The fundamentals of space-time: Part 1 - Andrew Pontzen and Tom Whyntie

Los fundamentos del espacio-tiempo: Parte 1 - Andrew Pontzen y Tom Whyntie

Traductor: Sebastian Betti Revisor: Daniel Sainz

Space: it's where things happen.

Espacio: es dónde ocurren las cosas.

Time: it's when things happen.

Tiempo: es cuándo ocurren las cosas.

We can measure where things are

Podemos medir dónde están las cosas

and when things take place,

y cuándo ocurren,

but in modern physics,

pero en la física moderna,

we realize when and where

nos damos cuenta de que cuándo y dónde

are actually part of the same question.

en realidad son parte de la misma pregunta.

Because when it comes to understanding the universe,

Porque si se trata de comprender el universo,

we need to replace three-dimensional space plus time

tenemos que reemplazar el espacio tridimensional más el tiempo

with a single concept:

por un concepto solo:

four-dimensional space-time.

el espacio-tiempo de 4 dimensiones.

We'll explore and explain space-time

Exploraremos y explicaremos el espacio-tiempo

in this series of animations.

en esta serie de animaciones.

Animations?

¿Animaciones?

Yeah.

Sí.

Well, we're not very animated are we?

Bueno, no somos muy animados, ¿no?

Sure we are! Look, I can go from here to here.

¡Claro que sí! Mira, puedo ir de aquí a aquí.

Whoa! How'd you get from here to there?

¡Guau! ¿Cómo llegas de aquí a allí?

How fast did you go?

¿Cuán rápido fuiste?

Did you run? Walk?

¿Corriste? ¿Caminaste?

Did you even go in a straight line?

¿Fuiste en línea recta?

Ah! To answer that, you'll need to make our cartoon physics

Para responder eso, tendrás que hacer que la física de caricaturas

look more like physics physics.

se parezca más a la física de la física.

You'll need more panels.

Necesitarás más paneles.

More panels, please!

¡Más paneles, por favor!

Okay, in each panel, Andrew's in a slightly different place.

Bien, en cada panel, Andrew está en un lugar un poco diferente.

So I can see each one records

Por eso puedo ver que cada uno registra

where Andrew is at a different time.

dónde está Andrew en distintos momentos.

That's great. But it would be easier to see

Es genial. Pero sería más fácil de ver

what's going on if we could cut out

lo que ocurre si pudiéramos cortar

all the hundreds of panels and stack them up

los cientos de paneles y apilarlos

like a flip book.

como en un libro.

Right, now let's flip through the book

Bien, ahora pasemos las hojas del libro

so that we can see one panel after another

para poder ver un panel tras otro,

getting through 24 in every second.

pasando 24 por segundo.

See! I told you it was an animation.

¡Vean! Les dije que era una animación.

Now you can see me walking along.

Ahora pueden verme caminando.

Drawing all those panels and putting them into a flip book

Dibujar todos esos paneles y colocarlos en un libro

is just one way of recording the way I'm moving.

es solo una manera de registrar mi manera de moverme.

It's how animation, or even movies, work.

Así funciona la animación e incluso las películas.

As it turns out, at my walking speed,

Resulta que, caminando a mi velocidad,

it takes two seconds to get past each fence post,

me lleva 2 segundos pasar cada poste de la cerca,

and they're spaced four meters apart.

y están espaciados cada 4 metros.

So we can calculate my velocity --

Podemos calcular que mi velocidad,

how fast I'm moving through space - -

cuán rápido me muevo en el espacio,

is two meters per second.

es de 2 metros por segundo.

But I could've worked that out from the panels

Pero lo podría haber calculado con los paneles

without flipping through them.

sin tener que recorrerlos.

From the edge of the flip book,

Desde el borde del libro

you can see all of the copies of the fence posts

pueden verse todas las copias de los postes de la cerca

and all of the copies of Andrew

y todas las copias de Andrew

and he's in a slightly different place in each one.

y él está en un lugar levemente diferente en cada una.

