www.latinquasar.org

General => Astrofísica => Mensaje iniciado por: nexus en 8-Abr-10, 01:00

Título: Paradoja de los gemelos
Publicado por: nexus en 8-Abr-10, 01:00
Por todos es conocida la paradoja de los gemelos (o paradoja de los relojes). Esta paradoja fue propuesta por Einstein al desarrollar lo que hoy se conoce como 'relatividad especial' y consiste en tomar como protagonistas a dos gemelos (de ahí el nombre), el primero de ellos hace un largo viaje a una estrella en una nave espacial a velocidades cercanas a la velocidad de la luz, el otro gemelo se queda en la Tierra. A la vuelta, el gemelo viajero es más joven que el gemelo terrestre.
De acuerdo con la teoría especial de la relatividad, y según su predicción de la dilatación del tiempo, el gemelo que se queda en la Tierra, envejecerá más que el gemelo que viaja por el espacio a gran velocidad (esto está probado mediante cálculo) porque el tiempo propio del gemelo de la nave espacial va más lento que el tiempo del que permanece en la Tierra y, por tanto, el de la Tierra envejece más rápido  que su hermano.
Pero la paradoja surge cuando se hace la siguiente observación: visto desde la perspectiva del gemelo que va dentro de la nave, el que se está alejando, en realidad, es el gemelo de la Tierra (de acuerdo con la invariancia galileana) y, por tanto, cabría esperar que, de acuerdo con los cálculos de este gemelo, su hermano en la Tierra fuese quien tendría que envejecer menos por moverse respecto de él a velocidades cercanas a la de la luz. Esto es, el gemelo de la nave es quien tendría que envejecer más rápido. La paradoja quedaría dilucidada si se pudiese precisar quien envejece más rápido realmente y qué hay de erroneo en la suposición de que, de acuerdo con los cálculos del gemelo de la nave, es el gemelo terrestre quien envejece menos...uf!, vaya lio!
Título: Re: Paradoja de los gemelos
Publicado por: MACysuscanon en 8-Abr-10, 01:32
Hola Nexus, antes de nada, bienvenido al foro, a modo de recomendación te aconsejo que pases por el subforo de presentaciones, es buena costumbre presentarse ante la gente antes de empezar a hablar.

El concepto que planteas, hasta cierto punto tiene sentido, pero, no acaba de encajar, ya que a pesar de la perspectiva del principio de invariancia galileana, no es que sea muy aplicable a este concepto ya que a pesar de que dentro de la nave no se experiementen vairaciones que indiquen que la nave se mueve, nos vamos al principio de la navaja de Ockham, si por una escotilla de la nave vemos alejarse un planeta ¿Cuál es la explicación más sencilla? ¿Que la nave se mueve o que el planeta se mueve? basándonos en que es más fácil mover una nave que un planeta entero, la explicacion más sencilla y a la vez más posible es que sea la nave la que se está moviendo, por lo tanto, el gemelo de la nave no es un observador imparcial en este asunto y su opinión u observaciones se verán condicionadas a los datos de que dispone, y aunque la nave careciese de medios para saber si la nave se está moviendo o no, volvemos al principio de Ockham, este gemelo sabe que está en una nave y sabe que es más sencillo acelerar dicha nave a velocidades cercanas a C que el planeta donde se encuentra su hermano, como mucho podrá deducir que la nave se ha movido a velocidades cercanas a C o no, por lo que entraría en juego otro concepto ya de la física cuántica, la paradoja del Gato de Schrödinger, en la que el gemelo de la nave no sabe si se ha desplazado a velocidades cercanas a C o no hasta que se encuentre con su hermano, que será a la vez mientras no se encuentren, un anciano y un joven.

Y un último consejo de seguridad, es conveniente dejar la dirección de correo electrónico en el perfil como oculta, es por tu comodidad, los Bot recorren los foros y páginas web en busca de direcciones de correo electrónico que recopilan y para luego bombardear dichas direcciones con publicidad no deseada y correos con malware, es cierto que limita las posibilidades de comunicación con otros miembros a la mensajería privada del foro y a los foros, pero mientras los SPAMMERS y los hackers malintencionados sigan exsitiendo, es conveniente sacrificar algo de fluidez en comunicaciones a sufrir su obra, aunque la decisión es tuya, yo sólo aporto mi consejo y opinión.
Título: Re: Paradoja de los gemelos
Publicado por: Miquel en 8-Abr-10, 07:42
bienvenido nexus


:salu2:
Título: Re: Paradoja de los gemelos
Publicado por: Juanma en 8-Abr-10, 10:19
Hola, MACysuscanon me he leído tu comentario y se me ha ocurrido esta pregunta, ¿y si en lugar de comparar una nave con un planeta comparas dos naves espaciales de la misma masa y forma, cada una con un gemelo en su interior?. Una de ellas permanece en estado estacionario o de MRU y la otra se aleja de ella a una velocidad próxima a la de la luz. La paradoja se sigue dando y no se puede aplicar el principio de la navaja de Ockham.

