Dilación del tiempo

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El fenómeno de dilatación del tiempo describe la observación de que una partícula inestable que se mueve rápidamente parece existir más tiempo que la misma partícula en reposo. Según la Teoría de la Relatividad, esto se debe al hecho de que la partícula que se mueve rápido tiene un “reloj” que late más despacio. La dilatación del tiempo se observa en la radiación cósmica. La radiación cósmica está compuesta por partículas como el μ-mesón. El μ-mesón tiene una vida media esperada de 2,2 microsegundos (millonésimas de segundo).

Los mesones que entran en la atmósfera terrestre tienen una velocidad muy cercana a la velocidad de la luz. Los mesones son detectados y llevados a detenerse. A una altitud de 2,000 metros sobre el nivel del mar se observa un promedio de 568 mesones por hora. Con una velocidad cercana a la luz, los mesones tardan aproximadamente 6,6 microsegundos en alcanzar el nivel del mar. El tiempo necesario para llegar al nivel del mar es, con 6,6 microsegundos, 3 veces la vida media esperada, de modo que se esperaría que un promedio de 1/8 (1/2 al cubo) de las partículas a 2,000 metros sobre el nivel del mar lleguen al nivel del mar. Así que se podría esperar medir 71 mesones allí. El número de mesones medidos es, sin embargo, 412, casi 6 veces el número esperado. Evidentemente los mesones viven más tiempo cuando se mueven.

La explicación de la Teoría de la Relatividad es que el tiempo debe corregirse según la transformación de Lorentz. Evidentemente los mesones experimentan un tiempo más corto que nosotros. La transformación del tiempo según la Teoría de la Relatividad es:

con t’ el tiempo que el mesón experimenta nuestro tiempo t. Según este enfoque, los mesones se mueven a una velocidad de aproximadamente 0.985 veces la velocidad de la luz c. ¿Es esta la confirmación experimental de la relatividad del tiempo? No, es solo una argumentación consistente desde la perspectiva de las consecuencias teóricas de la SRT. Esta argumentación asume que el tiempo de desintegración del mesón que se mueve rápidamente es el mismo que el tiempo de desintegración de los mesones obligados a detenerse.

Estamos discutiendo el éter. Ahora hay interacción entre el mesón en movimiento, con una carga igual a la del electrón, y el éter. La energía del movimiento es muy alta, tan alta que 1 mesón puede convertirse en casi 6 mesones cuando la energía cinética se utiliza para crear nuevos mesones.

El electrón puede expulsar la energía de oscilación, la energía cinética transformada, cuando se detiene. El electrón no se desintegrará porque es extremadamente estable. El mesón, sin embargo, no es estable. Se desintegra en microsegundos.

Cuando se fuerza al mesón a detenerse, la energía cinética hará que el mesón entre en oscilación; como el electrón. Sin embargo, el mesón no puede expulsar la energía de oscilación. El tiempo de desintegración de una partícula inestable depende de la energía excedente, comparado con la situación más estable. La situación más estable es el reposo, lo que significa 0 grados Kelvin.

El mesón de movimiento rápido está en reposo con el ether. El tiempo de desintegración de una partícula inestable disminuirá cuando la energía desbordante, la temperatura, aumente. La energía cinética estimulará a la partícula a una oscilación cuando se detenga. La vida útil del mesón debe reducirse, cuando se le fuerza a un “reposo”.

Con ether la conclusión de que el tiempo es relativo cuando se observa la dilatación del tiempo de los mesones es prematura. Con ether no se puede asumir que la vida útil de partículas inestables permanezca igual después de que la energía cinética de la partícula de rápido movimiento se transfiera a energía de oscilación.

Al contrario, la vida media debe disminuir. Se espera que la desintegración radiactiva dependa de la energía desbordante: la energía térmica. λ se espera que sea proporcional a la energía térmica excesiva:

λ=λ_o(Ed+Ek)/Ed

donde λ_o es la constante de desintegración a 0 grados Kelvin, Ek la energía cinética transferida a la partícula en forma de oscilación y Ed es la energía de desintegración necesaria.

La dependencia de la temperatura de la desintegración radiactiva normal será difícil de medir, porque la energía térmica de la partícula es muy baja comparada con la energía de desintegración (Ek<<Ed).

El mesón, muy inestable, y que se mueve a velocidad extrema, tendrá una energía de oscilación añadida que influirá seguramente en su vida útil. Desde este punto de vista, la dilatación del tiempo observada ya no es consecuencia de la relatividad del tiempo. La diferencia de tiempo, por mucho que parezca ordinaria, es muy comparable con la disminución del tiempo de reacción química cuando la temperatura aumenta.

Próximo capítulo:  El protón y el neutrón