El último día estuve hablando de las consecuencias que tiene sobre el transcurso del tiempo viajar a velocidades inmensas: a alguien que se desplaza a velocidades cercanas a las de la luz le parece que el universo pasa a cámara lenta a su alrededor, mientras que quienes le observan quietos desde fuera le ven a cámara lenta a él. Vimos que esto permite que dos observadores que se mueven a velocidades distintas vean la luz pasar a la misma velocidad.
Una imagen bonita para adornar la cabecera de la entrada, para variar. En este caso, se trata de la galaxia Arp 188, que fue deformada por una galaxia compacta que pasó muy cerca, arrancándole parte del material con su fuerza gravitatoria. (Fuente)
Hoy vengo a explicar que no sólo nuestra perspectiva del tiempo se ve a afectada al alcanzar grandes velocidades, sino también la del propio espacio e incluso la propia masa. Si no habéis leído la primera parte (a la que podéis acceder haciendo click sobre este texto verde), os lo aconsejo porque os ayudará a seguir el hilo y porque he añadido un par de matices y corregido un fallo (me equivoqué diciendo que alguien que va a la velocidad de la luz ve su alrededor pasar a cámara rápida, lo ve también a cámara lenta).
Empecemos por el espacio.
Si nos montamos en una nave y aceleramos hasta la velocidad de la luz, los objetos que están a nuestro alrededor prácticamente quietos parecerán encogerse. Por otra parte, a la gente que nos ve desde fuera le dará la impresión de que somos nosotros los se han encogido.
Esto es otro de los escenarios contraintuitivos de Einstein, pero intentaré darle un enfoque más adaptado a nuestra percepción del mundo, que por suerte no ha tenido la necesidad de evolucionar para interpretar los efectos relativistas.
Según las ecuaciones de Einstein, una persona que está quieta y otra que viaja al 99,99% de la velocidad de la luz deberían ver un rayo de luz desplazarse a la misma velocidad y eso sólo es posible si los dos experimentan el tiempo de manera distinta. El espacio, el tiempo y la velocidad son conceptos que están estrechamente relacionados, así que modificar el ritmo con el que el tiempo transcurre afecta a los otros dos parámetros.
Hmmm… No sé si fiarme de esto último… ¿Por q…?
Porque de la misma manera que percibimos la velocidad como la distancia que recorre algo durante un tiempo determinado (velocidad = espacio/tiempo), el espacio se nos presenta como durante cuánto tiempo se ha desplazado algo que va a cierta velocidad (espacio = tiempo x velocidad).
Vamos con el ejemplo chorra del día.
Imaginemos a mis dos difuntos hámsters, Comandante y Coliflor, en dos situaciones diferentes: Comandante va en su nave dando vueltas a 259.627 kilómetros por segundo por el salón (puestos a poner situaciones inverosímiles) y Coliflor está quieta tranquilamente en su castillo de cartón.
Los dos están de acuerdo en que ven la luz desplazarse a la misma velocidad, independientemente de su movimiento, así que deciden utilizarla como unidad para medir distancias. Utilizan los nanosegundos-luz, que representan la distancia que recorre la luz en un nanosegundo, lo que equivale a unos 30 centímetros.
La cuestión es que ahora Comandante y Coliflor pueden medir las distancias «simplemente» contando cuántos nanosegundos tarda un rayo de luz en recorrerlas. Aquí es donde Einstein viene a meter las narices: como para cada hamster el tiempo transcurre a un ritmo distinto, sus mediciones serán diferentes.
Los dos deciden medir un objeto del salón. La tele, por ejemplo.
Coliflor sale del castillo y apunta un láser paralelo al lado de la tele que quiere medir. Ve que la luz tarda 2 nanosegundos en cruzar de lado a lado del televisor, así que concluye que su longitud es de 60 centímetros. Comandante está viajando a 259.627 km/s, así que ve el tiempo fuera de su nave pasando a la mitad del ritmo que nota Coliflor. Le parece que dentro de la nave el tiempo transcurre con normalidad, pero fuera de la nave cada segundo dura el doble, así que ve que el rayo de luz ha tardado 1 nanosegundo en atravesar la tele. Por tanto, concluye que ésta mide 30 centímetros de longitud.
Como resultado, Comandante ve los objetos del exterior de la nave que no se mueven (incluida Coliflor) con la mitad de su tamaño real.
Si Coliflor quiere medir qué tamaño de Comandante a 259.627 km/s, va a encontrarse con el mismo problema, pero al revés: Coliflor ve el tiempo pasar al ritmo de siempre y a Comandante moverse a cámara lenta, a la mitad del ritmo normal. Por tanto, si manda un rayo de luz hacia él para medirlo verá que éste tarda la mitad en «cruzarlo», por lo que medirá un tamaño más pequeño para Comandante.
Hasta aquí hemos visto qué ocurre con el espacio y el tiempo cuando nos desplazamos a velocidades cercanas a las de la luz.
Ahora ha llegado el momento del mazazo inevitable, con todo el impulso de una entrada y media poniendo ejemplos de gente que viaja a la velocidad de la luz: por el simple hecho de tener masa, no podemos viajar a la velocidad de la luz.
