El tiempo no es una constante, varía en función de la aceleración de un cuerpo en movimiento dentro de un marco de referencia inercial. Es decir, la velocidad a la que se mueva un cuerpo afectará directamente la manera en que el tiempo transcurre sobre él. A mayor velocidad, el tiempo transcurrirá más lentamente.
Imaginemos, por un momento, que vamos sentados en un tren perpendiculares a su dirección y que tenemos una pelota de goma que lanzamos a intervalos iguales contra un muro que esta frente a nosotros. Desde nuestro punto de vista, la pelota siempre rebota contra el muro en el mismo lugar y regresa instantáneamente a nuestras manos. La trayectoria de esta pelota es en línea recta y su periodo es constante, es decir, hace el mismo tiempo en ir que en regresar. Ahora imaginemos que esa misma trayectoria es observada por otra persona que está sentada en el anden y ve arrancar el tren; esta persona vería (si el tren fuera transparente) el ir y venir de la pelota, mientras el tren está en reposo, de la misma manera que el que está lanzando la pelota al interior. Cuando el tren comienza a avanzar lentamente, este observador externo vería el rebote de la pelota ligeramente más retrasado que lo que se ve dentro del tren en movimiento, esta impresión se incrementará conforme la aceleración del tren aumente. La trayectoria recta de ida y vuelta del lanzador sentado en el tren, se convierte para el observador del anden, en una trayectoria triangular que tendría como aristas, el punto de entrada al andén, el punto medio en la mitad del andén, y el punto de salida, al final de la estación. Lo que sería una línea para uno, para el otro se desdobla como un acordeón. Esto quiere decir que los dos observadores tienen dos mediciones del tiempo distintas; para el que va en el tren, la pelota va y viene en un segundo, pero para el que observa sentado en el andén, el tiempo del que va sentado en el tren se desacelera, la pelota no hace un ir y venir vertical, sino que recorre dos diagonales, una que va de la entrada a la parte media del andén, y otra que va de este punto, a la salida del andén.
Esto implica que a mayor aceleración, el tiempo transcurrirá más lentamente. Si regresamos al ejemplo del tren, observaríamos que al acelerar, las diagonales se van alargando para el que observa desde el andén, hasta llegar casi a la horizontal con respecto a la dirección del tren, pero la diagonal nunca podría ser completamente horizontal porque la pelota jamás rebotaría en la pared de enfrente, simplemente avanzaría hacia adelante indefinidamente, haciendo que ese segundo inicial se volviera infinito. Razón por la cual ningún cuerpo con masa puede alcanzar esta velocidad. Para el observador en el andén, le parecería que la pelota nunca avanza, es como si esta se quedara suspendida en el aire. Sin embargo, para quien va dentro del tren, la pelota nunca se detiene, continua su curso normalmente.
Este símil, nos deja ver que el viaje al futuro es viable, si contáramos con los medios tecnológicos para acelerar al 99% de la velocidad de la luz y mandáramos a un astronauta en una nave a Alfa Centauro, que está a 4 años luz de aquí (Un año luz es la distancia que recorre un cuerpo a 360 mil kilómetros por segundo), observaríamos que a su regreso, este astronauta habría envejecido solo 8 años, sin embargo, en la Tierra ya habrían pasado decenas de años. Para un observador en la tierra que tuviera una cámara dentro de la nave, vería que el astronauta esta como en pausa, aunque el astronauta jamás tendría esta sensación. El astronauta, al llegar de nuevo a la tierra habría viajado al futuro, pero no podría regresar al punto inicial.
Por desgracia, hay un pero que la física interpone para este tipo de viajes interplanetarios a altas velocidades. Cuando un cuerpo acelera su masa, esta tiende a volverse enorme. Por ejemplo, en el caso de un accidente automovilístico, la gravedad del choque depende de la masa del cuerpo y de la velocidad a la que va. Cuando un pequeño meteoro, del tamaño de una canica, impacta en un satélite que mide el tamaño de un autobús, este puede quedar inservible. El problema radica en que, aunque el peso sea de unos cuantos gramos, la masa de este se ve incrementada por su aceleración. Así, un objeto de grandes dimensiones a una baja velocidad provocará los mismos daños, que un objeto muy pequeño a una alta velocidad. La energía desprendida es la misma en ambos casos.
