¿Se podrá viajar a los exoplanetas?

Por Daniel Julian Checa

¿La Relatividad? Pero si es muy fácil

Muchos entienden que según la Teoría de la Relatividad, en el mundo “todo es relativo”. Tiendo a creer que eso es cierto (viendo la universal involución en “valores” esenciales); pero en rigor de verdad, esa síntesis nada tiene que ver con lo que dijo Einstein.

"C" es la velocidad de la luz.

Vamos a tratar de centrarnos aquí, en el tema científico que tanta importancia tuvo en el siglo pasado. Claro, abordado en forma coloquial y de manera cualitativa.

Lo que Einstein dijo fue que la velocidad de la luz (en el vacío), es invariante para todos, sin importar que uno esté quieto o moviéndose a una velocidad determinada (uniforme, no acelerada), en cualquier dirección.

Es decir, la velocidad de la luz es la misma para cualquier observador que se mueva a velocidad constante.

Esto, intuitivamente, no es entendible.

Si yo estoy parado y a mi lado pasa un tren bala con las luces encendidas ¿no debería ir la luz más rápido para mí, que estoy quieto, que para el tren, que al fin y al cabo se está moviendo en su misma dirección? O en otras palabras, ¿no debería para mí la velocidad de la luz ser la de la propia luz respecto al tren más la del tren?

Arriba: Un robo en tren. La persona que dispara desde "A", la bala va a 100 mph (millas por hora). Como va sobre el tren, moviéndose con el ladrón, la bala lo alcanza a 100 mph. El tirador en B, como esta estático con respecto al tren, la bala llega al ladrón con 100 mph (la bala) menos 50 mph (la velocidad del tren).
Abajo: El asunto es completamente diferente a la velocidad de la luz (c). Tanto el disparo desde A y B llegan al ladrón a la velocidad "c", idenpendientemente de la velocidad del tren. 

La respuesta es que no, y ese es el asunto del que trata la Teoría de la Relatividad, debida a la genialidad de Einstein y que luego fuera trampolín de tantos avances científicos. Esos que constituyen hitos en el devenir del conocimiento humano.

Veamos algunas consecuencias:

Si para el supuesto tren bala que pasa a mi lado la velocidad de la luz de sus faros es la misma que para mí, que estoy inmóvil a su lado, eso significa que el tiempo no pasa igual para el tren que para mí. Para hacer más comprensible este importante concepto, vamos a exagerarlo.

Supongamos que en lugar de considerar un tren bala, se trata de una nave espacial viajando a la mitad de la velocidad de la luz, alejándose de la Tierra.

Pensemos que yo estoy en el obelisco (inmóvil para simplificar), a determinada distancia de la nave. La luz de la nave va a tardar un tiempo en llegar hasta el obelisco. Pero desde el punto de vista de los ocupantes de la nave, la luz también se está alejando del obelisco a la velocidad de la luz y el obelisco está a una determinada distancia y la luz tarda en alcanzarlo un tiempo. Pero si la distancia fuese la misma y se tardase el mismo tiempo que puedo medir yo, entonces la luz llegaría antes para la gente de la nave, y eso parecería no tener sentido.

La paradoja de los gemelos. Uno de ellos viaja en una nave espacial casi a la velocidad de la luz, el otro se queda en la Tierra. El tiempo del que va en la nave, transcurre mas lentamente del que se queda. Al regresar, para el de la nave pueden haber transcurrido 5 años, en cambio para el que quedo en Tierra, pasaron 50. Esta proporcion dependerá de la velocidad de la nave. Cuanto mas cercana a "c", mayor es la dilatación.

Para explicar esto, debemos decir que el espacio se acorta y el tiempo se frena, de modo que las cosas cierren para los ocupantes de la nave. El obelisco está ahí, la luz se aleja a la velocidad que le corresponde, recorre la distancia existente en el tiempo necesario y alcanza el obelisco a tiempo para constituirse en el mismo suceso que yo, observador inmóvil fuera de la nave, alcanzo a ver.

De este “arrugue” del espacio tiempo, sale la conocida “paradoja de los gemelos”, según la cual si uno de ellos se va en un viaje a velocidades cercanas a la de la luz, cuando vuelve, encontrará más viejo al hermano que dejó aquí, porque “su tiempo” (el del viajero), habrá transcurrido más despacio.