Para acelerar un objeto hasta una velocidad concreta necesitamos energía. Esa energía puede venir de los enlaces químicos que se rompen y liberan calor al quemar combustibles fósiles, de la desintegración de núcleos atómicos o de la transformación en movimiento de una corriente eléctrica, eso tanto nos da. La cuestión es que, cuanto más rápido queramos ir, más energía necesitaremos. De hecho, la cantidad de energía necesaria para acelerar aumenta de forma cuadrática. En otras palabras, doblar la velocidad requiere cuatro veces más energía, lo que significa que acelerar se vuelve más difícil cuanto más rápido vas.
Cuando entramos en el terreno de las velocidades cercanas a las de la luz, las necesidades energéticas se disparan aún más. A grandes velocidades no sólo el tiempo pasa más lento y la longitud se acorta si no que, encima, también aumenta nuestra masa.
Aquí hace falta aclarar cosas.
La masa, como tal, no es en realidad lo que la mayoría pensamos. En realidad, la masa es el contenido energético de una cosa cualquiera. Aquí entra en juego la famosa ecuación de Einstein que todo el mundo ha visto alguna vez:
Donde E es la energía contenida en un objeto, m es su masa en reposo y c es el valor de la velocidad de la luz. Esta ecuación representa que la cantidad de energía que contiene un objeto es su masa en reposo multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado.
Volvamos al asunto de acelerar las cosas.
Cuando damos un empujón a un objeto, le estamos impartiendo energía. Por tanto, el valor de «E» aumenta a la izquierda de la ecuación así que algo deberá cambiar en el lado derecho para compensarlo. Como la velocidad de la luz es inalterable, entonces lo único que puede cambiar es su masa.
O sea, que al impartir energía a un cuerpo para acelerarlo, su masa «aumenta» y necesitamos más esfuerzo para acelerarlo aún más. Al aplicar más energía para vencer este esfuerzo extra, estaremos añadiendo masa de nuevo al objeto y necesitaremos más energía para seguir acelerando y… Bueno, ya podéis ver el bucle en el que entramos.
En realidad, acabo de explicarlo de la manera fácil, pero que no es correcta: en el fondo, la masa es una manifestación de la energía, así que aplicar energía sobre un cuerpo al final tiene el mismo efecto que acumular masa. Es decir, que es esa energía extra la que nos opone resistencia a medida que aceleramos y no un aumento de la masa del objeto en sí.
La cuestión es que este fenómeno se amplifica a medida que nos acercamos a la velocidad de la luz, hasta tal punto que sólo por este motivo ni siquiera una partícula con una masa prácticamente despreciable, como un protón, puede acelerarse hasta la velocidad de la luz. Puede acercarse a esa velocidad todo lo que quiera, incluso un milímetros por segundo más lento que la luz, pero nunca alcanzarla.
Por poner un ejemplo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), es el acelerador de partículas más grande del mundo con una circunferencia de 27 kilómetros en el interior de la cual las partículas son aceleradas por campos magnéticos hasta velocidades muy cercanas a las de la luz. Pese a impartir energías de hasta 7 teraelectrón-voltios (TeV), «tan sólo» es capaz de acelerar protones al 99,9999991% de la velocidad de la luz, lo que son unos 3 m/s menos que la velocidad de la luz.
¿Oye pero qué es un teraele…?
Es una unidad utilizada para medir la energía. Para poner en perspectiva esta unidad, 1 teraelectrón-volt es más o menos la energía que lleva un mosquito cuando vuela. No parece mucho, lo sé, pero hay que tener en cuenta que el LCH condensa esa energía sobre partículas que son un millón de millones de veces más pequeñas que un mosquito.
En la actualidad el LHC está parado mientras realizan en él modificaciones que le permitirán alcanzar los 13 TeV pero, pese a casi duplicar su potencia, no hará mucho por recortar esos 3 m/s que le faltan para llegar a la velocidad de la luz: para acelerar una partícula hasta la velocidad de la luz, necesitaríamos una cantidad energía de infinita, por lo que ni siquiera toda la energía del universo nos bastaría.
Por eso sólo los fotones (en todas sus formas a lo largo del espectro electromagnético) pueden viajar a la velocidad de la luz: porque no tienen masa.
O sea que, si una partícula no puede alcanzar la velocidad de la luz, de los humanos me puedo olvidar. Pero, de todas maneras, ¿Hasta qué velocidad podemos llegar los humanos?
Si aceleramos lentamente hacia velocidades cercanas a las de la luz, en realidad el único factor que limitará nuestra velocidad será la cantidad de combustible que podamos meter en la nave y la energía que éste contenga. En este artículo analizan la idea de un cohete que acelera a 1G hasta la mitad de su viaje, propulsado por la reacción entre materia y antimateria, y luego decelera a ese mismo ritmo hasta llegar al punto de destino. Lo ocupantes de esta nave tardarían, desde su punto de vista, sólo 28 años en llegar hasta la galaxia Andrómeda, situada a 2 millones de años luz de distancia. El problema: harían falta 4.200 millones de toneladas de combustible para hacer este viaje.
