25 de noviembre de 2012

Otra vez en el 39

Alberto lleva sus canas revueltas, indisciplinadas, como si no las hubiera peinado desde hace años. "Para qué, si con el viento que entra por la ventanilla, se despeina al toque", me explica mientras frena bruscamente a centímetros de una anciana que cruza la calle. "No vale la pena perder tiempo en nimiedades ¿no te parece?".

Y sí, él debe saber. Alberto Aisten, chofer de la línea 39 desde hace decenios, ha desarrollado en los ratos libres la Teoría de la Relatividad Especial. He venido a pedirle ayuda para explicarle a los lectores de VSLC mi balbuceante entrada sobre el tema.

¿Cómo comenzaste con esto de la relatividad, Alberto?

A mí los muchachos me cargaban, porque me la pasaba pensando en la luz; y ellos a las luces no les dan bola y listo. Pero yo, me colgaba pensando. Por ejemplo ¿sabés que si una fuente de luz se está alejando, o vos de ella que es lo mismo, la luz te llega virada hacia el color rojo? En cambio, si te estás acercando, se vuelve más azul. Y entre el azul y el rojo, está el verde. Entonces, hay una velocidad en la que uno va hacia un semáforo rojo, y lo ve verde ¡así que pasás y la cana no te puede decir nada!

(Los ojitos se le achinan con la picardía, y las manos se clavan en el volante mientras acelera tanto como puede. Y por "tanto como puede", no me refiero a la normativa de tránsito sino al recorrido del acelerador.)

Pero la paradoja de los gemelos habla del tiempo. ¿Qué tiene que ver la luz con el tiempo?
Todo y nada. Mirá, el tema es que aunque empecé con la luz, una vez que llegué a mis conclusiones la luz no es más que un componente del universo, que sigue las mismas reglas que los otros. Pero gracias a la luz, hubo que poner en duda la igualdad de los marcos de referencia inerciales.

Pará, Alberto, que me espantás a la tropa. ¿Qué es un marco de referencia? ¿Qué significa inercial?

(Sin sacar su brazo izquierdo de la ventanilla, Alberto señala hacia atrás con el pulgar derecho.)
Fijate, cuando digo que se corran hacia atrás, los pasajeros van al fondo ¿no? Mirado desde mi asiento, las personas se mueven un par de metros hacia allá. Pero como mientras tanto el colectivo no frena, alguien que está esperando apoyado en un poste va a ver que las personas pasan en la dirección del recorrido. ¿Me entendés?

Sí, pero yo veo que las personas se mueven hacia el fondo, aunque esté en la vereda.

Eso es porque comparás su movimiento con el del colectivo. Pero si tuvieras que dibujar el movimiento de las personas, sin el tendrías que decir que avanzan en la misma dirección del colectivo, a una velocidad menor. El punto de referencia es distinto: en un caso mi asiento, en el otro el poste, por ejemplo. El punto de referencia que elijo determina lo que llamamos marco de referencia. En mi marco de referencia la gente se mueve hacia atrás; en el de la vereda, hacia adelante. El movimiento siempre es relativo a un marco. ¡Uy!
(Frenamos de golpe y todos los pasajeros se mueven hacia el frente. Una pareja se cae y nos llena de insultos mientras Alberto mira hacia afuera por la ventana. En la vidriera de una casa de electrodomésticos, un televisor muestra un partido de fútbol.)

Carajo, metió un gol Chacarita. Qué los parió. ¿En qué estaba?

En los marcos de referencia. Creo que quedó claro pero ¿qué es un marco de referencia inercial?

Ah, eso es fácil. ¿Viste que recién se cayeron todos? Mientras el colectivo avanza a la misma velocidad, nadie se cae. Hasta podés tirar una pelota y atajarla como si estuvieras quieto. Esto, si mantenemos la misma velocidad y vamos en línea recta, se llama movimiento rectilíneo uniforme, MRU, y, a los efectos de las leyes físicas, es equivalente a estar parado. Esto es tanto así que si el colectivo no tuviera ventanillas y fuera a velocidad constante, no podrías distinguir esa situación de estar en un colectivo detenido. Esos dos marcos de referencia, con el colectivo detenido o en MRU, son marcos de referencia inerciales. En cambio, cuando el colectivo frena, todo cambia. La velocidad deja de ser uniforme, la gente se cae. El marco de referencia del colectivo sigue existiendo, pero ya no es inercial. ¿Está claro?


Supongamos que sí. Pero no veo qué tiene que ver esto con la luz, y menos con el tiempo y los gemelos.
Mirá, yo no llegué a mi teoría exactamente así, pero para hacerla corta, el problema es que la luz tiene siempre la misma velocidad, sin importar el marco de referencia. Y esto es un problemón para la física clásica, es decir antes de que llegara yo.


¿Por qué?
Por lo que te decía antes de los pasajeros que se mueven hacia el fondo. Supongamos que el colectivo va a una velocidad tranqui, unos 60 km por hora, y que un pasajero se corre al fondo a 10 km por hora. Entonces yo veo que se aleja de mí a 10 km/h, hacia atrás, y desde la vereda se ve que se mueve a 50km/h, hacia adelante. Las velocidades de cada marco de referencia se suman o se restan, y así puedo pasar de un marco de referencia a otro. Si van en el mismo sentido, las velocidades se suman: si voy a 60 km/h y te tiro un cascote a 20 km/h en la misma dirección, vos lo ves venir a 80. Pero resulta que si te tiro un fotón, que es la partícula de la luz, yo lo veo alejarse a la velocidad de la luz, que le dicen c, y vos la ves llegar a la misma velocidad, no a c + 80 km/h.

