¿Más rápido que la luz?

Como ya te había dicho, genial artículo; especialmente para los fanáticos de la ciencia ficción.

PD: Me parece que la integración del blog con el foro se rompió. Sospecho que tiene que ver con el cambio de layout. Jorge debe haber tocado sin darse cuenta que tenía que ver con eso.

Coincido con tu concepto de la honestidad, pero a esas personas no son exigentes con la realidad, ni le sinteresa ninguna verdad que pudiera desilusionarles, solo quieren darle sentido a sus «percepciones» y las cargan con sus fantasias grupales, en este caso tecnologicas. Respecto de los OVNIS, siempre rescato una simetria que esta relacionada a los tiempos y a la cultura.

Cuando llegarona america los españoles cubiertos de armaduras con su peil blanca, aparatos sofisticados, barcos, brujulas, espejos, etc., los indios que vivian desnudos, mirando las estrellas, o que en el mejor de los casos eran agricultores, los vieron como dioses.

Antes y despues, todas las aparciones, fueron de virgenes, santos angeles, gnomos, duendes, etc…

despues de la revolucion industrial, y especialmente a posteriori de la segunda guerra mundial, las personas ven OVNI´s porque si ves un angel se te c… de risa.

Por otra parte hoy suceden cosas que hace menos de 20 años eran ininmaginables. Mirando Cosmos, o leyendo al mismo Asimov, poedmos ver que muchas cosas quedan desactualizadas, con solo ver lo que envió la ultima sonda espacial.

Por ejemplo, relei un libro que tengo de divulgacion de Isaak Asimov llamado «EL PRINCIPIO Y EL FIN» editado en 1977 y publicado en Arg. por editorial sudamericana en 1979. En él, entre tantas cosas, propone I.Asimov, que a pesar de que en la luna no haya agua, se podria atrapar cometas, para que una colonia humana viva alli. La Cs. ficcion tiene la cualidad de poder imaginar cualquier cosa, es verdad, no es lindo leer ciencia ficcion y que las cosas no esten bien argumentadas o bien, como ya nos tiene acostumbrados la biblia, expliquen las cosas por medio de la palabra «secreto» o «MISTERIO», que finalmente, para la intimidad de un lector, es lo mismo.

Definitivamente. Por eso me gusta mucho más la ciencia ficción en la que se trata de argumentar las cosas de formas plausibles que las obras que están más cerca de la literatura fantástica que de la ciencia. Obviamente es una cuestión de grados y siempre van a haber «hadas de los dientes» como el ubicuo FTL.

la de horas que me he pasado imaginando posibles formas (ficticias) de viajar más rápido que la luz que: 1. respeten la ciencia ficción dura (o sea, mis limitados conocimientos de relatividad y cuántica) y 2. que sea una forma novedosa, no inventada hasta ahroa por ningún escritor. Todavía no se me ocurrió nada.

Por cierto, tengo ganas de escribir un artículo sobre qué pasaría si no se cumpliera la relatividad, si la velocidad de la luz (o velocidad de la información, como yo la llamo) no fuera un límite inviolable. Meterse con los principios de causalidad, y de equivalencia de marcos referentes, el cono de luz, la idea del éter, el caos, la no conservación de la energía, etc. Es un tema que se trata muy muy poco en ciencia ficción, simplemente porque la relatividad no lo permite. Nunca me enteré de alguna novela que aborde el tema de qué pasa si la relatividad se equivoca en esos puntos, o x decir algo: si depende de algo, o si en otros puntos del espacio-tiempo es distinta, etc. Siempre se ha escrito ciencia ficción en la que A. se acepta la relatividad como verdadera (siempre y sin excepción) y B. se trata de burlarla… yo quisiera directamente presentar la opción de que se equivoque (o al menos, en algún contexto determinado)

Bueno. En estas cuestiones mi opinión es siempre la misma.

La Relatividad es una teoría matemática, y no una copia exacta de la realidad.

Lo mismo con cualquier otra teoría.

Con los conocimientos actuales, aplicando la susodicha teoría, y asumiendo que el único modo de hacer que una nave «trepe» hasta la velocidad de la luz, e inclusive sin deformarse (o por lo menos, no mucho) ni desintegrarse, entonces los cálculos dicen que no es posible viajar más rápido que la luz.

