Un aficionado demuestra experimentalmente la Teoría General de la Relatividad

Se trata del efecto que tiene la gravedad sobre la forma en que transcurre el tiempo. Si bien el propio Einstein no pudo comprobarlo experimentalmente en su vida, varios laboratorios lo habían logrado. Esta vez, un hobbysta que construyó su propio reloj atómico pudo demostrar que Einstein estaba en lo cierto.

La rotación de la Tierra ha sido desde siempre el reloj natural frente al cual debían compararse los relojes mecánicos, desde el simple reloj de péndulo hasta el más avanzado cronómetro digital. En el año 1900, el segundo fue definido como “la unidad de tiempo equivalente a la fracción 1/86.400 de la longitud media del día”. 86.400 es la cantidad de segundos que hay en 24 horas.

Pero la rotación de la Tierra no es un reloj exacto. De manera muy lenta, su velocidad de giro varía. Algunas de las causas más relevantes son la atracción gravitatoria de la Luna sobre la masa de agua de los océanos y mares de la Tierra (las mareas), y la fusión de los glaciares.

Para solucionar este inconveniente, los físicos desarrollaron en 1949 el primer de reloj atómico. Este tipo de relojes se basan en un patrón de medida mucho más preciso y estable: la frecuencia de resonancia natural de un átomo. O lo que es lo mismo, el tiempo que necesita para cambiar entre dos de sus estados de energía. De esta manera, en 1967 el segundo fue redefinido como “la duración de 9.192.631.770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre dos niveles hiperfinos del estado fundamental del cesio 133”.

Como cualquier aficionado a la electrónica sabe, contar casi 10 mil millones de pulsos en un segundo no es nada fácil. Y ni hablar de realizar esa cantidad de mediciones sobre el estado de energía de algo tan pequeño como un átomo. Es por eso que durante mucho tiempo la fabricación y mantenimiento de este tipo de relojes era algo exclusivo de los gobiernos o universidades, que cuentan con los conocimientos y el dinero necesario para realizar este tipo de desarrollos.

Sin embargo, la miniaturización y masificación de los componentes electrónicos permiten que algunos aficionados puedan intentar construir uno de estos relojes ultra precisos en casa. De hecho, existe una comunidad de unos 400 hobbystas que trabajan en ello. Se llaman a sí mismos “Time Nuts”, y dedican su tiempo libre a la búsqueda del reloj más preciso posible. Tom Van Baak, un programador Unix retirado, es uno de ellos.

Van Baak comenzó, hace una década, la construcción de lo que hoy es el reloj atómico mas preciso en manos de un particular. De hecho, es aun más preciso que el de muchos laboratorios nacionales. Su capacidad le permite realizar algunos experimentos impresionantes. Hace dos años, se dio cuenta de que tenía la posibilidad de ofrecer a sus hijos la demostración de uno de los efectos predicho por la teoría general de la relatividad de Einstein. Una demostración que el propio Einstein no pudo realizar con la tecnología disponible en su época.

La teoría general de la relatividad de Einstein predice que la gravedad retarda el paso del tiempo, efecto conocido como “dilatación del tiempo”. Cuanto mayor es la intensidad local del campo gravitatorio, mayor es el efecto de la dilatación del tiempo. Tom se propuso medir esta variación, simplemente llevando su reloj a un sitio más alto, donde la fuerza de la gravedad fuese ligeramente menor, y luego comparar la “hora” de su aparato con la de los demás relojes atómicos.

Cargó en su coche a los niños y a su reloj, y manejó hasta una montaña. La altura en el lugar era de unos 2000 metros, y Tom permaneció allí un par de días. Mientras que los niños disfrutaban del paisaje, calculo cual sería el efecto de la menor gravedad local sobre su reloj.

Al llegar a casa, pudo comprobar cómo su reloj difería en 22 nanosegundos de los utilizados como patrón, exactamente lo que él, utilizando la teoría general de la relatividad de Einstein, había predicho.

No estamos seguros de que los hijos de Tom hayan comprendido que fue lo que quiso mostrarles su padre. Pero hay algo que es seguro: Tom Van Baak es la envidia de sus compañeros de hobby.

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Ariel Palazzesi

20 Comments

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  1. HOYGAN HESPERO ME PUEAN MANDAR HA MI KORREO LO K LE SOVRE AL PABO HESTE DEL LAVORATORIHO; TIENE MUNXAS KOSAS TXULAS HI HA MI NO ME HALKANZA PARA MONTAR HUNO. GRAZIAS DE HANTEVRAZO.

  2. Sencillamente: INCREÍBLE Igual me lo tomo más en serio de lo que debería, pero esque yo siempre he pensado que el tiempo es una ciencia sin estudiar, y esto me encanta. Es decir, ¿que el tiempo va más lento a más altitud? Si no lo he entendido bien, y alguien me lo puede explicar mejor, le suplico que me lo explique en ayddua@gmail.com gracias por adelantado.

  3. Sencillamente: INCREÍBLE Igual me lo tomo más en serio de lo que debería, pero esque yo siempre he pensado que el tiempo es una ciencia sin estudiar, y esto me encanta. Es decir, ¿que el tiempo va más lento a más altitud? Si no lo he entendido bien, y alguien me lo puede explicar mejor, le suplico que me lo explique en ayddua@gmail.com gracias por adelantado.

  4. Una consulta sobre este tema, de ignorante nada mas. Podría ser que las reacciones nucleares variaran con la velocidad o la fuerza de gravedad y no así el tiempo? Y por esta razon sea el reloj el que atrace y que el tiempo fuera constante? Es una duda que tengo, obviamente no es mi intención cuestionar leyes físicas 🙂

  5. —————————————————— Este experimento no demuestra nada sobre el tiempo. Sólo demuestra que la gravedad influye en los cambio de estado del átomo. Yo viernes, 14 de diciembre de 2007 10:29 —————————————————— juajuajua En realidad el experimento por si solo no es prueba de nada, solamente reafirma la teoria de la relatividad.

