Estación: claridad

‘(…) Estuve presente en el nacimiento de mis tres hijos. Intercepté con mi F-18 un bombardero ruso Bear en las costas de Canadá. Serví a mi país haciendo un buen número de trabajos, incluido el de piloto de caza. Fui piloto de pruebas e hice todo tipo de trabajos fascinantes y desafiantes. Estuve en la estación Mir, estuve en la ISS. Pero nada es comparable con salir al exterior para un paseo espacial. Nada es comparable a estar solo en el Universo: al momento en que te abres la escotilla y te deslizas hacia el Universo (…)
Es como dar la vuelta a la esquina y contemplar la puesta de sol más magnífica que hayas visto en tu vida, de un horizonte hasta el otro en el que parece que todo el cielo está en llamas y todos esos colores y rayos de sol componen una especie de gran pintura sobre tu cabeza. Lo único que quieres es abrir tus ojos tanto como puedes e intentar mirar a tu alrededor y absorber esa imagen. Es así todo el tiempo. O como si la más bella música rellenara tu alma (…)’

-Chris Hadfield, astronauta. Vía: Universe Today

«Soy una colección de moléculas orgánicas llamada Carl Sagan… pero ¿eso es todo? ¿Hay algo más que moléculas?»

~ Carl Sagan

En ocasiones las apariencias engañan, y en Ciencia puede llegar a crear confusión. Un caso que ilustra lo que acabo de sentenciar ocurrió hace unos años en la Redacción de una revista americana de índole científico con la llegada de una carta donde el lector solicitaba que le solventaran una duda sobre la velocidad de la luz.
Aquella carta planteaba la siguiente cuestión: según las teorías de Einstein, ninguna cosa puede superar la velocidad de la luz en el vacío, y como esa ‘prohibición’ es absoluta resulta imposible diseñar una experiencia simple, que respete todas las leyes generales de la Física, y que sin embargo tenga como resultado que algo se mueva más rápido que la luz. Sin embargo -proseguía el lector- existe una experiencia con muchas dificultades prácticas pero ninguna dificultad teórica que viola esa limitación. Consiste en colocar en la superficie de la Tierra un reflector (como los de los faros marinos o como los que se utilizan en el campo militar para iluminar de noche a un avión atacante) que tenga una gran potencia y que proporcione un haz muy pero muy estrecho, que casi no se disperse al alejarse de su fuente. Esta especialísima lámpara podría estar ubicada sobre la línea del Ecuador, con su rayo apuntando al zenit, es decir alejándose de la Tierra en forma perfectamente vertical.
(Una aclaración antes de seguir adelante. En la época en que el lector planteó el problema era imposible lograr un haz tan estrecho, pero actualmente, con el desarrollo del láser, la experiencia se vuelve prácticamente realizable. De todas maneras basta con que el caso sea teóricamente posible para que la hipótesis de su inventor tenga validez.)
Si la Luna se interpone en el camino de esa luz, como que es tan estrecha y concentrada formaría sobre la superficie de nuestro satélite una mancha luminosa de pequeñas dimensiones, digamos no más que un metro de diámetro. Ahora bien, la Tierra gira sobre su eje a una velocidad de 360 grados sexagesimales cada 24 horas, es decir que ese haz de luz barrería un ángulo de 15° en una hora. Como la Luna está a 384.000 Km de distancia, se vería a la mancha luminosa moverse sobre la superficie lunar a poco más de 100.000 Km/h, una velocidad grande pero muy inferior a la de la luz. Claro que si se supone que el haz no se dispersa ni pierde potencia por el camino, es posible imaginar que, en vez de la Luna, intercepta el paso del haz de luz un astro imaginario mucho más lejano. La Trigonometría indica que si ese planeta estuviera a 4.100 millones de kilómetros (nada del otro mundo, apenas 1/250 añosluz), la mancha de luz se movería sobre su superficie a una velocidad un poco superiora la de la luz.
Desde luego existen dos planetas reales situados a una distancia de la Tierra mayor que la señalada: Neptuno está a cierta altura del año a 4.350 millones de Km y Plutón, en promedio, a unos 6.000 millones.
Aparentemente ese experimento es lógicamente consistente y viola el principio de Einstein. ¿Querrá decir que el sabio se equivocó? ¿Dónde está el fallo en el razonamiento de este lector? Como se dijo al principio, hay que tener un exquisito cuidado con las palabras: Einstein nunca dijo que ninguna cosa podría moverse más rápidamente que la luz, sino que ningún objeto físico, partícula u onda electromagnética podría superar ese límite. Y los objetos físicos, las partículas o las ondas son cosas, pero no todas las cosas. Las sensaciones, por ejemplo, son otro tipo de cosas.
Y el aparente movimiento de la mancha es una sensación: en realidad, cuando el observador detecta ahora una mancha aquí y luego otra mancha, instantes después, más allá, tiene la sensación de que algo se ha movido, pero no hay ningún movimiento real de ondas en esa dirección. Los fotones que conforman la primera mancha no son los mismos que forman la segunda, y por lo tanto las dos manchas son fenómenos totalmente independientes, e interpretar que la mancha se ha movido es un engaño de nuestra vista, no un fenómeno físico real de movimiento.
Para verlo más claro podría simplificarse el problema imaginando uno de esos tableros luminosos constituidos por miles de bombillas eléctricas y en los que pueden leerse la hora y temperatura o noticias del momento. Las bombillas no hacen otra cosa que encenderse y apagarse, con independencia unas de otras, pero el observador tiene la sensación de que las letras se mueven de derecha a izquierda. La velocidad de movimiento de esa imagen depende de un programa con cinta perforada o similar, y en principio no hay razón alguna que impida que las letras ‘avancen’ una columna de bombillas a la velocidad que se quiera. Es más: si se lograra que una letra se encendiera aquí y allá al mismo tiempo, a velocidad de ese movimiento aparente seria infinita (claro está que esa coincidencia perfecta sí que sería imposible de lograr, y además desaparecería la ilusión de movimiento). Pero lo que importa es que la experiencia del haz que alumbra a un lejano planeta es perfectamente lógica, que sin duda la mancha luminosa podría moverse más rápido que lo que indica la Teoría de la Relatividad… sin por eso desmentir a Einstein.