lunes, 17 de marzo de 2014


VIAJAR A LA VELOCIDAD DE LA LUZ
Muchos se plantean ¿Se puede viajar a la velocidad de la luz? ¿ Podríamos entonces viajar a exoplanetas muy distantes? y son muchos los que afirman que si, otros muchos que no. La respuesta es “depende”.

Primero: Se puede viajar a la veloc...idad de la luz, si y solo si, si eres luz (u otra partícula sin masa), pero nunca un cuerpo con masa podrá viajar a una velocidad mayor. De hecho, un cuerpo con masa, ni siquiera podrá alcanzar dicha velocidad. Podrá acercarse tanto como quiera, pero no podrá alcanzarla.

Existe la dependencia de la masa con la velocidad, la energía de una partícula, la energía en reposo, se puede escribir como E = mc^2. A esta energía se le debe sumar la energía debida al movimiento, la energía cinética. Así, pues, la energía total se puede escribir como: Ecuación de Lorentz.

E = m ¥C^2 ; ♈¥︎ = 1/ √1-(v/c)^2

podemos obtener la velocidad en función del tiempo,

V = cFt / √c^2 m^2 + F^2 t^2

Es muy sencillo comprobar que esta velocidad siempre es menor a la de la luz. El límite cuando t ---> ∞, es precisamente v ---> c. Es decir, cualquier cuerpo, sometido a una fuerza constante (por grande que ésta sea), siempre tardará un tiempo infinito en alcanzar la velocidad de la luz. Como es físicamente imposible esperar tiempo infinito, es imposible que un cuerpo con masa alcance la velocidad de la luz, y mucho menos que la supere.

Segundo: La velocidad de la luz sí se puede superar, siempre y cuando lo que lo supere no tenga masa. Creo recordar que en el 2007 unos científicos del NEC Research Institute de Princeton consiguieron generar una onda que viajó a nada menos que 300 veces la velocidad de la luz a través de un gas con átomos irradiados por láser. Este experimento supone la primera evidencia de un movimiento más veloz que la luz. Lo curioso es que detectaron que la onda salió de la cámara antes de haber entrado.

Pero cabe preguntarse, ¿Podría estar en desacuerdo con los principios básicos de la teoría de la relatividad de Albert Einstein, que especifica que nada puede viajar más rápido que la luz?. Los científicos aseguran que los resultados no están en desacuerdo con Einstein. La razón es muy sencilla, el fallo radica en la idea falsa generalizada que nada se puede mover más rápidamente que la velocidad de la luz, cuando deberíamos decir, que nada con masa puede viajar más rápidamente que la velocidad de la luz. El experimento de NEC hizo un pulso de luz, un grupo de ondas sin masa, por lo que el legado de Einstein continua en plena forma. Las ecuaciones de Lorentz, demuestran que la energía que hay que transmitir a un cuerpo masivo para que alcance la velocidad de la luz en el vacío es infinita. Para cualquier velocidad superior a ésta, no hay energía suficiente en el universo.

Desgraciadamente la utilidad de este experimento es nula a efectos prácticos. No sirve para transportar personas ni cargas. Podría servir para reducir el retardo en la señal con las naves espaciales que estén demasiado lejos como para mantener una comunicación fluida, pero a no ser que se llene todo el espacio entre el emisor y la sonda con el gas que usaron en el experimento no se puede hacer, así que sólo es un experimento que no nos lleva a lugar alguno y nada más.

Un grupo de astrofísicos han descubierto recientemente en dos distantes estrellas explosionadas, ciertas masas de gas y polvo moviéndose al 99.9997% de la velocidad de la luz, es decir a solo 3.220 km/h de alcanzar el objetivo. Pero repito no se puede llegar ya que alcanzar la velocidad de la luz, un cuerpo con masa como se demuestra matemáticamente debería cumplir los siguientes requisitos:

1.- Para que un cuerpo alcance la velocidad de la luz debería tener una aceleración infinita o acelerar durante un tiempo infinito.
2.- Para alcanzar la velocidad de la luz se necesita de una energía infinita, o bien, que la masa en reposo del cuerpo en cuestión sea 0. (como las ondas que no poseen masa).

