Simulación de la Vía Láctea: Laura Ventura (IAC) • Hubble Deep Field  R. Williams, The HDF Team (STScI), NASA • Imagen: Velocidades respecto a algoInés Bonet (IAC) • Animación: Trayectoria farol- jefe estación desde la estación. Inés Bonet (IAC) • Animación: Trayectoria farol- jefe estación desde el trenInés Bonet (IAC)

  34. Créditos • Imágenes y animaciones (numeradas por diapositiva) • Imagen: GalileoComposición artística, Laura Ventura (IAC)Imágenes originales (NASA) • Imagen: Reloj y puntos de vistaInés Bonet (IAC) • “La persistencia de la memoria”, Dalí, 1931Museo de Arte Moderno, Nueva York • Animación: Artilugio reloj-fotónInés Bonet (IAC) • Imagen: Triángulo bombillasInés Bonet (IAC) • Animación: Tiempo en tren y estación según jefe de estaciónInés Bonet (IAC) • Animación: Tiempo en tren y estación según la viajeraInés Bonet (IAC) • Imágenes: Tiempo y puntos de vistaInés Bonet (IAC) • Animación: Paradoja de los gemelosInés Bonet (IAC)

  35. Créditos • Imágenes y animaciones (numeradas por diapositiva) • Imagen: Siesta al futuroInés Bonet (IAC) • Imagen: Viaje al futuroInés Bonet (IAC) • Imagen: Reloj 2005Tomás Mediavilla

  36. Viajes espaciales,máquinas del tiempo...

  37. Viaje al centro de nuestra galaxia

  38. Gravedad artificial

  39. Viaje al centro de nuestra galaxiay al futuro El centro de la galaxia está a 30.000 años luzde nuestro sistema solar.

  40. Un viaje de 60.000 años ¿no es demasiado para una vida humana?

  41. 60.000 años ¿para quién? Tardarían más de 60.000 años terrestres en ir y volver...pero a ellos les parecería mucho menos....

  42. Comunicación con la Tierra

  43. Viaje de ida

  44. Contracción del espacio Para nuestros navegantes a una velocidad cercana a la de la luz, la distancia que desde la Tierra es de 30.000 años luz años se ha contraído hasta 20 años luz d = v t = c 20 años = 20 años luz

  45. Velocidad de la nave, Efecto Doppler y aberración de la luz

  46. Viaje de vuelta

  47. Naves espacialesmáquinas de tiempo (al futuro) Cuando los astronautas regresen a sus casas habrán transcurrido 60.000 años terrestres, y lo más seguro es que deseen volver a la Tierra que dejaron...pero su nave sólo viaja al futuro...

  48. Observadoresen presencia de gravedad

  49. ¿De qué espacio hablamos? • Forma ( ) x Vector ( ) = Número • = Elemento Dual ( ) x Métrica ( ) = Número • Si el espacio es euclídeo, la métrica, G = I

  50. Gráficamente… ¿Qué ocurre si no es euclídeo?

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