La velocidad de la luz está anclada en la estructura del universo. Este es un descubrimiento del siglo XX que llegó para quedarse. Regálame cinco minutos de tu tiempo y te cuento la lógica detrás de ese descubrimiento.
Entonces imagínate a una pareja de astronautas en su nave espacial alejada de todo cuerpo celeste en la inmensidad del vacío interestelar. Los motores del cohete están apagados, de modo que ellos tienen una apacible sensación de ingravidez, un ligero vértigo al que están ya acostumbrados. Saben que la discusión de si se están en reposo o moviéndose uniformemente, no tiene sentido. El movimiento uniforme es indistinguible del reposo.
Deciden pasar su tiempo libre redescubriendo las leyes de los fenómenos eléctricos y magnéticos. Él es físico, y un hábil experimentador. Ella domina bien las matemáticas. Disponen en su nave de un laboratorio bien equipado, con cables, circuitos, imanes, baterías, y diversos aparatos de medición.
Entienden rápidamente que existe una propiedad de la materia que se llama carga eléctrica y que viene en dos clases: positiva y negativa.
Los cuerpos con cargas eléctricas iguales, se ejercen entre sí una fuerza eléctrica de repulsión, y si las cargas son opuestas, la fuerza es de atracción.
Luego descubren que las cargas en movimiento crean una fuerza adicional a la eléctrica, es la fuerza magnética, similar a la de los imanes. Los experimentos le permiten determinar que estas fuerzas dependen de dos constantes fundamentales cuyos valores logran determinar experimentalmente.
Luego hacen un descubrimiento sensacional: el movimiento de un imán genera una corriente eléctrica en un circuito que estuviera en las inmediaciones del imán; o dicho de modo más abstracto, un campo magnético que cambie con el tiempo induce un campo eléctrico.
Al poco tiempo entre los conceptos creados, los resultados experimentales y la implacable dictadura de las matemáticas, nuestros protagonistas han diseñado unas ecuaciones que describen los fenómenos eléctricos y magnéticos. Si se conocen las cargas y las corrientes, las ecuaciones determinan los campos electromagnéticos.
Orgullosos de la consistencia de las leyes que han descubierto, se dedican a torcerles el pescuezo a las ecuaciones para que hablen y digan qué saben ellas que no sea obvio a primera vista. La naturaleza habló a través de los experimentos, y ahora le toca a las matemáticas. Y ellas hablaron alto y claro, y afirmaron que los campos eléctricos y magnéticos pueden viajar en forma de ondas…sí, son las famosas ondas electromagnéticas, y además que la velocidad de estas ondas está encriptada en las dos constantes universales. Al meter en la calculadora los valores numéricos de estas constantes obtuvieron el valor de la velocidad de la luz: la conclusión era inevitable, la luz es una onda electromagnética.
En ese instante caen en cuenta de algo asombroso:
si otro astronauta hiciera experimentos similares, por simetría obtendría el
mismo valor que ellos para la velocidad de la luz, así sus cohetes se estén
moviendo uno respecto del otro. Las leyes del electromagnetismo estaban
afirmando que la velocidad de la luz es una constante universal: no depende de
quien la mida, que no podremos alcanzar un rayo de luz ni verlo un poquito más
despacio. Ni tampoco más rápido. La velocidad de la luz es una barrera intransgredible.
Y esto nos pisotea la intuición; pero claro, ni al universo ni a las leyes de
la física les importa nuestra intuición. Las leyes de la física deben ajustarse
a las observaciones y a los experimentos y además ser compatibles entre ellas.
La física de Newton permite velocidades arbitrariamente altas y por tanto, es
incompatible con el electromagnetismo, y esa incompatibilidad debió ser
resuelta.
Naturalmente que las cosas no ocurrieron en la historia real de manera tan simple y lineal como en nuestra historia ficticia. los avances de la ciencia suelen ocurrir en un mar de preconcepciones, contradicciones y prejuicios.
Las tensiones el electromagnetismo y la mecánica de Newton crearon una gran crisis en la física a finales del siglo XIX y comienzos del XX.
Todo se resolvió en 1905 cuando el joven Einstein tuvo la osadía y el talento necesario para entender que el electromagnetismo nos decía que la velocidad de la luz es absoluta, que es independiente de la velocidad entre la fuente y el observador y además modificó la mecánica de Newton para hacerla compatible con las leyes electromagnéticas. El resultado es la relatividad especial.
Lo demás es historia; de allí a la disolución del tiempo absoluto de Newton, a E = mc2 y a la energía nuclear, a la curvatura del espaciotiempo, a la existencia de antimateria, al GPS, a las ondas gravitacionales, la tomografía de positrones y electrones, la expansión del universo o los agujeros negros, pero eso es otro cantar.
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