¿Y no puede ser que la luz sea especial?

La luz es especial, claro. Pero su velocidad no debería serlo: se trata de algo tan sencillo como dividir una distancia por un tiempo.

¿Y entonces?

Entonces yo pensé: si la luz tiene siempre la misma velocidad, y además las leyes de la física se cumplen igual para dos marcos de referencia inerciales, ¿qué es lo que cambia?

No sé... ¿las leyes físicas?

Mientras pudiera evitarlo, no. Los físicos asumimos que el universo sigue las mismas reglas en todas partes. Podríamos equivocarnos, claro, pero hasta ahora nos va bien asumiendo eso. ¿Sabés que yo le quise poner "Teoría de los invariantes", con tantas cosas que no cambiaban? La cuestión era mantener constantes las leyes físicas y la luz. Pero algo tiene que cambiar, sí o sí, porque también sabemos que no es lo mismo ver las cosas desde el colectivo o de la vereda. Y un día, medio dormido despues de un asadazo, se me ocurrió: ¿y si lo que pasa es que el tiempo y el espacio se deforman según el movimiento del marco de referencia, de manera de que la velocidad de la luz dé siempre lo mismo? Las leyes no cambian, pero si te estás moviendo con respecto a otro marco de referencia, entonces tu reloj no corre igual que el del otro, el tiempo y el espacio se deforman. Específicamente, en un marco de referencia en movimiento, el tiempo corre más lento.

A mí me parece un poco... como que te pasaste con el tetra, digamos.

Sí, los muchachos me cargaron bastante también. Pero yo seguí haciendo fórmulas y me cerraba por todos lados. Así que les respondí como Borges a Bioy: "Vos reíte, pero yo con esto voy a ganar más guita que la mierda". Sobre todo, porque mi teoría hacía predicciones que podían confirmarse mediante la observación; y esas observaciones se hicieron, y confirmaron los cálculos.

¿Y te llenaste de guita?

No, por eso sigo aquí.

¿Y los gemelos? ¿Qué tienen que ver con la luz?

Ahora nos podemos olvidar de la luz. Por la luz llegamos hasta acá, pero la conclusión es que el tiempo va mas lento en un marco en movimiento con respecto a otro, y esto vale para todos y todas, no solo la luz. Nos pasa a todos.

Pero si tu teoría es cierta ¿por qué no notamos que el tiempo se modifica cuando nos movemos?

Es que en la vida cotidiana nos movemos a velocidades muchísimo más lentas que la de la luz. Por eso si te tiro el cascote, los dos sumamos las velocidades y nos cierra bárbaro; en realidad la velocidad no es la misma para cada uno, pero es imposible notar la diferencia. Para que te hagas una idea, el vehículo más rápido hasta ahora alcanzó los 1300 km/h; mientras que la luz va a 1080 millones de km/h. Así que no podemos notar nada. Pero si pasara un colectivo a la midad de la velocidad de la luz, 0.5 c, verías que el reloj del colectivero atrasa.

¿Entonces moverse rápido es una manera de envejecer menos?

No, ahí está la trampa. Recordá que el movimiento es relativo al marco de referencia. Aunque suene raro, en el marco de referencia del colectivero, él está quieto y observa que su reloj funciona igual que siempre, y que el de la vereda atrasa. 

Bue, no entiendo nada. ¿Quién envejece más rápido, el colectivero o el de la vereda?

La respuesta es "depende de a quién le preguntes". Ese fue el gran quilombo que se armó con mi teoría. Antes se consideraba que el tiempo era igual para todos, y ahora sabemos que depende del marco de referencia. Para peor, este descubrimiento destruye la idea de simultaneidad. Dos acontecimientos que en un marco suceden al mismo tiempo, en otro pueden ocurrir uno despues del otro.

Mejor dejemos eso para otro día ¿sí? Ahora lo que quiero entender es que es todo eso de los gemelos

El tema es que si dos personas se separan a una velocidad cercana a la de la luz, y luego una vuelve, la que fue y volvió llega más joven.

Pero cómo ¿no era que el movimiento es relativo, bla bla bla? Los dos ven que el otro se mantiene joven.

Esa es justamente la paradoja. Pero se trata de una paradoja solo en apariencia. Lo que ocurre es que, mientras que el tipo que se queda continúa en su marco de referencia inercial, el que vuelve tiene que cambiar de dirección; y por lo tanto necesita desacelerar. Cuando desacelera, su movimiento deja de ser uniforme, y ahí es cuando se produce el desajuste: su marco de referencia pasa a ser otro, no inercial. Aunque luego vuelva a un marco inercial, el cambio es irreversible: cuando llegue, va a ser el más joven.

Creo que entendí. Muchas gracias, con esto puedo explicar la canción de Queen, '39. ¿La conocés?

No, yo a esos trolitos no los soporto. Yo soy de la cumbia.

Another One Bites The Dust by Mariachillout on Grooveshark
 
Alberto pone la radio a un volumen preocupante. Le agradezco su tiempo y bajo del colectivo; la música se pierde en la distancia, cada vez más grave. Busco un taxi. Si tengo suerte, capaz que me encuentro con Carlos Darwin, el taxista que postuló la Teoría de la evolución.