Pero una de las cosas que nunca entendí es por qué la velocidad de la luz necesariamente tiene que ser constante.

En la Relatividad Especial (no digo la General porque me sobrepasa, pero contiene a la Especial), Einstein postula dos «Principios» que los saca de la galera, o sea, son verdades «a priori» sobre las que él funda el resto de la teoría:

1) Las leyes de la física son las mismas para todo los sistemas de referencia inerciales (o sea, aquellos que se mueven con velocidad constante unos respecto los otros).

2) La velocidad de la luz es un valor constante c.

Con respecto al tema de los sistemas de referencia inerciales, supongo que se refiere a sistemas en los que no actúa ninguna fuerza sobre ellos, de modo que sus velocidades permanezcan librados a la mera «inercia».

Pero no existe en la práctica ningún sistema que no esté sujeto a fuerza alguna.

La gravedad por ejemplo actúa para todo el mundo.

Por eso me tomé la libertad de agregar el comentario de que se refiere a sistemas que se mueven con velocidad aparentemente constante unos respecto a otros.

Ahora bien. En el 2do postulado no se dice nada sobre si es posible que haya objetos que viajen a velocidades mayores que la luz.

La imposibilidad de viajar más rápido que la luz es un «Teorema» que se demuestra más o menos así:

(Seguro que tendré imprecisiones porque voy de memoria, y hace rato que no estudio este tema, pero puedo corregir o precisar más si me lo piden):

a) Se parte de un objeto masivo M (algo sólido, como naves o personas), que se mueve a velocidad v menor que la c de la luz, respecto a nuestro marco de referencia.

b) Para que M alcance la velocidad de la luz c, tiene que ocurrir, obviamente, un cambio e velocidad «en el medio» del proceso. Si quiero que M pase a ser c, es que «algo cambió» en el medio.

c) Este cambio de velocidad se presupone «gradual», porque no se conoce algún modo mágico de pasar de v a c, así no más «de golpe».

d) Un cambio gradual de velocidad de v hasta c es una aceleración. Para lograr una aceleración lo típico es aplicar una fuerza (empujar) o bien destruir un poco de la nave para convertirlo en energía cinética.

e) Lo que se estila es el segundo método. Como no queremos perder pedazos de nave, lo que se hace es equipar la nave con un poco de masa que no nos importa convertir en energía. Esto es lo que se llama «combustible». El peso/masa del combustible debe ser tenido en cuenta, por lo tanto, en la masa M del objeto inicial.

f) Se hacen una serie de cálculos (de análisis matemático, pero no más complicado que ese nivel) y se demuestra que la masa M de la nave que nosotros «medimos» en nuestro marco de referencia (que consideremos quieto), aumenta junto con la velocidad de M.

g) O sea que la masa M no es un valor constante (en relación a nuestro marco de referencia en la Tierra), y va en aumento. Se demuestra además que el valor M aumenta hasta infinito.

h) Se muestra también que la energía necesaria para propulsar la nave tiene que hacerse cada vez más grande (tiende a infinito).

Ahí es como se concluye que la velocidad c de la luz no se puede alcanzar, y entonces mucho menos se puede rebasar.

Yo observo varias cosas:

i) En el 2do postulado de la relatividad Einstein no dice nada sobre cosas que puedan o no moverse más rápido que la luz. Así que en principio, nada impide que realmente existan cosas que se mueven a velocidades mayores.

ii) En la cadena de razonamientos de (a) hasta (h) se han supuesto muchas cosas: que hay cierta materia (una nave) que no se quiere desintegrar, que su velocidad aumenta gradualmente, y que se emplea energía almacenada en la misma nave.

iii) Se asume que la realidad es exactamente igual a la teoría, y que no hay fallos en ningún cálculo.

iv) Que la materia se comporta más o menos igual a cualquier velocidad.

v) Que cuando se rebasa la velocidad de la luz la física se debiera seguir comportando según las leyes físicas enunciadas hasta el momento.

En cuanto al punto (i), pienso que desde el origen del Universo podrían haber existido partículas que se muevan por sí solas más rápido que la luz, sólo porque sí.

Eso no sería «incompatible» con la relatividad especial.