Sin embargo, físicamente si es posible alcanzar una velocidad muy cercana a la de la luz, 9.9 periódico, como es el caso descrito. Eso no significa que viajar a esa velocidad por el espacio sea posible tecnológicamente, (naves) pero todavía hay unos cuantos problemas que se me ocurren que deberían resolverse:

1.- Para hacer que una pequeña nave alcanzara una velocidad muy cercana a la de la luz se requeriría una energía tremenda. Que esta mas allá de cualquier posibilidad tecnología actual.
2.- Un astronauta en una nave tan veloz tendría que acelerar de manera muy paulatina para que la “fuerza G” no lo matara. Esto podría impedir que la nave alcanzara una velocidad óptima en un tiempo razonable.Tardaria aproximadamente un año acelerando para llegar a la velocidad de la luz.
3.- Si una nave viajara a tan alta velocidad y se encontrara con un pequeño micrometeorito a su paso este tendría una energía cinética tremenda y destruiría la nave. Adicionalmente el espacio interestelar no está completamente vacío, sino que contienen trazas de gas ionizado que a altas velocidades ofrecería una resistencia al avance igual que la atmósfera con un avión.
4.- Posible desgaste, averías y recambios para reparar la nave, o fallos en la misma.
5.- Dirigir la nave a esa velocidad por el espacio sin tener un percance, se presenta inverosímil, no hay posibilidad de reacción ni de control directo ni remoto.
6.- Perdida de comunicación con la estación base, a la semana de viajar a la velocidad de la luz, surgirían graves problemas de comunicación.
7.- Aprovisionamientos (alimenticios, ambientales, etc).
8.- Tiempo. Real y relativo. Es decir respecto al planeta de dónde se procede, viajando a una velocidad cercana a la luz, digamos al 99% la velocidad de la luz experimenta una dilatación temporal importante, por cada año, o unidad de tiempo que establezcamos, meses, días, horas, etc, para alguien situado en la tierra habrían pasado 10. (Producto del resultado de la ecuación de Lorentz), paso del tiempo distinto, más lento dentro de la nave, ahora en función de la distancia del exoplanetas al que podamos dirigirnos, cientos, miles de años luz. La esperanza de vida en la mayoría de casos sería inferior al trayecto, con lo cual se precisarían de muchas vidas, o llegarían, hipotéticamente si llegasen todos muertos de viejos.
9.- No hay posibilidad de volver a nuestra era en un hipotético viaje de regreso. Imaginen que el viaje es de tan solo 15 años luz de ida y 15 de vuelta, para los tripulantes ya han pasado 30 años que no son pocos, pero en los relojes de la tierra han pasado 300 años desde su partida.
10.- ¿Para qué? Desplazarnos a la velocidad de la luz, bajo la hipótesis que fuésemos capaces de crear esa nave espacial, y viajar a un planeta muy distante, a años luz, si luego nos podemos morir de viejos antes de llegar, el cuerpo humano sufriría importantes modificaciones que podrían causarnos la muerte con el tiempo, si no podemos informar de la misión, si lo hacemos la información llegaría en otra era, no podemos regresar, y si fuera posible, llegaríamos como he dicho en otra era, habrían transcurrido decenas, centenas o milenios de años, desde nuestra partida, en definitiva, teóricamente puede parecer posible, aunque no viable, solo cabe analizar el esfuerzo - beneficio de tal propósito. En la practica no tiene ningún sentido y parece a todos luces inviable, solo en el sueño de los más románticos, anida la nostalgia de que algún día la humanidad realizara viajes interestelares al estilo Star Trek, a los más pragmáticos nos parece que ello nunca va a ser posible, es algo así como querer dar respuesta a la paradoja de dios “si un ser omnipotente puede crear una roca lo suficientemente grande como para no poder levantarla”. Lo cual no significa, que no existan otras civilizaciones, otros seres inteligentes en el Cosmos, pero casi con total probabilidad si llegamos a “encontrarnos” no será físicamente, sino a través de señales de ondas que recorrerán el espacio. En un símil, hablaremos por teléfono, con suerte videoconferencia, pero sin oportunidad de realizar un bis a bis.
 Foto: Muchos se plantean ¿Se puede viajar a la velocidad de la luz? ¿ Podríamos entonces viajar a exoplanetas muy distantes? y son muchos los que afirman que si, otros muchos que no. La respuesta es “depende”.

