¿es posible ir mas rápido que la Luz???

Supongamos el siguiente caso:

En un tren, que esta viajando a 200 km/h, se a colado una mosca la cual esta volando libremente por el interior del vagón, posándose en los equipajes. La mosca puede alcanzar una velocidad de vuelo de unos 10 km/h (velocidad a la que la ven pasar los pasajeros). 

Cuando la mosca esta parada en el equipaje de una señora, un (muy buen) observador que se encuentra fuera del tren, mide que la velocidad de la mosca en este momento es la misma que la del tren, osea 200 km/h. Si en ese momento la mosca comienza a moverse en la dirección en la que viaja el tren, los pasajeros la ven moverse a 10 km/h y el observador mide que su velocidad es de 200+10 km/h,  210 km/h. Si esta se mueve en la dirección contraria del tren el observador medirá que se mueve a 200-10 km/h, 190 km/h.

Hasta aquí la situación es muy simple. Si en un objeto que viaja a una velocidad vemos moverse otro objeto en la misma dirección que el primero, su velocidad será la del primer objeto mas la del segundo. Y si se mueve en dirección contraria la del primero menos la del segundo.

¿Pero que pasa cuando las velocidades de los objetos son cercanas a la de la luz?

Para responder a esta pregunta vamos a suponer que en el tren un niño juega con un puntero láser, molestando a otro niño que esta en la parte delantera del vagón. El observador que se encuentra fuera del tren podrá suponer que la velocidad que tiene la luz del puntero será 200km/h más la velocidad de la luz, que denominaremos como C. Pero cuando mide la velocidad comprueba que esta es la misma que la luz.

Para velocidades cercanas a la luz la primera experiencia no se cumple.

¿Por qué ocurre esto?

Esto ocurre porque la velocidad de la luz es constante, independientemente de los sistemas de referencia. Y porque no se puede alcanzar la velocidad de la luz en el vacío.

Que C es constante fue demostrado a finales del siglo XIX por Edward Michelson y Albert Abraham Morley. Que idearon un experimento para medir la velocidad de la luz.

Para explicar el porque la velocidad de la luz en el vacío no se puede superar, hay que echar un vistazo a la mas famosa ecuación de la relatividad de Einstein: E²-p²c²=m²c⁴ o en su forma mas conocida E=mc², para objetos que tienen un momento despreciable o nulo. Estas ecuaciones han sido corroboradas en miles de ocasiones, con diferentes experimentos y observaciones en la naturaleza, la tecnología GPS se basa en la relatividad de Einstein.

Por lo que un objeto que quiera alcanzar la velocidad de la luz, con una masa constante debería alcanzar un momento (p) infinito y aquí es donde viene la paradoja, porque la fuerza que habría que aplicar para que el objeto llegase a estas velocidades viene determinado por la ecuación F=dp/dt. Habría que aplicar una fuerza infinita para conseguirlo y esto es claramente imposible.

A 134 años del nacimiento de Albert Einstein

El 14 de marzo de 1879 (3.14 para quienes crean en estas coincidencias matemáticas), nació uno de los físicos más importantes del siglo XX, Albert Einstein. De origen judío, alemán de nacimiento, nacionalizado suizo y finalmente estadounidense. En 1905, cuando apenas contaba con 26 años, siendo un físico desconocido, empleado de la Oficina de Patentes en Berna, Suiza, publicó su teoría sobre la relatividad especial. En ella incorporó, en un marco teórico simple fundamentado en postulados físicos sencillos, conceptos y fenómenos estudiados antes por Henri Poincaré y por Hendrik Lorentz. Como una consecuencia lógica de esta teoría, dedujo la ecuación de la física más conocida a nivel popular: la equivalencia masa-energía, E=mc². Ese año publicó otros trabajos que sentarían bases para la física estadística y la mecánica cuántica.

En 1915, Einstein presentó su teoría de la relatividad general, en

la que reformula el concepto de gravedad. Esto produjo como consecuencia que naciera la cosmología, que es el estudio científico del origen y evolución del Universo. En 1919 se confirmaron las predicciones de Einstein en el eclipse solar de 

ese año, por parte de científicos británicos, sobre la curvatura de la luz. Einstein desde entonces se convirtió en un icono popular de la ciencia y se volvió mundialmente famoso. Pocos físicos han llegado a permear en la cultura popular como él (sino vean la cantidad de imágenes de Einstein con frases que probablemente jamás dijo, en Facebook).

Curiosamente, Albert Einstein no recibió el Premio Nobel por la teoría de la relatividad, sino por su trabajo sobre el efecto fotoeléctrico, en 1921. Aparentemente la Academia Sueca no estaba segura de la veracidad de la teoría de la relatividad y prefirió no arriesgarse a dar un premio Nobel a una teoría que pudiese ser equivocada.

Cuando el nazismo empezó a ser preocupante, Einstein abandonó Alemania en 1932 y se dirigió a los Estados Unidos, donde trabajó en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton en donde fue profesor. En 1940 se nacionalizó ciudadano norteamericano y sus últimos años se concentró en integrar en una misma teoría la fuerza gravitatoria y la electromagnética. Murió el 18 de abril de 1955 en Princeton, Nueva Jersey, Estados Unidos.