En todo caso, esto que digo puede contradecirse con alguna teoría cosmológica, que va más al grano, pero no con la Relatividad.

En cuanto al punto (iv), es sólo una preocupación que tengo, que no viene mucho al caso. Me hago la pregunta de si acelerar un cuerpo a velocidades cercanas a la de la luz acaso no lo obliga a que se comience a desintegrar de por sí, o si no hay algún efecto adverso. Pero eso es porque ignoro ciertas cosas de la física…

En cuanto al punto (v), estamos asumiento que entendemos perfectamente lo que significa la palabra velocidad. Se lo toma como un simple cociente de espacio sobre tiempo. Pero eso implica que estamos muy contentos con nuestro entendimiento del espacio y del tiempo.

A lo mejor «velocidad mayor que la luz» sea un mero sinsentido.

Podrían suceder «efectos extraños» (aún desconocidos, claro) que no tengan nada que ver con la física hasta ahora conocida, y que pudieran confundirse con cosas que quizá se muevan más rápido que la luz, pero en realidad serían cosas «yendo de través» en las leyes conocidas.

Muchas veces me imaginé a la velocidad como un número que mide cierto estado de la materia/energía. Cuando nació el Universo, todo era energía, así que la única velocidad posible era c.

Luego «algo» habrá decaído, se habrá vuelto complejo, y entonces las velocidades menores que la luz, que vinieron después, son algo posterior, un decaímiento de «lo natural» que es ir siempre a velocidad c.

Si la velocidad c es lo básico, entonces el espacio y el tiempo no serían las primitivas adecuadas para definir velocidad, sino que habría que pensar al revés, y tomar velocidad como «axioma» y ver cómo definir espacio y tiempo en base a c y ciertas interacciones de fuerzas.

Ha quedado sin considerar el método de «empujar».

Esto quiere decir, impulsar un objeto con fuerzas externas al objeto, sin desprendimiento de combustible.

Hay gente que ha especulado con propulsar naves con el viento solar.

También se puede usar el tirón gravitorio de estrellas super masivas, o de agujeros negros.

O aprovechar la emisión de altas energías de algunas estrellas púlsar, o lo que sea que haya por ahí.

Así que, quedan tres opciones:

I) Demostrar que la Relatividad falla.

II) Usar la imaginación para «traccionar» la nave de formas distintas, y alcanzar la velocidad de la luz (o casi).

III) Descubir alguna nueva ley física que permite «saltar» hasta donde queremos llegar, o hacer efectos distintos al mero «viajar penosamente a través del espacio».

Nunca me enteré de alguna novela que aborde el tema de qué pasa si la relatividad se equivoca en esos puntos, o x decir algo: si depende de algo, o si en otros puntos del espacio-tiempo es distinta, etc. Siempre se ha escrito ciencia ficción en la que A. se acepta la relatividad como verdadera (siempre y sin excepción) y B. se trata de burlarla… yo quisiera directamente presentar la opción de que se equivoque (o al menos, en algún contexto determinado)

En Mundo Anillo la premisa que permite el FTL es que la relatividad sólo es válida cerca de grandes masas. Como los humanos sólo podían hacer experimentos en el sistema solar, cerca del Sol, no hubieran podido saber que si se estaba lejos de toda masa era posible viajar más rápido que la luz. Claro que eso es un invento porque todo lo que observamos del universo, aún estando lejos del sistema solar, es consistente con que la relatividad es verdadera (aunque sea incompleta).

si, claro. En realidad la idea no es decir que no se cumple, sino «qué pasaría» si no se cumpliera. Y como dije, meterse con los principios de causalidad, y de equivalencia de marcos referentes, el cono de luz, la idea del éter, el caos, la no conservación de la energía, etc.

N3RI dijo:

la de horas que me he pasado imaginando posibles formas (ficticias) de viajar más rápido que la luz que: 1. respeten la ciencia ficción dura (o sea, mis limitados conocimientos de relatividad y cuántica) y 2. que sea una forma novedosa, no inventada hasta ahroa por ningún escritor. Todavía no se me ocurrió nada.

