En primer lugar, en la relatividad especial no existe una noción absoluta de que dos eventos sean simultáneos.
Suponga que desea que dos velocistas comiencen a correr al mismo tiempo. Usas una pistola de arranque. Pero la velocidad del sonido es finita, por lo tanto, para asegurarse de que la competencia sea justa, coloca la pistola de arranque a medio camino entre los velocistas.
Si estás en el espacio, usarías un destello de luz, nuevamente, a medio camino entre dos naves espaciales en competencia. Y de hecho, desde el punto de vista del árbitro que está emitiendo la señal, las naves espaciales encienden sus motores simultáneamente (si no están haciendo trampa).
- Si existe un viaje en el tiempo al pasado, eso significa que de alguna manera podríamos viajar más rápido que la luz para hacerlo. Por lo tanto, estamos contradiciendo nuestro primer axioma de relatividad especial, que en primer lugar explica la dilatación del tiempo. ¿No estamos en un bucle lógico?
- Si pudieras viajar más rápido que la luz, ¿qué harías?
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Pero las cosas se ven diferentes desde la perspectiva de otro cohete que está pasando muy rápido entre las dos naves espaciales. Para ellos, las naves espaciales y el árbitro se mueven muy rápido. Entonces, cuando la luz parpadea, ven una nave espacial corriendo hacia la luz y la otra huyendo de ella. El que corra hacia él, verá el flash antes y encenderá sus motores primero. Esto se debe a que, aunque la linterna se mueve, no imparte su velocidad a la luz que emite. La luz no puede ir más rápido que, bueno, la velocidad de la luz, en cualquier marco de referencia. Y eso incluye el marco de referencia del cohete que pasa.
Ahora imagine que hay otro cohete más observando a la competencia, este moviéndose en la dirección opuesta. Esos observadores verán que los eventos se desarrollan en el orden opuesto. Verán que la segunda nave espacial enciende sus motores primero.
Entonces las nociones “antes” y “después” son relativas; pero solo entre eventos que no pueden influenciarse entre sí, como el encendido de los dos motores. Por otro lado, en cada marco de referencia, el destello de luz ocurre antes de que las dos naves espaciales enciendan sus motores. Hay una relación causal entre esos eventos.
¿Cual es la diferencia? Dos eventos solo pueden estar en una relación causal si la distancia (espacial) entre ellos dividida por la diferencia de tiempo entre ellos es menor que la velocidad de la luz. (En otras palabras, uno podría observarse desde el otro.) Si esto es cierto en un marco de referencia, será cierto en cada marco de referencia, a pesar de que diferentes observadores pueden ver diferentes distancias (acortamiento relativista) y tiempos (dilatación del tiempo) . Las matemáticas simplemente funcionan de esta manera.
Por el contrario, si la distancia espacial entre dos eventos divididos por la diferencia de tiempo es mayor que la velocidad de la luz, los eventos no pueden estar causalmente relacionados y aparecerán en diferentes órdenes temporales en diferentes marcos de referencia.
Esto es muy importante: los eventos causalmente conectados siempre ocurren en el mismo orden desde cualquier punto de vista. Porque siempre precede al efecto.
Ahora, imagine que tiene una bala que puede ir más rápido que la luz. El disparo es un evento, la bala que golpea un jarrón es otro evento. La distancia espacial entre estos dos eventos dividida por la diferencia de tiempo es mayor que la velocidad de la luz. Significa que puede haber observadores que verán estos eventos desarrollarse en orden inverso. Observarán el destrozo del jarrón antes de disparar. Observarán la ruptura de la causalidad.