La gran revelación de Einstein fue que el tiempo y el espacio son componentes inseparables del mismo tejido. La observación física nos dice que las galaxias distantes se están alejando de nosotros a un ritmo acelerado, y debido a la dificultad (¿imposibilidad?) de definir un sistema de coordenadas donde las cosas tienen coordenadas bien definidas mientras se alejan unas de otras sin cambiar la métrica en el espacio, interpretamos que esto significa que el espacio mismo se está expandiendo.
Debido a que el espacio y el tiempo están tan directamente entrelazados, ¿es posible que el tiempo también se esté expandiendo? ¿O tal vez podría estar contrayéndose?
La respuesta simple es que no, el tiempo no se expande ni se contrae.
La respuesta complicada es que cuando describimos el universo partimos de la suposición de que el tiempo no se expande ni se contrae. Es decir, elegimos nuestro sistema de coordenadas para que la dimensión del tiempo no cambie.
No dices si estás en la escuela o la universidad o lo que sea, pero supongo que has oído hablar del teorema de Pitágoras para calcular la distancia, , entre dos puntos y :
Bueno, en relatividad especial tenemos que incluir el tiempo en la ecuación para obtener una distancia de espacio-tiempo:
y en la relatividad general la ecuación se vuelve aún más complicada porque tenemos que multiplicar el , , etc. por factores determinados por una cantidad llamada métrica, y generalmente denotada por :
donde el puede incluir términos cruzados como , por lo que todo puede ponerse muy peludo. Para poder hacer los cálculos normalmente buscamos formas de simplificar la expresión, y en el caso particular del universo en expansión asumimos que la ecuación tiene la forma:
donde el incluye todos los términos espaciales. La función es un factor de escala, es decir, aumenta o disminuye la contribución de la , y , y es una función del tiempo, por lo que el factor de escala cambia con el tiempo. Y aquí es donde obtenemos el universo en expansión. Es porque cuando resuelves las ecuaciones de Einstein para un universo isótropo homogéneo puedes calcular y encuentras que aumenta con el tiempo, y eso es lo que queremos decir con la expansión.
Sin embargo, el El término no está escalado, por lo que el tiempo no se expande (o contrae).
¿Cómo podría alguien dentro del espacio-tiempo medir la expansión de la dimensión temporal en la que participa? Podría expandirse durante todo el día, pero hacia el interior el tiempo fluye constantemente.
No soy cosmólogo ni físico, pero todo lo que he aprendido sobre la gravedad, la energía, los fotones de impulso y la expansión universal durante unos 15 años de estudio en el tiempo libre me dice que la dilatación de la longitud a medida que el universo se expande debe ir acompañada de la contracción del tiempo.
Creo que el tiempo se contrae en el mismo porcentaje en un segundo que la longitud se contrae en un metro. Al hacerlo, la tasa de aumento de la energía respecto a la distancia es igual a su tasa de disminución de la cantidad de movimiento respecto al tiempo y no hay fuerza neta y, por lo tanto, no se realiza trabajo a medida que el universo se expande, debido a la expansión.
Esto es casi exactamente lo contrario del efecto de la gravedad.
Cuando hacemos observaciones del corrimiento al rojo cosmológico, vemos una dilatación de longitud que cumple con nuestras expectativas, y no parece haber ninguna contracción de tiempo. Pero no olvides que el tiempo debe contraerse c veces más lentamente de lo que se dilata la longitud, es decir, como se propone arriba se contrae la misma cantidad en un segundo, que son c metros de recorrido, como la longitud se dilata en un metro. Es virtualmente insignificante en relación con la dilatación de la longitud.
Si no me equivoco, entonces lo que observamos es el efecto neto de la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud debido a la gravedad, combinado con la contracción del tiempo y la dilatación de la longitud debido a la expansión universal.
En las regiones de mayor densidad de masa, dentro de las galaxias, domina la gravedad, y el efecto de la expansión hace que la gravedad parezca más débil de lo que realmente es. En el espacio intergaláctico, el efecto de expansión es dominante. Entonces, cuando miramos un fotón que ha estado en un viaje relativamente corto, no parece haber sido afectado por la expansión, pero uno que ha estado en un viaje intergaláctico sí lo está.
Dado que lo que la ciencia nos dice es que el espacio-tiempo se expandió en todas las direcciones desde la singularidad, entonces es lógico suponer que todavía continúa emitiendo, si se quiere, desde la materia hasta el día de hoy. Pero dado que toda la materia se ha dispersado, se puede decir que todos los cuerpos masivos, incluidas las partículas subatómicas, (excepto los sin masa) emiten espacio-tiempo. Esto explica la dilatación del tiempo donde la gravedad está presente, ya que la gravedad ralentiza la emisión del espacio-tiempo solo para acelerarla nuevamente como luz a través del vidrio. Creo que el espacio-tiempo es emitido por toda la materia a la velocidad de la luz y, por lo tanto, es esta emisión la que transporta todas las partículas sin masa, como los fotones. En otras palabras, los fotones no tienen masa y cuando se emiten desde el electrón, el espacio-tiempo que se expande desde el electrón recoge y transporta el fotón a la velocidad de la luz. Aunque esto es solo una teoría.
Cineed Simson