Probablemente casi todo el mundo que le guste minimamente la ciencia, o sea minimamente curioso, ha escuchado sobre el típico argumento de que "nada en el universo puede superar la velocidad de la luz", que "es la velocidad máxima que cualquier cosa puede alcanzar en el universo". Una parte de la gente acepta sin más este argumento, por que saben que es una ley física. Pero los más avispados y curiosos que no se conforman con esta simple ley, siempre se preguntan "¿Por que no se puede superar la velocidad de la luz?". Hoy, vengo a explicaros el porqué de esta ley física.
Primero que nada, debemos entender un concepto con el que sin darnos cuenta, estamos totalmente familiarizados. Me refiero a una de las propiedades más, o probablemente, la más fascinante de la materia. Esa propiedad es la que conocemos como masa.
Concepto de masa
La masa se define como la resistencia que opone un cuerpo a cambiar su estado de reposo o movimiento. Es decir, para que lo entendamos mejor. Imagina que estas flotando en el espacio, y tienes una manzana, y un asteroide del tamaño del Everest. Si empujas la manzana, tu ni te moverás y la manzana comenzara a moverse hacia donde la empujaste. Es decir, tu tienes más masa que la manzana. Sin embargo si hacemos lo mismo con este asteroide, el mismo ni se moverá, y seras tu el que comenzará a moverse hacia atrás. El asteroide opone muchísima más resistencia que tu a moverse, por lo tanto, el asteroide tiene más masa.
Probablemente no sepas que relación tiene esto con la velocidad de la luz, pero poco a poco, cuando salgas de este post, conocerás una importante curiosidad que muchos desconocen.
Pero ahora la pregunta es, ¿por que la materia tiene masa? es una pregunta que debemos respondernos, para entender el porqué de la cuestión que nos planteamos en este post. Esto se debe a un campo que ocupa todo el universo como si fuera un océano, el llamado "campo de Higgs".
Concepto de "Campo de Higgs"
El campo de Higgs es, como he dicho anteriormente, un océano que ocupa todo el universo al completo. Un océano formado por unas partículas conocidas como Bosones de Higgs. La masa es una consecuencia de la interacción de las partículas con este campo, es decir, que a más interacción con este campo, más masa tendrá la partícula. Al principio del universo, en las primeras millonésimas de segundos del universo las partículas se movían a la velocidad de la luz, hasta que unas millonésimas después apareció este campo, que brindó masa a las partículas, ralentizandolas. Por eso que los fotones (los que forman la luz) al no interactuar en absoluto con este campo, no tienen masa. En cambio partículas como el electrón, o los protones(formado este por quarks) si interactuan, y como consecuencia, tienen masa.
Y ahora, después de conocer estos conceptos, vamos a responder a la pregunta del millón, ¿porque no se puede superar la velocidad de la luz?
Imaginemos al campo de Higgs de nuevo como un oceano. Los fotones son peces tan hidrodinamicos que no interactuan con el campo, por lo tanto, alcanzan la velocidad de la luz sin problemas.
Pero si estamos nosotros dentro del oceano, y movemos la mano abierta lentamente, la moveremos sin apenas problemas. Si la movemos más rapido, nos costara más moverla. Si lo hacemos aún más rápido, necesitaremos mucha mas fuerza y nos costará más.
Pues aquí, esta la respuesta a nuestra pregunta. Cuanto más velocidad lleve una partícula, un cuerpo, etc, más interactuará con el campo de Higgs y por lo tanto, ganará masa, y por ende, cada vez le costará más aumentar de velocidad. Cuando nos acercamos a la velocidad de la luz, la masa se eleva hasta el infinito, lo que seria por lo tanto, infinita resistencia a subir de velocidad (a cambiar su estado de movimiento, como dicté anteriormente). ¿Conclusión? No podrá superar la velocidad de la luz (ni alcanzarla estrictamente), por que ya no podrá aumentar más su velocidad.
Sin duda, es un tema que puede dar muchísimo que pensar, que puede llegar a escaparse a nuestra comprensión, pero es a la vez fascinante. Espero que aquí hayais encontrado esa respuesta que tanto ansiabais los curiosos que se cuestionaban esta ley fisica, la de que "nada puede superar la velocidad de la luz". Un saludo, espero que os haya gustado, y nos vemos en el próximo post.