En los universos de ciencia ficción, viajar por la galaxia es muy fácil: simplemente active la unidad de “deformación” o “hipervelocidad”, y listo, navegue por el cosmos a varias veces la velocidad de la luz. Pero volviendo a la realidad, a todos nos han enseñado que la velocidad de la luz es una estricta ley de tránsito que no se puede violar. Esto es cierto, pero un poco engañoso.
La teoría de la relatividad especial de Einstein, publicada por primera vez en 1905, afirmaba que la velocidad de la luz es constante (300 millones de metros por segundo), sin importar quién la mida. Siempre es lo mismo si estás en movimiento o en reposo. Esta línea de pensamiento es muy diferente a la que estamos acostumbrados a experimentar. Por ejemplo, si intenta medir la velocidad de un automóvil que se aproxima desde un vehículo en movimiento, termina obteniendo la velocidad combinada de ambos automóviles. Es por eso que los policías deben permanecer estacionados. La luz es diferente, porque no importa lo que estés haciendo, siempre va a la misma velocidad.
La velocidad de la luz nos afecta más de lo que nos damos cuenta: nos ayuda a comprender la diferencia entre causa y efecto. Si las cosas pudieran moverse más rápido que la luz por la que las vemos, estaríamos en experiencias extrañas. Si fueras un receptor tratando de atrapar una bola rápida superluminal, podrías sentir que la pelota golpea tu guante incluso antes de que el lanzador comience su liquidación: el efecto antes de la causa. Esto se debe a que la imagen del objeto viajaría a la velocidad de la luz, arrastrando el béisbol más rápido como el sonido más lento de los rastros de un trueno después de la imagen del rayo.
- ¿Cuánto tiempo tomaría viajar 40 años luz al 70% de la velocidad de la luz?
- ¿Cuánto tiempo de dilatación tenemos en la tierra que el espacio vacío (donde no hay objetos masivos alrededor)?
- ¿Puedes determinar la velocidad radial de un planeta conociendo la curva de velocidad radial de una estrella? No creo que puedas.
- ¿Existe una velocidad teórica más rápida que la velocidad de la luz?
- La luz tarda en llegar a algún lado. ¿Esto significa que el tiempo es de alguna manera más rápido que la luz?
Ahora que tenemos un gusto por la teoría de Einstein, sabemos que las pelotas de béisbol no van más rápido que la velocidad de la luz. ¿Pero hay algo que pueda? Resulta que la velocidad de la luz es solo un límite para los objetos, como las pelotas de béisbol, a medida que se mueven por el espacio. Sin embargo, el movimiento del espacio en sí mismo puede hacer que la velocidad de la luz parezca lenta.
Justo después del Big Bang, el universo tuvo un crecimiento monstruoso llamado inflación. Todo terminó en menos de una billonésima parte de una billonésima de segundo, pero el universo creció exponencialmente en ese breve momento, duplicando repetidamente su tamaño. Al final de la inflación, aunque el universo era aún más pequeño que un automóvil, el borde exterior había viajado muchas veces más rápido que la velocidad de la luz. Desde entonces, el universo ha continuado su expansión, pero a un ritmo más razonable y constante.
Este crecimiento ultrarrápido parece contradecir lo que acabamos de discutir, pero tiene sentido si comprende la distinción entre expansión y movimiento. Cuando los astrónomos dicen que el universo se está expandiendo, están hablando del concepto bastante abstracto del espacio-tiempo. Básicamente, el espacio-tiempo son las tres dimensiones físicas de nuestra existencia: longitud, amplitud y profundidad, combinadas con la dimensión adicional del tiempo; piense en ello como una rejilla de alambre que conecta cada parte del universo con cualquier otra parte. Cuando decimos que un objeto tiene movimiento, nos referimos a su cambio de posición en relación con la cuadrícula espacio-tiempo. La velocidad de la luz es solo una restricción para los objetos que existen dentro del espacio-tiempo, no para el espacio-tiempo en sí.
Para visualizar mejor la teoría, los astrónomos a menudo ilustran el universo en expansión como una barra de pan de pasas que se eleva en el horno. Las pasas son galaxias y la masa ascendente representa el espacio-tiempo. A medida que la masa se expande, las galaxias de pasas se encuentran más separadas entre sí, a pesar de que no se mueven en relación con la masa entre ellas.
Ahora imaginemos que hay un escarabajo en el pan y comienza a arrastrarse hacia una pasa lejana (no te preocupes, de todos modos no lo vamos a comer). El escarabajo representa cualquier cosa dentro del espacio, como pelotas de béisbol, naves espaciales o fotones. Cuando el escarabajo excava el pan, se mueve en relación con la masa y todas las demás pasas. La velocidad de la luz limita qué tan rápido puede viajar el escarabajo, pero no qué tan rápido puede subir el pan. El hecho de que la expansión del espacio pueda romper el límite de velocidad, no significa que podamos ir más rápido de lo que Einstein dijo que podríamos.
Entonces, aunque la velocidad de la luz sigue siendo una barrera inquebrantable para aquellos de nosotros dentro del universo, no puede limitar la expansión del espacio-tiempo en sí. El universo sigue expandiéndose, pero la velocidad de la luz limita cuánto podemos ver y qué tan rápido podemos movernos. Puede que no sea justo, pero eso es física.
Fuente: ¡Eso parece imposible!
