The fundamentals of space-time: Part 2 - Andrew Pontzen and Tom Whyntie

Los fundamentos del espacio-tiempo: Parte 2 - Andrew Pontzen y Tom Whyntie

Traductor: Ciro Gomez Revisor: Emma Gon

Light: it's the fastest thing in the universe,

La luz: la cosa más rápida en el universo,

but we can still measure its speed

pero todavía podemos medir su velocidad

if we slow down the animation,

si retrasamos la animación,

we can analyze light's motion using

podemos analizar el movimiento de la luz utilizando

a space-time diagram,

un diagrama de espacio-tiempo,

which takes a flipbook of animation panels,

que toma un librito de paneles de animación,

and turns them on their side.

y lo ponemos de lado.

In this lesson, we'll add the single experimental fact

En esta lección, vamos a añadir el hecho experimental único

that whenever anyone measures just how fast light moves,

de que cada vez que alguien mide la velocidad de la luz

they get the same answer:

obtiene la misma respuesta:

299,792,458 meters every second,

299 792 458 metros por segundo,

which means that when we draw light

lo que significa que cuando dibujamos la luz

on our space-time diagram,

en nuestro diagrama de espacio-tiempo,

it's world line always has to appear at the same angle.

su línea de universo siempre tiene que aparecer en el mismo ángulo.

But we saw previously that speed,

Pero vimos anteriormente que la velocidad,

or equivalently world line angles,

o equivalente los ángulos de las líneas de universo,

change when we look at things from

cambian cuando miramos las cosas desde

other people's perspective.

la perspectiva de otras personas.

To explore this contradiction,

Para explorar esta contradicción,

let's see what happens if I start moving

vamos a ver qué pasa si me empiezo a mover

while I stand still and shine the laser at Tom.

mientras yo me quedo quieto e ilumino a Tom con un láser.

First, we'll need to construct the space-time diagram.

En primer lugar, tendremos que construir el diagrama espacio-tiempo.

Yes, that means taking all of

Sí, eso significa tomar todos

the different panels showing the different moments in time

los diferentes paneles que muestran los diferentes momentos en el tiempo

and stacking them up.

y apilarlos.

From the side, we see the world line

De un lado, vemos la línea de universo

of the laser light at its correct fixed angle,

de la luz láser en su ángulo fijo correcto,

just as before.

al igual que antes.

So far, so good.

Hasta ahora, todo bien.

But that space-time diagram represents Andrew's perspective.

Pero ese diagrama espacio-tiempo representa la perspectiva de Andrew.

What does it look like to me?

¿Qué es lo que parece a mí?

In the last lesson, we showed

En la lección anterior, mostramos

how to get Tom's perspective moving all the panels

cómo conseguir la perspectiva de Tom moviendo todos los paneles

along a bit until his world line is completely vertical.

hasta que su línea de universo sea completamente vertical.

But look carefully at the light world line.

Pero presten atención a la línea de universo de luz.

The rearrangement of the panels

La reordenación de los paneles

means it's now tilted over too far.

significa que ahora está sobreinclinada demasiado.

I'd measure light traveling faster than Andrew would.

Yo mido la luz que viaja más rápido que lo que Andrew haría.

But every experiment we've ever done,

Pero todos los experimentos que hemos hecho,

and we've tried very hard,

y hemos intentado muy duro,

says that everyone measures light to have a fixed speed.

dicen que todo el mundo mide la misma velocidad de la luz.

So let's start again.

Así que vamos a empezar de nuevo.

In the 1900s, a clever chap named Albert Einstein

En la década de 1900, un tipo inteligente llamado Albert Einstein

worked out how to see things properly,

trabajó en la manera de ver las cosas correctamente,

from Tom's point of view,

desde el punto de vista de Tom,

while still getting the speed of light right.

mientras que sigue recibiendo la misma velocidad de la luz.

First, we need to glue together the separate panels

En primer lugar, tenemos que pegar los paneles separados

into one solid block.

en un bloque sólido.

This gives us our space-time,

Esto nos da nuestro espacio-tiempo,

turning space and time into

convertido en espacio y tiempo

one smooth, continuous material.

un material suave y continuo.

And now, here is the trick.

Y ahora, aquí está el truco.

