MUCHO MÁS RÁPIDO QUE LA LUZ
Pedro J. Hernández

MUCHO MÁS RÁPIDO QUE LA LUZ
Por: Pedro J. Hernández (phgt@correo.rcanaria.es)

En un artículo aparecido recientemente en este mismo boletín (El Escéptico Digital 2001 nº 31), Javier Armentia especulaba con algunas posibilidades para viajar más rápido que la luz. Me gustaría aclarar brevemente cómo la posibilidad de viajar más rápido que la luz podría ser una cuestión más de semántica que de física.

Un simple experimento: observando una Luna superrelativista.

Una de las consecuencias fundamentales de la Teoría especial de la Relatividad (TER) es que ningún cuerpo material puede ir tan rápido como la luz en el vacío. ¿Significa eso que no podemos observar nada que se mueva a más de 300,000 km/s?.

Hagamos un experimento sencillo. Salga el lector una noche de luna y espere a que ésta se encuentre cerca del horizonte. Entonces piruetee dando vueltas sobre sí mismo a razón de digamos 1 vuelta cada 2 segundos. Verá por supuesto cómo la Luna dará una vuelta alrededor de su cabeza cada 2 segundos. Pero la Luna se encuentra a unos 380,000 km de distancia y tendrá que recorrer todo un arco de circunferencia de unos 2 400 000 km en sólo dos segundos, lo que implica una velocidad de 1 200 000 km/s: ¡unas cuatro veces la velocidad de la luz!.

Alguien podría argumentar acertadamente que la TER parece tratar con sistemas inerciales, es decir, aquellos que se mueven con velocidad constante unos con respecto a otros y que al piruetear de esa manera nos hemos situado como observadores en lo que se denomina técnicamente un sistema de referencia no inercial, es decir, un punto de vista desde el que sentimos aceleraciones de algún tipo, siendo en este caso de tipo centrífugo. Entonces parecería que estaríamos fuera del marco de validez de la Teoría.

Sin entrar en discusiones tediosas ni detalles técnico, en la Teoría General de la Relatividad (TGR) se puede generalizar perfectamente el tratamiento de sistemas de referencia no inerciales y reformular -de manera informal y en términos sencillos en este caso- nuestro principio de velocidad límite de la siguiente manera: “cualquier objeto que trate de echarle una carrera a la luz para ir de un punto a otro siguiendo el mismo camino que ésta siempre terminará por perder”.

El lector puede darse cuenta inmediatamente que, por muy rápido que piruetee, nunca podrá observar a la Luna adelantar a un rayo de luz que se mueva en sus inmediaciones, respetándose perfectamente el enunciado anterior.

Cómo viajar 26 años luz en medio minuto

La TGR introduce un nuevo formalismo en el que la gravedad es tratada como una propiedad geométrica del espacio-tiempo. En esta imagen geométrica, si uno se es capaz de imaginar por analogía una sección bidimensional de una región del espacio con forma de taza de café, el asa sugeriría una posibilidad análoga denominada agujero de gusano. Un agujero de gusano no es más que un camino alternativo que conecta dos regiones del espacio. Los agujeros de gusano son soluciones de las ecuaciones de campo de Einstein descubiertas ya desde 1916, poco después de que Einstein publicara la TGR. Como en Relatividad el espacio y el tiempo son entidades inseparables, los agujeros de gusano, en caso de existir, también podrían ser utilizados en principio como máquinas del tiempo.

Como hiciera Eleanor Arroway -la heroína de la novela de Carl Sagan Contact- uno podría abrir una boca del agujero de gusano en La Tierra y viajar por un camino alternativo hasta la estrella Vega saliendo por la otra boca del agujero de gusano. Teniendo en cuenta que Eleanor fue a Vega situada a 26 años luz y volvió en unos meros 30 segundos terrestres, ¿viajó mucho más rápido que la luz?. La respuesta es que no. Según nuestro criterio, Eleanor nunca podría ganar una carrera a un rayo de luz que se hubiera introducido con ella en el agujero de gusano. Por supuesto, el viaje de Eleanor le ahorra un buen tiempo con respecto al camino alternativo de un viaje normal a Vega, pero aunque el concepto sea más espectacular no es muy diferente al de tomar un simple atajo.

¿Podría entonces uno imaginar un lejano futuro con una red de agujeros de gusano que se usaran a modo de metro interestelar?. La respuesta es que nadie lo sabe. No existe actualmente ningún experimento u observación que haya contrastado las predicciones de las ecuaciones de campo de Einstein en las condiciones que requiere la formación de un agujero de gusano. Por otro lado, desde el punto de vista teórico, la situación es compleja y existen ciertos problemas conceptuales con el hecho de que los agujeros de gusano puedan comportarse como máquinas del tiempo y con el hecho de que no se comprenda bien la influencia de los efectos cuánticos sobre las propiedades de los agujeros de gusano. De hecho, estos efectos son imprescindibles para cambiar las propiedades topológicas del espacio con objeto de que puedan aparecer agujeros de gusanos. Las primeras tentativas de cálculo, sin embargo, parecen provocar una destrucción tremendamente rápida del agujero de gusano después de su formación (Thorne 1994). La formación de un agujero de gusano depende además de la existencia de un tipo de materia exótica con densidad de energía negativa que nunca ha sido observada en los laboratorios, siendo de momento sólo una elucubración teórica. La propuesta del físico teórico Miguel Alcubierre de crear una especie de burbuja de espacio-tiempo enrollado sobre sí mismo sufre exactamente de los mismos problemas.

Para más información:
Baez, John y colaboradores. 1992-1998. Usenet Relativity FAQ http://math.ucr.edu/home/baez/physics/relativity.html
Thorne Kip S. 1994. Agujeros negros y tiempo curvo. Crítica. 1995