Esto es importante porque si queremos acelerar un objeto a velocidades cercanas a la de la luz, la masa de este artefacto crecería de manera exponencial, llevando la masa del objeto a pesar miles y miles de toneladas y requiriendo enormes cantidades de energía para desplazarlo.
Así las cosas, cuando Einstein dice que es imposible viajar cerca a la velocidad de la luz o incluso, a más, se está refiriendo a:
1 A la velocidad de la luz el tiempo se ralentiza con respecto a otros marcos referenciales que se mueven a aceleraciones más bajas.
2 A la velocidad de la luz la masa de un cuerpo se hace infinita.
3 Para llevar un cuerpo a la velocidad de la luz la energía necesaria es infinita.
Se infiere entonces que, el viaje interestelar dentro de una nave solida es imposible. Simplemente no hay tecnología que pueda superar estas barreras y dudo que exista una civilización que pueda ser capaz de tal proeza. Sin embargo, esto no anula la posibilidad de que que los viajes interplanetarios o intergalácticos sean posibles y que los extraterrestres estén ya entre nosotros, porqué.
1 Estos visitantes han podido acelerar sus naves a velocidades cercanas a dos terceras partes de la velocidad de la luz y han podido alcanzar distancias enormes en pocas generaciones gracias al comportamiento del tiempo a velocidades elevadas. Es posible que hayan podido modificar su estructura genética para evolucionar en ambientes enrarecidos, con pocos alimentos. Podríamos estar hablando de ciborgs, por ejemplo. Sería una especie viajera, que una vez instalados en lunas o planetas de la vecindad se proveen de materias primas de la cercanía para subsistir.
2 Los puentes Einstein-Rossen son túneles a través del espacio-tiempo. Estos agujeros permitirían doblar el espacio para atravesar de un lado al otro la galaxia. El problema de estos agujeros es que para crearlos es necesaria la misma energía infinita para alcanzar la velocidad de la luz, lo que lo hace imposible de crear y más difícil de atravesar.
3 Einstein se negaba a creer que los electrones pudieran tener un intercambio inmediato de información a distancias galácticas. Esta característica se puede comprobar gracias a los spines que miden el giro de dos electrones interconectados. En este ejemplo, un spin positivo y otro negativo, giran en sentido contrario uno con respecto al otro y cuando uno cambia de sentido, el otro cambia inmediatamente. Lo interesante de esto es que si alejamos un electrón y lo pusiéramos del otro lado de la galaxia, el spin de este cambiaría inmediatamente de sentido si cambiamos el sentido de su compañero. Esto va contra todo principio físico, ya que la información no podría atravesar la galaxia en un instante, porque para eso tendría que viajar más rápido que la luz. Debe de existir otro mecanismo que permita el intercambio de información instantánea. Aún desconocemos cual es, pero quizás estas civilizaciones ya lo han conseguido.
4 Pasar cerca del campo gravitacional de una estrella muy masiva (sin que nos atrape, claro). La fuerza del campo gravitacional, doblaría el tejido espacio-tiempo al rededor de nuestro marco referencia y provocaría que el tiempo ralentizara con respecto a otros marcos referenciales externos.