Si no nos vamos tan lejos y nos limitamos a visitar estrellas cercanas, podemos reducir esa cantidad a unas decenas de kilos pero, al ritmo actual de producción de antimateria, tardaríamos 10.000 millones de años en reunir un 1 kg de esta sustancia así que… Bueno, de momento queda descartado.
En realidad, la barrera que nos impide viajar a velocidades cercanas a las de la luz no está en nuestra futura tecnología, si no en el propio espacio.
El espacio no está vacío en el medio interestelar. O sea, está muy vacío, pero no vacío del todo. En el camino que hay entre las estrellas, hay 1.800.000 átomos de hidrógeno por metro cúbico.
Esto no es mucho pero, si viajamos a una fracción considerable de la velocidad de la luz, estos átomos chocarían contra la nave con tal energía que matarían a los pasajeros y destrozarían todo el equipamiento electrónico.
Para evitar el daño causado por los átomos de hidrógeno en el medio interestelar limitaría nuestra velocidad queda limitada a la mitad de la velocidad de la luz (unos 149.896 km/s).
Uno de los motivos por los que queremos conseguir viajar a velocidades lumínicas es, precisamente, porque la tripulación completaría los viajes en cuestión de minutos en vez de años. Limitando nuestra velocidad a la mitad de la velocidad de la luz, el tiempo para los tripulantes de la nave tan sólo transcurriría un 15% más despacio que para el resto del universo.
Esto está bien si, por ejemplo, queremos viajar a una estrella cercana como Alpha Centauri, que se encuentra a 4 años-luz de aquí. Yendo a la mitad de la velocidad de la luz, la nave tardaría 8 años en llegar a la estrella y los tripulantes habrían experimentado además un viaje un 15% más corto, por lo que para ellos habrían transcurrido 7 años, más o menos.
Ahora bien, nuestra galaxia mide 100.000 años luz de punta a punta. Si queremos llegar de un extremo a otro, viajar a la mitad de la velocidad de la luz nos da un tiempo de viaje a 200.000 años. Gracias al efecto de la dilatación temporal, los tripulantes experimentarán que el viaje ha durado «sólo» 174.000 años. Como podéis ver, de poco sirve.
En fin, aquí he terminado de explicar lo que pasa con el tiempo, el espacio y la masa cuando nos acercamos a la velocidad de la luz… Pero aún queda una tercera parte del artículo. Después de haber explicado todo esto, aún faltará por ver qué pasa cuando metemos la gravedad de por medio, que a su vez es capaz de afectar al espacio y el tiempo…
[Mensaje del futuro] … Y eso es precisamente lo que expliqué en esta otra entrada, que se puede considerar la 3ª parte de esta serie de artículos sobre la teoría de la relatividad.
Y AHORA, UN MENSAJE DEL PATROCINADOR (de mí mismo, pero así suena más interesante).
71 comments
[…] ¿Qué pasa si viajamos a la velocidad de la luz? […]
Wuuaaauuu… de cual fumaste tipo??? Es fascinante tu artículo…. No conocia esta página. Tienes mi voto. Sigue con esto.
Lo que tarda en viajar la luz: https://documentalium.foroactivo.com/t1123-lo-que-tarda-en-viajar-la-luz
Entonces de viajar en el tiempo, ni hablar no? xD
Dentro de mi ignorancia, pero aprendiendo de articulos como este. Lo que he entendido es un viaje en el tiempo constante.
Con el ejemplo de Alpha Centauri y el viaje de 7 años, ya han viajado en el tiempo, pero lo que es mas alucinante es lo que pasaría si volvieran… no sabría decirte la cifra exacta, pero seguramente en la Tierra ha pasado muchísimo mas el tiempo. Volverían a nuestro futuro.
woooow. moar D;
Además de los fotones, cuales son las partículas que viajan a velocidades cercanas a la de la luz de forma natural, y qué las emite? Se que por ejemplo el sol emite neutrinos… También tengo curiosidad por saber cual es el objeto macroscópico conocido que más rápido se desplaza por el universo (respecto a nosotros, por supuesto). Por último, si un objeto macroscópico de cierto tamaño, por ejemplo del tamaño de un cometa o asteroide, se desplazara cerca de la tierra a velocidades próximas a la de la luz, seríamos capaces de detectarlo? Cómo lo veríamos?
Enhorabuena por el blog. Dedique 2 minutos de mi tiempo a votar por él en Bitácoras. Viendo lo importante que es para tí, te lo debemos, es lo menos que podemos hacer por el trabajo que le dedicas y por los buenos momentos que nos haces pasar leyendote.
callecen bobos que lo que hablan es mierda
Comprendelos son puro egresado de algun manicomio,aun creen que la luna es de queso.
Increíble. Creo que más o menos lo entiendo todo, tendré que volver a leerlo para asegurarme. No puedo esperar a leer la tercera entrada.
Yo ya te voté hace tiempo en los premios esos. Voy a obligar a mis amigos a votarte, te lo mereces, espero que ganes.
Sé que tienes más cosas que hacer a parte de escribir entradas pero creo que deberías escribir más a menudo. Soy un yonki de esta página.
