Comprender la Ciencia (II)

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Estimado Luis:

Todavía recuerdo esa noche, en que me encontraba en la cima de un cerro cercano a mi hogar, decidido a medir la velocidad de la luz. A lo lejos se encontraba mi asistente, quien mostraría su lámpara cada vez que viera la luz de la mía. Así, verificaría el retraso producido en su observación, al medir el tiempo que se demorara en responder. Por cierto, no conseguí medirlo, pero sí me di cuenta que era demasiado rápida.
Posteriormente, colegas míos buscaron medirla a través de la luz de las estrellas y con el paso del tiempo fueron haciendo más precisa su medición hasta alcanzar el valor que todos conocemos hoy en día: c=299.792.458 [m/s], la velocidad de la luz en el vacío.

Según mis estudios más recientes, la velocidad de la luz se ha fijado como una constante, producto de una incongruencia en las leyes del electromagnetismo, que desde mi punto de vista antiguo (de la relatividad de Galileo como se le suele llamar), implica que la fuerza electromagnética es dependiente del sistema referencial, lo cual es paradójico.
Por esto, se adoptó una transformación en los sistemas de referencia galileanos mediante el factor (o transformación) de Lorentz.
Este arreglo deja invariante las leyes del electromagnetismo pero transforman las leyes de la mecánica clásica, convirtiéndola en un “caso especial para velocidades muy bajas”.

Pero ¿qué tiene que ver la luz en esto? se podrían preguntar. Bien, la repuesta es que la luz en sí es radiación electromagnética. Es decir, campos magnéticos y eléctricos que se van superponiendo, formando una onda electromagnética, como las ondas de radio, por ejemplo.
Bueno, el tema es que debido a las transformaciones de Lorentz, la velocidad de la luz, o en forma general, la velocidad con la que las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío (son idénticas) no depende del sistema de referencia, es igual para todo observador y vale “c”. De esto se deriva la famosa contracción de la longitud, y la dilatación del tiempo, temas en los que no entraré en detalle.

Ahora bien, un colega mío llamado Joao Magueijo tiene una hipótesis controversial respecto de la velocidad de la luz. Esta es la base de una nueva teoría cosmológica que se basa en que la velocidad de la luz era mayor en los primeros momentos tras el Big-Bang. Esto, implica renunciar al principio de conservación de la energía (PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA FÍSICA MODERNA!). Según la teoría, la energía se crea y se destruye mediante el trasvase de energía entre el vacío y la materia. Al pasar la energía desde el vacío a la materia aumenta la velocidad de la luz, y cuando la energía pasa de materia al vacío, la velocidad de la luz disminuye.

Esta hipótesis también resuelve el problema de la planeidad del Universo, y explica las mediciones actuales según las cuales se está acelerando su expansión , debido a que la teoría predice que la energía del vacío (lamdba λ) provocaría una fuerza de repulsión entre las masas. Resulta una hipótesis atractiva desde un punto de vista teórico, que se complementa con indicios encontrados recientemente y que sugieren que, si bien la velocidad de la luz es constante y no depende de la velocidad del foco emisor o del receptor, el valor de esta constante ha sufrido variaciones a lo largo de la historia del Universo.

Sobre la ecuación que mencionas (pero que lamentablemente no explicas), hay una persona- llamada Louise Riofrio-quien, a través de ella, relaciona la expansión del universo y su energía potencial con la velocidad de la luz y el tiempo. Se puede encontrar mayor información en su blog:

http://riofriospacetime.blogspot.com/

Bueno Luis, creo que es todo lo que puedo decir sobre la velocidad de la luz.

Tienes que tener en cuenta que cada vez que se resuelve un problema surgen mil interrogantes más. De alguna manera esto es lo que hace tan embriagadora a la física, la búsqueda de respuestas a tantas preguntas.
De todas maneras, sólo el tiempo dirá cual de todas las nuevas teorías que surgen y surgirán producirán un vuelco en nuestra forma de percibir las cosas, tal como lo hizo el descubrir que las leyes clásicas del electromagnetismo son incongruentes y que la velocidad de la luz es constante para todo observador.

Galileo Galilei

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5 comentarios sobre “Comprender la Ciencia (II)

  1. Señores:

    Con la sencilla, pero completa, explicación del Sr. Galileo, (en su artículo “Comprender la Ciencia II”), queda bastante clara esta ecuación, pero con la exímia y entretenida lección de la Sra. Rioclaro (en inglés) , que gentilmente aporta el Sr. D’Anyana, en contestación a mi pregunta : hasta un niño de pecho la comprende.

    Infinitamente agradecido

    Roberto

  2. Estimado Cornelius:

    La velocidad de la sombra se mide de forma muy simple:

    Multiplique por cero la ecuación para medir la velocidad de la luz

    Atentamente

    Roberto

  3. Muy interesante, aunque sigo sin entender muchos enigmas relacionados con la ciencia. Por ejemplo, ¿en qué ley se basan los científicos para asegurar que la luz no puede superar los 300 mil kilómetros por segundo; o porqué es imposible congelar un gas o un líquido más allá de los 370º bajo cero?

    Cuando era estudiante, yo detestaba las asignaturas de ciencias. Un compañero muy inteligente -que hoy día es matemático- me dio una explicación que aclaró algo mis conceptos: “Si se mueve, es biología; si tiene reacción, es química; si no funciona, es física”.

    Un cordial saludo.

  4. Respondiendo al tema de la velocidad de la luz planteado por Zenocrat, me gustaría comentar que en la Física Moderna, esa velocidad es un límite fundamental que no se puede sobrepasar (un principio contenido en la propia Teoría de la Relatividad). Sin embargo, dos físicos declararon el pasado mes de agosto que ellos han hecho justo eso, lanzar un flujo de fotones a mayor velocidad que la de la luz.

    Günter Nimtz y Alfons Stanlhofen, de la Universidad de Koblenz, Alemania, han estado investigando un fenómeno denominado “túnel cuántico”. Dos prismas se ubican juntos. Cuando la luz se muestra a través de los prismas, un detector la toma y registra información del fotón (partícula elemental, de masa invariable igual a cero, que se mueve en el vacío, a velocidad de la luz). Sin embargo, cuando los dos prismas son separados, los investigadores descubrieron que los fotones ocasionalmente usan el atajo entre los prismas (túnel) llegando al detector antes de lo que teóricamente es posible, sin pasar por los prismas mismos. Sin embargo, pocas semanas después, varios de sus colegas han puesto en entredicho este descubrimiento con argumentaciones científicas que sería largo de explicar aquí.

    Un saludo

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