Física · Glosario

¿Qué es Sucesos y simultaneidad?

Definición 4.3 Física universitaria — tercer año · Capítulo 4 — Cinemática relativista

Un suceso es un acontecimiento puntual: un lugar definido y un instante definido — una chispa, el chasquido de un detector, una desintegración. Cada sistema inercial le asigna las coordenadas (t,x,y,z)(t, x, y, z), con reglas en reposo en el sistema y relojes sincronizados repartidos por él. Dos sucesos son simultáneos en un sistema cuando los relojes de ese sistema les asignan el mismo tt — y la primera víctima de los postulados es que esa noción depende del sistema.

Dos impactos que marcan a la vez el tren y la vía. La observadora del suelo, a medio camino entre las marcas, recibe juntos los destellos: simultáneos para ella. El pasajero corre al encuentro del destello B, que le llega antes y — estando él a igual distancia de las marcas en su propio sistema — concluye que B cayó primero. La simultaneidad es relativa.
Dos impactos que marcan a la vez el tren y la vía. La observadora del suelo, a medio camino entre las marcas, recibe juntos los destellos: simultáneos para ella. El pasajero corre al encuentro del destello B, que le llega antes y — estando él a igual distancia de las marcas en su propio sistema — concluye que B cayó primero. La simultaneidad es relativa.

Ejemplos

Ejemplo 4.4 (El tren y los dos rayos)

Sendos rayos caen en los dos extremos de un tren veloz y dejan marcas en el tren y en la vía. Para la observadora del suelo, situada a medio camino entre las marcas, los dos destellos llegan a la vez: los impactos fueron simultáneos para ella. El pasajero sentado en el punto medio del tren, en cambio, avanza hacia un destello y se aleja del otro; como en su sistema la luz también va a cc, el destello delantero le llega antes — y, puesto que él está a igual distancia de las dos marcas del tren, debe concluir que el impacto delantero ocurrió antes. Ninguno se equivoca: la simultaneidad de sucesos separados no es un hecho del mundo, sino del sistema. Toda “paradoja” relativista se disuelve aquí.

Ejemplo 4.16 (La gemela viajera)

Una gemela vuela a una estrella situada a 88 años luz con velocidad 0.8c0.8c (γ=5/3\gamma = 5/3) y regresa. Tiempo terrestre: 2×8/0.8=20yr2 \times 8/0.8 = 20\,\mathrm{yr}. Tiempo propio de la viajera: 20/γ=12yr20/\gamma = 12\,\mathrm{yr} — ocho años más joven, y sin paradoja alguna: las situaciones de las dos no son simétricas, pues una línea de universo es recta (inercial de principio a fin) y la otra tiene un quiebro en el punto de retorno. Entre dos sucesos fijos, la línea de universo recta es la de tiempo propio máximo — en la geometría del espacio-tiempo, el rodeo dura menos. El efecto se mide de forma rutinaria: los relojes atómicos paseados en avión alrededor del mundo discrepan de sus hermanos sedentarios exactamente en los nanosegundos previstos (Problema 4.1).

Leer en el capítulo →