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.
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