“…mis ojos habían visto ese objeto secreto y conjetural, cuyo nombre usurpan los hombres,
pero que ningún hombre ha mirado: el inconcebible universo“
Jorge Luis Borges
Héctor Rago
En 1905 la relatividad nos enseñó que un objeto por mucho que se acelere jamás podrá alcanzar la velocidad de la luz. Por ejemplo en el más poderoso de los aceleradores construido hasta ahora, el LHC, los protones se pueden llevar al 99,999999% de la velocidad de la luz. Nunca será alcanzada. La velocidad de la luz es una barrera infranqueable, un límite fundamental que impone la naturaleza.
La pregunta se impone: ¿establece ese límite un obstáculo a las regiones del universo a las que un humano pueda viajar?
La luz se demora unos 30.000 años en recorrer la distancia entre el centro de nuestra galaxia y nosotros. Andrómeda, nuestra galaxia más próxima está a 2,5 millones de años luz.
Nunca podremos visitarlos? Estaremos restringidos al patio trasero
del sistema solar?
A primera vista pareciera que es imposible recorrer esas descomunales distancias en el lapso de digamos unos 25 años. Pero la realidad es siempre más sutil de lo que imaginamos. Como una consecuencia inescapable de que la velocidad de la luz es una constante universal, el tiempo fluye más lento para sistemas que vemos moverse rápidamente. A las velocidades ordinarias este efecto relativista es absolutamente indetectable y por eso no nos es intuitivo, pero ha sido corroborado innumerables veces.
Imaginemos una nave espacial capaz de moverse con una aceleración igual a la de la gravedad en la superficie de la Tierra. Al cabo de un año aproximadamente la velocidad de la nave es cercana es el 75% de la velocidad de la luz y los efectos relativistas son notables. En la Tierra ha pasado un año, pero el astronauta no ha envejecido tanto, apenas 11 meses. La nave se ha alejado de la Tierra algo menos de la mitad de un año luz. La velocidad de la nave será cada vez mayor, de modo que cada año que transcurra para el astronauta, serán muchos años en la Tierra.
Cuando el viajero tenga de acuerdo con su reloj cinco años de haber iniciado su viaje, habrán transcurrido en nuestro planeta 74 años, la nave irá a una velocidad de 99,99% de la velocidad de la luz y estará a una distancia de 73 años luz.
Cuanto hayan pasado diez años más de acuerdo con el reloj del astronauta y cumpla quince años viajando, en la Tierra habrán transcurrido más de 1. 600.000 años, la velocidad de la nave diferirá de la de la luz en una billonésima por ciento y la distancia recorrida es más de 1.600.000 años luz. Cada ocho meses duplicará la distancia recorrida hasta ese momento, aumentado su distancia exponencialmente. A ese paso, puede recorrer tras 25 años, prácticamente todo el universo observable.
Luce a ciencia ficción, verdad? Pero es la consecuencia inexorable de una de las teorías de la física mejor comprobada experimentalmente. Ciertamente la tecnología actual no permite construir una nave capaz de mantener una aceleración constante por lapsos prolongados, mucho menos durante varios años, pero en principio no es imposible y los cálculos son confiables.
Cuando los rayos cósmicos chocan con las capas superiores de la atmósfera, se producen unas partículas llamadas muones que viajan a velocidades próximas a la de la luz. Los muones en reposo se desintegran en una millonésima de segundo y no les daría tiempo de atravesar la atmósfera, sin embargo se detectan en la Tierra. La explicación es que viajan tan de prisa que su reloj va más despacio y les da tiempo de llegar a tierra antes de desintegrarse.
Un astronauta viajando a altas velocidades así nos luzca poco intuitivo, puede llegar a distancias formidablemente grandes en pocos años. Pero de regresar a la Tierra, la encontraría terriblemente envejecida.
Llegar a cualquier rincón del universo en principio no es imposible y los cálculos son confiables.
En la musicalización se escucha:
1.- Daydreaming (Soñar despierto) Album A Moon Shaped Pool, grupo Radiohead (2016)
2.- Scherzo for Viola and Cello, de Paul Hindemith, (1934)
3.- Himno de Resistencia, Improvisación de Gabriela Montero sobre el Himno Nacional de Venezuela, al estilo de la Polonesa Heroica de Chopin, (2014)
¿Cuando dicen que se mueve con una aceleración igual a la de tierra en su superficie, lo que quieren decir realmente es que sobre la nave actúa una fuerza neta tal que a velocidades no relativistas tendría la aceleración de la gravedad terrestre?
Exactamente, el siempre sentirá una aceleración como si estuviera en la superficie de la Tierra. Se sentirá en el espacio como si estuviera en casa!
Gracias por escribir!
Buen día.
Sé que el tiempo depende de la velocidad a la que se va y de la gravedad de los objetos cercanos. Si se toma un haz de luz que parte de la superficie de la tierra, a medida que sube hacia la atmósfera su longitud de onda empezará a sufrir un corrimiento al rojo por la gravedad y la liberación de energía, y por consiguiente en el mismo tiempo (ya que la velocidad de la luz es constante), la distancia entre cresta y cresta va a ser mayor. Mi pregunta va a que si se supone que arriba la longitud de onda es mayor (más distancia), necesitaría que el tiempo transcurriera más lento y como abajo la longitud es más corta, el tiempo iría a un ritmo menor. ¿Por qué en la realidad el tiempo transcurre más lento cerca del objeto masivo?
Muchas gracias por su respuesta!
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