Now we can predict everything that will happen to Andrew

Ahora podemos predecir todo lo que le sucederá a Andrew

when we flip through 24 pages every second,

si pasamos de a 24 páginas por segundo,

including his speed of motion,

incluso su velocidad de movimiento,

just by looking.

con solo mirar.

No need to flip through at all.

No hace falta pasar las hojas.

The edge of this flip book

El borde de este libro animado

is known as a space-time diagram

se conoce como diagrama espacio-tiempo

of Andrew's journey through, you guessed it,

y el paseo de Andrew, adivinaste,

space and time.

el espacio y el tiempo.

We call the line that represents Andrew's journey

La línea que representa el paseo de Andrew

his world line.

es su línea de universo.

If i jog instead of walking,

Si salgo a correr en lugar de caminar,

I might be able to get past a fence post every second.

podría pasar un poste de cerca por segundo.

He's not very athletic.

Él no es muy atlético.

Anyway, when we look at this new flip book from the edge,

Como sea, si miramos este libro desde el borde

we can do the same analysis as before.

podemos hacer el mismo análisis que antes.

The world line for Andrew jogging

La línea de universo para el trote de Andrew

is more tilted over

es más inclinada

than the world line for Andrew walking.

que la línea de universo de la caminata de Andrew.

We can tell he's going twice as fast as before

Se nota que va 2 veces más rápido que antes,

without flipping the panels.

sin recorrer los paneles.

But here's the clever bit.

Pero aquí está la parte inteligente.

In physics, it's always good to view things from other perspectives.

En la física, siempre es bueno ver las cosas desde otras perspectivas.

After all, the laws of physics

Después de todo, las leyes de la física

should be the same for everyone

deberían ser las mismas para todos

or no one will obey them.

o nadie las cumpliría.

So let's rethink our cartoon

Por eso, repensemos nuestras animaciones,

and have the camera follow Andrew jogging along

hagamos que la cámara siga el trote de Andrew

as the fence posts approach and pass behind him.

conforme se aproximan los postes y pasan tras él.

Still viewing it as a flip book of panels,

Seguimos viéndolo como un libro de paneles,

we don't need to redraw anything.

no es necesario volver a dibujar nada.

We simply move all of the cutout frames slightly

Simplemente movemos levemente los cuadros recortados

until Andrew's tilted world line

hasta que la línea inclinada de universo

becomes completely vertical.

se hace completamente vertical.

To see why, let's flip it.

Para ver el porqué, pasemos las hojas.

Yes, now I'm stationery, just jogging on the spot,

Sí, ahora estoy inmóvil, trotando en el lugar,

in the center of the panel.

en el centro del panel.

On the edge of the flip book,

En el borde del libro animado,

my world line was going straight upwards.

mi línea de universo iba directamente hacia arriba.

The fence posts are coming past me.

Los postes de la cerca vienen y me pasan.

It's now their world lines that are tilted.

Ahora son sus líneas de universo las inclinadas.

This rearrangement of the panels is known as a

Este reordenamiento de los paneles se conoce como

Galilean transformation,

transformación de Galileo,

and it lets us analyze physics from someeone else's perspective.

y nos permite analizar la física desde la perspectiva de otra persona.

In this case, mine.

En este caso, desde la mía.

After all, it's always good to see things from other points of view,

Después de todo, siempre es bueno ver las cosas desde otros puntos de vista,

especially when the viewers are moving

sobre todo cuando los espectadores se mueven

at different speeds.

a distintas velocidades.

So long as the speeds aren't too high.

Mientras las velocidades no sean demasiado altas.

If you're a cosmic ray moving at the speed of light,

Si se trata de un rayo cósmico que se mueve a la velocidad de la luz,

our flip book of your point of view falls apart.

nuestro libro de animación de tu punto de vista se desmorona.

To stop that from happening,

Para evitar que eso suceda,

we'll have to glue panels together.

tendremos que pegar paneles entre sí.

Instead of a stack of separate panels,

En vez de una pila de paneles separados,

we'll need a solid block of space-time,

necesitaremos un bloque sólido de espacio-tiempo,

which we'll come to in the next animation.

que veremos en la próxima animación.