Genial post. No conocía esta página web, así que ahora vendré más a menudo.
Me parece que hay una errata.
«Lo ocupantes de esta nave tardarían, desde su punto de vista, sólo 28 años en llegar hasta la galaxia Andrómeda, situada a 2 millones de años luz de distancia».
Si la galaxia Andrómeda está a 2 millones de años-luz de nosotros, ¿no se tardarían 2 millones de años en llegar allí viajando a la velocidad de la luz en lugar de sólo 28 años?
¡Un saludo!
Para alguien «estático» el viaje de la nave tardaría 2 millones de años. Para los tripulantes, al observar que su espacio se contrae, y su tiempo de dilata, apreciarían sólo 28 años.
¿Pero la dilatación del tiempo sería tan elevada? De 2 millones de años a sólo 28 años es quizás demasiado como reducción por dilatación temporal.
En un momento pensé que era demasiado porque si se recorriese, a la mitad de la velocidad de la luz, una distancia de 100.000 años se tardarían 200.000 años, pero gracias al efecto de la dilatación temporal, los tripulantes de la nave experimentarán que el viaje ha dura “sólo” 174.000 años.
Pero claro, eso es viajando a c/2, por lo que la dilatación temporal es reducida. Y supongo que, a medida que se alcanza una cifra cercana a la velocidad de la luz, la dilatación temporal aumenta de manera exponencial, ¿no? Aún así de 2.000.000 años a sólo 28 me parece demasiado.
Seguramente de ésto se puede salir de dudas con una comprobación empírica, que estimo será ésta: https://es.wikipedia.org/wiki/Dilataci%C3%B3n_del_tiempo#Dilataci.C3.B3n_del_tiempo_por_velocidad
“Lo ocupantes de esta nave tardarían, desde su punto de vista, sólo 28 años en llegar hasta la galaxia Andrómeda, situada a 2 millones de años luz de distancia”
El error esta en que ha confundido el nombre de la estrella al sacar los datos del articulo.
En realidad, la estrella que esta a 28 años luz de distancia y de la que se habla en el articulo enlazado es Vega.
La galaxia Andromeda que también se menciona en el enlace efectivamente esta a 2 millones de años luz de distancia, pero los cálculos de combustible estan hechos para un viaje hasta Vega.
Al autor, enhorabuena por el artículo. Bueno, por los 2. Espero con ansia el tercero.
Un voto para ti
Mucha gracias, Kanpa 🙂
La cifra está bien. La nave acelera a 1G hasta casi la velocidad de la luz hasta llegar a medio camino y luego empieza a reducir su velocidad, parándose cuando llegue a Andrómeda. Por tanto, tardará un poco más de 2.000.000 de años en llegar para un observador externo, porque no está viajando todo el rato a la velocidad de la luz.
Ahora bien, para los tripulantes de la nave, el tiempo pasará cada vez más despacio a medida que aceleran. Por eso la distancia que cubren se acorta exponencialmente cuando su velcidad aumenta (uso el factor de Lorentz para calcularlo: https://es.wikipedia.org/wiki/Factor_de_Lorentz):
– A c/2 las distancias fuera de la nave son un 1.15 veces más cortas
– A 0.95c son 3.2 veces más cortas,
– A 0.99c son 7.08 veces más cortas,
– A 0.9999c son 70 veces más cortas,
– A 0.9999999c son 2236 veces más cortas…
– A la velocidad máxima que alcanzará la nave, 1 m/s `por debajo de la velocidad de la luz, las distancias son 12243 veces más cortas.
Es decir, que acelerando y frenando a 1G (1 metro por segundo cada segundo), la nave permanecerá a a velocidades muy cercanas a las de la luz durante todo el viaje y, por tanto, el trayecto se acortará una barbaridad para sus tripulantes (de 2.000.000 de años a 28, de hecho). Parece increíble, pero así puñetera es la relatividad.
Lo que entendi yo, es que para los de la nave serian solo 28 años, y para la gente de la tierra 2 millones. Por eso el gran Hawking dice que da igual que viajemos al futuro, porque cuando volvamos no habrá nadie para vernos.
Si me equivoco que me lo digan por favor.
De eso trataba nuestro amigo el Señor Ciencia de Sofá en la entrada anterior, donde mostraba como el tiempo y el espacio son dependientes el uno del otro. Cuánto más aumenta la velocidad de un sistema respecto de otro, más se retarda el rítmo del tiempo para el sistema en movimiento, hasta llegar a la velocidad de la luz en la cual el tiempo «se para», para el sistema en movimiento.
Por eso los ocupantes de la nave, DESDE SU PUNTO DE VISTA, tardan solo 28 años en llegar a Andromeda, porque viajan a velocidades cercanas a la de la luz y su tiempo no es el mismo que el nuestro.
No pues uds.Estan bien atrasados yo fui a la andromeda y me tarde menos de 2 segundos en ir y venir.Que pasa si viajas con el pensamiento?vvvaaa tonterias tiempo perdido,bobadas.deberian de poner de cual manicomio escriben.hagan algo de probecho no de imaginaciones ni de cosas que nunca podran comprobar al 100%que la luz o el sonido viajen eso no me ayuda en NADA quiero oir cuando un humano viaje a velocidades astronomicas y que el nos cuente su experiencia,lo demas son expeculaciones
Deberian azotar a tipos como este publicamente.
