La
Constancia de "c" desde el Origen
del Universo
(Primera versión: 11 de agosto de 2002
Última modificación: -)
La siguiente es una reseña periodística de la
reciente noticia acerca de la posibilidad de
una disminución progresiva de la velocidad de la luz.
Un equipo de científicos australianos ha propuesto que
la velocidad de la luz quizás no sea constante, una idea revolucionaria que
podría destronar una de las leyes de la física moderna más apreciada: la teoría
de la relatividad de Einstein.
El equipo, liderado por el físico teórico Paul Davies,
de la Universidad Macquarie de Sydney, dijo que es posible que la velocidad de
la luz se haya desacelerado durante miles de millones de años.
De ser así, los físicos tendrán que repensar muchas de sus ideas básicas
acerca de las leyes del universo.
"Eso significa dar de baja a la teoría de la relatividad y la E=mc2
y toda esa cosa", dijo Davies a Reuters.
"Pero por supuesto, no significa que echemos los libros al cesto de la
basura, porque está en la naturaleza de la revolución científica el que las
viejas teorías se incorporen en las nuevas".
Davies y los astrofísicos Tamara Davis y Charles Lineweaver de la Universidad
de Nueva Gales del Sur publicaron la propuesta en la edición del 8 de agosto
del periódico científico Nature.
La sugerencia de que la velocidad de la luz pueda cambiar se basa en los
datos recogidos por un astrónomo de la Universidad de Nueva Gales del Sur, John
Webb, quien planteó un enigma cuando halló que la luz de un cuásar lejano,
objeto similar a una estrella, había absorbido un tipo incorrecto de fotones de
nubes interestelares en su viaje de 12.000 millones de años a la Tierra.
Davies dijo que, fundamentalmente, las observaciones de Webb significaban que la
estructura de los átomos de la luz que emiten los cuásar era ligera, pero aun
así, significativamente diferente a la estructura de los átomos de los
humanos.
La discrepancia podría explicarse solamente si la carga electrónica o la
velocidad de la luz hubiesen cambiado.
Problemas de cualquier forma
"Pero dos de las apreciadas leyes del universo son la ley de que la carga
de electrones no cambiará y que la velocidad de la luz no cambia, por lo que,
por donde se vea, estamos en problemas", dijo Davies.
Para establecer cual de las dos constantes no serían constantes después de
todo, el equipo de Davies recurrió al estudio de los agujeros negros, los
misteriosos cuerpos astronómicos que "chupan" estrellas y galaxias.
También aplicaron otro dogma de física, la segunda ley de termodinámica, que
Davies resume como "no se puede obtener algo por nada".
Después de considerar que un cambio en la carga electrónica en el tiempo
violaría la sacrosanta segunda ley de termodinámica, los científicos
concluyeron que sólo la única opción era desafiar la constancia de la velocidad de
la luz.
Se necesitan hacer más estudios de la luz de cuásar para validar las
observaciones de Webb, y para respaldar la propuesta de que la velocidad de la
luz puede variar, una idea que Davies destaca representa sólo la primera grieta
en la armadura de la teoría de la relatividad.
En tanto, las implicaciones son tan poco claras como las profundidades no
exploradas del propio Universo.
"Cuando uno de los principios básicos de la física colapsa, no es obvio
qué se puede quedar y qué se puede descartar", dijo Davies.
"Si lo que estamos viendo es el principio de un cambio de paradigmas en física
como pasó hace 100 años con la teoría de la relatividad y la teoría cuántica,
es muy difícil saber qué tipo de razonamiento emplear", agregó. Podría
ser que los posibles cambios en la velocidad de la luz solo sean importantes en
los estudios de las estructuras a gran escala del Universo, sus orígenes y la
evolución.
Por ejemplo, la variación en la velocidad de la luz podría explicar el por qué
dos partes lejanas y casualmente no conectadas del Universo pueden ser tan
similares incluso si, según los pensamientos convencionales, no ha habido
suficiente tiempo para que la luz u otras fuerzas pasen entre ellas.
Solo podría tener importancia cuando los científicos estén estudiando los
efectos sobre miles de millones de años o miles de millones de años luz.
O existirían implicaciones sorprendentes de que podría cambiar no solo la
manera cómo los cosmólogos ven al Universo, sino también su potencial para la
explotación humana.
"Por ejemplo, existe una ley apreciada que dice que nada puede ir más rápido
que la luz, y eso proviene de la teoría de la relatividad", dijo Davies.
Mis comentarios personales respecto a esta
"noticia" están relacionados, naturalmente, con mi propia concepción
de la Relatividad Especial, tal como se detalla en las diferentes páginas de
este sitio.
Para analizar el significado de que la velocidad de la luz
pueda haber cambiado a lo largo del tiempo, primero es necesario recordar
que la velocidad es una magnitud derivada de otras dos: Espacio y Tiempo. La
velocidad es el cociente entre el espacio recorrido y el tiempo empleado en
hacer dicho recorrido. En consecuencia un aumento de velocidad implica que la
luz recorrería el mismo espacio en menos tiempo. Y, dejando de lado las
dificultades de definir lo que significa (o como se mide) el "mismo
espacio", la única forma en que la luz puede variar el tiempo de recorrido
es interactuando con algo durante el camino.
En otras palabras, lo que intento decir es que si la luz
depende sólo de si misma para trasladarse (como aceptan quienes niegan la
existencia del "éter" o algún tipo de medio soporte) es muy difícil
justificar un cambio en su velocidad de propagación. Por el contrario, en caso
de que la luz emplee un medio soporte para propagarse, si este medio cambia es
razonable que cambie su velocidad. Es algo análogo a lo que ocurre con la
velocidad del sonido si cambia la temperatura del medio.
Observación: La analogía entre velocidad
del sonido y temperatura del aire se puede profundizar para el caso de la luz
dado que de acuerdo con la propuesta de Paul Davies
la luz se propagaba a más velocidad cuando el universo era más
"caliente".
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