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¿Por qué es imposible que viajemos a la velocidad de la luz?

En numerosas oportunidades, la literatura y el cine de ciencia ficción han utilizado el concepto de la velocidad de la luz para propulsar a sus protagonistas a través del universo. Se trata de un fascinante concepto que ha ocupado la imaginación de autores y del público en general pero que, en términos estrictamente científicos, resulta ser una imposibilidad. Si bien la capacidad de realizar viajes interestelares a la velocidad de la luz nos abriría múltiples caminos dentro de un universo infinito, por el momento la comunidad científica está de acuerdo en que es un objetivo inalcanzable.

Einstein aseguró que, de acuerdo a su Teoría de la Relatividad, ningún objeto en el universo es capaz de viajar a una velocidad mayor que la de la luz. Mucho antes de que el genial físico alemán determinara este límite de aceleración cósmico, otros colegas suyos se sintieron enormemente atraídos por el concepto de medir qué tan rápido viaja la luz. En el año 1683, el físico y astrónomo Galileo intentó conseguirlo mediante un rudimentario experimento: junto a un colega suyo, se pararon de noche en la cima de dos distantes montañas para llevar a cabo esta medición. La idea era que, en el instante en que uno de ellos encendía su linterna, el otro hacía lo propio con la suya y de esa manera podrían tomar el tiempo de llegada del haz de luz.

Por supuesto, este experimento no dio resultado, ya que en aquella época no se contaba con un aparato de medición adecuado, es decir, uno que pudiera registrar el tiempo en microsegundos. A pesar de ello, el genial astrónomo italiano concluyó que la luz viajaba “si no de manera instantánea, lo hace increíblemente rápido”. No fue hasta que, en el año 1862, el físico francés Jean Léon Foucault consiguió medir la velocidad de la luz con una exactitud más que aceptable. Mediante una mejora de una máquina que funcionaba con una serie de espejos y ruedas dentadas -la cual desarrolló su colega y compatriota, Armand Fizeau- Foucault llegó a la sorprendente cifra de 299,796 kilómetros por segundo.

Recientes experimentos con rayos láser lograron determinar que la luz viaja a una velocidad de 299,792,458 kilómetros por segundo, lo cual le otorga al antiguo experimento realizado por el Aparato Fizeau-Foucault una asombrosa precisión. De acuerdo al astrofísico norteamericano Adam Becker, el principal problema que tendríamos para poder alcanzar semejante velocidad es que necesitaríamos de una infinita cantidad de energía que propulse a un medio de transporte determinado.

Para que un objeto alcance la velocidad de la luz, es necesario que su aceleración sea producida por una fuerza externa. Por lógicos motivos, al ser humano le interesaría alcanzar esta velocidad para impulsar una nave espacial que lo transporte rápidamente a distintas y lejanas partes del universo. Sin embargo, y de acuerdo a la Teoría de la Relatividad de Einstein, para alcanzar una velocidad semejante es necesario incrementar la aceleración de un objeto constantemente. El problema no solamente radica en que el ser humano no cuenta con una fuente de energía lo suficientemente poderosa como para impulsar una nave espacial a este creciente ritmo, sino que un viaje de estas características ocasionaría un nivel extraordinario de radiación, tanto en la tripulación como en el medio de transporte.

Existe una manera para alcanzar una velocidad muy cercana a la de la luz, aunque lamentablemente, sólo les es posible de realizar a los aceleradores de partículas subatómicas o a éstas cuando viajan a través del espacio exterior. A pesar de que aún no podemos alcanzar esta velocidad, es a través de su búsqueda que la ciencia ha descubierto un sinfín de usos prácticos. El National Synchrotron Light Source II (NSLS II) se encuentra en el laboratorio nacional de Brookhaven, Nueva York y es uno de los aceleradores de partículas más avanzados del mundo. Gracias a la velocidad con la cual sus científicos aceleran estas partículas (99.99% a la de la luz) ha sido posible desarrollar mejores tratamientos para las adicciones, construir microchips más avanzados y analizar las moléculas del cuerpo humano, entre muchos otros usos.

Si bien es posible para algunas partículas aproximarse a la velocidad de la luz, ningún objeto con masa puede lograrlo. El ser humano puede efectuar estas asombrosas aceleraciones, pero sólo cuando estas partículas subatómicas viajan a través de algún medio, como el agua o el aire. Cuando se trata de conseguirlo en el vacío espacial, entonces el asunto se dificulta aún más todavía.

De acuerdo a la Teoría de la Relatividad, la masa gravitacional es igual a la masa inercial, es decir, la cantidad de resistencia que posee un objeto físico con relación a cualquier cambio en su movimiento. Si tomásemos como ejemplo a una nave espacial que transporta seres humanos y ésta comienza a acelerar hasta alcanzar la velocidad de la luz, la masa de toda la tripulación (así como la nave misma) comenzaría a incrementarse cada vez más. Lógicamente, las consecuencias físicas que semejante aceleración ocasionaría en las personas que viajan a bordo serían desastrosas.

El astrofísico Adam Becker también pone de manifiesto otro importante efecto que tendría el alcanzar la velocidad de la luz: el tiempo. Mientras más rápido viaje un objeto, éste alcanzará una masa cada vez mayor, lo que simultáneamente ocasionaría que el tiempo corra de manera más lenta. Esta paradoja finaliza al aproximarse a la velocidad de la luz, en donde el paso del tiempo se detendría por completo. En este punto, Einstein teorizó con la creación de un aparato que él llamó Anti-Teléfono de Taquiones, el cual utiliza a los taquiones –moléculas que viajan más rápido que la luz- para realizar viajes al pasado. Por supuesto, tanto este tipo de partículas como aquella invención nunca fueron tomadas en serio por la comunidad científica.

Desde el punto de vista de la ciencia práctica, los seres humanos (o cualquier otro objeto de una masa similar) no pueden alcanzar la velocidad de la luz. Esta imposibilidad se encuentra fuera de cualquier postulado tecnológico que argumente que sólo se trata de cuestión de tiempo. En este caso, las leyes de la física nos niegan cualquier chance de poder siquiera aproximarnos a una fracción de semejante velocidad. Es por ello que todas las historias de incontables autores de ciencia ficción que describen a seres humanos que viajan a través del universo tan rápido como lo hace la luz deberán quedar, lamentablemente, dentro del mundo de la fantasía.


El texto anterior expresa mis ideas y opiniones inspiradas en
This video explains why we cannot go faster than light. (https://www.bbc.com/)
Fizeau publishes results of speed of light experiment. (https://www.aps.org/)
Why can’t anything travel faster than light?. (https://cosmosmagazine.com/)
Here’s How Physicists Accelerate Particles to 99.99% The Speed of Light. (https://www.sciencealert.com/)
Why do Objects increase in mass as they get faster?. (https://futurism.com/)

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