Sin esos extremos, existe suficiente evidencia experimental, en base por ejemplo a los relojes de los satélites que se mueven más rápido que nosotros y deben corregirse los efectos de este fenómeno, para mantener la coordinación con los observadores aquí en la Tierra.

En el eje vertical, la dilatación del tiempo, en el horizontal, la fracción de la velocidad de la luz. Nota que a bajas velocidades, casi no hay dilatación. Nota que aun a 150 mil km/seg. (0,5 c), la diferencia es minima. A altas velocidades, la dilatación puede ser tan alta, que podria recorrerse el Univeso completo en el período de vida de una persona.

También podríamos agregar que según la Relatividad General, los relojes en campos gravitatorios van más lentos cuanto más fuerte es el campo, pero complicaría el análisis sin aportar demasiado a lo que básicamente importa ahora señalar.

El gran tema concomitante, es que la velocidad de la luz constituya un límite físico. Esto es así porque para acelerar un objeto (digamos la nave espacial considerada anteriormente), hace falta invertir en ella una fuerza, pero cuanto más rápido va más fuerza hace falta invertir y menos conseguimos acelerarla, de manera que llegamos a esa velocidad como máximo. Pero sí,vamos frenando el tiempo.

Así, sería relativamente sencillo viajar en lo que podríamos definir como una máquina del tiempo, pero exclusivamente hacia el futuro, mediante un vehículo capaz de acelerar muchísimo y alcanzar una velocidad cercana a la de la luz. Entre que el espacio se encoje cuanto más rápido vamos y que el tiempo se frena, tenemos la clave del viaje de ida a los exoplanetas.

Claro, pagando el precio. Y sí, nada es gratuito....

Hay que saber que si nos alejamos, digamos, unos cuantos años luz de la Tierra; entonces cuando lleguemos al destino prefijado, supongamos para nosotros en “algunos” años, en nuestro planeta habrán pasado muchos más y probablemente no quede con vida nadie que conociéramos.

La historia de ciencia ficción "El planeta de los simios", juegan con este efecto. La nave supuestamente esta viajando a otra estrella, a casi la velocidad de la luz. Por un error, hace un viaje circular y regresa a la Tierra (los protagonistas no lo saben hasta el final). Han pasado cientos de años, y los simios mejorados geneticamente toman el control del planeta...... 

Es decir, si emprendemos la ida a algún tentador exoplaneta, deberemos hacerlo asumiendo que lo hacemos “quemando las naves” (en el lenguaje romántico pretérito del Perla Negra). Dejamos atrás un pasado que desaparecerá para nosotros en “cámara rápida”, en relación con la vivencia de nuestro tiempo en la nave, transcurriendo comparativamente en “cámara lenta”.

Y bueno, las cuestiones relacionadas con los conceptos cotidianos de espacio y tiempo, en nuestro mundo terráqueo habitual, desde luego son más asequibles e intuitivas.

Pero, frente a este nuevo horizonte espacial que por ahora al menos, le regala la ciencia a nuestra imaginación, tal vez debamos acostumbrarnos a jugar geométricamente. A definir distancias en función de tiempos, utilizando estos elementos básicos de la topología (espacio y tiempo), de una manera un tanto más compleja.

No digo que sea fácil, pero sí necesario pensar en distancias relacionándolas con la velocidad de la luz (algo más de tres millonésimas de segundo es lo que tarda la luz en recorrer un metro) y asociándolas al espacio pretendidamente conocido que consideremos recorrer.

¿Se entendió algo? Y,. . ., yo más o menos.

Arthur Eddington

Hay una anécdota muy simpática atribuida a Arthur Eddington,un contemporáneo de Einstein. Fue el primer astrónomo en buscar y encontrar pruebas que apoyaran su teoría. Cuando habida cuenta de la trascendencia de su trabajo, le comentaron que según Einstein, sólo había tres personas en el mundo que comprendían la Teoría de la Relatividad, este respondió bromeando que le dejaran pensar quién podría ser esa tercera persona.

Dado el tiempo transcurrido, ¿no podría ser usted?

De no ser así, hagamos en todo caso, juntos, el esfuerzo por comprender. Vale la pena. Aun sabiendo que no estamos hablando de factibilidad. Un viaje real tiene actualmente limitaciones temporales insalvables (tecnológicas y biológicas), pero la mente no.