lunes, 11 de junio de 2007

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¿Se puede superar la velocidad de la luz?


Seguro que recuerdan algo sobre leyes del movimiento de Newton. El típico problema que nos planteaban era algo así: Supongamos que estamos parados en la calle, y que un autobus cruza por delante nuestro a 50 kilómetros/hora. Uno de sus pasajeros arroja en su interior una pelota a 20 km/h en la misma dirección que se desplaza el vehículo. Para el individuo, que se mueve junto con el bus, la pelota se mueve a 20 km/h. Pero para nosotros que estamos fuera, el movimiento del bus y el de la pelota se suman, de modo que la pelota va a una velocidad de 70 km/h. Esto es correcto.
Imaginen ahora que el autobus lo cambiamos por una nave espacial. Y que esta se desplaza no a 50 km/h, sino a casi la velocidad de la luz (a partir de ahora, por simplificar, a esta constante la llamaremos "c") digamos que se mueve a c - 5 km/h. ¿Qué ocurriría si a esa velocidad se dispara una bala en la misma dirección que se desplaza la nave? ¿Para el que observa parado desde fuera, ese proyectil sobrepasaría la velocidad de la luz?

Según lo que aprendimos, así debería ser… pues sería la suma de las velocidades (u + v), pero Einstein nos decirnos que NADA es más rápido que la luz.
Pero entonces ¿Qué es lo que falla exactamente? Fácil… que lo que siempre hemos llamado "suma de velocidades" es en realidad otra fórmula más compleja:

A velocidades "típicas", el término uv/c^2 es prácticamente cero (ya que c^2 es un número enorme), por lo que la ecuación se simplifica, quedándose en nuestro conocido w = u + v (la aritmética elemental de las leyes de Newton nos vale).
Sin embargo, si estamos viajando a, digamos 0.9c (nueve décimas partes la velocidad de la luz), y disparamos una bala que también se desplaza a 0.9c, descubrimos entonces, según la fórmula citada anteriormente, que el proyectil no logra una velocidad global de 1.8c (que estaría por encima de la velocidad de la luz), sino que se quedaría en un modestísimo: (0.9c + 0.9c) /(1 + (0.9c*0.9c) / (1c^2)) = 1.8c / 1.81c = 0.994c
¿Quiere esto decir que la bala saldría lentamente del cañón? No! Para el que se encuentra dentro de la nave todo se vería absolutamente normal.
Sin embargo, el que se encuentra parado observando desde fuera la escena, percibiría una serie de efectos extraordinarios:
(1) que tanto la nave como sus tripulantes se comprimirían como un acordeón, a lo largo de su eje de desplazamiento (hasta llegar finalmente a una longitud nula en el límite de la velocidad de la luz).
(2) que la masa de los objetos en movimiento aumentaría con la velocidad (hasta hacerse infinita en el límite de la velocidad de la luz).
(3) que el tiempo iría más despacio para los que están dentro de la nave, pero sin que ellos se percataran (llegando incluso a pararse por completo en dicho límite)
Y esto que acabamos de explicar es basicamente La teoría especial de la relatividad de Einstein, elaborada en 1905 (y que luego amplió en 1915). El genio la desarrolló cuando se percató que la fórmula que funcionaba con autobuses y pelotas, no valía para la luz. Cuando se medía la velocidad de la misma en el vacío siempre resultaba el mismo valor (unos 299.793 kilómetros por segundo), en cualesquiera que fueran las circunstancias. Y las leyes del universo que se conocían en su época no podían explicar porque esto era así. Einstein encontró que dicha constancia solo era posible si se aceptaban como ciertas una serie de fenómenos extraordinarios… los 3 que hemos visto antes: que los objetos se ven afectados por la velocidad (en longitud, masa y tiempo) (siempre había sido así, pero nunca lo habiamos visto porque a velocidades "lentas" el efecto no es perceptible). Lo suyo eran sólo predicciones teóricas, que luego en la prácica se han demostrado muy exactas (La teoría de la Relatividad de Einstein puede comprobarse rutinariamente en los aceleradores de partículas y cuando estallan las bombas atómicas.).

1 comentario:

  1. hay una miniserie llamada the lost room, que es interesante, y que muestra a un personaje que se desplaza a alta velocidad para escapar, eso dura escasos segundos pues lo deja agotado, lo interesante que es que ves la escena desde el punto de vista del que huye...todo se congela a su alrededor...

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