Una pequeña errata,
«pero fuera de la nave cada segundo dura el doble, así que ve que el rayo de luz ha tardado 1 segundo en atravesar la tele. Por tanto, concluye que ésta mide 30 centímetros de longitud»
Creo que querías decir «ha tardado 1 NANOsegundo»
Está corregido, ¡gracias!
En la explicación de la contracción de Lorentz, en la medición de la tele, mencionas 2 nanosegundos y después 1 segundo (en lugar de 1 nanosegundo) podría generar confusiones. D:
Muy bueno el documento, y ya esta, ya tienes mi voto tambien. 😉
Es curioso el efecto visual sobre objetos alejandose/acercandose a la velocidad luz… siempre pensé que seria curioso ver el efecto Doppler que nos engaña al oido con las ondas sonoras en el aire y como se comportaria el mismo efecto de manera visual con la vel. luz 😀
Te has confundido al decir que el tiempo parecía pasar más rápido fuera de la nave, y luego has rectificado, correctamente… ¿y te quedas tan tranquilo? Ese espíritu curioso, que debe tener todo científico… ay…
Por mi parte, sólo puedo garantizar que un error reduce las probabilidades de cometer otros en el futuro y que, si aún yendo con más cuidado pego un patinazo, avisaré y lo rectificaré.
No era un reproche aunque sonase así. Te decía que ahí tienes tema para un nuevo tema de blog y todos los premios del mundo.
Tienes mi voto…
Sería interesante poder ser capaz de calcular la dilatación del tiempo por velocidad. ¿Alguna recomendación excluyendo la wikipedia?
Un saludo y felicidades!
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.reset
Buenas, lo primero enhorabuena por el blog y suerte con los premios Bitácoras.
No se si mi duda debe ir aquí, pero me ha surgido a raíz de pensar la cantidad de pantallas de teléfono móvil que se rompen.
Supongo que todas ellas están hechas de cristal, el cual se raja o rompe, por golpes, presión, fuertes vibraciones etc.
Me gustaría una entrada explicando un poco como surge todo este proceso, y si podemos poner algún remedio que haga más resistentes nuestros cristales (se dice que con celo los cristales dejan de rajarse por ejemplo.)
Un saludo y una vez más enhorabuena.
Mira que me gustan estos temas pero joder qué complicados. Necesitaré leérmelo unas cuantas veces para enterarme de algo ;D
Hola. Desde una semanas sigo tus publicaciones, ya que son muy didácticas y fatásticas. Quiero agradecerte por tus aportes amigo. Un saludo.
Hola:
La URL la envías mal por email. Con que añadas un retorno valdría para poder pinchar sobre ella. Tal y como la pasas es necesario copiarla en el navegador para poder acceder.
https://cienciadesofa.com/2014/11/respuestas-liv-que-pasa-si-viajamos-a-la-velocidad-de-la-luz-2a-parte.html
Hola. Acabo de encontrar tu web y la verdad es que me parece muy interesante, otra mas para la «saca».
Pero respecto a lo que explicas hay algo que no acabo de entender. Esta claro que en el LHC a los protones se les «empuja» desde afuera, a traves de campos magneticos, pero si tuvieramos una nave (como p. ej el Enterprise), esta nave deberia de ir consumiendo energia y evidentemente perderia masa…a ver me explico: imaginemos que usamos un reactor nuclear para calentar plasma como el motor VASIMR, este sale expelido u segun la ley de acción-reaccion nos movemos…si nos acercamos a c dices que aumenta nuestra masa (o energia), pero es que resulta que despedimos masa (=el plasma, o sea; energia) lo que al fianl nos dara un balance neutro…¿Me equivoco? ¿Se ha tenido en cuanta esto? Espero tu aporte y gracias por difundir ciencia.
Saludos
Buenas tardes.
Me ha gustado mucho el artículo en general, pero hay algo que quisiera matizar. No soy físico, y por tanto mi matización quizá sea inexacta. En mi opinión cuando se habla de la contracción de longitudes se simplifica diciendo que cuando un objeto se desplaza frente a nosotros lo vemos contraído. En mi opinión esa es una afirmación que hay que matizar, ya que a la hora de ver la imagen de un objeto, la luz de este objeto recorre trayectorias de longitudes distintas y por tanto tarda tiempos distintos en llegar Por ejemplo si ustedes me miran de frente, la luz de mi nariz les llega antes que la de mi oreja. Opino que un objeto que se acercara hacia nosotros lo veríamos alargado (en comparación a la longitud de Lorentz) y por supuesto, azulado por efecto Doppler, al alejarse lo veríamos contraído respecto a dicha longitud de Lorentz) enrojecido, también por efecto Doppler. En tanto que cuando estuviera en frente nuestro, entonces sí, lo veríamos del tamaño correspondiente a la contracción Lorentz y con un color ligeramente enrojecido debido al efecto Doppler transversal, consecuencia de la dilatación del tiempo. Por supuesto un observador que mirara por la ventana de forma transversal al sentido de la marcha vería exactamente lo mismo respecto a nosotros.