Primero: Se puede viajar a la velocidad de la luz, si y solo si, si eres luz (u otra partícula sin masa), pero nunca un cuerpo con masa podrá viajar a una velocidad mayor. De hecho, un cuerpo con masa, ni siquiera podrá alcanzar dicha velocidad. Podrá acercarse tanto como quiera, pero no podrá alcanzarla. 

Existe la dependencia de la masa con la velocidad, la energía de una partícula, la energía en reposo, se puede escribir como E = mc^2. A esta energía se le debe sumar la energía debida al movimiento, la energía cinética. Así, pues, la energía total se puede escribir como: Ecuación de Lorentz.

E = m ¥C^2 ;   ♈¥︎ = 1/ √1-(v/c)^2

podemos obtener la velocidad en función del tiempo,
 
V = cFt / √c^2 m^2 + F^2 t^2

Es muy sencillo comprobar que esta velocidad siempre es menor a la de la luz. El límite cuando t ---> ∞, es precisamente v ---> c. Es decir, cualquier cuerpo, sometido a una fuerza constante (por grande que ésta sea), siempre tardará un tiempo infinito en alcanzar la velocidad de la luz. Como es físicamente imposible esperar tiempo infinito, es imposible que un cuerpo con masa alcance la velocidad de la luz, y mucho menos que la supere.

Segundo: La velocidad de la luz sí se puede superar, siempre y cuando lo que lo supere no tenga masa. Creo recordar que en el 2007 unos científicos del NEC Research Institute de Princeton consiguieron generar una onda que viajó a nada menos que 300 veces la velocidad de la luz a través de un gas con átomos irradiados por láser. Este experimento supone la primera evidencia de un movimiento más veloz que la luz. Lo curioso es que detectaron que la onda salió de la cámara antes de haber entrado.

Pero cabe preguntarse, ¿Podría estar en desacuerdo con los principios básicos de la teoría de la relatividad de Albert Einstein, que especifica que nada puede viajar más rápido que la luz?. Los científicos aseguran que los resultados no están en desacuerdo con Einstein. La razón es muy sencilla, el fallo radica en la idea falsa generalizada que nada se puede mover más rápidamente que la velocidad de la luz, cuando deberíamos decir, que nada con masa puede viajar más rápidamente que la velocidad de la luz. El experimento de NEC hizo un pulso de luz, un grupo de ondas sin masa, por lo que el legado de Einstein continua en plena forma. Las ecuaciones de Lorentz, demuestran que la energía que hay que transmitir a un cuerpo masivo para que alcance la velocidad de la luz en el vacío es infinita. Para cualquier velocidad superior a ésta, no hay energía suficiente en el universo.

Desgraciadamente la utilidad de este experimento es nula a efectos prácticos. No sirve para transportar personas ni cargas. Podría servir para reducir el retardo en la señal con las naves espaciales que estén demasiado lejos como para mantener una comunicación fluida, pero a no ser que se llene todo el espacio entre el emisor y la sonda con el gas que usaron en el experimento no se puede hacer, así que sólo es un experimento que no nos lleva a lugar alguno y nada más.

Un grupo de astrofísicos han descubierto recientemente en dos distantes estrellas explosionadas, ciertas masas de gas y polvo moviéndose al 99.9997% de la velocidad de la luz, es decir a solo 3.220 km/h de alcanzar el objetivo. Pero repito no se puede llegar ya que alcanzar la velocidad de la luz, un cuerpo con masa como se demuestra matemáticamente debería cumplir los siguientes requisitos:

1.- Para que un cuerpo alcance la velocidad de la luz debería tener una aceleración infinita o acelerar durante un tiempo infinito.
2.-  Para alcanzar la velocidad de la luz se necesita de una energía infinita, o bien, que la masa en reposo del cuerpo en cuestión sea 0. (como las ondas que no poseen masa).

