La mayoría de los biólogos y profesionales médicos estarían de acuerdo en que esquiar y correr puede retrasar el envejecimiento. Esto se debe esencialmente al impacto positivo directo en el cuerpo debido al buen ejercicio y la buena forma física. Sin embargo, existe un efecto mucho más sutil en esta dirección porpunto de vista del matemático y del físico.
Como la mayoría de ustedes ya saben, el tiempo y la relatividad tienen una conexión única entre ellos. Hubo un momento en la historia en que casi nadie del público en general entendió la teoría especial de la relatividad de Einstein formulada en 1905. Inicialmente, solo algunos matemáticos y físicos podían descifrarsus ecuaciones y comprender el concepto de dilatación del tiempo en un cuerpo en movimiento. La dilatación del tiempo significa que un reloj que se mueve en relación con un observador se medirá para marcar más lentamente que un reloj que está en reposo en el propio marco de referencia del observador.
En pocos años, más científicos y más personas de la audiencia en general comenzaron a comprender y apreciar la importancia de su resultado. La dilatación del tiempo, el experimento de la paradoja gemela, los dibujos animados del reloj, etc., se convirtieron en el tema del día.
En 1915, a Einstein se le ocurrió la teoría general de la relatividad que desconcertó aún más a los académicos y laicos. Solo un puñado de matemáticos y físicos en ese momento podía digerir su concepto de explicar la gravedad al unificar el espacio y el tiempo en un tejido matemático usando un tensorcálculo. En años posteriores, la gente comenzó a notar y medir el efecto de los campos gravitacionales en el paso del tiempo. En el mundo de hoy, estas son teorías bien establecidas y probadas en el tiempo que incluso obtienen menciones ocasionales en los cómics de ciencia ficción y la ciencia ficción populares.películas.
Los peligros de subir las escaleras
El año pasado, un artículo en el Titan.uio.no noruego se centró en esta parte de la relatividad general. Esto tiene que ver con la aceleración del paso del tiempo es decir, el tiempo corre más rápido debido al cambio en el campo gravitacional cuando subes una montaña osubir escaleras! Técnicamente, esto se debe al cambio en la curvatura del espacio-tiempo cuando te alejas del centro de la Tierra. Es recomendable que Noruega sea uno de los pocos países donde tratan de incluir aspectos de la teoría general de la relatividad enlos planes de estudio para la formación de estudiantes de escuelas y universidades.
El resumen simple del resultado anterior es: si alguien pasa décadas de su vida de manera constante en algunos picos de montañas muy altas como el Himalaya, uno envejecería más rápido en unos cientos de microsegundos; el recuento exacto depende de la altura específica y los tiempos respectivosgastado alrededor de 100 microsegundos por década a 3000 metros por encima. Una precisión de microsegundos de orden en un lapso de una década es algo que se puede lograr con los relojes atómicos de cesio modernos. Por lo tanto, este es un rango medible de manera realista en los tiempos actuales si plantaun reloj cada uno en la cumbre y la base de la montaña.
Las ventajas de ser un esquiador
Sin embargo, si eres noruego, existe un efecto contrario interesante desde el lado relativista especial. ¡Una suposición ciega de que todos los noruegos esquían mucho y corren mucho no está muy lejos de la realidad!
Para un profesional de esquí de primer nivel, suponiendo velocidades típicas de aproximadamente 100 km / h y una duración de una carrera de aproximadamente 2 minutos, uno gana aproximadamente medio picosegundo. Suponiendo una carrera activa de esquí que abarca una década aproximadamente 1000 carreras,la persona envejecería menos aproximadamente medio nanosegundo.
Para un esquiador / corredor recreativo, décadas de carrera y entrenamiento de esquí generarían unos pocos nanosegundos durante la vida útil promedio de un noruego suponiendo que una velocidad promedio de esquí recreativo / carrera de 12 km / h, ganar un nanosegundo requeriría aproximadamente 5000horas de entrenamiento, que se puede lograr fácilmente en una vida promedio de una persona nórdica.