Para terminar la visión del piloto de la nave sería aún más alucinante ya que tendría una visión en la que vería frente a sí tanto los objetos que tiene delante (azulados) como aquellos que ya dejo atrás. Para Hace una idea clara al menos de este último detalle es muy recomendable la visualización de un vídeo de la serie cosmos que aunque ya tiene muchos años creo que merece la pena. (Cosmos Carl Sagan Capítulo 8 «Viajes a través del espacio y el tiempo»).
Por lo demás, buen artículo. Creo que continuare leyendo la serie completa.
Un Saludo y gracias por el trabajo.
Muy buenas las dos publicaciones muy didacticas se entiende perfectamente sin ser fisico. Espero que subas pronto los efectos de la gravedad sobre el tiempo gracias
Yo tengo una duda. La galaxia de Andrómeda está a 2 millones de años luz. Si haciendo todos los inventos que dices, de acelerar de manera constante y tal durante unos cuantos años, se llega a Andrómeda en 28 años, no significa eso que ELLOS (los de la nave) han ido más rápido que la luz para ellos mismos? Vale, nosotros desde la tierra veríamos que han tardado varios millones de años en llegar, y por tanto no nos sorprendería nada, pero ellos llegarían 28 años después. Es decir, que saldrían con 30 años y llegarían con 58 años a una cosa que está a dos millones de años luz. Si eso no es viajar más rápido que la velocidad de la luz (para ellos, al menos), que venga Dios y lo vea!!! ¿Me lo explica alguien?
L’ = L * sqrt( 1 – (v/c)^2 ).
Sent from my ZX81.
Exacto, los fotones que ves ahora de las estrellas de andromeda, salieron hace dos millones de años luz, pero para los fotones solo han pasado 28 minutos en llegar, digamos que los fotones solo han envejecido 28 minutos desde que salieron de andromeda hadta que llegaron aqui, para que lo entiendas con una analogia. La relatividad les afecta a ellos tambien 🙂
Queria decir 28 años, no minutos.
Oye, ¡Y la tercera parte de este artículo? No la encuentro en el blog :/
Viajar a la velocidad luz aproximadamente 300.000 km/s no es nada en el espacio. tedriamos que superar por lo menos 90 veces mas pues si partiendo del sol hacia la tierra se tarda 8 minutos una aproximacion de 150.000 millones de km. Para movernos de galaxia a galaxia se necesita mucho mas pues nadie vive tantos miles o cientos de años para viajar
Tal vez no sea nada en el espacio, pero según la Teoría de la Relatividad ningún objeto con masa mayor que cero puede alcanzar dicha velocidad, dicho de otra manera, necesitaría una energía infinita para alcanzarla. Por otra parte, si tu viajaras a una velocidad, digamos 0.9999c desde mi punto de vista recorrerías 150.000.000 de Km en algo mas de 8 minutos. Desde el tuyo, apenas habrías recorrido unos metros en una fracción de segundo.
El viajero no envejeceria mucho, pero toda la gente que se quedara en la tierra estarian muertos miles de años antes de que volvieras.
Hey la tercera parte donde esta, me dejaron iniciado, el post ya lleva mucho tiempo, aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
Aquí tienes 😉
https://cienciadesofa.com/2014/12/por-que-el-tiempo-pasa-mas-despacio-cerca-de-un-agujero-negro-caso-interstellar.html
parangaricutirimicuaro
Jordi, He estado leyendo parte de tus artículos y parecen muy interesantes me vendría de perlas que contactaras conmigo vía email ya que llevo meses estudiando con detenimiento la relatividad general y los efectos que ejerce la velocidad de la luz sobre la masa y no me vendría mal otra mente pensante con la que debatir estas incógnitas. Si no te ves muy puesto en este tema por que se que no eres físico si no ingeniero mecánico no hay problema, igualmente ha sido todo un placer haber descubierto ciencia de sofá y que aun haya científicos emprendedores en España. Me suscribo.
Un saludo.
Muchas gracias. Estaría encantado, pero lamentablemente no creo haber estudiado la teoría de la relatividad mucho más allá de lo que me permita divulgarla de manera más o menos sencilla. ¡Un saludo!
Que sucedería si un objeto que se aleja de un observador emite una luz? Que vería el observador? Cuales serían las velocidades relativas?
Depende de en qué dirección se emita. Aquí interviene el efecto Doppler, que es el responsable, por ejemplo, de que cuando una ambulancia pasa muy cerca de nosotros, oigamos cambiar el tono de la sirena. Con una luz de cierto color pasaría algo parecido: la luz emitida hacia delante, en la misma dirección del movimiento, la vería un observador estacionario desplazada hacia el azul. Para luz emitida hacia atrás, seríavun desplazamiento a longitudes de onda más cortas, o desplazamiento hacia el extremo rojo del espectro óptico. Y para direcciones perpendiculares, habría un desplazamiento también hacia el rojo, pero distinto del ya mencionado, y debido a la dilatación temporal (relojes marcando el tiempo más lentamente) en exclusiva.
