Tiempo en Física
En física, el tiempo es la magnitud fundamental que mide la duración de los sucesos y se expresa en segundos.
En física, el tiempo es la magnitud fundamental que mide la duración de los sucesos y permite ordenarlos como anteriores o posteriores. Su unidad en el Sistema Internacional es el segundo (s) y aparece en casi todas las leyes de la naturaleza, desde la velocidad de un coche hasta la evolución del universo.
¿Qué es el tiempo en física?
Intuitivamente, el tiempo es lo que miden los relojes. En términos físicos, es una magnitud escalar que se mide comparando la duración de un fenómeno con la de otro fenómeno periódico que se toma como patrón: el giro de la Tierra, el vaivén de un péndulo, la vibración de un cristal de cuarzo o la oscilación de un átomo.
Para Newton, el tiempo era absoluto: fluía de igual modo para todos los observadores, con independencia de lo que ocurriera. Con la teoría de la relatividad, Einstein mostró que esa idea es solo una aproximación válida a velocidades bajas: el tiempo transcurre de manera distinta según la velocidad del observador y la intensidad de la gravedad, y forma con el espacio un único continuo, el espacio-tiempo.
Unidad y medida: el segundo
Desde 1967 el segundo se define con relojes atómicos. En la redefinición del SI de 2019 se expresa así: es la duración de 9 192 631 770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133. Los mejores relojes atómicos modernos se desvían menos de un segundo en miles de millones de años.
| Unidad | Equivalencia |
|---|---|
| 1 minuto | 60 s |
| 1 hora | 3600 s |
| 1 día | 86 400 s |
| 1 año | ≈ 3,156 · 10⁷ s |
| 1 milisegundo (ms) | 10⁻³ s |
| 1 nanosegundo (ns) | 10⁻⁹ s |
Existen escalas extremas. El tiempo de Planck, unos 5,4 · 10⁻⁴⁴ s, se considera el intervalo más pequeño con sentido físico en las teorías actuales, y la edad del universo se estima en unos 13 800 millones de años.
El tiempo en las fórmulas físicas
El tiempo es una de las siete magnitudes fundamentales y está presente en las definiciones de otras:
La primera es la rapidez media; la segunda es la aceleración; la tercera relaciona la frecuencia (Hz) con el período (s). La cinemática es la rama que describe el movimiento en función del tiempo.
El tiempo en la relatividad
Un reloj en movimiento marca el tiempo más despacio que otro en reposo, según la dilatación temporal:
Aquí Δt₀ es el tiempo propio (medido en el reloj en movimiento), v la velocidad relativa y c la velocidad de la luz. Además, un reloj en un campo gravitatorio más intenso funciona más despacio. El sistema GPS debe corregir ambos efectos: los relojes de los satélites adelantan por la gravedad menor unos 45 µs al día y atrasan unos 7 µs por su velocidad, un neto de unos 38 µs diarios. Sin corrección, el error de posición crecería varios kilómetros al día.
La flecha del tiempo
Las leyes fundamentales de la mecánica funcionan igual hacia delante que hacia atrás, pero en la vida cotidiana el tiempo parece tener una dirección: un huevo roto no se recompone. Esa asimetría se relaciona con la entropía y con la segunda de las leyes de la termodinámica, según la cual la entropía de un sistema aislado tiende a aumentar. Es la llamada «flecha termodinámica del tiempo».
Ejercicios resueltos
1. La distancia Tierra-Sol es de 1,496 · 10¹¹ m. ¿Cuánto tarda la luz solar en llegar a la Tierra? (c = 3,00 · 10⁸ m/s)
t = d/c = 1,496 · 10¹¹ / 3,00 · 10⁸ ≈ 499 s, es decir, unos 8 minutos y 19 segundos.
2. Se deja caer una piedra desde 20 m de altura. ¿Cuánto tarda en llegar al suelo? (g = 9,8 m/s²)
h = ½·g·t², luego t = √(2h/g) = √(40/9,8) = √4,08 ≈ 2,02 s.
3. La corriente de la red eléctrica tiene una frecuencia de 50 Hz. ¿Cuál es su período?
T = 1/f = 1/50 = 0,02 s (20 ms).
4. Un astronauta viaja a 0,6c durante 10 años medidos en su nave. ¿Cuánto tiempo pasa en la Tierra?
γ = 1/√(1 − 0,36) = 1/0,8 = 1,25. Δt = 1,25 · 10 = 12,5 años.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la unidad del tiempo en el Sistema Internacional?
El segundo (s). Se define a partir de la frecuencia de la radiación del átomo de cesio 133: 9 192 631 770 períodos de una transición hiperfina.
¿Es el tiempo una magnitud fundamental?
Sí. Es una de las siete magnitudes base del SI, junto con longitud, masa, corriente eléctrica, temperatura, cantidad de sustancia e intensidad luminosa.
¿Por qué el tiempo va más despacio a gran velocidad?
Porque lo establece la relatividad especial: la velocidad de la luz es la misma para todos los observadores, y eso obliga a que los relojes en movimiento marquen intervalos más largos vistos desde un sistema en reposo. Se ha comprobado con relojes atómicos en aviones.
¿Qué es la flecha del tiempo?
Es la dirección en la que fluye el tiempo del pasado al futuro. Se asocia al aumento de la entropía en los sistemas aislados.
¿Se puede viajar en el tiempo?
Hacia el futuro, en cierto sentido sí, gracias a la dilatación temporal: un viajero muy rápido envejece menos que quienes se quedan. Viajar al pasado no tiene respaldo experimental y plantea paradojas.
Referencias
- Rovelli, C. El orden del tiempo. Anagrama.
- Tipler, P. A. y Mosca, G. Física para la ciencia y la tecnología. Reverté.
- Bureau International des Poids et Mesures. El Sistema Internacional de Unidades (SI), 9.ª edición.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Tiempo en Física». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/fisica/tiempo-en-fisica/
