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.
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