Bueno, anoche se me ocurrió una forma. A ver qué opinan. La idea, me parece, respeta la ciencia ficción dura y además, me parece que no lo he leído en ningún lado, por lo que podría ser una solución novedosa a los viajes más rápidos que la luz.

La idea es la siguiente:

Sabemos que la velocidad de la luz en el vacío es insuperable. C

Pero también sabemos que la velocidad de la luz en distintos medios es menor. C1, C2, C3. Por ejemplo, la velocidad de la luz en un diamante es 0,41 C.

Mi idea es simple: ¿Qué pasaría si «el vacío» es un medio «denso» también, y existe algo «más vacío»?

En ese caso habría una velocidad en ese medio superior a C, llamémoslo «C+». Pero en ese nuevo medio, se mantendría la física y «C+» sería todavía el límite. El tema es que si C+ fuera, por ejemplo 1000 C, una nave que en ese medio se mueva a un 11% de C+… para nosotros se estaría moviendo más rápido que C. Y podría haber un medio superior donde exista C++ o C+++

Véanlo así. Sería como si nosotros fuéramos pecesitos en el agua, y de repente saltáramos al aire. Lo que llamamos «vacío» sería agua, y en realidad existe un medio menos denso, el «aire». Entonces podrías «salir del agua», viajar en ese medio un rato, y volver al agua, y recorrerías más distancia que si viajaras por agua.

Sé que se parece un poco al concepto de Hiperespacio, pero es distinto, el hiperespacio en matemáticas es una dimensión extra, y en ciencia ficción es lo mismo, es «como doblar una hoja de papel (2D) y unir los puntos (en 3D) para hacerlos instantáneos». Y esto sería distinto, todavía estarías en 3D, las leyes físicas serían las mismas, pero con valores de C cambiados.

Lo que no sé es qué le pasaría a una nave o a una persona si entrara en un medio «más vacío que el vacío». Ni siquiera sé qué implica ser más vacío que el vacío para algo hecho de materia. Sé que para las ondas electromagnéticas significaría moverse más rápido.

¿Qué opinan?

Primero deberías lograr que la propulsión de la nave tuviese la energía suficiente como para acelerarla a esa velocidad en un tiempo razonable. Porque por más que el medio fuese más vacío que el vacío conocido, el sólo hecho del ingreso a ese medio menos denso, no acelerará la nave como pasa con la luz,pues la luz es una onda electromagnética (energía pura) y la nave es materia y está sujeta a la inercia.

Ahi tienes un problema. Pero no es un impedimento.

Habría que ver realmente que ocurre con la nave al pasar a una velocidad mayor a la de la luz.

Si los neutrinos pueden atravesar casi cualquier materia como si fuese vacío, esto no es por mera casualidad, es porque al superar la velocidad de la luz, la materia se vuelve «transparente» o mas inconsistente o casi inexistente para esa partícula acelerada, incluso la propia materia de la misma partícula aumenta su grado de inconsistencia ante sí misma y ante el entorno. por ende una nave acelerada más allá de la velocidad de la luz disminuiría proporcionalmente su inercialidad a la vez que la velocidad de por sí le generaría ese estado de desencuentro con la densidad de la materia y el vacío conocido se volvería más vacío de lo que normalmente es.

Quizás al perder la inercia se maneje más como energía pura y se «refracte» al cambiar de densidad en el medio y se acelere de por sí (sin adición de energía para acelerarla) como ocurre con la luz…

pero es una especulación.

PabloDF, en tu lista inicial falta la energía de la improbabilidad infinita, que todo lo hace posible!!!!

saibaba dijo:

Bueno. En estas cuestiones mi opinión es siempre la misma.

La Relatividad es una teoría matemática, y no una copia exacta de la realidad.

Lo mismo con cualquier otra teoría.

Con los conocimientos actuales, aplicando la susodicha teoría, y asumiendo que el único modo de hacer que una nave «trepe» hasta la velocidad de la luz, e inclusive sin deformarse (o por lo menos, no mucho) ni desintegrarse, entonces los cálculos dicen que no es posible viajar más rápido que la luz.

Pero una de las cosas que nunca entendí es por qué la velocidad de la luz necesariamente tiene que ser constante.

