TIEMPO Y DISTANCIA

Física - Volumen I - Capítulo 5

Richard P. Feynman

El movimiento:

Sabias que la física al igual que todas las ciencias dependen de la observación. El actual desarrollo de la física a dependido específicamente de las observaciones cuantitativas con la cual se llega a relaciones cuantitativas ("El corazón de la física").

Algunas personas consideran que 1649 fue cuando inició la física con Galileo Galilei, ya que todas las ideas del movimiento antes de esta fecha eran filosóficas y la mayoría de estas ideas fueron presentadas por Aristóteles y otros filósofos griegos de su época.

• EL EXPERIMENTO DE GALILEO:

Galileo fue muy escéptico y no se conformaba con solo un pensamiento filosófico, por ello hizo un experimento para el movimiento. Midió la distancia que recorría una masa esférica en un plano inclinado en un intervalo de tiempo. Para contar este intervalo Galileo uso su pulso, al analizar los resultados se dio cuenta que la distancia recorrida por la esfera era proporcional al cuadrado del tiempo.

El tiempo:   

• ¿Qué es el tiempo?

No existe una definición precisa para el tiempo. Sin embargo, no es importante saber la definición de tiempo, pero sí saber medirla.

• ¿Cómo medir el tiempo?

Una manera es utilizar algo periódico, esto quiere decir que sea repetitivo. Por ejemplo, los días en promedio tienen el mismo "largo". Sin embargo pueden cambiar dependiendo de la estación y otras condiciones. Para medir un periodo de tiempo tendríamos que medirlo con algo más exacto como un reloj de arena o contar cuántas vueltas tendrá que dar el reloj de medio día a medio día (cuando el sol alcanza su punto más alto). A pesar de que esto aparentemente sea regular, no significa que será así en todo el universo ya que este periodo puede aumentar o disminuir dependiendo de su cercanía a un cuerpo poco masivo o muy masivo. Por lo tanto, solo podríamos decir que el tiempo se mide a través de la repetición de un evento aparentemente periódico.

• Tiempos cortos

Galileo determinó que la oscilación de un péndulo se da en intervalos de tiempos iguales, siempre y cuando el tamaña de la oscilación sea pequeña. Un ejemplo es marcar las fracciones de una hora, si dejamos que un péndulo se mueva por una hora encontraremos que oscila tres mil seiscientas veces y esto tendría que pasar veinticuatro veces para considerar un día. Al periodo de este péndulo descrito se le conoce como "segundo".

De esta misma manera podemos dividir un segundo en intervalos más pequeños. Para medir esto se usan péndulos electrónicos llamados osciladores, los cuales contienen una corriente eléctrica que oscila en forma análoga a la oscilación de la lenteja del péndulo, con estos osciladores es posible aumentar o disminuir el tiempo de oscilación. También existen los oscilares de haz electrónico, el cual mide tiempo cortos e indica a través de una pantalla fluorescente la gráfica de la corriente eléctrica o voltaje en función del tiempo.

En la imagen podemos ver la imagen de un osciloscopio donde los periodos van aumentando al pasar la misma cantidad de tiempo (de arriba a abajo). Los osciladores pueden alcanzar periodos tan pequeños como 10⁻¹² segundos. También se ha podido medir intervalos de tiempo más pequeños que los mencionados anteriormente pero se usó un método diferente el cual es observar la distancia entre dos sucesos para un objeto en movimiento. Que matemáticamente sería expresado de la siguiente manera.

t=d/v

El tiempo es igual a la distancia dividida por la velocidad. Con esta relación se pudo hallar el tiempo de vida del mesón (bosón que responde a la interacción nuclear fuerte), el cual fue de 10⁻¹⁶ segundos. Para tiempos más rápidos necesitamos medir a través del periodo de una vibración nuclear.

• Tiempos largos

En el caso de tiempos largos es necesario tener una medida que incluya los segundos, minutos, horas y años. Una de las medidas con más éxito es usar como "reloj" un material radioactivo.

La radiactividad de un material decrece a la mitad de cada vida media. En la actualidad el carbono catorce ayuda a conocer la edad de las cosa. Esta tiene una vida media de cinco mil años y con mucho cuidado se puede medir la edad de un resto de materia después de veinte vidas medias aproximadamente. Es por ello que conocemos objetos con más de cien mil años de antigüedad. Además gracias a la aplicación de esto en el uranio se pudo determinar la edad de la tierra la cual es de 5,5 mil millones de años.