Una medición de tiempo de precisión de nanosegundos durante décadas puede sonar como una hazaña imposible en el nivel de ingeniería convencional con el que estamos familiarizados. Sin embargo, el nivel de sofisticación que existe hoy en la vanguardia de la ingeniería y la instrumentación es bastante notable.
El último ejemplo es el experimento LIGO que ganó el premio Nobel de física este año. La configuración experimental es una maravilla tecnológica capaz de detectar ondas en el espacio-tiempo que provocan cambios del orden de una décima parte del tamaño de unnúcleo atómico. Además, la observación que trajo el Nobel fue un evento de colisión que ocurrió hace 1.300 millones de años entre dos agujeros negros con masas cada una de aproximadamente 30 veces la de nuestro Sol. Esta medición en sí misma muestra los estándares de precisión y niveles de precisión en los modernosinstrumentación científica. Esto se aplica también a los últimos relojes atómicos.
El tiempo de medición se ha vuelto más fácil
Más pertinente para esta discusión es el advenimiento de los relojes de celosía óptica, que tienen una precisión de aproximadamente un segundo en 13.8 mil millones de años es decir, la edad del universo, o equivalente, aproximadamente un nanosegundo por década.
Claramente, medir un cambio de tiempo en escala de nanosegundos resultante de muchos años o décadas de esquí de alta velocidad o carrera de larga distancia no está irremediablemente fuera del alcance de la tecnología actual.
los gemelos astronautas ya no tienen la misma edad
Además, este concepto central fue probado con hermanos gemelos astronautas el año pasado. Uno de los gemelos, Scott Kelly, un astronauta de la NASA, pasó 340 días a bordo de la Estación Espacial Internacional mientras su hermano gemelo Mark Kelly estaba disfrutando su vida en tierra es decir, el planetaTierra.
La Estación Espacial Internacional está a unos 400 km de la superficie de la Tierra y, por lo tanto, el astronauta envejecerá más rápido en aproximadamente 1.1 milisegundos durante este período debido al efecto de curvatura espacio-tiempo como se discutió en el caso de las montañas.
Sin embargo, el astronauta corría a unos 28,000 km / h alrededor de la Tierra durante este período una versión más rápida del esquí. Esto lleva a un efecto contrario que estima que el astronauta en el transbordador envejeció más lento en aproximadamente 9.6 milisegundos debido a este altovelocidad.
El efecto neto es que el astronauta envejeció más lento ¡o ganó un poco de tiempo! Aproximadamente 8.5 milisegundos durante este período, ¡lo cual es una buena razón para celebrar!
Resulta que, en órbitas terrestres bajas, la desaceleración relativista especial domina sobre la aceleración gravitacional: los dos efectos se vuelven más o menos iguales cuando el radio orbital de la nave espacial es 1.5 veces el radio de la Tierra. Cualquier astronauta que orbita en un radio mayor lo haría enhecho envejece más rápido que sus colegas en la Tierra. Se ha realizado un cálculo similar para los viajeros aéreos frecuentes.
De manera realista, por supuesto, hay efectos mucho más serios a considerar, como una mayor exposición a la radiación, desafíos de gravedad cero, cambios de ritmo biológico y problemas dietéticos a bordo de los transbordadores espaciales y, por lo tanto, no solo los relojes son importantes para la salud y el bienestar generalser de un humano !!!
¡Pero con el esquí y la carrera regulares solo en altitudes bajas!, Ciertamente está disminuyendo el envejecimiento ¡tanto en lo que se refiere a la condición física como a nivel relativista! ¡Sin todos estos efectos negativos del espacio! ¡Como dicen, cada pequeño cuenta!
Sobre los autores
Aswin Sekhar es un astrofísico con sede en CEED, UiO y Amol Patwardhan es un físico de alta energía con sede en la Universidad de Wisconsin, Madison, EE.UU .. Sekhar reconoce el proyecto Crater Clock 235058 / F20 con sede en CEED a través de los Centros deProyecto de esquema de excelencia número 223272 CEED financiado por el Consejo de Investigación de Noruega y USIT UNINETT Sigma2 asignación de recursos computacionales a través de Notur.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Oslo, Facultad de Matemáticas y Ciencias Naturales . Original escrito por Aswin Sekhar y Amol Patwardhan. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cita esta página :