Imaginemos, por un momento, que vamos sentados en un tren perpendiculares a su dirección y que tenemos una pelota de goma que lanzamos a intervalos iguales contra un muro que esta frente a nosotros. Desde nuestro punto de vista, la pelota siempre rebota contra el muro en el mismo lugar y regresa instantáneamente a nuestras manos. La trayectoria de esta pelota es en línea recta y su periodo es constante, es decir, hace el mismo tiempo en ir que en regresar. Ahora imaginemos que esa misma trayectoria es observada por otra persona que está sentada en el anden y ve arrancar el tren; esta persona vería (si el tren fuera transparente) el ir y venir de la pelota, mientras el tren está en reposo, de la misma manera que el que está lanzando la pelota al interior. Cuando el tren comienza a avanzar lentamente, este observador externo vería el rebote de la pelota ligeramente más retrasado que lo que se ve dentro del tren en movimiento, esta impresión se incrementará conforme la aceleración del tren aumente. La trayectoria recta de ida y vuelta del lanzador sentado en el tren, se convierte para el observador del anden, en una trayectoria triangular que tendría como aristas, el punto de entrada al andén, el punto medio en la mitad del andén, y el punto de salida, al final de la estación. Lo que sería una línea para uno, para el otro se desdobla como un acordeón. Esto quiere decir que los dos observadores tienen dos mediciones del tiempo distintas; para el que va en el tren, la pelota va y viene en un segundo, pero para el que observa sentado en el andén, el tiempo del que va sentado en el tren se desacelera, la pelota no hace un ir y venir vertical, sino que recorre dos diagonales, una que va de la entrada a la parte media del andén, y otra que va de este punto, a la salida del andén.
Esto implica que a mayor aceleración, el tiempo transcurrirá más lentamente. Si regresamos al ejemplo del tren, observaríamos que al acelerar, las diagonales se van alargando para el que observa desde el andén, hasta llegar casi a la horizontal con respecto a la dirección del tren, pero la diagonal nunca podría ser completamente horizontal porque la pelota jamás rebotaría en la pared de enfrente, simplemente avanzaría hacia adelante indefinidamente, haciendo que ese segundo inicial se volviera infinito. Razón por la cual ningún cuerpo con masa puede alcanzar esta velocidad. Para el observador en el andén, le parecería que la pelota nunca avanza, es como si esta se quedara suspendida en el aire. Sin embargo, para quien va dentro del tren, la pelota nunca se detiene, continua su curso normalmente.
Este símil, nos deja ver que el viaje al futuro es viable, si contáramos con los medios tecnológicos para acelerar al 99% de la velocidad de la luz y mandáramos a un astronauta en una nave a Alfa Centauro, que está a 4 años luz de aquí (Un año luz es la distancia que recorre un cuerpo a 360 mil kilómetros por segundo), observaríamos que a su regreso, este astronauta habría envejecido solo 8 años, sin embargo, en la Tierra ya habrían pasado decenas de años. Para un observador en la tierra que tuviera una cámara dentro de la nave, vería que el astronauta esta como en pausa, aunque el astronauta jamás tendría esta sensación. El astronauta, al llegar de nuevo a la tierra habría viajado al futuro, pero no podría regresar al punto inicial.
Por desgracia, hay un pero que la física interpone para este tipo de viajes interplanetarios a altas velocidades. Cuando un cuerpo acelera su masa, esta tiende a volverse enorme. Por ejemplo, en el caso de un accidente automovilístico, la gravedad del choque depende de la masa del cuerpo y de la velocidad a la que va. Cuando un pequeño meteoro, del tamaño de una canica, impacta en un satélite que mide el tamaño de un autobús, este puede quedar inservible. El problema radica en que, aunque el peso sea de unos cuantos gramos, la masa de este se ve incrementada por su aceleración. Así, un objeto de grandes dimensiones a una baja velocidad provocará los mismos daños, que un objeto muy pequeño a una alta velocidad. La energía desprendida es la misma en ambos casos.
Esto es importante porque si queremos acelerar un objeto a velocidades cercanas a la de la luz, la masa de este artefacto crecería de manera exponencial, llevando la masa del objeto a pesar miles y miles de toneladas y requiriendo enormes cantidades de energía para desplazarlo.
Así las cosas, cuando Einstein dice que es imposible viajar cerca a la velocidad de la luz o incluso, a más, se está refiriendo a:
1 A la velocidad de la luz el tiempo se ralentiza con respecto a otros marcos referenciales que se mueven a aceleraciones más bajas.