Yo creo que no se puede tratar el problema sin considerar las aceleraciones, y en RG, las aceleraciones, por el principio de equivalencia son como campos gravitatorios, y el tiempo discurre más lentamente dentro de los campos gravitatorios, por lo que el viajero que se aleja  envejecerá más lentamente no sólo porque su velocidad sea próxima a c, si no también porque ha tenido que acelerar hasta casi c.
Sin embargo, el viajero que permanece en un estado MRU no sufre aceleraciones y por lo tanto envejecerá más rápidamente que su compañero acelerado.

Saludos.
Título: Re: Paradoja de los gemelos
Publicado por: Juanma en 8-Abr-10, 10:28
lo acabo de leer en la Wiki  :mrgreen: :mrgreen: :mrgreen: :mrgreen:

http://es.wikipedia.org/wiki/Paradoja_de_los_gemelos (http://es.wikipedia.org/wiki/Paradoja_de_los_gemelos)
Título: Re: Paradoja de los gemelos
Publicado por: MACysuscanon en 8-Abr-10, 16:02
El único caso en el que yo veo aplicable este fundamento es en el siguiente:

Partimos de la base de que cada uno de los gemelos está a bordo de una nave, no tienen comunicación con el exterior, una de las naves está programada para hacer un viaje a una estrella a 10 años-luz ida y 10 años-luz vuelta y la otra para quedarse totalmente estática, bien, ninguno de los hermanos tiene control alguno sobre su nave, son meros pasajeros, antes de que comience el experimento, se les induce un coma químico y se les enfunda en un traje que les cubra por completo, desde la cabeza a los pies, una vez concluido el viaje de la nave programada para ello, se les despierta del coma y se les lleva uno frente al otro sin quitarles el traje, en ese caso ninguno de los dos sabe cuál ha sido el que ha realizado el viaje, y por tanto ambos, a sus ojos están en un estado cuántico dual, son a la vez jóvenes y ancianos, hasta que se les despoje del traje y vean a su hermano igual que antes del experimento o convertido en un anciano, de ahí mi referencia anterior al principio de incertidumbre de Schrödinger, por que hasta que el experimento no ha concluido, no conocen ni su propio estado ni el de su hermano.

En el caso de que ambos hermanos estuviesen conscientes durante el experimento, al menos uno de ellos sabría qué le ha tocado a cada uno, no inmediatamente, si no transcurrido cierto tiempo del experimento, ya que sabiendo que la estrella de destino está a 10 años-luz del punto de partida sabrían que el viaje de ida y vuelta duraría digamos 30 años para el hermano estático y uno para el que va en la nave que se mueve, creo que al año y un día de empezar el experimento, para el gemélo estático, el principio de incertidumbre se rompería definitivamente.
Título: Re: Paradoja de los gemelos
Publicado por: Juanma en 8-Abr-10, 16:42
A ver, no importa la percepción que los viajeros tengan acerca del tiempo. El tiempo pasa de forma distinta en sistemas que tienen diferentes velocidades. Si eres capaz de colocar a los pasajeros en un estado de hibernación que les impida envejecer entonces dará igual que el viaje dure 10, 20 o 1000 años, al regreso los pasajeros tendrán el mismo aspecto.

Imagina que en lugar de pasajeros, las naves son autónomas y lo que hay son dos relojes. Si el tiempo pasa más lentamente en una nave que en la otra, los relojes marcarán horas diferentes a la vuelta del viaje.
Imagina que la nave A es la que se aleja de B y regresa pasado un tiempo, según la relatividad especial el reloj de A marchará más lentamente que el de B, por lo tanto a la vuelta, A estará retrasado respecto a B.
La paradoja aparece cuando se considera que es B el que se aleja de A (lo cual está permitido por la invariancia galileana), es el reloj de B el que marcha más lentamente y por lo tanto es el que está retrasado respecto A a la vuelta del viaje.

De todos modos, en la Wiki aparece que la paradoja se resuelve usando tanto relatividad especial como general.

Al margen de esto no es necesario aplicar ningún concepto mecánico-cuántico ya que en todo momento hablamos de objetos macroscópicos compuestos por muchos átomos en los que la probabilidad de encontrarlos en un estado de superposición cuántica como un estado joven-anciano, es muy muy baja.
Título: Re: Paradoja de los gemelos
Publicado por: MACysuscanon en 8-Abr-10, 17:39
Cita de: Juanma en  8-Abr-10, 16:42
De todos modos, en la Wiki aparece que la paradoja se resuelve usando tanto relatividad especial como general.

Con lo cual la paradoja deja de ser una paradoja, ya que tiene solución  :wink: que es ahí donde precisamente yo quería llegar a parar.