La velocidad de la luz es una de las constantes más importantes de la física. El astrónomo danés Olaf Roemer estimó por primera vez la velocidad de la luz en 1676. Sin embargo, el científico que estableció que era la luz la que marcaba el límite superior de la velocidad alcanzable en nuestro Universo, equivalente a casi 300.000 kilómetros por segundo, fue precisamente Albert Einstein. Y, sin embargo, según la misma teoría de Einstein, todo en este universo es relativo, incluido el movimiento. Esto, a su vez, nos obliga a hacernos una pregunta completamente lógica: ¿cuál es la velocidad del completo opuesto de la luz: la oscuridad?
Estamos lejos de ser los primeros en hacer esta pregunta, pero el portal Gizmodo decidió ahondar más en él y en esta ocasión recurrió a uno de los científicos, investigadores, teóricos, expertos en agujeros negros y física cuántica más respetados y famosos. Curiosamente, no todos tienen consenso sobre este tema. Algunos creen que la oscuridad puede tener la misma velocidad que la luz. Otros creen que puede ser infinitamente más lento. Otros están seguros de que todo dependerá del punto de vista desde el que se mire este tema.
George Masser
norte
Editor de las revistas Scientific American y Nautilus, autor de Creepy Action at Distance: A Phenomenon Redefining Space and Time. Importancia del fenómeno en la teoría del agujero negro, la teoría del Big Bang y la teoría del todo, así como la guía completa de la teoría de cuerdas para idiotas
“¿La velocidad de la oscuridad? La respuesta más simple es que la velocidad de la oscuridad es igual a la velocidad de la luz. Apague el sol y nuestro cielo se oscurecerá ocho minutos después de este punto. ¡Pero esa es una respuesta aburrida! ¡No realmente! Primero, lo que solíamos llamar la "velocidad de la luz" es la velocidad de propagación, y este no siempre es el factor decisivo. Una sombra que cae sobre un paisaje es proyectada por objetos. Y la peculiaridad de estos objetos, así como la distancia a ellos, determinará qué tan rápido caerá.
Por ejemplo, un foco de baliza giratorio ilumina su entorno a intervalos regulares. Sin embargo, la velocidad relativa de oscurecimiento del entorno aumenta con el aumento de la distancia al faro mismo. Si te alejas lo suficiente del faro, la sombra te alcanzará más rápido que la velocidad de la luz. Lo mismo ocurre, por ejemplo, con las estrellas de neutrones en el espacio. En otras palabras, en este caso, la velocidad de la luz solo significará un retraso. Incluso si la baliza está dirigida directamente hacia usted, no verá la luz de inmediato, pero con cierta demora. Sin embargo, esto no afectará de ninguna manera el curso de los eventos que verá, estando en su lugar.
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Pero, ¿existe siquiera la oscuridad? Más precisamente, hay un concepto, pero ¿hay un fenómeno en sí mismo? Incluso si "apagas" el Sol, la Tierra no se hundirá en una completa oscuridad impenetrable. La luz de las estrellas, las nebulosas e incluso el propio Big Bang iluminarán su cielo en este caso. El planeta mismo y todo lo que hay en él, incluidos nuestros cuerpos, también emiten luz. Y será visible en infrarrojos. Incluso si de alguna manera encontrara una manera de "apagar" el Sol, incluso entonces emitirá un cierto nivel de brillo casi para siempre. Para su siglo y para muchos siglos venideros, seguro que habrá suficiente. Es decir, mientras tengamos la oportunidad de ver, veremos. Ningún sensor óptico puede detectar la oscuridad total, porque incluso si no hay fuentes de luz cerca,las fluctuaciones cuánticas disponibles también producirán destellos de luz muy ligeros. O tomemos los agujeros negros, el más oscuro de los supuestos objetos. Incluso, son capaces de emitir un cierto porcentaje de luz, según algunas teorías. En física, a diferencia del ámbito de las relaciones interpersonales, la luz siempre "conquista" la oscuridad.
