Sobre la idea del tiempo en la física

Un rayo ha caído sobre los raíles de nuestro terraplén ferroviario en dos puntos $A$ y $B$ muy distantes el uno del otro. Hago la afirmación adicional de que estos dos relámpagos ocurrieron simultáneamente.

Si le pregunto si esta afirmación tiene sentido, usted responderá a mi pregunta con un rotundo «Sí».

Pero si ahora me acerco a usted con la petición de que me explique el sentido de la afirmación con más precisión, comprobará tras cierta reflexión que la respuesta a esta pregunta no es tan fácil como parece a primera vista.

Después de algún tiempo, tal vez se le ocurriría la siguiente respuesta:

"El significado de la afirmación es claro en sí mismo y no necesita mayor explicación; por supuesto, requeriría cierta consideración si se me encargara determinar mediante observaciones si en el caso real los dos acontecimientos tuvieron lugar simultáneamente o no."

No puedo dar por buena esta respuesta por la siguiente razón.

Suponiendo que, como resultado de consideraciones ingeniosas, un hábil meteorólogo descubriera que el rayo debe caer siempre en los lugares $A$ y $B$ simultáneamente, nos enfrentaríamos entonces a la tarea de comprobar si este resultado teórico está o no de acuerdo con la realidad.

Encontramos la misma dificultad con todas las afirmaciones físicas en las que desempeña un papel la concepción de «simultáneo». El concepto no existe para el físico hasta que tiene la posibilidad de descubrir si se cumple o no en un caso real.

Necesitamos, por tanto, una definición de la simultaneidad tal que esta definición nos proporcione el método por medio del cual, en el caso presente, podamos decidir experimentalmente si ambos golpes de rayo ocurrieron o no simultáneamente.

Mientras no se satisfaga este requisito, me dejo engañar como físico (y por supuesto lo mismo se aplica si no soy físico) cuando imagino que soy capaz de atribuir un significado a la afirmación de la simultaneidad.

(Ruego al lector que no avance más hasta estar plenamente convencido de este punto.)

Después de pensarlo bien durante algún tiempo, usted ofrece entonces la siguiente sugerencia con la que poner a prueba la simultaneidad.

Midiendo a lo largo de los raíles, debe medirse la línea de conexión $AB$ y colocarse un observador en el punto medio $M$ de la distancia $AB$. Este observador debe estar provisto de un dispositivo (p. ej., dos espejos inclinados a $90°$) que le permita observar visualmente ambos lugares $A$ y $B$ al mismo tiempo.

Si el observador percibe los dos relámpagos al mismo tiempo, entonces son simultáneos.