A Einstein se le considera el padre de la bomba atómica, pero está lejos de ser cierta esta aseveración. Como muchos científicos, vivió en uno de los más terribles años de la humanidad: la Segunda Guerra Mundial. Einstein escribió el 2 de agosto de 1939 una carta al Presidente Roosevelt, indicando la posibilidad de usar Uranio para crear una bomba atómica. Ya para Einstein era claro, por los trabajos de colegas en Europa, que Hitler bien podría buscar una bomba de esa naturaleza y esto no era un temor infundado.

La carta de Einstein disparó el desarrollo norteamericano por ser el primer país en lograr una bomba de esta naturaleza. Sin embargo, Einstein fue un pacifista y luchó toda su vida contra el armamentista  Hoy se cumplen 134 años de su nacimiento.

¿Sexto estado de la materia? / Condensado fermiónico

Una nueva forma de materia se ha agregado a los sólidos, los líquidos, gases, el plasma y el condensado Bose-Einstein (creado en 1995): El condensado fermiónico, que puede ser muy útil para generar electricidad.

Esta nueva materia fue creada en laboratorio y se trata de una nube de átomos de potasio congelados que han sido llevados a un estado en el que se comportan de manera extraña.

"Lo que hemos hecho ha sido crear una nueva y exótica forma de materia", dijo Deborah Jin, de la Universidad de Colorado en Estados Unidos.

Para crear el condensado, los científicos enfriaron gas de potasio hasta una billonésima de grado por encima del cero absoluto, que es la temperatura en la que la materia para de moverse.

Los investigadores confinaron el gas en una cámara al vacío y utilizaron campos magnéticos y luz láser para manipular los átomos de potasio, emparejándolos y formando el condensado fermiónico.

Superconductor

"Si uno tiene un superconductor que le permite transmitir la electricidad sin pérdida de energía ha logrado empollar la gallina de los huevos de oro".
Deborah Jin, Universidad de Colorado

Jin señaló que su equipo logró obtener un gas súpercongelado que es considerado como el paso inmediato anterior para lograr un superconductor -que permite conducir electricidad sin perder parte de la energía, como sucede con los conductores tradicionales.

"Si uno tiene un superconductor que le permite transmitir la electricidad sin pérdida de energía ha logrado empollar la gallina de los huevos de oro", señaló Jin.

"Actualmente, alrededor del 10% de toda la electricidad que se produce en Estados Unidos se pierde al ser transmitida. La electricidad, invariablemente, calienta los cables y al generar calor pierde parte de su energía, lo que no beneficia a nadie", agregó.

La científica señaló que si se logran crear superconductores basados en esta nueva materia, será posible fabricar trenes levitados magnéticamente.

"Una vez que (los trenes) estén libres de la fricción a la que están sometidos, podrán levitar a muy altas velocidades a lo largo de las líneas de transmisión de electricidad, utilizando una fracción de la energía que usan actualmente", explicó.

Un tiempo Planck...

El tiempo de Planck es una unidad de tiempo considerada como el intervalo temporal más pequeño que puede ser medido.

Cuando menos alguna vez en la vida la mayoría de las personas ha  realizado el siguiente ejercicio mental: ¿Qué pasaría si tomamos un segundo y lo dividimos en la mitad (es decir, en medio segundo), y después hacemos lo mismo para obtener un cuarto de segundo, y lo seguimos dividiendo más y más, llegando hasta posiblemente el infinito?

Éste es uno de esos ejercicios que sin duda ponen a prueba no sólo la imaginación, sino los límites de la capacidad mental. A simple vista el ejercicio aparenta tener una solución sencilla, pues si alguien pregunta ¿y dónde termina esto? la respuesta más obvia es decir: "nunca", ya que el tiempo simplemente se volvería más corto.

Sin embargo, hay un límite conocido, llamado Tiempo de Planck (Planck Time), y es la unidad de tiempo más corta que se puede "medir" o, más específicamente, que puede tener sentido.

Para entender el Tiempo Planck hay que examinar primero un concepto relacionado, la Longitud Planck. Similar al tiempo, que se puede hacer un ejercicio mental en donde se tome un metro y se  divida en la mitad y así sucesivamente, preguntándose una vez más hasta dónde se llega, si hay un final o no, o si todo continúa hasta el infinito.

Pues similar al Tiempo Planck, existe un límite de distancias al que se le llama el Planck Length o la Longitud Planck que, según los cálculos en la Mecánica Cuántica es la distancia más pequeña que "tiene sentido" en el mundo cuántico.

Habiendo dicho esto, el Tiempo Planck es entonces el tiempo que le tomaría a un fotón de luz viajando a la velocidad de la luz recorrer una distancia igual a la Longitud Planck (es decir, la longitud más corta que un fotón puede viajar en este Universo).

Este lapso de tiempo se conoce con mucha precisión y es exactamente igual a 10-43 segundos, o en términos más familiares un 0.0000000000000000000000000000000000000000001 segundo.

Esto no significa que no existan otras cosas que se compongan de otras más pequeñas que se pueda medir, sino que estas son las más pequeñas que se conoce en el Universo tal cual se perciben y se puede cuantificar.

Para obtener mas información acerca de este tema el libro  "El Universo Elegante - Supercuerdas" de Green, Brian... ayudara mucho,,,,