En física, una buena forma de terminar una conversación es decir que algo se puede mover más rápido que la luz. La gente se aleja de ti en los cocteles; los amigos ya no te devuelven las llamadas. No es bueno meterse con Albert Einstein
Así que al ver una conferencia de prensa en la reunión de la American Astronomical en enero pasado sobre un fenómeno del cosmos que se produce más rápido que la luz, mi primera reacción fue decir “lo siento mucho, pero me tengo que ir ahora”.
Los astrofísicos han estado hablando del movimiento FTL (”Faster Than Light”, en inglés, “Más Rápido que la Luz”) durante años, pero siempre era un truco de la luz que daba la impresión de velocidad hiperlumínica, un detalle técnico en el movimiento ondulatorio, o una exótica consecuencia de la expansión del universo. Pero estos investigadores estaban anunciando una clase de truco muy diferente.
Dudoso como estaba, puse el comunicado de prensa en mi carpeta “necesita más análisis” y hoy finalmente decidí dar una mirada más precisa. Y lo que he encontrado es fascinante.
Los investigadores John Singleton y Andrea Schmidt de Los Álamos, y sus colegas, han construido una especie de alambre conductor en el que un pulso eléctrico puede superar la velocidad de la luz. Lo han logrado debido a que el pulso no es un proceso causal. No se propaga debido a que las partículas cargadas choquen entre sí, un proceso que está sujeto al límite de velocidad de Einstein. En cambio, un controlador externo mueve las partículas y las puede sincronizar para hacer que pase un pulso a través del alambre a cualquier velocidad que se desee. Las partículas son fichas de dominó en fila. Un proceso causal es el efecto dominó usual, en la que cada ficha golpea al siguiente; el dominó se mueve a su propio ritmo, determinado por su tamaño y el espaciado. Si usted derriba todas las fichas de dominó con la mano entonces sí se trata de un proceso no causal, las fichas de dominó se mueven tan rápido como usted las impulsa.
La foto muestra la primera versión del artefacto, el alambre conductor es el arco blanco arriba, y los controladores son las placas de circuito de abajo
Esta manera de quebrar la velocidad de la luz puede parecer puro bla-bla; después de todo, ningún objeto material rompe la barrera. Pero en el dominio de lo electromagnético, esto no importa. Sea cual sea el origen de un pulso en un alambre, involucra movimiento de una carga eléctrica y emite radiación electromagnética. La radiación se propaga hacia afuera a la velocidad de la luz, pero siempre es determinada por la velocidad de lo que la ha generado.
Cuando Singleton, Schmidt y el resto del equipo generaron pulsos menos rápidos que la luz utilizando su técnica, la radiación resultante fue muy parecida a la creada por los pulsos causales ordinarios. En los pulsos más rápidos que la luz, la radiación se véía igual a la radiación que se crearía si las partículas cargadas en realidad sobrepasaran la velocidad de la luz.
La radiación no sólo tiene una fuerte compresión en el espacio, también posee una fuerte compresión en el tiempo. Un pulso que originalmente lleva, digamos, 10 segundos para ser generado, se puede comprimir en 1 milisegundo, con todos los frentes de onda electromagnéticos apretados y juntos. La compresión en el tiempo causa que la radiación se extienda en una amplia franja del espectro electromagnético. Además, el enfoque proporciona un grado de amplificación, haciendo que la intensidad de la radiación no disminuya con la inversa del cuadrado de la distancia, sino con la inversa de la distancia.
Esta forma de enfocar podría ser útil para transmitir ondas de radio con una potencia mínima, pero el principal interés de Singleton y Schmidt es aplicar la idea a la astrofísica, en particular a los púlsares. Los astrofísicos creen que estos objetos son estrellas de neutrones hiperdensas que generan pulsos de radio al girar, de manera similar a un faro.
Pero no han logrado explicar por qué los pulsos son tan nítidos y por qué aparecen en un rango tan amplio del espectro. Singleton y Scmidt, basándose en un trabajo de Houshang Ardavan de la Universidad de Cambridge, argumentan que esas propiedades son consecuencia natural de corrientes eléctricas FTL impulsadas por el campo magnético de la estrella de neutrones. Por simples razones geométricas, más allá de cierta distancia de la estrella el campo barre a través de la atmósfera más rápido que la luz.
Los investigadores están aplicando ahora el modelo a otro misterio de la astrofísica: los estallidos de rayos gamma. Los astrofísicos suelen estimar la generación energética intrínseca en estos brotes utilizando la ley de la inversa del cuadrado, y los valores que obtienen caen fuera de límite en las tablas. Pero si están implicados los efectos FTL, la ley de la inversa al cuadrado haría sobreestimar la energía, y los astrónomos deberían utilizar la ley de la inversa directa.
Singleton dice que el principio básico de las corrientes FTL se remonta al físico inglés Oliver Heavside y el físico alemán Arnold Sommerfeldt en la década de 1890, pero que éste cayó en el olvido porque las teorías de Einstein no animaban a investigar fenómenos FTL, ni siquiera aquellas que evaden las restricciones de la teoría. Sólo he dado un vistazo a esta apasionante física, y recomiendo que lean los artículos sobre este tema, comenzando por éste: “La gente no cree en las cosas que se mueven más rápido que la luz”, dice Singleton. “Este es un campo completamente amplio e inexplorado”.
Fuente: Scientific American. Aportado por Eduardo J. Carletti
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