Principio de equivalencia, gravedad y tiempo.
Como muchos de vosotros ya sabéis los distintos componentes del sistema GPS necesitan usar una base de tiempos común para llevar a cabo sus cálculos.
Dado que la distancia a la que se encuentran los satélites es variable no es posible sincronizarlos desde un único reloj patrón y se hace necesario dotar a todos los componentes de precisos relojes.
La tecnología permite fabricar dichos relojes con la precisión necesaria, sin embargo lo que algunos no saben es que si ponemos juntos a un reloj de los que montan los satélites y a otro de los que montan los equipos de tierra veríamos asombrados que el procedente del satélite se retrasaría cada vez más.
No hay defecto alguno en ninguno de ellos, se ajustan así deliberadamente porque cuando se colocan en su lugar pasan a sincronizarse con total exactitud.
¿Por qué?
El principio de equivalencia de Einstein.
De una manera muy simplificada su enunciado sería:
“En regiones suficientemente pequeñas del espacio, es imposible afirmar si estamos en reposo en un campo gravitatorio o uniformemente acelerados en el espacio vacío”
O lo que es lo mismo si nos encontramos en un ascensor parado en la tierra nos quedaremos pegados al suelo con nuestro peso normal, pero si ese mismo ascensor se encuentra en el espacio y se mueve con una aceleración igual a la gravedad terrestre el efecto sería el mismo.
Esta afirmación no parece chocar con la lógica más fundamental, sin embargo como consecuencia de ella se deduce que el tiempo transcurre más lentamente cuanto mayor es la gravedad, veamos porqué:
Imaginemos una nave espacial de una longitud tal que la luz tarde 1 segundo en llegar desde su proa a su popa. Estando en el espacio un astronauta en la proa envía un destello de luz cada segundo hasta otro astronauta que está en la popa. Evidentemente el segundo recibirá destellos separados 1 segundo entre sí.
Ahora imaginemos que la nave comienza a acelerar, la luz entonces tiene que recorrer una distancia menor hasta la popa porque ésta avanza en dirección a la luz y como consecuencia transcurrirá menos de un segundo desde que se emite hasta que se recibe.
Si la nave mantuviese una velocidad fija la frecuencia de destellos recibida sería de uno por segundo, ya que aunque la distancia a recorrer es menor que estando parada es siempre la misma para todos los destellos.
Pero al acelerar continuamente la distancia a recorrer es cada vez menor y por tanto el tiempo que invierte en recorrerla es también cada vez menor y de esa manera las señales se recibirían en intervalos inferiores a un segundo.
En consecuencia el tiempo parece transcurrir más lentamente para el que está abajo.
Aplicando el principio de equivalencia estar acelerando es como estar sometido a la gravedad y por tanto los relojes próximos a la tierra (estaciones terrestres de GPS) funcionan más lentamente que los que están en órbita (satélites), así es que al fabricarlos hay que ajustarlos de forma diferente para que al situarlos en sus respectivos sitios vayan acompasados.
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