Investigacion De Espacio Y Tiempo

Introducción

En general, un evento específico puede ser descrito por una o más coordenadas espaciales y una temporal. Por ejemplo, para identificar de manera única un accidente automovilístico, se pueden dar el punto kilométrico donde ocurrió (una coordenada espacial), y cuándo ocurrió (una coordenada temporal). En el espacio tridimensional, se requieren tres coordenadas espaciales. Sin embargo, la visión tradicional en la cual se basa la mecánica clásica, cuyos principios fundamentales fueron establecidos por Newton, es que el tiempo es una coordenada independiente de las coordenadas espaciales y es una magnitud idéntica para cualquier observador. Esta visión concuerda aproximadamente con la experiencia: si un evento ocurre a 10 metros, es natural preguntar a 10 metros de qué, pero si nos informan que ocurrió un accidente a las 10 de la mañana en nuestro país, ese tiempo parece tener carácter absoluto.

Sin embargo, resultados como el experimento de Michelson y Morley, y las ecuaciones de Maxwell para la electrodinámica, sugerían, a principios del siglo XX, que la velocidad de la luz es constante, independiente de la velocidad del emisor u observador, en contradicción con lo postulado por la mecánica clásica. La constancia de la velocidad de la luz es una consecuencia del carácter relativo de la distancia y el tiempo, de tal manera que dos observadores medirán tiempos diferentes entre dos eventos si uno está moviéndose respecto al otro (usualmente esa diferencia es muy pequeña, imperceptible con medios convencionales, pero detectable mediante relojes atómicos de alta precisión).

Einstein propuso como solución a éste y otros problemas de la mecánica clásica considerar como postulado la constancia de la velocidad de la luz, y prescindir de la noción del tiempo como una coordenada independiente del observador. En la Teoría de la Relatividad, espacio y tiempo tienen carácter relativo o convencional, dependiendo del estado de movimiento del observador. Eso se refleja por ejemplo en que las transformaciones de coordenadas entre observadores inerciales (las Transformaciones de Lorentz), involucran una combinación de las coordenadas espaciales y temporal. El mismo hecho se refleja en la medición de un campo electromagnético, que está formado por una parte eléctrica y otra parte magnética, pues dependiendo del estado de movimiento del observador el campo electromagnético es visto de diferente manera entre su parte magnética y eléctrica por diferentes observadores en movimiento relativo.

La expresión espacio-tiempo recoge entonces la noción de que el espacio y el tiempo ya no pueden ser consideradas entidades independientes o absolutas.

Las consecuencias de esta relatividad del tiempo han tenido diversas comprobaciones experimentales.

Planteamiento del problema.

Elegí el tema del espacio-tiempo porque todo lo que hacemos va relacionado con el tema que elegí como lo descubrimos como sabemos que existe el tiempo donde sabemos en qué hora estamos actualmente si se ha cambiado la órbita de la tierra más de diez mil veces y que efectos ha tendió la tierra en esos cambios y en el espacio hasta donde llega el espacio si es infinito o como sabemos que no hay más espacios o dimensiones que nos observan o como sabemos cómo éramos antes y como fueron inventaos los primeros relojes y como saben que están en coordinación. Los sentidos son nuestros primeros informadores acerca del mundo que nos rodea y de los cambios que se producen en él. Entre estos se encuentran los cambios de lugar, de modo que podemos afirmar que un cuerpo están en movimiento cuando su posición _o lugar que ocupa en el espacio_ se modifica. Este es el objeto de estudio de una parte de la mecánica: la cinética. La cinética responde a la necesidad del hombre de saber cómo son los movimientos de los cuerpos, para poder influir en casos como el control de vehículos o predecir sucesos tales como eclipses, mares, etc.

Preguntas de la Investigación.

¿Qué es tiempo y espacio?

Su concepto de "espacio" arranca de la siguiente consideración metodológica: Las preguntas sobre la esencia de algo sólo pueden intentar descubrir el carácter del conjunto de experiencias sensoriales al que se refieren los conceptos. En cuanto al problema del espacio, creo que le ha de preceder el de objeto material. Creo que este concepto de espacio intermedio, generado por la elección especial del cuerpo que lo rellena, es el punto de partida para el concepto de espacio. En su definición, relaciona el concepto de "espacio" con los de "gravitación", "masa", "geometría" y "estructura", la cual sería relativa a determinadas "influencias físicas": Debido a que el campo gravitatorio queda determinado por la configuración de masas y varía al variar dicha configuración, la estructura geométrica de este espacio depende también de factores físicos. El espacio ya no es, pues, según esta teoría —exactamente como lo había presentido Riemann— absoluto, sino que su estructura depende de influencias físicas. La geometría (física) no es una ciencia encerrada en sí misma, más que la geometría de Euclides.

El concepto de "tiempo" en la relatividad especial, opuesto al tiempo absoluto newtoniano, se inspira en la imposibilidad de establecer la simultaneidad de sucesos que se registran en marcos de referencia distintos: una localización temporal tiene solo sentido cuando se indica el marco de referencia al que se remite. Para Einstein, todo juicio sobre el tiempo no es sobre el tiempo en sí mismo (absoluto), sino sobre sucesos simultáneos: Si por ejemplo digo que “Ese tren llega aquí a las 7 en punto”, quiero decir algo como “La posición de la manecilla pequeña de mi reloj en el 7 y la llegada del tren son eventos simultáneos»,10 pero sin olvidar que tal simultaneidad, cuando no se da en reposo, es ilusoria.

El concepto relativo o estructural de “espacio”, ya aludido, se explica mejor si tratamos de medir los cuerpos en él “inscritos”. Es decir, la relatividad de la simultaneidad de dos sucesos (magnitud temporal) se refleja también en la relatividad de las longitudes (magnitud espacial). El problema de la indefinición se repite cuando pretenden medirse, simultáneamente, los extremos de un cuerpo en movimiento. La invariabilidad de las longitudes nuevamente se produce solo en sistemas inmóviles (relatividad galileana). La conclusión de Einstein fue que las medidas de los cuerpos en movimiento son relativas a su velocidad, por lo tanto tampoco son absolutas.

El físico

...