La oscuridad no es una categoría física, sino un estado relativo. Ni siquiera eso. Esta es una percepción subjetiva del estado. Los fotones pueden o no reflejarse, las células de la retina pueden desencadenar procesos de memoria, pero no pueden explicar la sensación subjetiva de oscuridad, así como las ondas no pueden ser representadas por nada más que nuestra experiencia de observar el color o el sonido. Nuestra experiencia subjetiva cambia de vez en cuando, pero las partes individuales de esta experiencia se encuentran fuera del tiempo. Y en este sentido, podemos decir que la propia oscuridad no tiene velocidad.
¿Qué es la velocidad en sentido general? ¿Y existe en absoluto? Presupone la presencia de un determinado espacio en el que se puede medir. Sin embargo, muchos científicos que trabajan con la física cuántica, un mundo donde los conceptos habituales de la física ordinaria a menudo se vuelven inútiles, creen que el espacio en sí es una de las derivadas de un nivel más fundamental de realidad, donde no existen conceptos como posición, distancia o lo mismo. velocidad.
Avi Loeb
Profesor de Astrofísica en la Universidad de Harvard, fundador de Black Hole Initiative (BHI)
“La materia atraída por el centro del agujero negro alcanza una velocidad cercana a la velocidad de la luz. Todo lo que caiga dentro del llamado horizonte de sucesos del agujero negro no tiene forma de escapar. Incluso la luz está sellada para siempre dentro del horizonte de eventos. Con esto en mente, los agujeros negros pueden verse como una especie de prisiones de oscuridad eterna. Pero este no es el caso.
Una estrella como el Sol puede espaguetizarse en una corriente de gas si pasa junto a un agujero negro masivo, como el que está en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, cuya masa es de 6 mil millones de masas solares.
Sin embargo, al caer en un agujero negro, la materia puede crear fricción entre sí y calentarse. El resultado final de esta fricción es la radiación. Si la tasa de acreción (el proceso de incremento de masa) es lo suficientemente alta, entonces la presión de la radiación saliente potencialmente podrá evitar que la materia circundante adicional caiga. Muchos de los agujeros negros más masivos del Universo, con la masa de miles de millones de soles, tienen las tasas de acreción más altas posibles.
norte
Neil DeGrasse Tyson
Astrofísico, Doctor en Física, escritor, divulgador de la ciencia, director del Planetario Hayden del Museo Americano de Historia Natural de Manhattan. Presentadora de la serie de divulgación científica "Espacio: espacio y tiempo"
“La velocidad de la oscuridad significa … ¿Considerando que la oscuridad misma es el resultado de la cesación de la luz? Si la velocidad de la luz está representada por una constante, entonces la velocidad de la oscuridad será exactamente la constante opuesta a la velocidad de la luz. Si la luz es un vector, tiene magnitud y dirección, entonces … hablando de su valor negativo, hablaremos de su dirección opuesta. La oscuridad en este caso es la dirección opuesta, no la directa. Yo diría que la oscuridad tiene el valor negativo opuesto para la velocidad de la luz.
Sara Caudill
PhD del Centro Leonard E. Parker para el Estudio de la Gravedad, Cosmología y Astrofísica, Universidad de Wisconsin-Milwaukee
“La fuerza gravitacional de los agujeros negros es tan grande que ni siquiera la luz puede escapar una vez que entra en el radio de su horizonte de eventos, límites invisibles que crean un punto sin retorno. Dado que los agujeros negros tienen una gravedad tan fuerte, las observaciones realizadas fuera de este fuerte campo gravitacional se verán influenciadas por el efecto de la dilatación del tiempo.
Supongamos que lejos del agujero negro hay un observador externo que ve un objeto luminoso caer dentro del agujero negro. Desde el punto de vista del observador, este objeto luminoso primero ralentizará su velocidad y luego "se apagará", volviéndose tan oscuro que será imposible verlo. El observador ni siquiera podrá ver cómo el objeto cruza el borde del horizonte de eventos.
