Todo objeto estacionario viaja a la velocidad de la luz. ¡Y sí, incluso tú!

Albert Einstein, que tuvo grandes conocimientos sobre los principios de la naturaleza, es a menudo considerado como uno de los científicos más importantes de todos los tiempos. Sin embargo, su trabajo tiene un efecto secundario extremadamente desagradable, especialmente para los entusiastas de la ciencia que aspiran a visitar estrellas lejanas en el futuro. Según su idea, la luz viaja a la mayor velocidad posible en el universo. Esto implica que se necesitarán más de diez años para realizar el viaje de ida y vuelta más corto posible hasta la estrella más cercana.

¿Pero cómo funciona eso exactamente? Incluso los fanáticos de la ciencia más conocedores frecuentemente tienen una comprensión incorrecta, o al menos incompleta, de por qué la luz no puede viajar más rápido que el sonido.

La respuesta del libro de texto.

Esta restricción absoluta de la velocidad máxima desafía el sentido convencional, lo que la convierte en un hecho intrigante. Después de todo, se moverá más rápido si pisa el acelerador a fondo mientras su automóvil acelera. Tu coche sólo puede ir a cierta velocidad, pero hay cosas más rápidas en el mundo que eso, como aviones de combate y balas.

Pero pronto, aumentar la velocidad se vuelve ineficaz. No puedes viajar más rápido que aproximadamente 186.000 millas por segundo (o 300.000 km/seg), no importa cuánto lo intentes.

La teoría más aceptada que explica este límite de velocidad cósmica es que la masa crece al aumentar la velocidad del objeto. Y hay cierta lógica en este razonamiento. Después de todo, una montaña es más difícil de empujar que un guijarro. Es obvio que no se puede superar la barrera de la velocidad, ya que hacerlo requeriría energía ilimitada si la masa de un objeto se vuelve infinita a medida que se acerca a la velocidad de la luz.

Esta explicación tiene mucho mérito, e incluso en las aulas de física de las universidades se da con frecuencia de esta manera. (Diablos, incluso ocasionalmente he enseñado eso). Sin embargo, no es la respuesta ideal.

Todo viaja a la velocidad de la luz.

Debemos captar un concepto fundamental de la teoría de Einstein para comprender la verdadera razón por la que es imposible viajar más rápido que la luz. Llegó a la conclusión de que el espacio y el tiempo son más parecidos que distintos, a pesar de lo que nuestra experiencia cotidiana nos haga creer. Sólo hay un objeto, conocido como espacio-tiempo, en lugar del espacio y el tiempo.

Una analogía puede ayudarle a comprender mejor este concepto. Examina cualquier mapa del mundo. La latitud, o el número norte/sur, y la longitud, o el número este/oeste, son los dos números que se pueden utilizar para identificar una ubicación en un mapa. Básicamente hay poca diferencia entre las dos direcciones, a pesar de algunas pequeñas (como el hecho de que hace más calor o más frío a medida que se avanza hacia el norte o el sur).

Es muy parecido en el espacio-tiempo. Las personas tienen la capacidad de viajar a través del tiempo y el espacio, del mismo modo que tienen la opción de moverse hacia el norte, el sur, el este o el oeste.

Aquí está la conclusión importante. Hermann Minkowski, un matemático que fue uno de los profesores de Einstein, examinó la teoría de la relatividad y concluyó que, en su nivel más básico, simplemente afirmaba que cualquier objeto viajaba a través del espacio-tiempo, que es una combinación de espacio y tiempo. La velocidad de la luz es la única velocidad a la que cualquier objeto se mueve a través del espacio-tiempo, como lo demuestran nuevas investigaciones sobre la teoría de Einstein.

Imagínese en un área grande y nivelada, como las salinas de Bonneville en Utah, para comprender mejor esto. Supongamos además que conduce un automóvil con el acelerador bloqueado, lo que le permite acelerar solo a 60 mph (100 km/h).

  Sigamos adelante y demos un paseo ahora. No te mueves ni hacia el norte ni hacia el sur cuando viajas hacia el este a 60 mph. De la misma manera, podrías viajar hacia el norte a una velocidad determinada, pero no podrías viajar hacia el este ni hacia el oeste en absoluto. Alternativamente, puede decidir viajar hacia el noreste a 60 mph, lo que le permitiría viajar alrededor de 42 mph (69 km/h) tanto en dirección este como norte.

En otras palabras, si viajas a cierta velocidad, puedes moverte en cualquier dirección que elijas, pero no puedes moverte más rápido que esa velocidad fija.

En el espacio-tiempo también ocurre lo mismo. En el espacio-tiempo los objetos viajan a la velocidad de la luz. Un objeto en movimiento viaja a través del tiempo a la velocidad de la luz, ya que no se mueve en absoluto en el espacio cuando está estacionario. Además, a un objeto que viaja a la velocidad de la luz en el espacio no le queda ninguna velocidad para viajar en el tiempo.

Por lo tanto, la velocidad de la luz es también lo más rápido que puede viajar por sí solo a través del espacio o el tiempo. Recordemos que esta teoría también explica las peculiaridades de la relatividad, como el hecho de que el tiempo de un objeto se ralentiza a medida que aumenta su velocidad. Cuando un objeto viaja más rápido en el espacio, se mueve más lento en el tiempo.

El límite de velocidad es una dura realidad

Es difícil viajar por el espacio a la velocidad de la luz porque hay que obligar a algo a moverse más en la dirección del espacio que en el tiempo. Y resulta ser un desafío. Sin embargo, sólo podrás superar esa velocidad incluso si tienes éxito.

Esto concluye nuestra discusión. En realidad, siempre te mueves a través del espacio-tiempo a la velocidad de la luz, razón por la cual no puedes cruzar el espacio más rápido que la luz. Lo máximo que puedes hacer es dirigir toda tu energía a viajar a través del espacio, pero después de haber gastado todo tu movimiento en esa dirección, no hay mucho más que mover. Al igual que el automóvil que está limitado a 60 mph, usted ha alcanzado su velocidad máxima.

¿Implica esto que siempre estaremos limitados a viajar a la velocidad de la luz cuando finalmente dejemos la Tierra y viajemos al espacio interestelar? Viajar a la velocidad de la luz requiere 50.000 años para llegar al centro de la galaxia y regresar. ¿Hay algo que podamos hacer mejor?

Lamentablemente, la respuesta es no, al menos no hasta que se realicen más investigaciones. Todas las posibilidades de la ciencia ficción popular para viajar más rápido que la luz, incluidos los motores warp y el hiperespacio, son falsas, o al menos no están en línea con lo que sabemos actualmente sobre las leyes de la naturaleza. Tenga en cuenta que los científicos ya han descubierto fenómenos previamente desconocidos como la radiación y las ondas, por lo que es posible que un descubrimiento altere por completo el curso de la ciencia. Por tanto, supongo que hay esperanza.

Positivamente, ahora puedes argumentar que tu supervisor no está siendo razonable la próxima vez que te critique por no hacer nada más que sentarte ahí porque sabes sobre el espacio-tiempo. Estás viajando lo más rápido que puedes.