En la Relatividad Especial (no digo la General porque me sobrepasa, pero contiene a la Especial), Einstein postula dos «Principios» que los saca de la galera, o sea, son verdades «a priori» sobre las que él funda el resto de la teoría:

1) Las leyes de la física son las mismas para todo los sistemas de referencia inerciales (o sea, aquellos que se mueven con velocidad constante unos respecto los otros).

2) La velocidad de la luz es un valor constante c.

No, los postulados o deducciones de las teorías físicas comprobadas (como la relatividad) no son «a priori». A partir de los postulados de una teoría se extraen consecuencias y estas se comparan con datos experimentales.

En el caso del segundo de los supuestos de la relatividad, sabemos que es cierto porque se han realizado muchos experimentos (y de distintos tipos) para medir la velocidad de la luz y siempre se han obtenido los mismos resultados. Además, que la velocidad de la luz es constante también es consecuencia de las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo (¡no es que Einstein se haya sacado de la galera ese principio!).

N3RI dijo:

Bueno, anoche se me ocurrió una forma. A ver qué opinan. La idea, me parece, respeta la ciencia ficción dura y además, me parece que no lo he leído en ningún lado, por lo que podría ser una solución novedosa a los viajes más rápidos que la luz.

La idea es la siguiente:

Sabemos que la velocidad de la luz en el vacío es insuperable. C

Pero también sabemos que la velocidad de la luz en distintos medios es menor. C1, C2, C3. Por ejemplo, la velocidad de la luz en un diamante es 0,41 C.

Mi idea es simple: ¿Qué pasaría si «el vacío» es un medio «denso» también, y existe algo «más vacío»?

En ese caso habría una velocidad en ese medio superior a C, llamémoslo «C+». Pero en ese nuevo medio, se mantendría la física y «C+» sería todavía el límite. El tema es que si C+ fuera, por ejemplo 1000 C, una nave que en ese medio se mueva a un 11% de C+… para nosotros se estaría moviendo más rápido que C. Y podría haber un medio superior donde exista C++ o C+++

¿Qué opinan?

No me convence. En un medio material transparente, los fotones son absorbidos por los átomos del material y luego re-emitidos. Al ser absorbido un fotón tarda cierto tiempo en volverse a emitir. Esto es lo que hace parecer que la velocidad de la luz es distinta en los medios materiales: se considera tanto el tiempo en que que viajan de un atomo a otro como en el que son absorbidos por los átomos del material. Pero la velocidad entre dos eventos (el de emisión y el siguiente de absorción) es siempre c.

@ 1-Brana

Ese es el mismo mecanismo que se usa en 3D para soluciones de cáusticos y radiosidad, aun en materiales transparentes, los fotones son primero absorbidos, procesados por el sistema en cuanto a angulo de incidencia, color, etc, y luego re-emitidos según la geometría y tipo de material, hasta que hallan otra partícula en donde colisionar.

1-brana dijo:

No me convence. En un medio material transparente, los fotones son absorbidos por los átomos del material y luego re-emitidos. Al ser absorbido un fotón tarda cierto tiempo en volverse a emitir. Esto es lo que hace parecer que la velocidad de la luz es distinta en los medios materiales: se considera tanto el tiempo en que que viajan de un atomo a otro como en el que son absorbidos por los átomos del material. Pero la velocidad entre dos eventos (el de emisión y el siguiente de absorción) es siempre c.

Lo sé muy bien. Pero la idea es que lo que llamamos «vacío» tiene «algo», que se comportaría de la misma forma (sólo que nosotros no lo sabemos). Ponele que hay «algo», que tiene sus propios átomos y sus propios electrones, «algo» que absorbe y re-emite fotones. ¿Por qué no lo vemos? Qué sé yo, no importa tanto. A lo mejor ese «algo» es tan pequeño, que en un átomo de materia, entran tantos miniátomos de ese «algo» como en un planeta entran átomos de materia. Sería algo tan infinitamente pequeño que todavía no lo detectamos, pero que aún así reacciona con los fotones, absorbiéndolos y re-emitiéndolos igual que la materia. Sólo que como no lo vemos, pensamos que la velocidad de ese proceso (que es c) es la verdadera velocidad de la luz. Peeeero, la verdadera velocidad de la luz (que llamé c++++++++++) sería la velocidad entre dos eventos de esos minieventos.