Sin embargo, físicamente si es posible alcanzar una velocidad muy cercana a la de la luz, 9.9 periódico, como es el caso descrito. Eso no significa que viajar a esa velocidad por el espacio sea posible tecnológicamente, (naves) pero todavía hay unos cuantos problemas que se me ocurren que deberían resolverse:

1.- Para hacer que una pequeña nave alcanzara una velocidad muy cercana a la de la luz se requeriría una energía tremenda. Que esta mas allá de cualquier posibilidad tecnología actual.
2.- Un astronauta en una nave tan veloz tendría que acelerar de manera muy paulatina para que la “fuerza G” no lo matara. Esto podría impedir que la nave alcanzara una velocidad óptima en un tiempo razonable.Tardaria aproximadamente un año acelerando para llegar a la velocidad de la luz.
3.- Si una nave viajara a tan alta velocidad y se encontrara con un pequeño micrometeorito a su paso este tendría una energía cinética tremenda y destruiría la nave. Adicionalmente el espacio interestelar no está completamente vacío, sino que contienen trazas de gas ionizado que a altas velocidades ofrecería una resistencia al avance igual que la atmósfera con un avión.
4.- Posible desgaste, averías y recambios para reparar la nave, o fallos en la misma.
5.- Dirigir la nave a esa velocidad por el espacio sin tener un percance, se presenta inverosímil, no hay posibilidad de reacción ni de control directo ni remoto.
6.- Perdida de comunicación con la estación base, a la semana de viajar a la velocidad de la luz, surgirían graves problemas de comunicación.
7.- Aprovisionamientos (alimenticios, ambientales, etc).
8.- Tiempo. Real y relativo. Es decir respecto al planeta de dónde se procede, viajando a una velocidad cercana a la luz, digamos al 99% la velocidad de la luz experimenta una dilatación temporal importante, por cada año, o unidad de tiempo que establezcamos, meses, días, horas, etc, para alguien situado en la tierra habrían pasado 10. (Producto del resultado de la ecuación de Lorentz), paso del tiempo distinto, más lento dentro de la nave, ahora  en función de la distancia del exoplanetas al que podamos dirigirnos, cientos, miles de años luz. La esperanza de vida en la mayoría de casos sería inferior al trayecto, con lo cual se precisarían de muchas vidas, o llegarían, hipotéticamente si llegasen todos muertos de viejos.
9.- No hay posibilidad de volver a nuestra era en un hipotético viaje de regreso. Imaginen que el viaje es de tan solo 15 años luz de ida y 15 de vuelta, para los tripulantes ya han pasado 30 años que no son pocos, pero en los relojes de la tierra han pasado 300 años desde su partida.
10.- ¿Para qué? Desplazarnos a la velocidad de la luz, bajo la hipótesis que fuésemos capaces de crear esa nave espacial, y viajar a un planeta muy distante, a años luz, si luego nos podemos morir de viejos antes de llegar, el cuerpo humano sufriría importantes modificaciones que podrían causarnos la muerte con el tiempo, si no podemos informar de la misión, si lo hacemos la información llegaría en otra era, no podemos regresar, y si fuera posible, llegaríamos como he dicho en otra era, habrían transcurrido decenas, centenas o milenios  de años, desde nuestra partida, en definitiva, teóricamente puede parecer posible, aunque no viable, solo cabe analizar el esfuerzo - beneficio de tal propósito. En la practica no tiene ningún sentido y parece a todos luces inviable, solo en el sueño de los más románticos, anida la nostalgia de que algún día la humanidad realizara viajes interestelares al estilo Star Trek, a los más pragmáticos nos parece que ello nunca va a ser posible, es algo así como querer dar respuesta a la paradoja de dios “si un ser omnipotente puede crear una roca lo suficientemente grande como para no poder levantarla”. Lo cual no significa, que no existan otras civilizaciones, otros seres inteligentes en el Cosmos, pero casi con total probabilidad si llegamos a “encontrarnos” no será físicamente, sino a través de señales de ondas que recorrerán el espacio. En un símil, hablaremos por teléfono, con suerte videoconferencia, pero sin oportunidad de realizar un bis a bis.

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