  6. Saludos
    Estoy emocionado con el concepto historico de la relatividad, ahora pude entender lo que Einstein dejo como legado a las generaciones futuras y hoy el Sr Baak ha permitido conocer parte de la veracidad de esta teoria cientifica con esta comporbacion a la en practica.
    Senores lo que hemos leido es algo tan importante que desconocemos lo que implicaria una toma de desicion en un Microcontrolador o Microprocesador con una dilatacion del tiempo de 20 nanosegundos. Para dar a entender algo que nosotros los electronicos conocemos, el tiempo de muestreos que exite en el mundo de la electronica digital, este tiempo es tan grande que pudiera verse como tendiendo a infinito de tantas veces a la N comandos de instrucciones pudiera ejecutar un computado. Imaginen la cantidades desiciones que puede realizarse en es tiempo muerto para el mundo comun , para la computadora es una tiempo parecido a la eternidad, realizando funciones matematicas de O y 1. Ejemplo real -para lograr una sincronizacion perfecta en un acoplamiento de dos satelites, este momento del tiempo es sumamente crucial o imaginemos el trabajo que realizar una central telefonica digital en ese espacio de tiempo de 20nasegundos, son millones de byte que corren a una velocidad que hoy dia es tan grande que no tiene limite hacia donde llegaremos en los avances tecnologicos.
    Es impresionante esta informacion.
    Gracias por permitirme ser parte de esta gran noticia, felicidades.
    El que lee este articulo lo disfrutara mucho, excelente.

  7. PUES LO QUE QUIZO DECIR O AL MENOS ASI LO ENTENDI, ES QUE A MAYOR ALTITUD HAY MENOS GRAVEDAD, EN REALIDAD NOSOTROS NO LA SENTIMOS, ES DESPRECIABLE KIRTASH, Y ES BASTANTE CURIOSO LO QUE DIJO #9, SI FUE UNA DEMOSTRACION DEL TIEMPO, O DE LA GRAVEDAD????????????????

  8. El experimento no demuestra absolutamente nada sobre el tiempo, tan solo demuestra que la gravedad influyen en la velocidad de los electrones, si hubieramos elegido como sistema de medicion algun otro sistema cuyo mecanismo no se viera afectado por la gravedad, entonces la medicion del tiempo se hubiera realizado correctamente.

  9. Vaya un retirado de Unix logro construir ese reloj si que da que hablar 🙂
    Y sobre su laboratorio no falta na para que el mio quede = 🙂
    espero no volar la casa.

    muy buen articulo

  10. Uno de los invitados insinuo que la gravedad afecta el comportamiento del atomo.
    Deberia instruirse mas antes de hace reste tipo de ocmentarios.
    La teria general de la relatividad, tienen en uno de sus postulados que la gravedad como tal, no existe. Solamente es una manifestacion de la curvatura tiempo-espacio producido por la presencia de masa en el espacio.
    El experimento es valido

  11. Uno de los invitados insinuo que la gravedad afecta el comportamiento del atomo.
    Deberia instruirse mas antes de hace este tipo de ocmentarios.
    La teria general de la relatividad, tienen en uno de sus postulados que la gravedad como tal, no existe. Solamente es una manifestacion de la curvatura tiempo-espacio producido por la presencia de masa en el espacio.
    El experimento es valido

  12. El espacio, por simple lógica, necesariamente tiene que ser: tridimensional e infinito. Para comprender que el espacio es infinito basta con apoyarnos en una ciencia: La filosofía y específicamente en la lógica, en el razonamiento lógico e imaginarnos cualquier posible límite o contorno del espacio y pensar que hay después de ese limite imaginario, la única respuesta posible es que hay más espacio, es decir hay más de lo mismo, o sea que no es posible un límite, que el espacio continua indefinidamente, eso es un axioma o una verdad que no requiere mas demostración, por que es tan obvia, tan clara y tan simple, que se justifica a si misma.
    Para comprender porque tanto el espacio como el Universo son tridimensionales basta con entender que la energía que permanentemente irradiamos los componentes del universo visible, viaja a la velocidad de la luz por todo el espacio inicialmente vacío y en todas las direcciones y ese viaje tridimensional por el espacio, no tiene fin, porque la teoría vigente sobre la energía electromagnética nos dice que las ondas electromagnéticas en el vacío se auto regeneran indefinidamente y esa energía mientras viaja sigue siendo parte del Universo, y el espacio ocupado o utilizado por esa energía que viaja es también parte del Universo, y así seguirá ocurriendo indefinidamente, por eso el espacio y el Universo tienen que ser tridimensionales, como lo son todas las posibles trayectorias de las radiaciones electromagnéticas emitidas desde el universo visible o mejor desde el conjunto de materia-energía conocida y no me refiero solamente a la energía emitida desde el limitado universo visible por nosotros con nuestros instrumentos, sino desde todo el universo que pueda irradiar energía aunque nosotros no lo alcancemos a ver todavía o no lo podamos llegar a ver nunca.
    El Universo es infinito y tridimensional, afirmar lo contrario es anticientífico, porque es ir contra lo aximático, de la lógica, y la lógica es también ciencia, porque la lógica es una parte de la filosofía y la filosofía es también ciencia.
    Ver artículo completo en: Nueva Teoría Sobre El Universo.
    http://nuevateoriasobreeluniverso.blogspot.com/
    martinjaramilloperez@gmail.com

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