What you do is stretch your block of space-time

Lo que hace es estirar su bloque de espacio-tiempo

along the light world line,

a lo largo de la línea de universo de luz,

then squash it by the same amount,

luego aplastarlo en la misma cantidad,

but at right angles to the light world line,

pero en ángulo recto con la línea del universo de luz,

and abracadabra!

y ¡abracadabra!

Tom's world line has gone vertical,

Línea de universo de Tom se ha vuelto vertical,

so this does represent the world from his point of view,

así que esto sí representa el mundo desde su punto de vista,

but most importantly,

pero lo más importante,

the light world line has never changed its angle,

la línea del universo de luz nunca ha cambiado su punto de vista,

and so light will be measured by Tom

y así la luz medida por Tom

going at the correct speed.

será la velocidad correcta.

This superb trick is known as

Este magnífico truco es conocido como

a Lorentz transformation.

una transformación de Lorentz.

Yeah, more than a trick.

Sí, más que un truco,

Slice up the space-time into

rebana el espacio-tiempo

new panels and you have

en nuevos paneles y tendrás

the physically correct animation.

la animación físicamente correcta.

I'm stationary in the car,

Estoy parado en el coche,

everything else is coming past me

todo lo demás viene a mí

and the speed of light

y la velocidad de la luz

works out to be that same fixed value

resulta ser el mismo valor fijo

that we know everyone measures.

que sabemos que todos medirán.

On the other hand,

Por otra parte,

something strange has happened.

algo extraño ha sucedido.

The fence posts aren't spaced a meter apart anymore,

Los postes de la cerca no están ya espaciados a un metro de distancia,

and my mom will be worried

y mi mamá va a estar preocupada

that I look a bit thin.

que me veo un poco delgado.

But that's not fair. Why don't I get to look thin?

Pero eso no es justo. ¿Por qué no consigo yo verme delgado?

I thought physics was supposed to be the same

Pensé que la física se suponía que era la misma

for everyone.

para todo el mundo.

Yes, no, it is, and you do.

Sí, no, lo es y lo hace.

All that stretching and squashing

Todo el estiramiento y aplastamiento

of space-time has just muddled together

del espacio-tiempo solo acaba juntando todo

what we used to think of separately

lo que solíamos pensar por separado

as space and time.

como el espacio y el tiempo.

This particular squashing effect

Este efecto de aplastamiento particular,

is known as Lorentz contraction.

se conoce como contracción de Lorentz.

Okay, but I still don't look thin.

Está bien, pero yo todavía no me veo delgado

No, yes, you do.

No, sí, lo eres.

Now that we know better about space-time,

Ahora que sabemos más sobre el espacio-tiempo,

we should redraw

debemos redibujar

what the scene looked like to me.

cómo se ve la escena para mí.

To you, I appear Lorentz contracted.

Para ti, yo aparezco Lorentz contraido.

Oh but to you, I appear Lorentz contracted.

Ah, pero a ti, parezco Lorentz contraido.

Yes.

Sí.

Uh, well, at least it's fair.

Uh, bueno, al menos es justo.

And speaking of fairness,

Y hablando de equidad,

just as space gets muddled with time,

así como el espacio se confunde con el tiempo,

time also gets muddled with space,

el tiempo también se confunde con el espacio,

in an effect known as time dilation.

en un efecto conocido como dilatación del tiempo.

No, at everyday speeds,

No, a velocidades de todos los días,

such as Tom's car reaches,

como el coche de Tom que llega,

actually all the effects are much, much smaller

En realidad todos los efectos son mucho, mucho más pequeños

than we've illustrated them.

de lo que nosotros les hemos mostrado.

Oh, yet, careful experiments,

Oh, y sin embargo, experimentos cuidadosos,

for instance watching the behavior of tiny particles

para observar el comportamiento de diminutas partículas

whizzing around the Large Hadron Collider

zumbando alrededor del Gran Colisionador de Hadrones

confirmed that the effects are real.

confirmaron que los efectos son reales.

And now that space-time is

Y ahora que el espacio-tiempo es

an experimentally confirmed part of reality,

una parte confirmado experimentalmente de la realidad,

we can get a bit more ambitious.

podemos ser un poco más ambiciosos.

What if we were to start playing

¿Qué pasaría si tuviéramos que empezar a jugar

with the material of space-time itself?

con el material del propio espacio-tiempo?

We'll find out all about that in the next animation.

Lo sabremos todo esto en la siguiente animación.