¿Podremos viajar algún día a la velocidad de la luz?
Aquí, un cristal de calcita es golpeado con un láser que opera a 445 nanómetros, fluorescente y … [+] mostrando propiedades de birrefringencia. A diferencia de la imagen estándar de la luz que se rompe en componentes individuales debido a las diferentes longitudes de onda que la componen, la luz de un láser está toda en la misma frecuencia, pero las diferentes polarizaciones se dividen sin embargo.
En nuestro Universo, hay algunas reglas que todo debe obedecer. La energía, el momento y el momento angular se conservan siempre que dos cuantos interactúan. La física de cualquier sistema de partículas que avanza en el tiempo es idéntica a la física de ese mismo sistema reflejado en un espejo, con las partículas cambiadas por antipartículas, donde la dirección del tiempo se invierte. Y hay un límite de velocidad cósmica final que se aplica a todos los objetos: nada puede superar la velocidad de la luz, y nada con masa puede alcanzar esa cacareada velocidad.
A lo largo de los años, la gente ha desarrollado esquemas muy inteligentes para tratar de eludir este último límite. En teoría, han introducido taquiones como partículas hipotéticas que podrían superar la velocidad de la luz, pero los taquiones deben tener masas imaginarias y no existen físicamente. Dentro de la relatividad general, un espacio suficientemente deformado podría crear caminos alternativos y acortados sobre lo que la luz debe atravesar, pero nuestro universo físico no tiene agujeros de gusano conocidos. Y aunque el entrelazamiento cuántico puede crear una acción “espeluznante” a distancia, nunca se transmite información más rápido que la luz.
Es posible viajar a la velocidad de la luz
Todas las formas de radiación electromagnética, incluida la luz visible, viajan a la velocidad de la luz. Para muchos fines prácticos, la luz y otras ondas electromagnéticas parecerán propagarse instantáneamente, pero para largas distancias y mediciones muy sensibles, su velocidad finita tiene efectos notables. La luz de las estrellas que se ve en la Tierra abandonó las estrellas hace muchos años, lo que permite a los humanos estudiar la historia del universo viendo objetos lejanos. Cuando se comunica con sondas espaciales lejanas, las señales pueden tardar de minutos a horas en viajar desde la Tierra a la nave espacial y viceversa. En informática, la velocidad de la luz fija el retraso mínimo de comunicación entre ordenadores, a la memoria del ordenador y dentro de una CPU. La velocidad de la luz puede utilizarse en las mediciones del tiempo de vuelo para medir grandes distancias con una precisión extremadamente alta.
Las partículas sin masa y las perturbaciones de campo, como las ondas gravitacionales, también viajan a la velocidad c en el vacío. Estas partículas y ondas viajan a c independientemente del movimiento de la fuente o del marco de referencia inercial del observador. Las partículas con masa en reposo no nula pueden acelerarse hasta acercarse a c, pero nunca pueden alcanzarla, independientemente del sistema de referencia en el que se mida su velocidad. En las teorías especial y general de la relatividad, c interrelaciona el espacio y el tiempo, y también aparece en la famosa ecuación de equivalencia masa-energía, E = mc2.[6] En algunos casos puede parecer que los objetos o las ondas viajan más rápido que la luz (por ejemplo, las velocidades de fase de las ondas, la aparición de ciertos objetos astronómicos de alta velocidad y determinados efectos cuánticos). Se entiende que la expansión del universo supera la velocidad de la luz más allá de un determinado límite.
Viajar a la velocidad de la luz
La teoría de la relatividad especial de Einstein, que ha sido la corriente principal de la ciencia durante más de un siglo, es esencialmente una formulación matemática de la contracción de la longitud, la dilatación del tiempo y la velocidad de la luz en el vacío que es la misma en todos los marcos. Por muy poco intuitivo que parezca, la contracción de la longitud y la dilatación del tiempo siempre consiguen garantizar que la velocidad de la luz sea la misma independientemente del marco en el que la veamos. Para tu amigo en el suelo, la luz que sale de los faros de tu coche estaría viajando a c con respecto al suelo, y el propio coche estaría viajando cerca de c. Para tu amigo, esto haría parecer que la luz está teniendo dificultades para alejarse del coche, y está casi congelada con respecto al coche. Físicamente, lo que ocurre es que el propio tiempo en el marco de referencia del coche, tal y como lo observa tu amigo en el suelo, se ha ralentizado tanto debido a la dilatación del tiempo que la luz está tardando mucho en alejarse del coche tal y como lo ve tu amigo en el suelo. Esto no significa que la luz se haya ralentizado. La luz siempre viaja a c. Sólo significa que el coche está haciendo un buen trabajo para seguir el ritmo de la luz observada desde el suelo.
Velocidad de la luz en km/h
La luz presenta características tanto de partícula como de onda, por lo que puede considerarse tanto una partícula (un fotón) como una onda. Esto se conoce como dualidad onda-partícula. Si consideramos la luz como una onda, hay “múltiples razones” por las que ciertas ondas pueden viajar más rápido que la luz blanca (o incolora) en un medio, dijo de Rham. Una de esas razones, dijo, es que “cuando la luz viaja a través de un medio -por ejemplo, vidrio o gotas de agua- las diferentes frecuencias o colores de la luz viajan a diferentes velocidades”.
El ejemplo visual más obvio de esto ocurre en el arco iris, que suele tener las longitudes de onda rojas, largas y más rápidas, en la parte superior, y las violetas, cortas y más lentas, en la parte inferior, según un post de la Universidad de Wisconsin-Madison (se abre en una nueva pestaña). Sin embargo, cuando la luz viaja por el vacío, no ocurre lo mismo.
“Uno de los pocos “códigos de trucos” posibles conocidos para esta limitación es expandir y contraer el espaciotiempo, acercando así su destino. Parece que no hay un límite fundamental en la velocidad a la que el espaciotiempo puede expandirse o contraerse, lo que significa que algún día podríamos sortear este límite de velocidad” MISTERIOS RELACIONADOS-¿Qué pasaría si la velocidad de la luz fuera mucho menor?-¿Qué pasaría si la velocidad del sonido fuera tan rápida como la velocidad de la luz?-¿Cómo funciona la ilusión del lápiz de goma?-Allain también confía en que ir más rápido que la luz está lejos de ser probable, pero, al igual que Cassibry, señaló que si los humanos quieren explorar planetas lejanos, puede que no sea necesario alcanzar tales velocidades.