EL TIEMPO. UN VISTAZO A LA CUARTA DIMENSIÓN

El término castellano tiempo deriva del latín tempus-temporis. No resulta fácil de definir. En la entrada correspondiente del diccionario de María Moliner, leemos: magnitud en que se desarrollan los distintos estados de una misma cosa u ocurre la existencia de cosas distintas en el mismo lugar. Algo confuso, ¿verdad? Eso debió parecerle a doña María, porque añadió: sucesión de instantes que llegan y pasan inexorablemente, y en los que se desenvuelve la vida y la actividad.

En Física, el tiempo se mide en segundos. El segundo (s) se definió como la 1/86400 parte del día solar. Pero la rotación de la Tierra no es uniforme, y la duración del día no es invariable, y en la actualidad el segundo se define como la 1/86400 parte de determinado año trópico, concretamente el de 1900. El año trópico es el intervalo de tiempo entre dos pasos sucesivos del Sol por el equinoccio de primavera. La indicación concreta del año 1900 se debe a que la duración del año trópico no es invariable, y disminuye aproximadamente 0,5 s cada siglo.

Pero la definición del segundo basada en la traslación de la Tierra alrededor del Sol, tampoco se debe considerar completamente satisfactoria, ya que al utilizarla, no se puede reproducir con suficiente exactitud el patrón de la unidad de tiempo. Esta dificultad desaparece solamente si la definición del segundo se basa en los movimientos periódicos que transcurren entre los átomos. Entonces el segundo será una unidad física del tiempo tan natural como lo es el centímetro luminoso en la dimensión longitudinal (os remito al post que publicamos aquí recientemente).

Ya sabéis lo que me gustan las tablas. Ahí va una donde se expresan en segundos y en notación científica con superíndices, algunos de los intervalos temporales más representativos de nuestro universo físico y biológico:

Fenómenos nucleares	10-23 segundos
Fenómenos atómicos	10-15
Fenómenos químicos	10-9
Reacciones bioquímicas	10-5
Parpadeo	10-1
División celular	5 x 102
Generación de una bacteria	3 x 103
Generación de un protozoo	105
Generación de un mamífero (promedio)	4 x 107
Vida media de un mamífero	4 x 109
Vida media de un lago	1011
Duración de la era de los mamíferos	3 x 1015
Duración de la era de los vertebrados	1016
Edad de la vida en nuestro planeta	1017
Edad de la Tierra	2 x 1017

Pero acaso el aspecto más interesante de esta cuarta dimensión temporal, es precisamente su especialísima relación con las dimensiones espaciales. Recordemos una vez más a Einstein y su célebre (y hermosa) ecuación: E = mc²; donde E es la energía, m la masa y c la velocidad de la luz. Si repasáis el post que dedicamos a la teoría especial de la relatividad, veréis que las dos conclusiones más conocidas e inmediatas de la ecuación son:

• La equivalencia entre masa y energía (que salta a la vista).
• El principio de que ningún objeto puede moverse a mayor velocidad que la luz.

Cuanto mayor sea la velocidad de un objeto, más difícil será incrementar dicha velocidad. Por ejemplo, a una velocidad de un 10% la de la luz, la masa de un objeto es sólo un 0,5% mayor que la del mismo objeto en reposo; mientras que a un 90% de la velocidad de la luz, la masa aumentaría a más del doble. Ahora bien, cuando la velocidad de un objeto se aproxima a la de la luz, su masa aumenta cada vez más rápidamente, de forma que es necesaria cada vez más energía para acelerar el objeto, por mínimo que sea el incremento. Por tanto, nunca podrá alcanzar la velocidad de la luz, ya que en ese caso su masa tendría que ser infinita, y se necesitaría una cantidad infinita de energía para poner al objeto en ese estado.

Conclusión: Sólo la luz (los fotones) u otras ondas cuya masa (la de sus partículas) se aproxime a cero, podrían teóricamente aproximarse a la velocidad de la luz. Los fotones virtualmente carecen de masa, y consecuentemente son los únicos objetos (si es que en rigor pueden ser así calificados) que se desplazan a la velocidad de la luz.

Así pues, según la teoría de la relatividad, y de acuerdo con las ecuaciones de Maxwell, lo único constante e inmutable en el universo es la velocidad de la luz (la c de la ecuación no es por lo tanto “una constante más”, sino que en Física es la constante por excelencia). Sin embargo, el espacio y el tiempo, y por supuesto, el conjunto espacio-tiempo, son variables. ¿Sigue siendo el tiempo un concepto complejo? Por supuesto, acaso el más complejo de todos. Por mi parte os prometo un próximo post con lo más parecido a la representación gráfica del tiempo. Creedme, no resulta fácil.

La imaginación nos consuela de lo que no podemos ser. El humor nos consuela de lo que somos.  Winston Churchill.