El mundo en el que vivimos es extraño, pero se vuelve aún más extraño cuando viajamos a la velocidad de la luz, veréis.
No es la primera vez que vamos a hablar de la teoría de la relatividad de Einstein y lo que ocurre cuando viajamos a la velocidad de la luz, pero esta vez vamos a ir poco a poco explicándolo todo detenidamente. Para empezar hay que tener bien claro que el tiempo y el espacio no son constantes como nos pensamos; la distancia entre dos puntos varía según la velocidad a la que nos movamos, y lo mismo pasa con la velocidad a la que pasa el tiempo, no es siempre la misma.
Esto es lo más importante que ocurre cuando vamos a la velocidad de la luz y la causa de todos los efectos raros que vamos a ver a continuación. Como siempre tenemos que mencionar que es imposible que viajemos a la velocidad de la luz porque necesitaríamos energía infinita, pero como podemos acercarnos a esa velocidad todo lo que queramos y los efectos son los mismo, no vamos a ponernos técnicos ni puntillosos a lo largo de este artículo.
Galileo shot first: La Relatividad de la que nadie habla
¿Qué sentimos cuando viajamos a la velocidad de la luz?
La respuesta rápida es: NADA. Uno de los principios más antiguos de la física (la relatividad de Galileo) establece que es imposible distinguir entre dos marcos de referencia que se mueve a velocidad constante. Esto quiere decir que mientras no aceleremos, da igual la velocidad a la que nos movamos, nosotros no tendremos sensación de velocidad ni podremos hacer ningún experimento que nos permita saber que viajamos a la velocidad de la luz. Es por eso que los efectos siempre deben compararse con otra persona, una que por ejemplo se quede en la Tierra.
¿Funcionarían las luces de un coche a la velocidad de la luz?
La velocidad de la luz es mucha velocidad, pero si pudieramos alcanzarla con un coche con la sluces encendidas ¿veríamos la luz? ¿Sería útil encenderlas?
Asumiremos que la velocidad de la luz la alcanzamos con una aceleración suave, que no nos mate; o directamente que ya viajamos a la velocidad de la luz ya que así evitamos un montón de problemas con la aceleración que son matemáticamente complicados, pero son mucho menos interesantes desde el punto de vista divulgativo. Así que la situación es la siguiente: Viajamos a la velocidad de la luz, tenemos un amigo que está en la Tierra y que nos servirá como referencia, la diferencia entre nuestro tiempo y nuestro espacio y los suyos va a dar lugar a situaciones muy curiosas.
El tiempo y el espacio y cómo cambian cuando viajamos a la velocidad de la luz
Cuando viajamos a la velocidad de la luz o casi a la velocidad de la luz el tiempo pasa mucho más despacio para nosotros que para nuestro amigo en la Tierra. No es que nosotros lo notemos, porque ya hemos visto antes que para nosotros todo sigue igual, pero cuando nos crucemos con él veremos que él ha envejecido mucho más que nosotros. Además las distancias las vemos diferentes, para nosotros las distancias entre puntos se vuelven más cortas, pero esto es algo que, una vez más, no podemos ver porque cualquier regla que llevemos también se encogerá en la misma proporción que el resto de distancias.
¿Por qué hay galaxias que se alejan de nosotros más rápido que la velocidad de la luz?
Existen galaxias que se alejan de nosotros más rápido que la velocidad de la luz. Esto parece violar la teoría de la relatividad de Einstein, pero no.
Hay que recordar que esto no significa que veamos la realidad distorsionada por un fallo de nuestros sentidos, sino que cuando viajamos a la velocidad de la luz la distancia y el tiempo realmente varían. Durante casi un siglo que hace que Einstein nos dejó su teoría de la relatividad, cientos de experimentos han confirmado que estos efectos son reales y medibles, no una ilusión o un truco matemático. Pero de todos los efectos que ocurren cuando viajamos a la velocidad de la luz, el más curioso de todos es lo que ocurre cuando nuestro amigo y nosotros contemplamos el mismo evento.
La paradoja del tren y las cuchillas en el túnel
Pongamonos en la siguiente situación: estamos en un tren y viajamos a la velocidad de la luz y nos aproximamos a un túnel que mide exactamente lo mismo que el tren. Desde fuera nuestro amigo, que está quieto, nos ve. El túnel tiene colocadas unas cuchillas en la entrada y la salida; las cuchillas bajarán y subirán instantáneamente cuando el tren esté en el túnel. La pregunta que nos importa a todos es: ¿Cortarán las cuchillas el tren o saldremos ilesos porque viajamos a la velocidad de la luz?
La respuesta es complicada porque desde el punto de vista de nuestro amigo, como viajamos a la velocidad de la luz, el tren es más pequeño que el túnel (que está quieto) y por tanto cabremos dentro del túnel sin problema y las cuchillas no nos impedirán seguir nuestro camino en paz. Sin embargo desde nuestra perspectiva, el túnel es el que se mueve hacia nosotros y por tanto nos parece mucho más corto que el tren, lo que nos hace sospechar que nuestro viaje va a tener un final repentino. Pero aunque pasan cosas raras cuando viajamos a la velocidad de la luz, lo que nunca puede pasar es que las cuchillas corten y no corten el tren a la vez. ¿Qué ocurren entonces realmente?
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La realidad es muy extraña y la solución es que las cuchillas no nos cortan el tren (respirad hondo, que ahora viene lo extraño) para nuestro amigo fuera todo ocurre como esperamos: el tren entra en el túnel, las cuchillas bajan y suben mientras el tren está dentro del túnel y seguimos nuestro camino sin problema. Para nosotros sin embargo lo que ocurre es que cuando entramos en el túnel la primera cuchilla se cierra y abre, sin cortar el tren, y cuando el final del tren ya ha entrado en el túnel, la segunda cuchilla baja y sube sin cortarnos. Y es que cuando viajamos a la velocidad de la luz el concepto de simultaneidad se vuelve demasiado flexible. Para entender mejor esta paradoja os recomiendo ver el video de Sity Symbols sobre estas líneas.
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