Imagina que el universo es un globo de fiesta con pequeñas personas dentro, todas lanzando pequeñas pelotas de béisbol en el centro del globo. Tienen un cubo de pequeñas bolas y las arrojan, una a la vez, a la tierra, que se encuentra en algún lugar del centro. La luz se libera de la misma manera. Cualquier fuente de luz produce pequeños paquetes que llamamos fotones. Realmente salen uno a la vez, y si baja la potencia de una linterna hasta que apenas emite luz, puede detectar paquetes de energía que salen de ella, como las gotas de lluvia. O pelotas de béisbol.
Ahora imagine que el globo se está inflando. Hace que todos los pequeños hombres y todas las cosas dentro del globo se alejen de todo lo demás al mismo tiempo. Todo en el globo ve cualquier otra cosa alejándose de él. Llamamos a esta curiosa observación la Ley de Hubble.
Ahora, para ayudarnos a comprender lo que está sucediendo intuitivamente, imaginemos que el universo se está expandiendo en pasos distintos, al igual que la luz que emerge de una linterna; pequeños cuantos cuantos de movimiento. Y así los pasos van así: cada hombre pequeño lanza una pelota, el globo se hace un poco más grande y la pelota sigue navegando a la velocidad de la luz a través del aire nuevo en el globo. El espacio se expande alrededor de la pelota como si la pelota fuera el centro de su universo: también “ve” todo alejándose de ella a la misma velocidad, y felizmente se mueve a través del nuevo espacio que aparece a su alrededor.
- Si una vela solar viajara a la velocidad de la luz y se dispararan fotones desde un dispositivo conectado a ella, ¿podría romper el límite de velocidad universal?
- ¿Prefieres volar a 1000 veces la velocidad de la luz o teletransportarte a la velocidad del sonido?
- ¿Qué pasaría si la velocidad de la luz se volviera instantáneamente dos veces más rápida?
- ¿Cómo es físicamente posible acelerar el tiempo para una persona en relación con el resto del mundo?
- ¿Cómo puede ocurrir el efecto Doppler en el caso de la luz si la velocidad de la luz es siempre constante con respecto a cualquier observador?
Del ejemplo del globo, podemos entender intuitivamente que incluso si seguimos inflando el globo, introduciendo aire nuevo con cada respiración, las pelotas de béisbol aún alcanzarán sus objetivos. La expansión del globo no los detiene, incluso si una máquina lo expande tan rápido como se lanzan las pelotas de béisbol.
MOVIMIENTO EN ESPACIO AMPLIADO
Como un simple ejemplo, haré un “universo” 2D a continuación. Cada lado es un borde del universo. Cada asterisco a la izquierda es un fotón, y el asterisco en el centro es la Tierra. En cada cuadro, o cuantos de tiempo, agregaré un nuevo espacio a nuestro universo, en pasos, ya sea detrás del fotón, entre el fotón y la Tierra, o detrás de la Tierra. Piensa en un juego de ajedrez; todo se hace en pasos distintos.
Punto de partida:
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1) En nuestro primer “turno” agregamos espacio detrás del fotón, y él se mueve un paso a la derecha:
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2) Ahora agregamos algo entre la Tierra y la bola, pero el fotón aún se mueve y salta sobre el nuevo espacio, manteniendo la distancia sin cambios. Parece que he agregado espacio detrás de él, pero eso es solo porque se movió a la derecha:
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3. Ahora agregamos un trozo de espacio detrás de la Tierra, y nuestro fotón se mueve un trozo hacia la derecha nuevamente:
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Y así hasta que se encuentren.
Eventualmente, detectamos la bola / fotón, a pesar de que se movió a través de todo ese nuevo espacio y tiempo, llegando a nosotros a la velocidad de la luz. Debido a que todos ven que la luz se mueve a la misma velocidad, todo el tiempo, sin importar dónde se encuentren o qué tan rápido se mueva algo. La luz no puede ir a ninguna otra velocidad a través del vacío del espacio. Es raro, lo sé, pero es verdad. Es la observación la que conduce a la teoría de la relatividad, la desaceleración del tiempo a medida que aumenta la velocidad relativa y el conocimiento de que el tiempo y el espacio son realmente una cosa; dos lados de la misma moneda. Muévete en el espacio y el tiempo se ralentiza. Reduzca la velocidad y el tiempo se acelera.
