¿Qué se Ve Yendo a la Velocidad de la Luz?
Queridos suscriptores, para todos vosotros, en exclusiva, cómo se vería un objeto yendo
a la velocidad de la luz. Ahhh… Ok, eso ha sido demasiado rápido. Voy a forzar la
situación: si eleváramos lo suficiente los fotogramas por segundo y activáramos la cámara
lenta para ver lo suficientemente despacio la situación, ¿cómo veríamos un objeto
que va cerca de la velocidad de la luz? Esta es la conclusión de una pequeña trilogía
sobre la realidad visual de los efectos de la relatividad. Porque, como hemos visto,
que yo vea algo no es el mismo que suceda algo. Tenemos que prestar atención no solo
a qué fenómenos físicos sufren los objetos al acercarse a la velocidad de la luz, si
no también a qué le ocurre a los rayos de luz que rebotan en estos objetos. ¡Al final
son ellos los que nos transmiten toda la información! Y, claro, cuando el objeto que miramos se
mueve tan rápido como los propios rayos de luz… La cosa se pone rara.
Imagina que un cubo pasa delante de ti con una velocidad cercana a la de la luz. Bien,
el cubo tiene una cierta profundidad, lo que quiere decir que los rayos de luz que vienen
de la punta más lejana van a tardar más en llegar que los de la otra punta. Está
en el pasado. Si a esto le añadimos movimiento, ocurre lo mismo que con el coche: los rayos
de luz que llegan a la vez a tu ojo pertenecen cada uno a trozos del cubo en momentos del
tiempo distintos. Estar más atrás en tiempo también quiere decir estar más atrás, por
lo que al final lo que captura una cámara es un objeto… rotado. Esta es la Rotación
Terrell, y fijaos que no hemos hecho nada raro para mostrarla, es un fenómeno que no
es relativista. De hecho, si el Universo no siguiera la reglas de la Relatividad, lo que
veríamos sería un cubo muy dilatado viniendo hacia nosotros, contrayéndose a medida que
se acerca a la vez que empieza a rotar. De hecho en cierto momento empezaríamos a ver
la cara del cubo que en principio no deberíamos ser capaz de visualizar, pero que este efecto
óptico nos exhibe. Pero, claro, el mundo sí es relativista,
lo que quiere decir que el cubo por estar moviéndose va estar contraído. Al final
resulta que cuando se le añade la dilatación, estos dos efectos medio se contrarrestan,
y al final no es tan fácil detectar la contracción sucediendo. Eso sí, la rotación Terrell
se nota un huevo. Pero el caso en el que la dilatación óptica
y la contracción lorentz se cancelan a la perfección es en el caso de una esfera. Suponed
un balón de fútbol moviéndose recto por el espacio. Si no hubiera relatividad veríamos
como se elonga durante el viaje, pero cuando entra la contracción lorentz, los dos efectos
se cancelan, y aunque la rotación Terrell actúa, seguimos viendo un balón con forma
esférica. Vamos que cuando algún listillo viene y me
dice “Crespo, la Tierra si puede ser plana. Si vas muy rápido se contrae Lorentz y parece
que es...” NO. NO LO HACE. Pero hay un problema extra. No solo es el
hecho de que tengamos Efecto Doppler, es decir, que el “color” del objeto se vea modificado
por la emisión del frente de ondas, es que este efecto doppler ahora es relativista.
Esto quiere decir que, debido a la movida de que la velocidad de la luz tiene que ser
la misma para todo el mundo, la cantidad de luz que emite cada zona del objeto cambia;
parece concentrarse en la dirección del viaje. Esto se llama “relativistic beaming” o
traducido así a lo rápido “colimación relativista”. Es un fenómeno que los físicos
de partículas y los astrofísicos conocen bien.
La consecuencia es que el objeto se acercaría a nosotros muy brillante pero a medida que
se fuera acercando, y fueramos saliendo del chorro de luz comprimido, se iría haciendo
cada vez más y más translúcido. Menos rayos llegarían a nuestros ojos hasta que finalmente
desaparecería. Por estas cosas os dije que la contracción lorentz no se puede ver.
Así que finalicemos en la nave: ¿que veríamos dentro de un cohete que va cerca de la velocidad
de la luz? Bueno, vamos primero al mejor de los casos. Moverse a gran velocidad en esencia
es lo mismo que el entorno se mueva hacia a esa misma velocidad. Y también estaréis
conmigo que la luz de las estrellas que están en el centro tarda menos en llegar que las
estrellas más en las esquinas. Por lo tanto cuanto más lejos del centro esté la estrella
más en el pasado la verás, o sea, más atrás. El resultado es una especie de lente de ojo
pez. Claro, que si uno va a una velocidad demasiado
alta, sobre un 90% de velocidad de la luz, el efecto doppler cambie lo suficiente la
luz como para pasarla al ultravioleta. Y entonces… no verías absolutamente nada. El espacio
es un lugar duro.
¡Y esto es todo por hoy! Antes de que os vayáis, quería invitaros a ver la colaboración
que hicimos con Ferrán Adría en el canal de Google Arts and Culture. El chef que revolucionó
la cocina, nos retó a Jaime, a Ter, a Kaos y a mi a descifrar para qué servían algunas
de sus creaciones… Y luego nos tocó retarle a él con las nuestras. Fue una experiencia
super interesante; no os lo perdáis. Os dejo el vídeo en la descripción.
Algunos no lo sabéis, pero me encanta cocinar. Por eso es todo un orgullo que el primer proyecto
de gastronomía de Arts and Culture sea sobre la cocina española. En su página podréis
aprender muchísimo sobre ella; está fantásticamente confeccionada. Os la dejo aquí abajo también.
Nos vemos la semana que viene con un poquito más de ciencia. Y como siempre muchas gracias
por verme.
