Espacio Tiempo

Aristóteles nos decía que un cuerpo sólo se mueve si es impulsado por una fuerza, ya que naturalmente los cuerpos están en reposo. En consecuencia se puede deducir que un cuerpo de mayor peso es atraído con mayor fuerza hacia la tierra. También sostenía que con sólo el pensamiento puro se podían deducir todas las leyes del universo sin necesidad de comprobación alguna.

Galileo demostró que las ideas de Aristóteles eran falsas, ya que sus mediciones indicaron que cada cuerpo aumenta su velocidad al mismo ritmo, independientemente de su peso. Las mediciones de Galileo le sirvieron de base a Newton para la obtención de sus leyes de movimiento.

Newton también descubrió una ley que describe la fuerza de gravedad; que nos dice, que todo cuerpo atrae a todos los demás cuerpos con una fuerza proporcional a la masa de cada uno de ellos. Esto explica por qué todos los cuerpos caen con la misma rapidez: un cuerpo que tenga doble peso sufrirá una fuerza gravitatoria doble, pero al mismo tiempo tendrá una masa doble.

De las leyes de Newton se desprende que nada en el universo está en un reposo absoluto, de manera que no se puede asociar una posición absoluta en el espacio con un suceso. Tanto Aristóteles como Newton creían en el tiempo absoluto, o sea que el tiempo era independiente del espacio.

Sin embargo, a medida que la ciencia avanzaba, las teorías de Newton comenzaron a mostrar sus limitaciones. En particular, no podían explicar ciertos fenómenos relacionados con la luz y la gravedad. Esto llevó a los científicos a buscar nuevas formas de entender el universo.

En 1905, Albert Einstein, que para ese entonces era un empleado de la oficina de patentes en Suiza, indicó que la idea de “éter” no era necesaria con tal que los científicos estuvieran dispuestos a aceptar la idea de un tiempo no absoluto. Cualquier observador debería medir la misma velocidad de la luz independientemente de la velocidad en que se estuvieran moviendo.

De modo que esta sencilla idea dio lugar a un cambio radical en la ciencia, la más conocida es la equivalencia entre masa y energía, resumida en la famosa ecuación: E=m2, donde E equivale a energía, m es la masa y c la velocidad de la luz.

Esta teoría revolucionó todos los campos del conocimiento, de la ciencia, del arte, de la filosofía y de la religión. Hubo que aceptar que el tiempo no está separado del espacio, que es relativo al espacio, y se combina con él para formar un objeto llamado espacio-tiempo.

Significa que la realidad tiene una nueva dimensión además de altura, longitud y profundidad, la dimensión del tiempo. Es imposible imaginar un espacio de cuatro dimensiones ya que ya es bastante difícil imaginarlo de tres dimensiones.

Cuando miramos las estrellas vemos el universo tal como fue en el pasado por las extraordinarias distancias en que se encuentran y la gran cantidad de tiempo que empleó su luz para llegar a la tierra.

Sin embargo, esta teoría no era consistente con la teoría de la gravedad de Newton, que decía que los objetos se atraían mutuamente con una fuerza dependiente de la distancia entre ellos. Esto significaba que si uno movía uno de los objetos, la fuerza sobre el otro cambiaría instantáneamente, o sea que los efectos gravitatorios deberían viajar con velocidad infinita, en lugar de una velocidad igual o inferior a la de la luz.

Finalmente, Einstein, en 1915 propuso la teoría de la relatividad general, sugiriendo que la gravedad no es una fuerza como las otras, sino que es una consecuencia de que el espacio-tiempo no es plano como se supone, sino que está curvado o deformado por la distribución de la masa y energía en él presente.

La masa del Sol curva el espacio tiempo de tal modo que a pesar de que la Tierra sigue un camino recto en el espacio tiempo cuadridimensional, nos parece que se mueve en una órbita circular en el espacio tridimensional. Este efecto se comprobó en la primera oportunidad que se produjo un eclipse de Sol.

El concepto de un Universo inalterable que siempre existió fue cambiado por el de un Universo dinámico y finito, con un principio y un final pero también eterno, porque algo permanece y a partir de ese algo, todo vuelve a empezar.

Además, la teoría de la relatividad general de Einstein predice la existencia de los agujeros negros, que son regiones del espacio-tiempo donde la curvatura es tan intensa que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de su atracción gravitatoria. Estos fenómenos extremos, que desafían nuestra comprensión intuitiva del universo, han sido confirmados por numerosas observaciones astronómicas.

También es importante mencionar que la teoría de la relatividad general ha tenido un impacto profundo en nuestra comprensión del origen y la evolución del universo. De acuerdo con esta teoría, el universo comenzó con el Big Bang, una explosión de espacio-tiempo que ocurrió hace unos 13.8 mil millones de años. Desde entonces, el universo ha estado en expansión, y esta expansión se está acelerando debido a la misteriosa energía oscura.

En resumen, la teoría del espacio-tiempo de Einstein ha revolucionado nuestra comprensión del universo, proporcionando una nueva perspectiva sobre la naturaleza del tiempo y el espacio y sus interrelaciones. Aunque todavía hay muchos misterios por resolver, como la naturaleza de la energía oscura y la materia oscura, la teoría de la relatividad general sigue siendo una de las piedras angulares de la física moderna.