Respecto a las velocidades relaativas, no existe tal cosa cuando hablamos de la luz. Un fotón o un rato de luz siempre viajan a la misma velocidad exacta: 299.792,458 km/s. Es exacta porque se ajustó la definición de metro para que así fuera, y es constante según el segundo principio de la relatividad especial. Que no sume su velocidad a la del emisor o receptor se puede entender si se piensa que espacio y tiempo se modifican para un objeto en movimiento. Por tanto, se miden velocidades y composiciones de velocidades que no se ajustan a la suma galileana (mecánica clásica). Así, en relatividad, c + v = c, con c la velocidad de la luz y v la velocidad del objeto. Por supuesto esto es así porque el símbolo suma no es una suma real de velocidades, sino una composición que nunca excede el valor c, la mayor velocidad posible en este universo.
Hola, LIV… Mira, estoy escribiendo una novela de Ciencia Ficción y trato de ser lo más lógico y ajustado a las Leyes de la Física que puedo. Aunque uso todos los recursos especiales de éste género (hiperespacio, energía de fusión y de antimateria, propulsores de alta aceleración, campos de fuerza, etc…) para darle el necesario dinamismo y atractivo a la narración, también incluyo temas clásicos, como la navegación espacial relativista, pues me encanta la Ciencia Ficción dura (como en la película «Interstellar», «The Martian», etc)
Aunque no tengo ni idea de matemáticas, y menos a éste nivel de cálculo (estoy genéticamente peleado con ellas a partir de las ecuaciones de dos incógnitas, jajajajaja), trato de ajustarme lo más posible en estos temas. La novela la estoy publicando en un blog (cuando mi trabajo de conductor profesional y la dedicación a la familia me dejan algo de tiempo) y ME ENCANTARÍA contar con tu asesoramiento para pulir detalles y ajustar cálculos (sencillos, eh?). Entiendo la Relatividad, la Física de Partículas, las Teorías de Cuerdas (hasta dónde alguien las pueda entender), las Leyes Físicas y demás, pero a nivel empírico y con ejemplos cotidianos (como tus hámsters), no a nivel matemático.
Así pues, si te parece, date una vuelta por lo que hay escrito hasta ahora (sin compromiso de ningún tipo, por supuesto, faltaría más) y acepto cualquier crítica constructiva que tengas a bien apuntar.
Recibe un cordial saludo.
Noel.
Ya sabemos que la velocidad de la luz no es nada para moverte por la inmensidad del espacio!! Pero los cientificos no trabajan para que los humanos podamos superarla!! Entre otras cosas porque no se puede, la velocidad de la luz es absoluta. Y no se puede meter mano de ninguna manera por ese lado. Con lo que se puede avanzar es que con todo lo que sea relativo! Como el tejido espacio-tiempo, por tanto a la hora de viajar por el espacio, no sería utilizando la velocidad de la luz, sería deformando a nuestro antojo el tejido espacio-tiempo.. Si pudiesemos lograr acercar el destino a nuestra nave, no nos sería necesario viajar a la velocidad de la luz. Pues sin hacerlo, estariamos avanzando muchiisimo mas deprisa!!
Se podría tender una especie de cable entre la Tierra y la Luna, por la que circulase una pequeña sonda ,a modo de raíl.
Con la ayuda de paneles solares o electroimanes puestos en el espacio, se la iría acelerando hasta alcanzar una velocidad suficiente, entonces podría liberarse con destino a alfa centauri, y hacer el resto del camino con explosiones nucleares para seguir acelerando.
Tenemos la tecnología suficiente para hacerlo, otra cosa es algún grupo de multimillonarios esté dispuesto a asumir el coste para ver en unas pocas décadas fotos de proximidad desde ese mundo, y lo que haya por allí.
Y para que querríamos viajar hacia una estrella? Si antes de llegar ya nos quemaríamos, deberías de usar otros ejemplos más realistas, más allá de eso estuvo muy buena tda la teoría, ojalá se construyeran vehículos realmente rapidos
una pregunta si un cuerpo celeste pasa cerca a la tierra cada 5806 años, a que velocidad viaja ,a cuantos años luz viaja?
muchas gracias por su respuesta
Busca en Internet:
Ascensor espacial.
Motor iónico.
Depende de dónde proceda, y además su rapidez será variable. Me intriga la cifra tan exacta de 5806 años. ¿Hercólubus, tal vez? Asteroide, llévame pronto, por favor…
Si sólo está la Tierra, que es mucho suponer, puedes usar:
https://en.wikipedia.org/wiki/Elliptic_orbit
En los demás casos, un simulador orbital, hace años sólo te lo calculaba la NASA, ahora hay apps que lo hacen en tu móvil mientras redsocialeas.
Sabemos que hay estrellas dentro de nuestra galaxia que periódicamente pasan dentro del sistema solar, a menos de un año luz de distancia del Sol. Con una tecnología parecida a la de hoy día seremos capaces de alcanzar otros mundos (por medio de sondas desde luego) sin movernos demasiado. Pero como oí una vez en la radio, nunca dirán que llegamos a la Luna basándonos en que estaban allí las ruedas de los carros y los bueyes. Es con otro tipo de tecnología con la que iremos por las estrellas. Esto de los cohetes (iónicos o no) tiene poco futuro más allá de nuestro tiempo.
