Anilandro escribió:... pero alguien se ha preguntado del "porqué" de dicha velocidad. ¿Porqué la radiación electromagnética viaja a esta velocidad y no a otra distinta? La velocidad de los fotones en el vacío (el supuesto vacío) parece un límite que hasta ahora no se ha podido violar y que utilizamos como punto de referencia, pero ¿está este límite en el propio fotón o en un entramado invisible que establece sus condiciones de propagación? ...entonces llegamos otra vez al famoso "éter lumífero", cuya existencia desmintió el experimento de Michelson-Morley ...pues bien, no lo llaman "éter" pero sí espacio-tiempo, con supuestas características físicas que según Einstein pueden variar con la concentración de masa y afectar a la velocidad de la luz.
Querer encontrar la razón, fuera de las ecuaciones y de los experimentos, por la que las ondas electromagnéticas viajan a la velocidad a la que lo hacen es querer creer que la naturaleza ha de funcionar de forma que nuestro humano razonamiento sea capaz de comprender. No recuerdo ahora mismo quién fue, pero alguno de los padres de la física moderna dijo algo parecido a que la naturaleza no sólo es más compleja de lo que nos imaginamos, sino de lo que podemos nunca llegar a imaginar. Así que suele aceptarse que basta con describir el funcionamiento de forma suficientemente precisa y marcarnos sólo como un objetivo muy secundario el entender por qué o las causas que hacen que eso sea así.
La velocidad de la luz se puede medir con bastante precisión. El suponer que no puede superarse proviene de las ecuaciones, que establecen ese valor como un límite asintótico para las partículas con masa, es decir al que nos podemos acercar, pero que nunca se alcanza. Sólo las partículas sin masa pueden tener esta velocidad. Al tratarse de un límite matemáticamente inalcanzable, siempre podemos dudar de si las ecuaciones seguirán siendo válidas indefinidamente a medida que nos acercamos y de si la realidad física es también inalcanzable. Si alguna vez se consigue, bastará con modificar las ecuaciones para que reflejen tal hecho, pues éstas sólo pretenden resumir los resultados que realmente se obtienen en el laboratorio.
Los límites matemáticos no suelen poder traducirse literalmente a la física. Por ejemplo, las matemáticas dicen que cualquier condensador que se conecta a una pila tarda en cargarse un tiempo infinito, pero todos sabemos que pueden bastar unos milisegundos para que lo haga. Entonces, en este caso, la interpretación correcta es que las ecuaciones no son válidas para pretender calcular el tiempo que tarda en cargarse completamente, sino entender que nunca podrá superar el valor del generador al que está conectado, aunque pase un tiempo infinito. Y las ecuaciones nos sirven para hacer muchos cálculos y describir el comportamiento real de los circuitos siempre que no pretendamos calcular cuándo o cómo superar dicha tensión.
Otro límite sobre el que tampoco suele haber excesiva dificultad en aceptar es el de la temperatura termodinámica nula. Por alguna razón nos resulta más intuitivo que la temperatura nunca pueda alcanzar el valor cero que el que la velocidad no pueda alcanzar el valor c. Aunque matemáticamente es casi lo mismo, físicamente parece más fácil imaginar una cosa que la otra.
Matemáticamente, la velocidad de la luz es la máxima posible siempre que se cumplan las transformaciones de Lorentz, que indican cómo son las leyes físicas para un observador, conocidas la forma que tienen para otro. Estas transformaciones vienen de las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo e imponen la velocidad de las ondas electromagnéticas y, como tal, la de la luz. Einstein supuso que la naturaleza no puede comportarse de dos formas distintas, de forma que para los movimientos electromagnéticos fuesen válidas las transformaciones de Lorentz y para los movimientos mecánicos las transformaciones válidas fuesen las de Galileo. Y viendo que para bajas velocidades las dos eran coincidentes y que para muy altas velocidades, sólo eran válidas las de Lorentz, adoptó estas últimas como válidas para todo. Y así quedó establecida la velocidad de la luz idéntica para cualquier observador y como un límite inalcanzable, excepto por aquello que no tenga masa. Los experimentos parecen corroborarlo. ¿Por qué la Naturaleza se comporta así? Puede ser que exista una causa que podamos entender pero que aún no hemos descubierto, puede ser que la causa sea incomprensible para nuestra forma de pensar que habría evolucionado para entender sólo las cosas tal como se observan a nuestra escala, o puede que no exista causa.
Como comentario extra añado que un error bastante frecuente es creer que las teorías actuales prohíben la existencia de velocidades superiores a la de la luz en el vacío. No es que no puedan existir velocidades mayores. La teoría lo que dice es que nada, ningún objeto, señal o energía se puede mover a mayor velocidad, en el espacio que conocemos. Pero sabemos (creemos) que el propio espacio experimenta en zonas alejadas, velocidades superiores. Es la forma en que explicamos que el espacio sea plano (en 3D), se expanda de forma acelerada, y que dé la impresión de que ocupamos exactamente el centro del Universo. Todo esto se desprende de las medidas realizadas hasta el momento y para poder explicar estas medidas, lo único que hemos tenido que inventar es la existencia de una ‘energía oscura’ que no tenemos ni idea de qué puede ser, pero que nos permite dar sentido a la expansión acelerada del Universo sin necesidad de cambiar la explicación del resto de los fenómenos macroscópicos y microscópicos observados hasta el momento.
Un saludo
