¿POR QUÉ PUEDES VIAJAR AL FUTURO, PERO NO AL PASADO?
ACTIVIDAD
Con esta actividad experimental visualizarás en dos dimensiones la explicación que dio
Einstein sobre la fuerza gravitatoria. Según su teoría, dicha fuerza no es más que la
deformación del sistema de cuatro dimensiones (tres dimensiones para el espacio y una
para el tiempo) que constituye el universo.
• Tela flexible (medias de Nylon, lycra, jersey de algodón)
• Un marco para sostener la tela templada (aro de ula ula (aro de gimnasia), marco de
madera, dos palos de escoba, etc.)
• Tres balines o pelotas de diferentes pesos o tamaños (el balín más pesado o grande
hará el papel del sol, el otro balín mediano será la Tierra y el otro, la luna)
1. Para simular las dos dimensiones, colocamos una tela de tejido flexible, tensa sobre
un aro de gimnasia que sujete la tela de tal manera que quede bien templada.
2. Luego, con un marcador y una regla, podemos dibujar una cuadrícula que represente el
espacio-tiempo sin deformar (en ausencia de masas) la red.
3. Colocamos el balín más pesado en el centro de la tela, luego lanzamos con prudencia el
balín de peso mediano, cerca del balín anterior, intentando que siga una trayectoria recta.
1. ¿Qué representa la tela flexible que se ha tensado?
2. ¿Qué pasó cuando colocaste el balín pesado en la tela? Explica
3. ¿Qué paso cuando lanzaste el balín mediano en la tela?
4. ¿Cómo influye la presencia del primer balín sobre el segundo?
5. ¿Cómo fue la trayectoria del segundo balín?
6. Imagina que el segundo balín es un rayo de luz que viaja en línea recta:
¿Qué puedes concluir acerca de la trayectoria de la luz al pasar cerca de un cuerpo masivo
(cuerpo que tiene mucha masa, por ejemplo la Tierra)?
7. ¿Qué puedes concluir acerca del espacio?
8. Ahora ajusta la dirección y la fuerza con las que lanzas segundo balín, e intenta conseguir que
orbite alrededor del balín central. ¿Cómo es el comportamiento del segundo balín? Explica.
¿Crees que la deformación de la superficie (tela) obliga al segundo balín a girar al rededor del otro?
9. ¿Por qué crees que se quedó pegado al balín central a final de la trayectoria? Explica
Ahora lanza el balín pequeño o más liviano alrededor del balín mediano
10. Explica por qué nosotros estamos "pegados" a la Tierra o por qué si lanzamos un objeto al
aire, enseguida este objeto vuelve a caer.
Ahora haz una descripción comparativa entre el comportamiento de las esferas en el
experimento y el comportamiento de los planetas del sistema solar.
11. Recuerda la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud y ahora imagina que
colocas un objeto muy pesado en la sabana:
-¿Qué cosa podría pasar? Explica.
-¿Cómo sería el espacio cerca al objeto? Dibuja.
-Si es requerido trasladarse entre dos puntos cercanos al objeto, la distancia recorrida es
mayor, ya que el espacio se curva más, y teniendo en cuenta que D= v . t (velocidad constante).
Teniendo en cuenta lo anterior: ¿Qué puedes decir de la medida del tiempo en esa región del espacio?
12. ¿Cómo se comporta el tiempo cuando un reloj se acerca a un cuerpo de masamuy grande?
Para Einstein, la fuerza de la gravedad no es
más que la deformación geométrica del
espacio-tiempo del entorno de las masas, y
además que esta (la fuerza de gravedad)
también influye en la variación de la dimensión
del tiempo, es decir, si un observador que se
acerca a un cuerpo de masa muy grande por
ejemplo la Tierra le pareciera que su reloj
marcha siempre igual, comparándolo con un
reloj muy lejano (al que no afectara casi nada
esa masa) iría más lento. El tiempo se deforma
por la masa a la vez que el espacio, y se
deforma más cuanto más cerca esté de ella.
Los objetos se atraen de acuerdo a su masa y la
distancia entre sus centros: si la distancia aumenta,
la fuerza disminuye, y si la masa aumentan, la
fuerza es más intensa.
Según Newton, la gravedad sería una fuerza instantánea
(es decir, cualquier cuerpo notaría inmediatamente
si hay otro cuerpo, y sufriría su atracción) y actuaría a
distancia, es decir, la intensidad de la fuerza dependería
de algo (el otro cuerpo) que puede estar muy alejado,
sin que haya contacto entre los cuerpos.
Newton se dio cuenta de que la fuerza de atracción
gravitatoria entre dos cuerpos tenía que ser proporcional
al producto de sus masas dividido por la distancia
entre ellos al cuadrado.
En consecuencia, cuando la teoría de Newton predice
que la fuerza aumenta con la masa, aunque es una
realidad, encuentra su límite de acción en ella misma,
pues en objetos súpermasivos, la teoría de Newton ya
no hace predicciones exactas, por ejemplo, en el caso
de Mercurio, esto no funcionaba.
