lunes, 12 de enero de 2009

Celeritas Lux

La velocidad de la luz es enorme, pero no infinita. La luz se propaga a 300.000 km/s. El hecho de que la velocidad del sonido sea finita es mucho más evidente porque es muchísimo menor, el sonido se propaga a 300 m/s; esto quiere decir que, si gritáramos frente a una roca situada a 300 metros de nosotros, escucharíamos el eco de nuestra voz 2 segundos más tarde.
Las velocidades tienen la propiedad de, según su dirección relativa, sumarse o restarse. Se trata de un cálculo aritmético muy simple: si se arroja un cuerpo desde un sistema en movimiento, éste adquirirá una velocidad igual a la suma entre la velocidad del sistema y la velocidad relativa entre el cuerpo y el sistema.
Análogamente, si un haz de luz se propaga a 300.000 km/s y un cuerpo lo 'persigue' a 200.000 km/s, éste último debería ver que el haz de luz avanza a 100.000 km/s. Sin embargo, éste lo percibe propagándose a 300.000 km/s. Este resultado es ilógico y contradice el evidente dogma de que las velocidades se suman o se restan. No obstante, está respaldado por el experimento de Michelson-Morley, que estableció empíricamente que la velocidad de la luz es constante cualquiera sea la velocidad o estado del observador (se podría decir que descubrieron que 1+1=1).


Entonces, en el caso anterior del cuerpo persiguiendo el haz de luz, ¿dónde está el error?
Tal vez el tiempo no es el mismo para todos y la contradicción puede explicarse suponiendo que para un observador (estático) transcurrió un segundo mientras que para el cuerpo persecutor, transcurrió un tercio de segundo. Si las cosas fueran así, el cuerpo habría visto efectivamente el haz de luz 100.000 km más adelante, pero al dividir esa distancia por el tiempo transcurrido para éste, le daría el resultado de 300.000 km/s.
Existe otra posibilidad, puede ser que para ambos (observador estático y cuerpo acechante) halla transcurrido 1 segundo pero que las distancias percibidas por uno y otro con respecto al haz de luz difieran. Podría ser que el observador vea el haz de luz 100.000 km más adelante que el cuerpo, pero que éste lo vea a 300.000 km. Dividiendo esta distancia por el tiempo transcurrido, daría, nuevamente, el resultado de 300.000 km/s para la velocidad de la luz.

En otras palabras, o el espacio o el tiempo son relativos. A grandes velocidades, o el espacio se comprime o el tiempo transcurre más lentamente. Son dos posibilidades extremas, pero hay una tercera: una combinación de ambas, el espacio-tiempo relativista se contrae deteniendo el tiempo y comprimiendo el espacio.

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