2 A la velocidad de la luz la masa de un cuerpo se hace infinita.
3 Para llevar un cuerpo a la velocidad de la luz la energía necesaria es infinita.
Se infiere entonces que, el viaje interestelar dentro de una nave solida es imposible. Simplemente no hay tecnología que pueda superar estas barreras y dudo que exista una civilización que pueda ser capaz de tal proeza. Sin embargo, esto no anula la posibilidad de que que los viajes interplanetarios o intergalácticos sean posibles y que los extraterrestres estén ya entre nosotros, porqué.
1 Estos visitantes han podido acelerar sus naves a velocidades cercanas a dos terceras partes de la velocidad de la luz y han podido alcanzar distancias enormes en pocas generaciones gracias al comportamiento del tiempo a velocidades elevadas. Es posible que hayan podido modificar su estructura genética para evolucionar en ambientes enrarecidos, con pocos alimentos. Podríamos estar hablando de ciborgs, por ejemplo. Sería una especie viajera, que una vez instalados en lunas o planetas de la vecindad se proveen de materias primas de la cercanía para subsistir.
2 Los puentes Einstein-Rossen son túneles a través del espacio-tiempo. Estos agujeros permitirían doblar el espacio para atravesar de un lado al otro la galaxia. El problema de estos agujeros es que para crearlos es necesaria la misma energía infinita para alcanzar la velocidad de la luz, lo que lo hace imposible de crear y más difícil de atravesar.
3 Einstein se negaba a creer que los electrones pudieran tener un intercambio inmediato de información a distancias galácticas. Esta característica se puede comprobar gracias a los spines que miden el giro de dos electrones interconectados. En este ejemplo, un spin positivo y otro negativo, giran en sentido contrario uno con respecto al otro y cuando uno cambia de sentido, el otro cambia inmediatamente. Lo interesante de esto es que si alejamos un electrón y lo pusiéramos del otro lado de la galaxia, el spin de este cambiaría inmediatamente de sentido si cambiamos el sentido de su compañero. Esto va contra todo principio físico, ya que la información no podría atravesar la galaxia en un instante, porque para eso tendría que viajar más rápido que la luz. Debe de existir otro mecanismo que permita el intercambio de información instantánea. Aún desconocemos cual es, pero quizás estas civilizaciones ya lo han conseguido.
4 Pasar cerca del campo gravitacional de una estrella muy masiva (sin que nos atrape, claro). La fuerza del campo gravitacional, doblaría el tejido espacio-tiempo al rededor de nuestro marco referencia y provocaría que el tiempo ralentizara con respecto a otros marcos referenciales externos.
5 Si bien la materia no puede ni siquiera acercarse a la velocidad de la luz, eso no incluye a la energía, y yo me pregunto, si el experimento de la doble rendija dejó en evidencia que la luz es onda (energía) y partícula (masa) al mismo tiempo, ¿estas entidades (incluso nosotros) no podrían haber encontrado la manera de viajar como una onda?
Pensemos que nuestras conquistas de hoy fueron nuestros Everest de ayer. Para aquellos hombres del siglo XVIII que miraron al cielo y entendieron que volar era un desafío en sí mismo. No creo que ningún científico de la época pensara seriamente en que un ser humano pudiera salir de este planeta, sin embargo 300 años después es una realidad. Probablemente, hoy estamos ante un Everest semejante, solo que ahora las fronteras no están en la estratósfera, sino en los límites del sistema solar. Con el tiempo, seguramente hallaremos la manera de escapar de nuevo.
Pensemos que nuestras conquistas de hoy fueron nuestros Everest de ayer. Para aquellos hombres del siglo XVIII que miraron al cielo y entendieron que volar era un desafío en sí mismo. No creo que ningún científico de la época pensara seriamente en que un ser humano pudiera salir de este planeta, sin embargo 300 años después es una realidad. Probablemente, hoy estamos ante un Everest semejante, solo que ahora las fronteras no están en la estratósfera, sino en los límites del sistema solar. Con el tiempo, seguramente hallaremos la manera de escapar de nuevo.
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