Si miramos la situación desde el punto de vista de la materia que cae en este agujero negro. Imagínese ahora un agujero negro rodeado por una nube de gas brillante. Esta nube fue formada por una estrella desgarrada, pasando demasiado cerca de este agujero negro. Esta nube de gas aparecerá como un disco aplanado, también llamado disco de acreción. Entonces, el gas de este disco eventualmente será completamente absorbido por el agujero negro, pero esto no sucederá de inmediato.
El caso es que existe un límite de velocidad que depende de la fuerza de la presión de radiación del gas calentado, que resistirá la acción de la fuerza de gravedad interna del propio agujero negro. En última instancia, tan pronto como todo el gas sea absorbido por el agujero negro, su tamaño aumentará. Por ejemplo, si tomamos un agujero negro, cuya masa inicial será 10 veces la masa de nuestro Sol, y la velocidad de su acumulación de masa alcanzará su límite máximo (el llamado límite de Eddington), entonces en aproximadamente mil millones de años la masa de este agujero negro alcanzará una masa de 100 millones. veces excediendo la masa de nuestro Sol”.
David Reice
Supervisor Científico del Observatorio de Ondas Gravitacionales Interferométricas Láser (LIGO)
“Básicamente, todo dependerá de si eres la materia que está siendo absorbida por el abismo interminable de un agujero negro, o estás lo suficientemente lejos de la escena y eres un observador impasible del evento de que alguien o algo más caiga en este mismo abismo. Si tiene mala suerte y está en primer lugar, la velocidad será muy alta. Lo más probable es que hablemos de indicadores cercanos a la velocidad de la luz.
Si te encuentras en el lugar del segundo y estás lo suficientemente lejos del agujero negro, entonces la velocidad con la que la materia será absorbida por el agujero negro te parecerá notablemente reducida debido al efecto de la dilatación del tiempo gravitacional. Según él, el "reloj" bajo la influencia del campo gravitacional va más lento y bajo la influencia de un campo gravitacional muy fuerte, incluso más lento, lo que será cierto solo con el acercamiento al horizonte de eventos del agujero negro.
Con bastante lejos me refiero a que en su sistema de coordenadas local permanecerá estacionario en relación con el agujero negro (es decir, no se sentirá atraído por él) y su sistema de tiempo local no se verá influenciado por el campo gravitacional de este agujero negro. En este caso, para una persona que está más allá de la influencia del agujero negro, parecerá que el objeto o la materia se moverá hacia el horizonte de eventos del agujero negro durante un tiempo infinitamente largo.
Nyayesh Afshordi
Astrofísico del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Waterloo y Jefe del Departamento de Cosmología y Gravedad del Instituto Perimetral de Física Teórica de Canadá
“¡Creo que la velocidad de la 'oscuridad' es infinita! En la física clásica, bajo el concepto general de oscuridad del espacio, solo se puede considerar un vacío vacío. Sin embargo, gracias a la mecánica cuántica, sabemos que de hecho no existe oscuridad ni espacio vacío. Incluso si le parece que no hay fuentes de luz que podamos ver, esta fuente puede ser fluctuaciones de campos electromagnéticos. Incluso dentro de las ondas gravitacionales que atraviesan el espacio-tiempo y que el laboratorio LIGO descubrió recientemente, estas fluctuaciones cuánticas deben estar presentes.
El problema es que el nivel de gravedad en esta onda cuántica es infinito. En otras palabras, actualmente no existe una teoría convincente de la gravedad cuántica con la que la mayoría de los científicos estén de acuerdo. La respuesta necesaria a la pregunta puede estar oculta en la posibilidad misma de la velocidad de la "oscuridad", es decir, las ondas cuánticas alcanzan un valor infinito (o se vuelven arbitrariamente grandes), especialmente a pequeña escala y por un corto período de tiempo. Por supuesto, esto es solo una suposición, pero me parece que esta es una forma efectiva de comprender el principio y la esencia del Big Bang, los agujeros negros, la energía oscura y la gravedad cuántica ".
NIKOLAY KHIZHNYAK
