El mundo visto desde la óptica relativista
Los estudiantes de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Aeronáuticos de la Universidad Politécnica de Madrid han tenido la oportunidad de profundizar en el conocimiento de la teoría de la relatividad de Einstein, ayudados por el profesor Miguel Hoyuelos, del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Univerisdad Nacional Mar del Plata (Argentina).
El profesor Hoyuelos colabora desde 2005 con el departamento de Fundamentos Matemáticos de la ETSI de Aeronáuticos de la Universidad Politécnica de Madrid en estudios referentes a la óptica no lineal, pero en esta ocasión acudía a la Sala Torres Quevedo para tratar la “Visualización de la Relatividad de Einstein” a un nivel divulgativo, y de la forma más sencilla posible.
La charla comenzó explicando por qué 2005 fue considerado el Año de la Física, pues en esta fecha se conmemora el centenario del denominado “año milagroso” de Einstein. Fue en 1905 cuando un joven científico, de nombre Albert, publicó cuatro escritos que cambiarían la forma de ver la física, pues de de ellos se derivarían las bases para la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad especial; el refuerzo de la teoría atómica y la famosa ecuación E = mc².
La velocidad de la luz como condicionante
Tras esta breve introducción para recalcar su importancia, Hoyuelos expuso la premisa que centró su intervención: “¿Cómo se vería el mundo si se pudiese viajar a una velocidad cercana a la de la luz (300.000 kilómetros por segundo) o si la velocidad de la luz fuese mucho menor (18km/h)?”
Para responder a esta cuestión, el profesor explicó dos conceptos, la relatividad especial y la óptica relativista. Para hacer entender la primera recurrió al libro de divulgación científica de Gamow, “El Señor Tompkins en el país de las maravillas” (1940). “Basándonos en dos postulados que sostienen que no es posible detectar el movimiento absoluto y que la velocidad de la luz en el vacío es constante, concluimos que la contracción espacial (las cosas a nuestro alrededor se ven comprimidas) y la dilatación temporal (las cosas a nuestro alrededor van a cámara lenta) son efectos reales, no se trata de un efecto óptico”.
En cuanto a la óptica relativista, cabe afirmar que “la forma, la posición y orientación de un objeto que se mueve a una velocidad cercana a la de la luz puede ser diferente de cómo se vería a velocidades más lentas”. Aparecen las deformaciones geométricas, debidas a la compresión angular y la distorsión por el retardo de la luz (rotación de Terrel) hasta nuestros ojos. E incluso los cambios en el color (efecto Doppler) y en la intensidad de la luz.
Mundo surrealista
Todo ello unido nos da la respuesta que se busca. El mundo, a esas velocidades tendría un aspecto surrealista. Algo que los estudiantes que atendían esta conferencia pudieron comprobar mediante unos vídeos generados por ordenador y realizados en distintas universidades. El último de ellos, una simulación de una excursión al sistema solar a bordo de una nave espacial, fue uno de los que más expectación y reflexiones generó.
En la vida cotidiana, estos efectos relativistas nos son imperceptibles. Tras la conferencia, nos damos cuenta de que las escalas espaciales y temporales dependen del sistema de referencia tenido en cuenta. Por ello, afirma el profesor Hoyuelos, “el mundo en el que vivimos es más extraño de lo que parece a primera vista”.
Para concluir, empleó unas palabras de Einstein que reflejan esa misma idea: “lo más hermoso que podemos experimentar es la sensación de misterio. Es la fuente de todo arte y ciencia verdadero”.