Una duda que no soy capaz de resolver. Para los viaajeros a Andrómeda pasarían 28 años. Eso significa que cubrirían una distancia de 2 millones de años luz en menos de 30 años, por tanto viajan a una velocidad muy superior a la de la luz (dentro de su punta de vista, del interior de la nave). No sería eso una contradicción?
Especulacionez se escribe con s, ignorante. Latinoamericano tenías que ser… Vosotros con rezarle a la virgen de Guadalupe ya tenéis bastante. Nunca saldréis del tercer mundo.
La s y la z están próximas en el teclado del Pc. Puede haberse equivocado al escribir. Con todos los respetos hacia los latinoamericanos y hacia los que no lo son (como yo), creo que este tipo de comentarios no deberían permitirse en un blog como este.
No se si respondo correctamente a tu pregunta, para los viajeros a Andrómeda pasarían 28 años, pero la distancia recorrida para ellos no sería de 2 millones de años luz, sería muchísimo menor. Si viajaran a Andrómeda a la velocidad de la luz (lo cual es imposible ya que requiere energía infinita) en viaje de ida y vuelta, para un observador terrestre tardaría 4 millones de años en ir y volver y habrían recorrido 4 millones de años luz. Para ellos el viaje habría durado 0 segundos y habrían recorrido 0 metros.
Ok, Iñaki. Cierto; no me daba cuenta que el espacio también se modifica. Gracias.
Euribe Sanchez cuando ley el articulo se Harol w.el ingeniero de la NASA me emocione pero, después conseguí el tuyo y lo tomo en cuenta pero,serias capaz de dar alguna esperanza de como pudiéramos soportar el viaje probablemente creando un campo que repele los átomo de H
Creo haber entendido, tras la lectura del artículo, que existe un aumento relativista de la masa con la velocidad. Esto no es así y lo resumo junto con otras observaciones como sigue:
Es falso que la expresión
m = mo/sqr(1 – (v/c)²)
implique aumento de la masa con la velocidad, es decir si mo es la masa a la velocidad 0 (masa en reposo), sería m la masa a la velocidad v.
No existe pues tal pretendido aumento relativista de masa con la velocidad, lo que sí aumenta es la energía en la cuantía E/c².
Una expresión verdaderamente útil que zanja todas las indeterminaciones y fácilmente deducible es
E² = (moc²)² + (pc)²
válida para todo tipo de partículas. En concreto para una masa mo = 0, caso del fotón, encontraríamos E=pc para la energía y, p=E/c, para el momento.
El tener una partícula masa 0, como es el caso del fotón, implica necesariamente que su velocidad es c velocidad de la luz.
La transformación de Lorentz, fundamento de la Relatividad Especial, preconiza un tiempo propio nulo viajando a la velocidad de la luz. Por ejemplo «viajando a la par» de un fotón alcanzaríamos Neptuno en un instante; aunque matemáticamente fuese admisible, existen connotaciones de rechazo.
No es posible ir «viajando a la par» de un fotón ya que estaríamos en un sistema inercial en el que dicho fotón estaría en reposo respecto a nosotros mismos.
Por lo tanto, no existe ningún sistema inercial en el que la luz esté en reposo, es el gran marchamo relativista; carece pues de sentido llamar a mo masa en reposo, siendo necesario redefinir a mo simplemente como una característica de la partícula, su masa. En el caso del fotón sería mo = 0, y por lo que hemos comentado más arriba, no tiene ya sentido poner en ningún caso el subíndice sino simplemente m masa.
De aquí que la velocidad c de la luz es constante para sistemas inerciales moviéndose unos respecto a otros a velocidad constante. Para sistemas no inerciales la velocidad de la luz no será ya una constante.
Perdón pero no entendí nada, muchas palabrerías, mucho Gre,Gre,Gre para decir Gregorio
«Esto está bien si, por ejemplo, queremos viajar a una estrella cercana como Alpha Centauri, que se encuentra a 4 años-luz de aquí. Yendo a la mitad de la velocidad de la luz, la nave tardaría 8 años en llegar a la estrella y los tripulantes habrían experimentado además un viaje un 15% más corto, por lo que para ellos habrían transcurrido 7 años, más o menos.»
Es decir, han tardado 7 años en recorrer 8 años luz, pero como nada puede ir más rápido que la luz, la única explicación plausible es que el espacio se ha encogido en un 15%.
¿Se puede colegir de ello que para los fotones, cuando viajan con velocidad c, no existe el espacio? ¿Y cómo corolario, que tampoco existe el tiempo?
Por cierto, si un hamster gira en su nave como un loco alrededor de la habitación al 50% de c, ¿Qué fuerza centrífuga padecerá? Y esa fuerza, recordando el experimento mental einstiano del ascensor, ¿no implicará su reloj irá más lento -y no sólo será «visto» más lento que el del hamster que está quieto en el centro della habitación?